一、建設(shè)背景
在國家"十四五"規(guī)劃與《中國制造2025》戰(zhàn)略深入實(shí)施的關(guān)鍵時(shí)期，建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造人工智能實(shí)驗(yàn)室已成為高校服務(wù)國家戰(zhàn)略需求、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要戰(zhàn)略舉措。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用場景不斷拓展，數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算等前沿技術(shù)快速發(fā)展，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程持續(xù)加速。
當(dāng)前，我國智能制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)如火如荼，區(qū)域特色產(chǎn)業(yè)集群智能化改造需求日益迫切。"根據(jù)工信部最新統(tǒng)計(jì)，全國智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目已覆蓋30個(gè)省份，但專業(yè)人才缺口超過300萬人。以福建省為例，其智能制造產(chǎn)業(yè)年增長率高達(dá)25%，但人才缺口占比達(dá)40%，凸顯實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的緊迫性。"
二、建設(shè)意義
人工智能實(shí)驗(yàn)室的建立，旨在服務(wù)人工智能科技發(fā)展戰(zhàn)略，瞄準(zhǔn)人工智能產(chǎn)學(xué)研的問題，解決人工智能訓(xùn)練師工種關(guān)鍵性問題。服務(wù)國家戰(zhàn)略：積極響應(yīng)國家人工智能發(fā)展戰(zhàn)略，落實(shí)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》具體要求；填補(bǔ)人才缺口：重點(diǎn)培養(yǎng)人工智能訓(xùn)練師等緊缺人才，軟件BS平臺(tái)開發(fā)、場景應(yīng)用、技術(shù)方案設(shè)計(jì)等核心能力；推動(dòng)科研創(chuàng)新：依托人工智能科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，力爭取得省內(nèi)原創(chuàng)性成果，申報(bào)省級(jí)技能大師工作室；促進(jìn)產(chǎn)教融合：構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化和社會(huì)服務(wù)收入；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是高校服務(wù)國家戰(zhàn)略、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、深化教育改革、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要載體，對實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要戰(zhàn)略價(jià)值。
三、建設(shè)方案
（一）硬件平臺(tái)建設(shè)
通過人工智能科研平臺(tái)采集指定的圖文視頻資料，微小工業(yè)構(gòu)件、農(nóng)產(chǎn)品、生物制品、或音視頻生成需要的圖文視頻資料。通過自行標(biāo)注所需識(shí)別的產(chǎn)品特性，對收集的圖文視頻資料進(jìn)行標(biāo)注處理，利用科研平臺(tái)軟件進(jìn)行模型訓(xùn)練和參數(shù)調(diào)優(yōu)。并通過最終生成的訓(xùn)練模型，進(jìn)行對應(yīng)特性的智能識(shí)別，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行算法修改調(diào)優(yōu)，在圖像采集、特征提取標(biāo)注、模擬生產(chǎn)環(huán)境人工智能模型的實(shí)際使用過程。
人工智能綜合科研平臺(tái)為一套人工智能算法科研、創(chuàng)新系統(tǒng)。對應(yīng)人工智能訓(xùn)練師需要的硬件平臺(tái)。
工業(yè)機(jī)器人工作站，工業(yè)機(jī)器人拆裝工作站采用模塊化設(shè)計(jì)，靈活組合，結(jié)合人工智能學(xué)習(xí)輸出，可進(jìn)行物體識(shí)別搬運(yùn)、自動(dòng)識(shí)別焊接作業(yè)、噴涂作業(yè)、自動(dòng)化繪圖作業(yè)等，可應(yīng)用于多種需要流程化作業(yè)的科研項(xiàng)目,人工智能科研外圍擴(kuò)展使用。
