近日，由天津市津南区人民政府和阿里云主办，天津津南城市建设投资有限公司承办的天池大赛津南数字制造算法挑战赛第二赛场在天津大学举行总决赛。最终，德国柏林工业大学X-Force团队脱颖而出成功夺冠，首届津南数字制造算法挑战赛至此圆满收官。
据介绍，本项赛事由阿里云天池平台联合津南政府共同打造，旨在以实体经济需求为导向，以智能制造+产业升级为主题，为津南数字化转型量身打造解决方案，用数据智能为制造业赋能。大赛共吸引了4839支创新团队、5520名开发者参赛，选手分布全球13个国家和地区。
AI技术变革传统服务业 两大赛题解决行业”刚需”
本次，阿里云天池平台设置了两个赛题，全面对准津南”刚需”：一是原料企业工艺优化（以汉德威药业真实需求为场景），二是物流货物限制品预测，让AI融入安检等行业。
总体而言，这两个赛题契合津南的发展现状，既有单点突破又有复制到多行业的可能。作为本次比赛的重头戏即算法总决赛的结果亦相继出炉。5月15日，厦门大学_ATCG_团队和德国柏林工业大学X-Force团队两支队伍最终分别夺冠。
赛题一关注津南区类似汉德威药业的工业企业，津南区是天津工业经济重镇，辖区内有大量类似汉德威药业这样的工业企业，他们的共性之一就是普遍属于重资产经营方式，数字化转型速度慢、产线效率提升不明显。加之云计算、大数据和AI等新兴技术所需投入大，导致数据层面的价值一直属于沉睡状态，利用率低。
因此，以提升该企业”异烟酸原料制备成品收率”做为赛题，算是相当关键而精准。
在比赛中，选手们以异烟酸生产过程中的各参数，设计了智能的优秀算法，找出了与异烟酸收率相关的关键工艺步骤，能够根据工艺参数来精确预测收率，误差率仅1%。据了解，异烟酸被用作医药中间体，主要用于制抗结核病药物异烟肼，也用于合成酰胺、酰肼、酯类等衍生物。整个生产过程中每个步骤会受到温度、时间、压强等各因素影响，易造成收率的不稳定。
该赛题的最佳算法团队，通过AI算法重新组合并优化各参数步骤，模型预测的最终收率达到99%以上。超过企业目前92%的平均收率7个百分点，投入使用后将为企业创造大量经济效益。据冠军团队成员张春光介绍，使用控制与对照实验进行样本增强，同时结合boruta选特征方法是问题得以解决的关键。
活动现场，天津汉德威药业有限公司总工程师陈庆芬对大赛成果表示了肯定：”本次大赛选手通过组合并优化所有工艺参数，模型最优收率达到99%以上。我们正根据大赛的产出改进工艺流程，相信能为提升异烟酸产品收率起到重要作用。”
与赛题一有所不同的是，赛题二关注的是一个行业层面的难题，即物流货物限制品的监测，与物流、会展、机场、地铁等安检业务高度相关。
我们知道，安检的目的是为了保障人的生命财产安全、确保人或物的合规合法。当前阶段的检测技术依旧是用机器扫描、人眼辨别，对安检人员的专业技能提出了极大要求，因此融入AI技术十分紧迫。
本次津南数字制造算法挑战赛所开启的第二赛场，围绕物流货物限制品监测这一课题展开，当下以人工查验为主流解决方案的安检流程，平均每个物体通过机器的检查时间大约为5-6秒，不仅效率低，而且对人员的专业素质要求较高。而本次大赛的核心，即是要求选手设计深度学习算法，准确定位X光图片中限制品的位置、给出其轮廓掩膜，降低漏检风险及误报率，提升危险品管理效率，探索用AI实现”智慧安检”。
