眾所周知，阿里云天池平臺素以舉辦“國際化”、“高端化”、“智能化”的算法比賽在行業(yè)著稱，自2014年推出以來，已相繼有98個國家、30萬開發(fā)者參與，成為一個電商、金融、物流、電力、工業(yè)制造、醫(yī)療等領(lǐng)域創(chuàng)新方案的新發(fā)源地。
在經(jīng)歷過諸如雪浪天池AI挑戰(zhàn)賽、廣東工業(yè)智造大數(shù)據(jù)創(chuàng)新大賽等業(yè)界重大賽事之后，最新一屆的算法挑戰(zhàn)賽“落戶”在天津市津南區(qū)。津南是天津工業(yè)經(jīng)濟重鎮(zhèn)，數(shù)字經(jīng)濟大趨勢下，全區(qū)面臨著產(chǎn)能升級、優(yōu)勝劣汰的局面，工業(yè)效率亟待提升。阿里云天池平臺此次設(shè)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(yù)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(fù)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。
優(yōu)秀算法為原料企業(yè)改善工藝步驟 創(chuàng)收“功力”大增
賽題一極度關(guān)注津南區(qū)類似漢德威藥業(yè)的工業(yè)企業(yè)，這類企業(yè)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(shù)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)，利用率極低。
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(guān)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(shè)計了智能的優(yōu)秀算法，找出了與異煙酸收率相關(guān)的關(guān)鍵工藝步驟，能夠根據(jù)工藝參數(shù)來精確預(yù)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(yù)測的最終收率達到99%以上。超過企業(yè)目前92%的平均收率6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(guān)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。”
“物流AI”性能強悍 危險物品無處遁形
與賽題一有所不同的是，賽題二關(guān)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(wù)高度相關(guān)。
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(shù)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(shù)十分緊迫。
據(jù)現(xiàn)場工作人員介紹，該賽題以物流X光安檢圖片為數(shù)據(jù)，要求選手針對給出的限制品種類，利用X光圖像及標注數(shù)據(jù)，研究開發(fā)高效的計算機視覺算法，監(jiān)測圖像是否包含危險品及其大致位置，并通過自動化監(jiān)測包裹攜帶品算法，降低漏檢風險及誤報率。
這場賽事中，參賽隊伍從數(shù)據(jù)工程、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計、訓練策略等切入，在設(shè)計算法時重點考慮了X光成像特點，提出不同的結(jié)構(gòu)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。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。
對于眾多參賽團隊的優(yōu)秀表現(xiàn)，阿里巴巴集團副總裁劉松表示：“物流業(yè)作為穩(wěn)定社會供應(yīng)和生活的大動脈，提升智能安檢水平將有助于相關(guān)產(chǎn)業(yè)的平穩(wěn)運行。”，“本次比賽課題的技術(shù)門檻較高，但征集方案質(zhì)量已遠超我們的預(yù)期。”
值得一提的是，目前，阿里巴巴達摩院機器智能技術(shù)實驗室對于該場景已經(jīng)有較為成熟的解決方案，在當下主流技術(shù)研究基礎(chǔ)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(shù)，并結(jié)合模型壓縮及加速等技術(shù)手段，有效部署于端上系統(tǒng)，形成自動化識別系統(tǒng),可自動識別通過安檢機拍攝的行李/包裹中的限制品并作出提醒，輔助人工安檢。
阿里巴巴機器智能技術(shù)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
阿里云聚焦數(shù)據(jù)智能 “津南智造”時代將到來?
以上兩場算法挑戰(zhàn)賽都是由天津市津南區(qū)政府和阿里云主辦，天津津南城市建設(shè)投資有限公司承辦的，可謂極具地方特色。
正如漢德威藥業(yè)工藝流程“重塑”中的那些算法，極大拓展了AI在打通數(shù)據(jù)壁壘中的作用，提升了產(chǎn)能增加了營收，對于津南推動第二產(chǎn)業(yè)的智能升級，并由此集聚更多高新技術(shù)人才與企業(yè)大有裨益。
而物流AI的技術(shù)更具發(fā)散性和行業(yè)擴展性，尤其是電商的崛起帶動物流行業(yè)的發(fā)展，把人力從重復(fù)性強的工作中解放出來，投入到更有價值的事情中——實現(xiàn)這一構(gòu)想的依舊是數(shù)據(jù)的能力。
總體來看，阿里云天池大賽既像是一個“武林大會”，各路高手集體過招，又像是一個類似于NBA的選秀日，優(yōu)秀的選手攜帶優(yōu)質(zhì)的算法模型在這里涌現(xiàn)，其意義對于推升行業(yè)生產(chǎn)率、優(yōu)化津南產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)甚至外溢到全行業(yè)，都是完全可行的。
對于津南來說，在數(shù)字中國的大背景之下，也勢必要抓住這一波難得的科技機遇，而阿里云天池平臺似乎正熱情地向各傳統(tǒng)行業(yè)伸出“橄欖枝”，把新的名片交給城市，這樣來看，“工業(yè)重鎮(zhèn)”變成“智造基地”也將不再只是一句空談。
