摘要：随着社会经济的高速发展，中国的铝加工行业也取得了很大的进展与提高。但是产品效益较低，能耗过大，环境污染严重，生产质量不稳等问题仍然存在。在此背景下，AI（人工智能）技术逐渐进入到铝加工业中去，并取得了较好的效果。AI技术可以为企业带来更高的生产效率，减少了能源和废水排放量，并且还可以改善生产服务质量，从而有效地促进企业的可持续健康发展。因此，为了更好地推动铝加工产业的健康持续发展，就必须要加强铝加工行业的智能转型升级。

关键词：人工智能；铝加工；高质量发展

引言：近年来，中国铝加工行业的主要主营业务范围是大尺寸、高性能铝合金板带，产品主要应用于航空航天、电子、城市轨道交通等中高端市场，铝加工企业已经形成了具有一定规模的产业链体系。随着国家对新型工业化道路重视程度不断提高以及互联网技术快速发展，“互联网+工业”时代已经来临。云计算、大数据、人工智能等高新技术推动了“两化融合”的蓬勃发展，成为“新基建”的一部分，它不仅照亮了我国经济的明天，更是促进我国铝加工行业跨越式发展的一个重大契机。

一、铝加工融入人工智能的意义

铝加工行业生产的产品具有数量少、规格多、订单式的特点，其生产过程复杂，许多因素互相影响，上游的生产结果，会对下游的工序产生一定的影响，单纯的数据处理方法和数学模型无法达到高效的要求、对产品提出高精度质量控制需求，也无法对工艺模型做出合理的支持[1]。但随着我国铝工业的不断发展壮大，铝加工企业已经形成了具有一定规模的产业链体系，能够根据客户的各种需求，达到“以客户为中心”的服务宗旨，进行持续的性能改善与持续的质量改进，同时可以将人工智能产品用于对冷轧机、气垫炉、横切机，以及其他对生产表面质量影响很大的制造过程中进行的生产升级与处理，将分散在铝材表面部位的产品质量问题，统一的汇集于新一代人工智能表面测量系统，并且可以通过神经网络的深度学习方法，完成对整个流程过程数据的过程化判定、过程监测、质量跟踪、品质数据分析、质量预报等功能，有效缓解了当前的产品问题和质量痛点，进而进一步提升了铝合金材料的产品质量与铝加工的行业水平。

二、人工智能技术“驱动”铝加工产品高质量发展成效

（一）实时显示功能

在将人工智能技术集成到铝加工的生产准备工艺中之后，可以用来代替质检工作人员实地目测作业方式。通过分析铝型材在线检测系统中常见缺陷类型，确定了基于图像处理和机器视觉技术对其进行自动检测与识别的方法。使用2种实时显示模式：无延迟直接展示表面图像，没有缺陷信息；当出现故障时，将缺陷部分从屏幕中移除并重新加载新的画面，使其与正常区域重合以恢复到原始状态。在延迟之后，显示含缺陷铝板表面的图像。同时，为避免人工观察导致出现误判现象，还提供了报警方式和报警装置。前者可由控制计算机来达到提示检测人员的目的，而后者可以根据不同情况，自动地选择是否要继续使用此功能。这种方法能使被检材料在较短的延迟时间内完成扫描，获得比较清晰、准确的缺陷信息。对已经查出缺陷，需要重新进行检验的情况，上述显示效果可通过调节延迟时间的方式进行改变，为了适应实际应用的需求。

（二）缺陷预览功能

将表面监测系统和周边监测系统整合，完成了对生产批次的统计分析、归纳，并可直观地表现出各种缺陷原因在产品铝型材上、下表面上的分布，以方便品质管理人员依据监测成果，对问题原因开展了密集、连续的检查。同时，还对各种类型的故障发生次数进行了统计分析，以方便使用者对装置运行状况进行评价。同时，还可从提高检测效率出发，设计一个面向铝材表面工程的智能缺陷识别系统。通过对铝合金板材表面各类典型缺陷的图像特征分析，提出了结合灰度共生矩阵特征与支持向量机分类器识别铝型材中常见缺陷的方法。该方法能够有效提高铝产品缺陷识别率及减少误差分类现象。