智能履帶機(jī)器人，是一款基于ROS機(jī)器人操作系統(tǒng)開發(fā)的履帶式智能機(jī)器人，它搭載了激光雷達(dá)、深度相機(jī)、7寸顯示屏、三自由度機(jī)械臂等高性能硬件配置，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、遙控通訊、建圖導(dǎo)航、跟隨避障、自動(dòng)駕駛、機(jī)械臂MoveIt仿真等應(yīng)用。提供從驅(qū)動(dòng)程序到算法，到開發(fā)工具的完整解決方案，極大簡化了機(jī)器人科研步驟。
人工智能-通信與控制系統(tǒng)作為人工智能實(shí)際場景應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)溫濕度、光照、煙霧數(shù)據(jù)采集及可編程邏輯控制器、人機(jī)交互界面數(shù)據(jù)顯示等采集。人工智能科研及訓(xùn)練師采集設(shè)備。
科研基礎(chǔ)研發(fā)資料，涵蓋人工智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、行人及斑馬線識(shí)別系統(tǒng)、災(zāi)害故障預(yù)警等多種系統(tǒng)。人工智能科研及訓(xùn)練師二次開發(fā)基礎(chǔ)。
（二）軟件設(shè)備建設(shè)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造人工智能實(shí)驗(yàn)室的軟件體系建設(shè)是支撐核心功能的技術(shù)基礎(chǔ)，覆蓋工業(yè)數(shù)據(jù)采集、智能算法開發(fā)、數(shù)字孿生仿真、生產(chǎn)決策優(yōu)化全流程。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供高精度數(shù)字孿生仿真能力，仿真精度達(dá)95%以上，集成可視化建模工具降低開發(fā)門檻，并搭載模塊化目標(biāo)檢測框架，預(yù)訓(xùn)練模型庫覆蓋200+工業(yè)場景。自動(dòng)化與機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)基于ROS等全棧架構(gòu)，支持導(dǎo)航定位與機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等核心功能，結(jié)合高保真物理仿真環(huán)境實(shí)現(xiàn)碰撞檢測與軌跡驗(yàn)證。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過整合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)分析和智能決策。支持PLC、傳感器、數(shù)控機(jī)床等工業(yè)設(shè)備的協(xié)議解析，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和邊緣計(jì)算。提供大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、清洗、預(yù)處理及機(jī)器學(xué)習(xí)能力，支持時(shí)序數(shù)據(jù)分析和預(yù)測性維護(hù)。快速構(gòu)建工業(yè)APP和監(jiān)控大屏，覆蓋智能制造、能源管理、供應(yīng)鏈協(xié)同等領(lǐng)域。
實(shí)時(shí)跟蹤準(zhǔn)確率、召回率、F1分?jǐn)?shù)等模型性能指標(biāo)，支持動(dòng)態(tài)閾值告警。監(jiān)控GPU/CPU利用率、內(nèi)存占用、訓(xùn)練時(shí)長，優(yōu)化算力分配。記錄訓(xùn)練數(shù)據(jù)集版本、標(biāo)注歷史，確保實(shí)驗(yàn)可復(fù)現(xiàn)。
機(jī)器人三維視覺建圖導(dǎo)航技術(shù)通過融合深度感知、實(shí)時(shí)定位與地圖構(gòu)建及智能決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的自主移動(dòng)能力。
機(jī)器人雷達(dá)警衛(wèi)是一種融合先進(jìn)雷達(dá)傳感技術(shù)與人工智能的智能安防系統(tǒng)，通過多模態(tài)感知與協(xié)同決策實(shí)現(xiàn)全天候精準(zhǔn)防護(hù)。其核心采用激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)構(gòu)建環(huán)境感知中樞，結(jié)合視覺攝像頭與超聲波傳感器形成多源數(shù)據(jù)融合，確保在暴雨、暗光等復(fù)雜條件下的穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)具備動(dòng)態(tài)分級(jí)響應(yīng)機(jī)制：10米外觸發(fā)聲光預(yù)警，3-5米自動(dòng)降速30%，3米內(nèi)緊急制動(dòng)，并運(yùn)用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)動(dòng)態(tài)避障。