近日，靈奕集團(tuán)研發(fā)團(tuán)隊(duì)再創(chuàng)佳績——由高級工程師李磊、陳正欣、邢偉華、王寧寧等流程工業(yè)信息化企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成員撰寫的論文《智能化釀造裝備的模塊化集成創(chuàng)新研究》，獲行業(yè)權(quán)威期刊《酒飲料技術(shù)裝備》全文刊發(fā)，并榮獲“2024年度BBTE液態(tài)食品裝備創(chuàng)新發(fā)展優(yōu)秀論文獎(jiǎng)”。該獎(jiǎng)項(xiàng)由液態(tài)食品裝備領(lǐng)域權(quán)威機(jī)構(gòu)設(shè)立，旨在表彰推動(dòng)行業(yè)技術(shù)革新的標(biāo)桿性研究成果。
作為酒飲料行業(yè)公認(rèn)的“技術(shù)風(fēng)向標(biāo)”，《酒飲料技術(shù)裝備》長期聚焦釀酒工藝革新與裝備智能化發(fā)展。此次獲獎(jiǎng)?wù)撐幕陟`奕集團(tuán)在智能釀造裝備領(lǐng)域的深耕成果，通過模塊化集成技術(shù)攻克了裝備智能控制、工藝參數(shù)優(yōu)化及生產(chǎn)效率提升等關(guān)鍵難題，為行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了創(chuàng)新方案。這不僅彰顯了企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新體系的效能，更標(biāo)志著靈奕集團(tuán)在液態(tài)食品裝備智能化賽道的領(lǐng)先地位。
以下是《智能化釀造裝備的模塊化集成創(chuàng)新研究》論文內(nèi)容精選：
摘要
在國家智能制造戰(zhàn)略推動(dòng)下，啤酒行業(yè)正加速向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。本文以國內(nèi)某大型啤酒企業(yè)核心工廠智能化升級項(xiàng)目為背景，提出一套模塊化集成的智能視頻識別系統(tǒng)解決方案，通過計(jì)算機(jī)視覺與人工智能技術(shù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程的自動(dòng)化監(jiān)控與智能決策支持。系統(tǒng)涵蓋視頻采集、智能分析、多級報(bào)警、數(shù)據(jù)集成等七大功能模塊，構(gòu)建了“端-邊-云”協(xié)同的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，成功應(yīng)用于生產(chǎn)巡檢、安全監(jiān)控、質(zhì)量管控等五大核心場景。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)顯著提升工廠運(yùn)行效率與安全管理水平，為食品飲料行業(yè)智能化升級提供創(chuàng)新范式。
1 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
1.1 模塊化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
突破傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能局限，首創(chuàng)“7+N”模塊化架構(gòu)：
圖1 智能視頻識別系統(tǒng)架構(gòu)圖
智能視頻識別和分析：基于改進(jìn)的多目標(biāo)檢測算法，支持生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)、人員行為、環(huán)境參數(shù)等多類工業(yè)場景的實(shí)時(shí)識別
異構(gòu)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)：兼容主流視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)/模擬攝像頭、PLC、SCADA等多源數(shù)據(jù)融合
三級網(wǎng)絡(luò)防護(hù)體系：采用下一代防火墻技術(shù)，構(gòu)建生產(chǎn)網(wǎng)、視頻專網(wǎng)、辦公網(wǎng)的邏輯隔離，保障工業(yè)數(shù)據(jù)安全
1.2 智能視頻識別算法優(yōu)化
輕量化模型設(shè)計(jì)：通過模型壓縮技術(shù)提升推理效率
多任務(wù)學(xué)習(xí)框架：集成目標(biāo)檢測、異常行為識別、儀表OCR等復(fù)合功能
自適應(yīng)學(xué)習(xí)機(jī)制：支持新場景的自主迭代優(yōu)化
1.3 工業(yè)級功能創(chuàng)新
五維監(jiān)控體系：涵蓋生產(chǎn)巡檢、安全防護(hù)、食品安全、職業(yè)健康、設(shè)備運(yùn)維五大維度
智能預(yù)警機(jī)制：建立分級報(bào)警體系，支持視頻回溯與趨勢預(yù)測
多模態(tài)交互：集成彈窗、微信、語音廣播三種報(bào)警方式
2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑
2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)
采用“核心-匯聚-接入”三級架構(gòu)：
圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
冗余骨干網(wǎng)：光纖環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)保障網(wǎng)絡(luò)可靠性
邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)車間級實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析
安全隔離策略：通過VPN實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)段安全通信
2.2 視頻數(shù)據(jù)平臺(tái)
智能編碼技術(shù)：優(yōu)化視頻存儲(chǔ)與傳輸效率
分布式存儲(chǔ)：支持海量視頻數(shù)據(jù)管理
數(shù)據(jù)治理體系：實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化處理
2.3 典型應(yīng)用場景
生產(chǎn)安全監(jiān)控：機(jī)械臂作業(yè)區(qū)域人員闖入檢測
質(zhì)量缺陷檢測：瓶體噴碼異常智能識別
能耗優(yōu)化：通過熱成像分析優(yōu)化能源使用
3 智能視頻識別與分析
3.1 生產(chǎn)日常巡檢
智能識別和監(jiān)控包裝車間倒瓶、堵瓶、紙箱反箱、紙箱外觀異常、瓶外觀異常等場景。
圖3 生產(chǎn)日常巡檢系統(tǒng)界面
3.2 生產(chǎn)安全監(jiān)控
智能識別和監(jiān)控包裝車間設(shè)置有機(jī)械臂的區(qū)域(如卸垛區(qū)域、裝箱區(qū)域、碼垛區(qū)域)在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)有人員闖入生產(chǎn)圍欄內(nèi)部。
圖4 生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)界面
3.3 食品安全監(jiān)控
智能識別和監(jiān)控原、輔料投料口是否有污染異常，是否有非生產(chǎn)人員闖入。
圖5 食品安全監(jiān)控系統(tǒng)界面
3.4 職業(yè)健康監(jiān)控
智能識別和監(jiān)控成品庫、包材庫裝卸人員是否按勞保標(biāo)準(zhǔn)著裝。
圖6 職業(yè)健康監(jiān)控系統(tǒng)界面
3.5 機(jī)臺(tái)關(guān)鍵部分監(jiān)控
智能識別和監(jiān)控包裝車間紙包機(jī)，裝箱后箱體顏色、錯(cuò)版、開箱、完整性等是否正常。
圖7 機(jī)臺(tái)關(guān)鍵部分監(jiān)控系統(tǒng)界面
4 技術(shù)價(jià)值分析
4.1 行業(yè)突破性
標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建：形成企業(yè)級智能視頻系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范
模式創(chuàng)新：實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)的深度集成
技術(shù)復(fù)用：模塊化設(shè)計(jì)適配流程工業(yè)需求
4.2 經(jīng)濟(jì)效益
成本優(yōu)化：降低人工巡檢與質(zhì)量管控成本
運(yùn)維升級：提升設(shè)備預(yù)測性維護(hù)能力
產(chǎn)能提升：通過工藝優(yōu)化增強(qiáng)生產(chǎn)效能
4.3 社會(huì)效益
安全保障：顯著降低工傷事故風(fēng)險(xiǎn)
質(zhì)量管控：提升產(chǎn)品一致性標(biāo)準(zhǔn)
綠色制造：支持可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)
5 產(chǎn)業(yè)化前景
系統(tǒng)通過質(zhì)量體系認(rèn)證，形成多項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)。在政策端契合國家智能制造發(fā)展規(guī)劃，市場端可覆蓋大中型啤酒企業(yè)。模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)支持快速行業(yè)適配，具備規(guī)模化推廣價(jià)值。
結(jié)論
本研究構(gòu)建的智能視頻識別系統(tǒng)，通過模塊化集成創(chuàng)新破解了傳統(tǒng)工業(yè)視頻監(jiān)控的碎片化難題，實(shí)現(xiàn)了“感知-分析-決策”閉環(huán)管理。項(xiàng)目成果入選國家級智能制造示范案例，為食品飲料行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制的技術(shù)范式，具有顯著的技術(shù)引領(lǐng)價(jià)值和產(chǎn)業(yè)推廣意義。
關(guān)鍵詞：智能制造；計(jì)算機(jī)視覺；模塊化集成；啤酒工業(yè)；視頻分析
