工艺智能化会否成为中国工业软件换道超车的良机？

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撰文 | 潘敏瑶
“曾经我以为在工业软件领域已经没有创业机会了，因为我们看到传统工业软件的市场份额都被国外巨头所瓜分。但随着新时代的变化，中国已孕育了一些和国外同时起步的机会，这也是中国从工业大国向工业强国演进的过程中工业科技的创新方向。”蕴硕物联CEO崔斌分析。
崔斌曾长期就职于西门子工业，累计服务了数百家制造业知名企业，参与打造出多个业界知名的智能制造经典工厂；从西门子离开后，崔斌加盟了三一重工旗下的树根互联，任职公司副总裁期间，他主要负责公司战略以及生态合作，见识到了各种各样的工业互联网应用。
在这过程中，崔斌发现，即使国内企业重金采购国外高端设备，甚至复刻国外的产线，但依然难以生产出与国外同样品质的产品。“进一步探索发现，工业软件里面承载了大量的管理思路和生产组织思维，我们缺的恰恰是对工艺的理解。”
洞察到这一痛点，崔斌在2019年成立了蕴硕物联，专注于通过工艺智能化深挖设备潜能。经过三年的积淀，近期蕴硕物联推出了焊接工艺低代码可视化分析平台，该平台可以进一步降低AI在焊接工艺领域应用的门槛，增强工艺人员的可参与性。

让“工艺经验”变成“数字工具”

蕴硕物联的焊接工艺低代码可视化分析平台提供了丰富的图形化分析工具，是一套包含从数据分析、质量评估、到报告总结的整体可视化交互式分析解决方案。
该平台的基础是蕴硕物联自主研发的多款焊接机理模型，包含气保焊碳钢AI模型、电阻点焊碳钢AI模型、电阻点焊碳钢质量判定模型、TIG焊铝合金AI模型、激光复合焊机理模型以及搅拌摩擦焊（FSW）等多种焊接工艺机理模型。
该平台可以帮助工艺专家更加直观、方便地查看焊接过程物联采集数据的参数曲线，更高效地评判焊接质量，并建立焊接过程数据标准可视化评价体系。
具体来看，焊接工艺低代码可视化分析平台提供的分析工具包括多源异构数据整合、熔滴过渡形式分析、包迹线分析、U-I相图、概率密度分布、时频域分析、焊接过程稳定度分析、典型特征计算等。
其中，熔滴过渡周期分析模块，可基于熔滴过渡过程关联电信号的周期性规律来分析焊接质量。通过对短路燃弧次数、短路时间均值、短路时间标准差、短路期间电压标准差等短路特征，以及燃弧时间均值、燃弧时间标准差、燃弧期间电压标准差等燃弧特征的数据指标进行深度分析。
概率密度分析模块，可基于熔滴过渡过程的电压正态分布来评价不同场景的焊接质量。通过概率密度分布图的驼峰数量（双/单）有效区分熔滴短路过渡/非短路过渡形式，另可结合主驼峰形貌进一步分析电弧质量。
时频域分析模块，可基于焊接过程中的能量集中度和稳定度判断成型质量，通过特征分析模块可从电弧参数曲线的分布形貌、熔滴过渡快慢、整体变化趋势、局部细节放大等角度提取不同的核心焊缝质量指标。
U-I相位图分析模块，则基于时间维度的电信号轨迹构建过程质量最佳实践和评价，根据焊缝U-I所围成的轨迹是否构成闭合四边形以及围成图形面积大小，来判定熔滴过渡形式（短路、射流、混合过渡等），再结合轨迹重复率、形状因子、圆满度等指标来进一步分析焊缝质量。

在这一平台中，工艺专家可以进行自定义参数配置和特征提取对比，结合焊接过程中的信号变化提炼出最佳工艺参数，如此一来，用户可以让自身积累的工艺经验以数字化的形式沉淀在软件之中，根据实践持续优化机理模型。
此外，蕴硕物联推出了低代码可视化平台开放云端功能，意味着焊接工艺智能算法在过去本地单机版的基础上提供了云端服务。
如今，蕴硕物联的焊接工艺低代码可视化分析平台已上线并启动公开测试，用户可以进入蕴硕物联开放平台（https://ai.ysaiot.com/）直接注册在线体验live的系统。