这场赛事中，参赛队伍从数据工程、网络结构设计、训练策略等切入，在设计算法时重点考虑了X光成像特点，提出不同的结构解决特定问题，并通过前景背景融合等方法，充分利用有限数据扩充训练样本, 参赛最优算法实现常见违禁品平均检测准确率76%。最终来自德国柏林工业大学的X-Force团队凭借整体完备的系统工程及针对X光问题的edge loss增强等改进，最终摘得冠军。
大赛算法成果未来可应用于物流、会展、机场、地铁等安检业务中，实现智能识别，辅助人工安检，提高安检效率。
在现场的颁奖仪式上，阿里巴巴集团副总裁刘松提到：”今天津南工业智能大赛，本质上是要解决一个巨大的问题，即一方面我们的工业升级需要大量的数据和算法的人才；另一方面，我们总是容易下意识地想到人工智能是那些大企业用的，但是在新制造领域，最先受惠的往往是中小企业。因此我们认为最有意义的事情一个是人工智能在不断进行创新与发展，更重要的是人工智能可以服务那些几乎没有AI能力的企业，为他们带来价值。”
优化赛事成果打造成熟解决方案 为企业数字转型提供支持
作为国内首个以X光图片为数据的算法大赛，本次大赛带动了产学研各界对该技术领域的关注和参与，大赛团队所产出的算法成果加速了AI技术在安检行业的落地探索，具有一定的现实指导意义。而如何进一步提高算法的召回率和精度，则成为了优胜团队下一步研发的首要目标；此外，本次比赛参赛选手的耗时普遍较高，如何进一步提高算法的时间效率和降低硬件成本也是另一个需要关注的问题。
实际上，安检的准确与高效，关乎人身与公共安全，一旦发生任何失误都有可能导致不可预料的严重后果。此前，阿里巴巴机器智能技术实验室已在当下主流技术研究基础上，结合X光图像特有的成像特点，自主研发出了适用于X光成像的特定目标识别检测技术，并结合模型压缩及加速等技术手段，有效部署于自研的端上系统，形成自动化识别系统。不仅将减少计算对服务器的压力，降低整个方案的硬件成本，同时，也将进一步提高检测速度。
阿里巴巴机器智能技术实验室使用自研的模型压缩加速手段，为算法带来数十倍的压缩及数倍的加速
据悉，目前该款X光限制品检测产品已在交通及物流行业应用。阿里巴巴机器智能技术实验室相关产品负责人表示，我们希望人工智能像水、电、高速公路、计算机一样，成为新一代的基础设施。
大赛的优秀研究成果与行业成熟的解决方案将共同为企业数字转型提供指导与支持。把人力从重复性强的工作中解放出来，投入到更有价值的事情中。同时也为企业降低成本，包括人力成本、培训成本、管理成本，提升企业运行效率。
天津市津南区区委书记刘惠就对本次大赛的成果加以肯定，并表示：”这次与阿里云共同举办大赛，就是想亮明津南政府全力以赴推动智能制造的态度，同时，借助阿里云天池平台的技术实力和优质资源，解决企业实际问题，探索数字经济和实体经济融合发展的路径。我们希望与阿里云进一步深入合作，引导企业朝着智能制造的方向转型升级，为区内传统产业转型升级制造氛围、树立标杆、坚定信心。”
瞄准智能制造 阿里云天池大赛助力区域制造业数字化升级
作为中国高质量的AI开发者社区，阿里云天池数据众智平台，自2014年推出以来，已拥有来自全球98个国家和地区的30万位开发者，为政府、企业及社会组织提供专业的数据智能解决方案，涉及电商、金融、交通、物流、航空、工业、基因、电力、医疗多个领域，旨在让AI普惠各行各业。
本次津南数字制造算法挑战赛，是在天津市与阿里巴巴战略合作框架下，天津津南与阿里云合作的又一成功案例，大赛推动津南产业数据开放，荟萃内外脑智慧，推动津南新旧动能转换，实现”津南制造”向”津南智造”转变。未来，阿里云天池平台也希望透过类似的各项赛事，能够通过新技术，孵化出更多创新、可复用的高价值行业解决方案。
