宁德时代联合百度飞桨优化质检流程 构建质量保障防线
中国能源正在进入高质量发展新阶段,新能源汽车产业热度不减。在能源生产和利用方式发生重大变革的当下,新能源汽车中最重要的三大核心技术之一——动力电池在迎来巨大发展机遇的同时,也面临着更高的要求。
宁德时代新能源科技股份有限公司(CATL或宁德时代)作为行业领头羊,选择智能化路径来优化其研发制造流程,联合百度飞桨开源深度学习开源平台,优化升级其原有的电池缺陷质量检测产线,整体产品检测准确率实现跃升,为动力电池质量的保障筑起智能防线。
十亿分之一的产品瑕疵率?宁德时代的新挑战
宁德时代是2011年成立的科技制造企业,根据SNE Research统计自2017年起,宁德时代的动力电池使用量连续四年排名全球第一。作为行业龙头,宁德时代没有满足于已取得的成绩。自2019年起,宁德时代敏锐意识到用工困难、人力成本高、外部环境变化强等潜在挑战,看到了产业智能化升级的重要价值,进而投身于深度学习的技术研究,并尝试将其应用到提升动力电池质量检测的速度及准确率上。
在新能源车领域,电池生产环节中,金属焊接产生的颗粒是否掉在表面、有没有漏涂、焊接工艺是否一致等,是每个工序之后必需要检测的细节,检测总监控参数超过3000个。动力电池的质量极为关键,一旦出现瑕疵,在终端市场上如果没有其他系统设计辅助,会导致重大财产安全问题。因此,宁德时代对电池瑕疵检测的要求从百万分之一提高到了十亿分之一。
业界传统检测方式基本是人工用明眼去看,不同产线各个方面要求也不一致,每个标准都需要人工一一确认,整体流程极其复杂、低效。面对十亿分之一的要求挑战,宁德时代不仅应用了传统机器视觉的策略,更基于飞桨开发了基于深度学习的更智能的检测策略。
在新的应用当中大量运用迁移学习、监督学习等AI相关技术,将各条线上的人工经验快速应用以敏捷判定检测是否合格。但实际的业务上线,对人工智能算法的模型精度和速度十分苛刻,这也引发了宁德时代在AI与产业融合道路上更深层次的思考。
多线部署 飞桨助力提升“品控视力”
怎样的人工智能技术能更好实现业务需求?宁德时代开始寻找更为契合的合作伙伴。经过对多个国内外深度学习框架和平台的体验和评估之后,宁德时代最终选择了百度飞桨。
飞桨开源开放的属性和提供的算法、全流程开发工具PaddleX都集成了时间沉淀下来的产业实践经验,极大降低了企业应用深度学习技术进行产业落地的难度,更保障了企业的知识产权及数据安全,给宁德时代留下了深刻的印象,在应用中也收获了显著的效果和良好的体验。
同时,拥有众多传统工业、传统机械背景工程师的宁德时代也非常看重深度学习平台对中文的支持匹配,百度飞桨作为国内首个自主研发、功能完备、开源开放的产业级深度学习平台,十分契合宁德时代的需求。
在提供开发平台的基础上,飞桨建立起与宁德时代的交流群,全方位助力宁德时代提升解决产业实际问题的效率。谈起百度飞桨,宁德时代智能制造部部长、电池管理系统部部长张伟特别强调:“在中国,百度是拥有最强实力的人工智能公司,百度飞桨在助力企业智能化转型方面更多考虑了构建生态。”
宁德时代的产品质量稳定性之所以在国际上处于领先地位,与其严格的品控技术不无关系:电池在产线上缺陷漏检率小于1DPPB;生产流水线上,对检测速度的要求也是几近极限,单张产品图像缺陷检测的平均时长要低于2毫秒。
为了达到以上标准,宁德时代的算法工程师和百度飞桨的工程师投入了大量的努力。而为了不漏掉任何一种缺陷,工程师们仔细分析数据特征并优化模型,针对产线环境进行优化,以及和原有产线流程打通。
宁德时代通过百度飞桨深度优化过的PP-YOLO和ResNet系列算法提升算法精度,调整预测batch,采用多线程数据预处理,优化预处理后数据内存拷贝实践等策略,最终提升检测精度及预测效率达到实际生产需求。相较于业界传统检测算法,宁德时代动力电池高精度质量检测过杀率优化了1倍,且算法在多产线上进行迁移部署的效率也得到了全面优化提升,不仅为宁德时代的动力电池质量的保障进一步保驾护航,也在一定程度上降低了产线研发的成本。
(图:宁德时代智能制造部部长、电池管理系统部部长张伟)
2020年12月,由深度学习技术及应用国家工程实验室与百度联合主办的WAVE SUMMIT+2020深度学习开发者峰会在北京举办,宁德时代动力电池高精度质量检测项目获得了飞桨“产业应用创新奖”,张伟也作为代表登台分享了最新合作的最新进展:宁德时代应用飞桨进行升级后的产线将在近期进行全厂区部署上线,完成全方位的深度学习技术升级。
十四五规划提出,要坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑,百度飞桨始终秉持自主可控、技术创新,在开源开放的基础上为产学研用全面赋能,目前平台上拥有34万个模型,已服务了超过10万家企业。而面对企业智能化转型中技术落地难、AI人才缺乏的问题,百度飞桨通过百度智能云持续将AI能力输出到各行各业,落地到实际产业应用场景中,在能源行业携手宁德时代为动力电池质量保驾护航;百度智能云还与国家电网、南方电网两大头部企业达成战略合作,携手促进能源行业智能化升级。
正如百度首席技术官、深度学习技术及应用国家工程实验室主任王海峰在峰会上所说,成熟的开源开放技术生态与开放平台,正在推动社会各界加快融合发展,飞桨正在与软硬件合作伙伴一起,加速适配,并将最新成果及时开源开放,提升产业开发者在不同硬件平台上的创新和开发效率。