（三）产品质量分级和缺陷报警

结合了人工智能技术，能够通过铝板的缺陷种类、关注范围、缺陷出现的时间等测量信息，根据技术人员的需求，对铝板产品进行分级并建立评定方法。同时，等级号也能够在相应的铝板数据库上呈现，以不同的方式表示不同的等级，能够实现分级与定性，从而对较低级产品提出质量警告。在判断出铝锭质量合格后，再按照预设好的标准执行下一级工作。在此基础上，还能实现智能化的判断与分类处理。智能铝材料生产线实现了机器视觉技术在铝材加工领域的应用，能够有效地提高铝合金制造过程的自动化水平和产品质量的控制水平，从而确保了产品的优异性能及良好的使用性能，减轻了人工操作强度，减轻了劳动强度，给企业创造了更大的经济效益[2]。此外，通过使用计算机视觉系统还能够实现对铝材料表面缺陷的自动检测与识别。同时将人工智能技术运用于铝材料加工之后，能有效地改善产品质量控制，减少铝制品加工时废品率。

（四）样本管理和算法更新功能

就样本管理的运用而言，品质经理不再需要手工分类、统计和分析各种故障样品数据，并且可以从数据库中提取出已经完成分类和标定的样品数据，并按不同的品种，每周、每月进行一次有计划地分析与管理。此外，该系统还支持离线学习和在线测试两种方式，能够根据实际生产环境实时调整测试参数。从技术的创新特性上来说，工程师们可以直接从软件系统中生成的样品培训文档，通过以太网或是5G互联网上到了云端，并且通过云端隔离，而不对本地端侧的测试质量产生干扰，同时利用云端的智能云计算功能对样品进行培训，并且形成了新的训练模式，并对实地环境进行了创新的调配，而通过这种创新迭代流程，就能够提升在线上的测试中对产品缺陷辨识的精度，或者提升了企业的故障辨识能力。

（五）生产线产品质量智能管控

通过装配式产品管理系统，覆盖了铝型材制造企业的设备级、生产线级、制造中心的产品管理场景，并通过人工智能技术、工艺技术、设备技术与生产操作工艺的信息融合，智能化工艺和大数据生产过程的产品管理场景，以“数据”为核心的关键元素，形成了企业边缘型的数据中心，以实现企业泛在化连接、互联互通，信息融合应用等目的，为实现铝加工产品的网络化、智能化生产赋能。该项目的实现，将可以打通关键工艺产线和产品上中下游各道工序间的产品质量关系，并完成对全流程产品质量的智能检出、跟踪、控制、大数据分析、报表显示、产品质量数据的传递及其他工作，实现P D C A产品闭环管理，从而提高产品质量水平。以新一代计算机为基础，控制了产品质量的产线，并通过与对组织表面质量的科学建模相结合、有限元分析和制造流程的物理模拟，根据制造过程和新铝材的产品质量情况，提出了现场检测方法及一键制分析：在投产前后，能够根据制造流程进行质量检测分析，通过实时的测量数据和制造流程相结合，或者进行了表面质量、尺寸规格、形状质量问题的即时预测和报警；在投产以后，就可以根据形成的质量问题，从相应环节或材料因素上进行迅速分析。

（六）产业结构调整和优化升级

近年来，中国铝业积极实施“互联网+智能制造”战略，通过信息化改造提升企业生产效率和市场竞争力，促进企业由单纯生产型向智慧型转变；通过智慧工厂建设推进生产过程数字化管理[3]。在生产调度方面，“云计算”与“大数据”等新一代信息技术应用于车间设备状态监测、故障预警以及工艺参数调整等工作中，提高了产能利用率。在设备维修方面，“机器换人”成为行业趋势，机器人替代人工作业已被业界认可并推广。在质量管控上，采用自动化检测手段代替人工监测，有效降低人为因素造成的误差，保证产品质量符合客户需求。在绿色环保方面，通过加强源头控制，减少污染物排放，使资源得到更充分利用，从而保障生态环境安全。

结论

随着人工智能技术与铝型材工业的深度融合，将会对铝型材制造过程中的关键工序起到明显的促进作用，确保材料的正确性和有效性，为公司高层提供科学的决策依据，从而使企业的经营管理更加科学，增强企业的应变能力，并能持续改进和改进生产技术，使品质持续提升，为客户提供更好的产品，更满意的服务，从而占领市场，赢得先机。

参考文献

[1] 山东智领新材料有限公司. 基于人工智能的铝材压延工艺参数控制方法：CN202210850833.1[P]. 2022-09-20.

[2] 邹晓源，黄靖惠，黄君健. 人工智能“驱动”铝加工产品高质量发展——以铝加工行业为例[J]. 数字化用户，2021（51）：79-81.

[3] 何向问. 智能化在铝加工中的现状及展望[J]. 有色金属加工，2020，49（3）：1-5.