近日，由天津市津南區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字制造算法挑戰賽第二賽場(chǎng)在天津大學(xué)舉行總決賽。最終，德國柏林工業(yè)大學(xué)X-Force團隊脫穎而出成功奪冠，首屆津南數字制造算法挑戰賽至此圓滿(mǎn)收官。

據介紹，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(shí)體經(jīng)濟需求為導向，以智能制造+產(chǎn)業(yè)升級為主題，為津南數字化轉型量身打造解決方案，用數據智能為制造業(yè)賦能。大賽共吸引了4839支創(chuàng )新團隊、5520名開(kāi)發(fā)者參賽，選手分布全球13個(gè)國家和地區。

AI技術(shù)變革傳統服務(wù)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(gè)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(shí)需求為場(chǎng)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(gè)賽題契合津南的發(fā)展現狀，既有單點(diǎn)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果亦相繼出爐。5月15日，廈門(mén)大學(xué)_ATCG_團隊和德國柏林工業(yè)大學(xué)X-Force團隊兩支隊伍最終分別奪冠。

賽題一關(guān)注津南區類(lèi)似漢德威藥業(yè)的工業(yè)企業(yè)，津南區是天津工業(yè)經(jīng)濟重鎮，轄區內有大量類(lèi)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(yíng)方式，數字化轉型速度慢、產(chǎn)線(xiàn)效率提升不明顯。加之云計算、大數據和AI等新興技術(shù)所需投入大，導致數據層面的價(jià)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(guān)鍵而精準。

在比賽中，選手們以異煙酸生產(chǎn)過(guò)程中的各參數，設計了智能的優(yōu)秀算法，找出了與異煙酸收率相關(guān)的關(guān)鍵工藝步驟，能夠根據工藝參數來(lái)精確預測收率，誤差率僅1%。據了解，異煙酸被用作醫藥中間體，主要用于制抗結核病藥物異煙肼，也用于合成酰胺、酰肼、酯類(lèi)等衍生物。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中每個(gè)步驟會(huì )受到溫度、時(shí)間、壓強等各因素影響，易造成收率的不穩定。

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

活動(dòng)現場(chǎng)，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(guò)組合并優(yōu)化所有工藝參數，模型最優(yōu)收率達到99%以上。我們正根據大賽的產(chǎn)出改進(jìn)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(guān)注的是一個(gè)行業(yè)層面的難題，即物流貨物限制品的監測，與物流、會(huì )展、機場(chǎng)、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(zhuān)業(yè)技能提出了極大要求，因此融入AI技術(shù)十分緊迫。

本次津南數字制造算法挑戰賽所開(kāi)啟的第二賽場(chǎng)，圍繞物流貨物限制品監測這一課題展開(kāi)，當下以人工查驗為主流解決方案的安檢流程，平均每個(gè)物體通過(guò)機器的檢查時(shí)間大約為5-6秒，不僅效率低，而且對人員的專(zhuān)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(xué)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(fēng)險及誤報率，提升危險品管理效率，探索用AI實(shí)現"智慧安檢"。

這場(chǎng)賽事中，參賽隊伍從數據工程、網(wǎng)絡(luò )結構設計、訓練策略等切入，在設計算法時(shí)重點(diǎn)考慮了X光成像特點(diǎn)，提出不同的結構解決特定問(wèn)題，并通過(guò)前景背景融合等方法，充分利用有限數據擴充訓練樣本, 參賽最優(yōu)算法實(shí)現常見(jiàn)違禁品平均檢測準確率76%。最終來(lái)自德國柏林工業(yè)大學(xué)的X-Force團隊憑借整體完備的系統工程及針對X光問(wèn)題的edge loss增強等改進(jìn)，最終摘得冠軍。

大賽算法成果未來(lái)可應用于物流、會(huì )展、機場(chǎng)、地鐵等安檢業(yè)務(wù)中，實(shí)現智能識別，輔助人工安檢，提高安檢效率。

在現場(chǎng)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(gè)巨大的問(wèn)題，即一方面我們的工業(yè)升級需要大量的數據和算法的人才；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(lǐng)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(gè)是人工智能在不斷進(jìn)行創(chuàng )新與發(fā)展，更重要的是人工智能可以服務(wù)那些幾乎沒(méi)有AI能力的企業(yè)，為他們帶來(lái)價(jià)值。"

優(yōu)化賽事成果打造成熟解決方案 為企業(yè)數字轉型提供支持

作為國內首個(gè)以X光圖片為數據的算法大賽，本次大賽帶動(dòng)了產(chǎn)學(xué)研各界對該技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)注和參與，大賽團隊所產(chǎn)出的算法成果加速了AI技術(shù)在安檢行業(yè)的落地探索，具有一定的現實(shí)指導意義。而如何進(jìn)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(shí)普遍較高，如何進(jìn)一步提高算法的時(shí)間效率和降低硬件成本也是另一個(gè)需要關(guān)注的問(wèn)題。

實(shí)際上，安檢的準確與高效，關(guān)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(shù)實(shí)驗室已在當下主流技術(shù)研究基礎上，結合X光圖像特有的成像特點(diǎn)，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)，并結合模型壓縮及加速等技術(shù)手段，有效部署于自研的端上系統，形成自動(dòng)化識別系統。不僅將減少計算對服務(wù)器的壓力，降低整個(gè)方案的硬件成本，同時(shí)，也將進(jìn)一步提高檢測速度。

阿里巴巴機器智能技術(shù)實(shí)驗室使用自研的模型壓縮加速手段，為算法帶來(lái)數十倍的壓縮及數倍的加速

據悉，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(shù)實(shí)驗室相關(guān)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)數字轉型提供指導與支持。把人力從重復性強的工作中解放出來(lái)，投入到更有價(jià)值的事情中。同時(shí)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。

天津市津南區區委書(shū)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(dòng)智能制造的態(tài)度，同時(shí)，借助阿里云天池平臺的技術(shù)實(shí)力和優(yōu)質(zhì)資源，解決企業(yè)實(shí)際問(wèn)題，探索數字經(jīng)濟和實(shí)體經(jīng)濟融合發(fā)展的路徑。我們希望與阿里云進(jìn)一步深入合作，引導企業(yè)朝著(zhù)智能制造的方向轉型升級，為區內傳統產(chǎn)業(yè)轉型升級制造氛圍、樹(shù)立標桿、堅定信心。"

瞄準智能制造 阿里云天池大賽助力區域制造業(yè)數字化升級

作為中國高質(zhì)量的AI開(kāi)發(fā)者社區，阿里云天池數據眾智平臺，自2014年推出以來(lái)，已擁有來(lái)自全球98個(gè)國家和地區的30萬(wàn)位開(kāi)發(fā)者，為政府、企業(yè)及社會(huì )組織提供專(zhuān)業(yè)的數據智能解決方案，涉及電商、金融、交通、物流、航空、工業(yè)、基因、電力、醫療多個(gè)領(lǐng)域，旨在讓AI普惠各行各業(yè)。

本次津南數字制造算法挑戰賽，是在天津市與阿里巴巴戰略合作框架下，天津津南與阿里云合作的又一成功案例，大賽推動(dòng)津南產(chǎn)業(yè)數據開(kāi)放，薈萃內外腦智慧，推動(dòng)津南新舊動(dòng)能轉換，實(shí)現"津南制造"向"津南智造"轉變。未來(lái)，阿里云天池平臺也希望透過(guò)類(lèi)似的各項賽事，能夠通過(guò)新技術(shù)，孵化出更多創(chuàng )新、可復用的高價(jià)值行業(yè)解決方案。