工艺智能成为企业数字化转型的快速切入点

事实上，蕴硕物联从成立伊始便摒弃工程型和项目型发展思路，立志打造出简洁高效的标准产品，在多条产品线上使用了低代码技术，用于提高向客户的交付效率、培养实施生态伙伴以及令客户能自行快速上手。
2022年，蕴硕物联已成为由中国电子技术标准化研究院组织发起的《低代码开发平台通用技术要求》的编制单位，并入选全国信息化和工业化融合管理标准化技术委员会（SAC/TC573）组织的工业软件标准工作组（TC573/WG8）正式成员单位，将深度参与工业软件相关标准制修订等工作。
目前，以蕴硕物联实时在线质量诊断分析及预测的工业微服务为代表的工业APP已为大型国企、军工企业解决了对进口技术进行国产替代的卡脖子难题，为民企务实提高了产品质量并提升生产效率，也在为外企服务的同时展现了中国科技企业的技术实力。
蕴硕物联已在船舶、轨道交通、汽车、家电、重型设备等多个工业场景共积累了PB级别的工艺数据量，并形成了焊接经典缺陷识别知识库，终端客户包括中国船柴、中国中车、中国一汽、中国商飞、天润工业、中国兵器工业集团、美的集团、格力集团等。

2022年3月，蕴硕物联收到来自中船集团青岛北海造船有限公司的中标通知书并签署正式合同，这意味着蕴硕物联在船舶领域，继在船舶动力装备、工艺研究所及行业院校均已有正式合作后，在总装建造领域获得全新突破。
在机器人领域，2022年，配天机器人向蕴硕物联正式采购多套工艺智能软件，搭载在其一定数量的机器人本体上以增强焊接过程数字孪生能力。此外，蕴硕物联还与发那科、ABB等国外机器人品牌，以及埃夫特、博清科技等国产机器人品牌达成合作。

国产机器人工艺智能崛起正当时

成为工艺智能的公共计算资源，将AI能力多元化输出给机器人设备商、系统集成商和终端制造企业，是蕴硕物联的使命定位。
针对于工业软件和机器人的关系，崔斌认为，不管机器人是如何的先进，它都是充当着“执行机构”的角色，再好的机器人也要看如何使用、编程与控制，所以工业软件结合人工智能实际上是让机器人拥有了“大脑”和其它智能化的模块，让机器人自主地去实行生产性的动作。
在实际工业场景中，诸多工艺过程大多具有非线性、时变性及复杂多尺度的特点，有的场景甚至无法建立完整的机理模型或者建立难度非常大，所以通常会将机理模型和以AI技术为基础的数据驱动模型融合起来，实现工艺过程的自主学习迭代和智能决策控制。
就工艺智能化而言，其控制目标是生产条件达到最优，产成品良率得到提升，减少交付时的残次品数量。因此，相较于在质检环节单点式地运用检测技术这一种事后检验评价的方式而言，工艺智能这类针对工艺过程环节的在线控制和实时质量评价技术，可以从源头上解决质量问题。持续沉淀积累的工艺数据将不断加强这类工艺智能软件的技术壁垒。
当下，越来越多的机器人企业开始感受到终端用户的需求并主动提前寻求与蕴硕物联工艺AI模块的预装性合作，蕴硕物联期望有更广泛的业务伙伴来共同推动工艺智能的蓬勃发展。

随着中国智能制造产业的发展，中国工业软件市场规模不断扩大。工信部数据显示，2021年，我国软件产品收入2.44万亿元，同比增长12.3%，增速较上年同期提高2.2个百分点。其中，工业软件产品实现收入2,414亿元，同比增长24.8%，高出全行业水平7.1个百分点。
高工产业研究院（GGII）预计，随着我国产业升级以及智能制造的深度推进，预计到2025年我国工业软件产品收入将达到4,000亿元。

数据来源：工信部，高工产业研究院（GGII）预测

在此行业背景下，聚焦工业软件细分赛道——工艺智能的企业也拥有了规模化发展的潜力，因为一种工艺是可以在多种工业场景和环节中应用，初创企业可以将工艺智能化技术进行跨行业的复用，无论是在产品标准化和横向拓展上都会有一定的优势。
关于未来，崔斌有三个畅想：
一是在感知层面，希望未来能有更多的设备数据被采集和利用；
二是在认知层面，蕴硕物联希望自己是一个“被需要”和“被集成”的对象，与更多企业携手，进而把更多的制造原理、工艺机理，变成数字化的手段，并用AI的方式将其建模出来，形成可计算的能力；
最后，崔斌判断，有价值的工业软件，一定是深度结合制造的。工业软件是看不见的技术，但工业软件事实上是制造的灵魂，崔斌希望工艺智能在未来能够获得更多的重视。 

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