近期，山东省工业和信息化厅组织开展2022年山东省制造业创新中心培育和认定工作，充分体现在机械制造业方面的数字化转型升级是一项刻不容缓的事情。

在青岛，有一家盛美机械企业，聚焦于生产V法造型、消失模造型及树脂砂再生成套设备，有着10多年的铸造设备制造经验．也是青岛西海岸新区铸造机械制造协会会长单位，产品主要定位中高端市场，拥有三百多个国内外用户，其中V法造型设备近三年发展速度快，市场占有率，产量均较高。企业现有专业技术研发人员12位，是国内技术人员最多，技术力量雄厚的V法团队，已申请国家专利二十余项，拥有丰富的研发、生产、安装、调试、服务经验，在V法造型、消失模造型及树脂砂再生成套设备领域处于行业领先地位。

随着业务的发展扩大，盛美机械由最初客户提供设计图纸，进行加工制造，转变为自行研发设计并加工，其中钢板在原材料中成本占比达80%以上，且排版过程耗时较长，如何提高生产效率、降低原材料成本，成为了盛美机械发展过程中一直在寻找解决方案。

2021年，华为（青岛）数字城市联合创新中心与盛美机械的联合创新项目“二维切割排版优化”，通过对套料软件FastCam的排版算法优化达到节省成本的目的，从系统总体架构上，钢材二维切割服务，在底层基础设施基础上，通过数学规划和元启发式算法等多种优化引擎，提供更高利用率、更高效率的切割方案。

1.优化套料排版，降低排版时间

盛美机械人工智能排版切割解决方案基于华为二维钣金切割算法实现，算法具有计算速度快，排版料率高等特点。针对客户实际生产过程中针对特殊形状切割场景，需要人工操作标记断点方式进行多轮次切割，通过华为算法及软件优化，可实现客户软件使用习惯无改变的情况下，解决人工断点操作问题，实现自动化、智能化切割工艺流程。

本项目方案以华为云及底层芯片强大的算力为支撑，结合弹性伸缩的服务器资源、ModelArts人工智能开发平台、Atlas智能计算平台等华为全栈服务能力，将AI模型进行软件化，部署到华为公有云上，开发API接口供FastCAM对接，能够有效保证项目的顺利进行，为客户打造高质量、普惠的AI解决方案。

华为二维钣金切割算法实现

2.沉淀核心能力，替代国外软件

在整个机加工制造及钢结构行业，目前普遍采用人工排版或是套料软件本身的排版优化，达不到生产要求，通过华为人工智能进行钢板切割排版优化，在满足切割规格达标前提下，综合考虑原材料成本、多订单混合生产以及其他提升排版效率等因素，相对于原始排版方式，通过人工智能算法排版效率更高，成本更低，且可以多因素考虑，综合来看能够有效降低生产成本，达到企业生产要求，亦可降低岗位技术门槛，有效提高新手工作质量与效率。

根据场景及数据特点，华为设计合适的模型及合理的处理流程算法，依据不同场景，采用不同的算法框架，通过数学规划和元启发式算法等多种优化引擎，ModelArt平台加持，对收集的数据进行分析，训练脚本开发、模型训练，根据样本数据提升场景复杂性及数据多样性，针对性的算法不断自学习并调整优化，沉淀自有算法能力，以掌握国内目前所不具备的核心排版能力，追赶甚至达到国际领先水平。

二维切割排版优化方案总体架构

经过在华为云上多次模型训练，在200个零件规模的数据集上，华为钣金切割算法可在5～10分钟内得到最优排版结果，大幅减少手工排版时间，钢板利用率可提升5个百分点，按盛美机械钢板年切割量2000吨计算，提升5个百分点，每年可节省钢板耗材成本60万元。排版工程师工作效率从3小时单次排版时间（按200个件为一次排版），缩短至15分钟以内，工作效率提升12倍，摆脱老师傅凭经验工作模式，新人经培训可快速上手，提升整个企业生产效率。

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