天池大賽津南挑戰(zhàn)賽圓滿收官 多項技術成果助力津南“智造”

近日，由天津市津南區(qū)人民政府和阿里云主辦，天津津南城市建設投資有限公司承辦的天池大賽津南數(shù)字制造算法挑戰(zhàn)賽第二賽場在天津大學舉行總決賽。最終，德國柏林工業(yè)大學X-Force團隊脫穎而出成功奪冠，首屆津南數(shù)字制造算法挑戰(zhàn)賽至此圓滿收官。

據(jù)介紹，本項賽事由阿里云天池平臺聯(lián)合津南政府共同打造，旨在以實體經(jīng)濟需求為導向，以智能制造+產(chǎn)業(yè)升級為主題，為津南數(shù)字化轉(zhuǎn)型量身打造解決方案，用數(shù)據(jù)智能為制造業(yè)賦能。大賽共吸引了4839支創(chuàng)新團隊、5520名開發(fā)者參賽，選手分布全球13個國家和地區(qū)。

AI技術變革傳統(tǒng)服務業(yè) 兩大賽題解決行業(yè)"剛需"

本次，阿里云天池平臺設置了兩個賽題，全面對準津南"剛需"：一是原料企業(yè)工藝優(yōu)化（以漢德威藥業(yè)真實需求為場景），二是物流貨物限制品預測，讓AI融入安檢等行業(yè)。

總體而言，這兩個賽題契合津南的發(fā)展現(xiàn)狀，既有單點突破又有復制到多行業(yè)的可能。作為本次比賽的重頭戲即算法總決賽的結(jié)果亦相繼出爐。5月15日，廈門大學_ATCG_團隊和德國柏林工業(yè)大學X-Force團隊兩支隊伍最終分別奪冠。

賽題一關注津南區(qū)類似漢德威藥業(yè)的工業(yè)企業(yè)，津南區(qū)是天津工業(yè)經(jīng)濟重鎮(zhèn)，轄區(qū)內(nèi)有大量類似漢德威藥業(yè)這樣的工業(yè)企業(yè)，他們的共性之一就是普遍屬于重資產(chǎn)經(jīng)營方式，數(shù)字化轉(zhuǎn)型速度慢、產(chǎn)線效率提升不明顯。加之云計算、大數(shù)據(jù)和AI等新興技術所需投入大，導致數(shù)據(jù)層面的價值一直屬于沉睡狀態(tài)，利用率低。

因此，以提升該企業(yè)"異煙酸原料制備成品收率"做為賽題，算是相當關鍵而精準。

在比賽中，選手們以異煙酸生產(chǎn)過程中的各參數(shù)，設計了智能的優(yōu)秀算法，找出了與異煙酸收率相關的關鍵工藝步驟，能夠根據(jù)工藝參數(shù)來精確預測收率，誤差率僅1%。據(jù)了解，異煙酸被用作醫(yī)藥中間體，主要用于制抗結(jié)核病藥物異煙肼，也用于合成酰胺、酰肼、酯類等衍生物。整個生產(chǎn)過程中每個步驟會受到溫度、時間、壓強等各因素影響，易造成收率的不穩(wěn)定。

該賽題的最佳算法團隊，通過AI算法重新組合并優(yōu)化各參數(shù)步驟，模型預測的最終收率達到99%以上。超過企業(yè)目前92%的平均收率7個百分點，投入使用后將為企業(yè)創(chuàng)造大量經(jīng)濟效益。據(jù)冠軍團隊成員張春光介紹，使用控制與對照實驗進行樣本增強，同時結(jié)合boruta選特征方法是問題得以解決的關鍵。

活動現(xiàn)場，天津漢德威藥業(yè)有限公司總工程師陳慶芬對大賽成果表示了肯定："本次大賽選手通過組合并優(yōu)化所有工藝參數(shù)，模型最優(yōu)收率達到99%以上。我們正根據(jù)大賽的產(chǎn)出改進工藝流程，相信能為提升異煙酸產(chǎn)品收率起到重要作用。"

與賽題一有所不同的是，賽題二關注的是一個行業(yè)層面的難題，即物流貨物限制品的監(jiān)測，與物流、會展、機場、地鐵等安檢業(yè)務高度相關。

我們知道，安檢的目的是為了保障人的生命財產(chǎn)安全、確保人或物的合規(guī)合法。當前階段的檢測技術依舊是用機器掃描、人眼辨別，對安檢人員的專業(yè)技能提出了極大要求，因此融入AI技術十分緊迫。

本次津南數(shù)字制造算法挑戰(zhàn)賽所開啟的第二賽場，圍繞物流貨物限制品監(jiān)測這一課題展開，當下以人工查驗為主流解決方案的安檢流程，平均每個物體通過機器的檢查時間大約為5-6秒，不僅效率低，而且對人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高。而本次大賽的核心，即是要求選手設計深度學習算法，準確定位X光圖片中限制品的位置、給出其輪廓掩膜，降低漏檢風險及誤報率，提升危險品管理效率，探索用AI實現(xiàn)"智慧安檢"。

這場賽事中，參賽隊伍從數(shù)據(jù)工程、網(wǎng)絡結(jié)構設計、訓練策略等切入，在設計算法時重點考慮了X光成像特點，提出不同的結(jié)構解決特定問題，并通過前景背景融合等方法，充分利用有限數(shù)據(jù)擴充訓練樣本, 參賽最優(yōu)算法實現(xiàn)常見違禁品平均檢測準確率76%。最終來自德國柏林工業(yè)大學的X-Force團隊憑借整體完備的系統(tǒng)工程及針對X光問題的edge loss增強等改進，最終摘得冠軍。

大賽算法成果未來可應用于物流、會展、機場、地鐵等安檢業(yè)務中，實現(xiàn)智能識別，輔助人工安檢，提高安檢效率。

在現(xiàn)場的頒獎儀式上，阿里巴巴集團副總裁劉松提到："今天津南工業(yè)智能大賽，本質(zhì)上是要解決一個巨大的問題，即一方面我們的工業(yè)升級需要大量的數(shù)據(jù)和算法的人才；另一方面，我們總是容易下意識地想到人工智能是那些大企業(yè)用的，但是在新制造領域，最先受惠的往往是中小企業(yè)。因此我們認為最有意義的事情一個是人工智能在不斷進行創(chuàng)新與發(fā)展，更重要的是人工智能可以服務那些幾乎沒有AI能力的企業(yè)，為他們帶來價值。"

優(yōu)化賽事成果打造成熟解決方案 為企業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型提供支持

作為國內(nèi)首個以X光圖片為數(shù)據(jù)的算法大賽，本次大賽帶動了產(chǎn)學研各界對該技術領域的關注和參與，大賽團隊所產(chǎn)出的算法成果加速了AI技術在安檢行業(yè)的落地探索，具有一定的現(xiàn)實指導意義。而如何進一步提高算法的召回率和精度，則成為了優(yōu)勝團隊下一步研發(fā)的首要目標；此外，本次比賽參賽選手的耗時普遍較高，如何進一步提高算法的時間效率和降低硬件成本也是另一個需要關注的問題。

實際上，安檢的準確與高效，關乎人身與公共安全，一旦發(fā)生任何失誤都有可能導致不可預料的嚴重后果。此前，阿里巴巴機器智能技術實驗室已在當下主流技術研究基礎上，結(jié)合X光圖像特有的成像特點，自主研發(fā)出了適用于X光成像的特定目標識別檢測技術，并結(jié)合模型壓縮及加速等技術手段，有效部署于自研的端上系統(tǒng)，形成自動化識別系統(tǒng)。不僅將減少計算對服務器的壓力，降低整個方案的硬件成本，同時，也將進一步提高檢測速度。

阿里巴巴機器智能技術實驗室使用自研的模型壓縮加速手段，為算法帶來數(shù)十倍的壓縮及數(shù)倍的加速

據(jù)悉，目前該款X光限制品檢測產(chǎn)品已在交通及物流行業(yè)應用。阿里巴巴機器智能技術實驗室相關產(chǎn)品負責人表示，我們希望人工智能像水、電、高速公路、計算機一樣，成為新一代的基礎設施。

大賽的優(yōu)秀研究成果與行業(yè)成熟的解決方案將共同為企業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型提供指導與支持。把人力從重復性強的工作中解放出來，投入到更有價值的事情中。同時也為企業(yè)降低成本，包括人力成本、培訓成本、管理成本，提升企業(yè)運行效率。

天津市津南區(qū)區(qū)委書記劉惠就對本次大賽的成果加以肯定，并表示："這次與阿里云共同舉辦大賽，就是想亮明津南政府全力以赴推動智能制造的態(tài)度，同時，借助阿里云天池平臺的技術實力和優(yōu)質(zhì)資源，解決企業(yè)實際問題，探索數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟融合發(fā)展的路徑。我們希望與阿里云進一步深入合作，引導企業(yè)朝著智能制造的方向轉(zhuǎn)型升級，為區(qū)內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級制造氛圍、樹立標桿、堅定信心。"

瞄準智能制造 阿里云天池大賽助力區(qū)域制造業(yè)數(shù)字化升級

作為中國高質(zhì)量的AI開發(fā)者社區(qū)，阿里云天池數(shù)據(jù)眾智平臺，自2014年推出以來，已擁有來自全球98個國家和地區(qū)的30萬位開發(fā)者，為政府、企業(yè)及社會組織提供專業(yè)的數(shù)據(jù)智能解決方案，涉及電商、金融、交通、物流、航空、工業(yè)、基因、電力、醫(yī)療多個領域，旨在讓AI普惠各行各業(yè)。

本次津南數(shù)字制造算法挑戰(zhàn)賽，是在天津市與阿里巴巴戰(zhàn)略合作框架下，天津津南與阿里云合作的又一成功案例，大賽推動津南產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)開放，薈萃內(nèi)外腦智慧，推動津南新舊動能轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)"津南制造"向"津南智造"轉(zhuǎn)變。未來，阿里云天池平臺也希望透過類似的各項賽事，能夠通過新技術，孵化出更多創(chuàng)新、可復用的高價值行業(yè)解決方案。