1984年12月，印度博帕爾農(nóng)藥廠異氰酸甲酯泄漏事故導(dǎo)致數(shù)十萬(wàn)人死傷，成為世界工業(yè)史上的巨大慘案。

“氣體泄漏”釀造災(zāi)難是工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景的常見(jiàn)現(xiàn)象，而有了具備A.I.能力的聲學(xué)照相機(jī)，及時(shí)檢測(cè)出氣體泄漏并預(yù)警，這樣的災(zāi)難或許就可以避免。

近日，科大訊飛A.I.研究院聯(lián)合中科大語(yǔ)音及語(yǔ)言信息處理國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室（USTC-NELSLIP）奪得IEEE組織的DCASE2020（Detection and Classification of Acoustic Scenes and Events, DCASE 2020）挑戰(zhàn)賽聲音事件定位與檢測(cè)任務(wù)冠軍。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)研發(fā)的A.I.算法在檢測(cè)三項(xiàng)指標(biāo)——“有沒(méi)有聲音”（聲音事件檢測(cè)F-score）、“有什么樣的聲音”（檢測(cè)錯(cuò)誤率）、“聲音在哪個(gè)方位”（定位錯(cuò)誤率）上表現(xiàn)優(yōu)秀，因此摘冠。

△科大訊飛和中科大聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在DCASE挑戰(zhàn)賽聲音事件定位與檢測(cè)任務(wù)中奪得冠軍

科大訊飛和中科大聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在DCASE挑戰(zhàn)賽中通過(guò)兩個(gè)“殺手锏”技術(shù)奪冠：

一是“聲音事件空間位置仿真算法”，通過(guò)模擬不同空間位置的聲音，訓(xùn)練模型，提升深度學(xué)習(xí)模型對(duì)聲音空間位置的適應(yīng)能力，從而讓模型具備舉一反三的能力；

二是“序列區(qū)分性訓(xùn)練法”，通過(guò)對(duì)相似聲音事件進(jìn)行更精細(xì)化的建模，有效提升了易混淆聲音事件的檢測(cè)準(zhǔn)確率。值得一提的是，這些源頭核心技術(shù)創(chuàng)新已走出實(shí)驗(yàn)室，在真實(shí)的工業(yè)場(chǎng)景中為機(jī)器發(fā)揮著“望聞問(wèn)切”的作用，從而保障工業(yè)生產(chǎn)的安全和高效。

基于聲音事件定位和檢測(cè)技術(shù)研發(fā)的訊飛工業(yè)聽(tīng)診系統(tǒng)目前為工業(yè)場(chǎng)景提供兩種核心功能——

第一，針對(duì)大型設(shè)備運(yùn)維檢測(cè)，陸續(xù)覆蓋電力、水利、軌道交通、輕工業(yè)、汽車(chē)等工業(yè)行業(yè)。以電力行業(yè)為例，針對(duì)輸電、變電、配電等環(huán)節(jié)，進(jìn)行核心設(shè)備故障的診斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)、線路巡檢，同時(shí)還可以提供智能語(yǔ)音控制等服務(wù)。

第二，對(duì)空調(diào)、洗衣機(jī)、電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行“聲音質(zhì)檢”，通過(guò)服務(wù)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)“最后一環(huán)”，高效把控工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量。

參加比賽的A.I.算法模型能夠準(zhǔn)確識(shí)別出警鈴聲、腳步聲、火焰燃燒聲、鋼琴聲、嬰兒啼哭聲等形形色色的聲音類(lèi)型和方位，這也為實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景提供了無(wú)限可能。

科大訊飛的聲音事件定位和檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)設(shè)備運(yùn)維監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)檢等工業(yè)場(chǎng)景中已越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用，“工業(yè)聽(tīng)診器”“聲學(xué)照相機(jī)”成為檢測(cè)工業(yè)機(jī)器故障、控制工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的“工業(yè)醫(yī)生”。

根據(jù)全球權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)IDC發(fā)布《中國(guó)AI賦能的工業(yè)質(zhì)檢解決方案市場(chǎng)分析》報(bào)告統(tǒng)計(jì)，2019年中國(guó)工業(yè)質(zhì)檢市場(chǎng)份額達(dá)1.07億元美元（約7.4億人民幣），未來(lái)A.I.工業(yè)質(zhì)檢應(yīng)用進(jìn)一步成熟將帶領(lǐng)制造業(yè)、泛工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型。

隨著工業(yè)場(chǎng)景進(jìn)一步向人工智能技術(shù)開(kāi)放，工業(yè)人工智能將成為賦能智能制造的全新引擎，“A.I.+工業(yè)”的未來(lái)充滿無(wú)限可能。

工業(yè)聽(tīng)診器：為機(jī)器“預(yù)測(cè)性維護(hù)”

在傳統(tǒng)的工業(yè)場(chǎng)景中，要判斷機(jī)器故障，常用的方法是通過(guò)人的耳朵去“聽(tīng)”——比如一位經(jīng)驗(yàn)豐富的電力巡檢師傅可以“聽(tīng)”到變壓器發(fā)出的異常聲響來(lái)判斷它到底是過(guò)載運(yùn)行、還是內(nèi)部接觸不良。

而通過(guò)人耳檢測(cè)的缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的——人不可能24小時(shí)集中注意力去進(jìn)行檢測(cè)，有無(wú)經(jīng)驗(yàn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成極大差別，此外，人耳難以捕抓瞬間發(fā)出的短促聲音并進(jìn)行定格分析，需聽(tīng)較長(zhǎng)時(shí)間的聲音才能確定問(wèn)題所在。而對(duì)于具備A.I.能力的算法系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這些問(wèn)題都將迎刃而解。

△訊飛工業(yè)聽(tīng)診系統(tǒng)為某家電制造公司提供家電質(zhì)檢解決方案

在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，訊飛工業(yè)聽(tīng)診系統(tǒng)目前已為國(guó)網(wǎng)安徽電力古泉換流站提供故障監(jiān)測(cè)解決方案，通過(guò)科大訊飛的A.I.技術(shù)、國(guó)網(wǎng)安徽電科院的行業(yè)專(zhuān)家、以及古泉換流站的實(shí)際使用場(chǎng)景共同打磨適用于同類(lèi)場(chǎng)景的“A.I.+工業(yè)”解決方案。

△訊飛工業(yè)聽(tīng)診系統(tǒng)為安徽電力古泉換流站提供故障監(jiān)測(cè)解決方案

此外，訊飛工業(yè)聽(tīng)診系統(tǒng)已在一些重大工程的泵站監(jiān)測(cè)任務(wù)中使用。比如，水泵的主體葉輪部位，當(dāng)進(jìn)入水泵的水有樹(shù)根、樹(shù)枝等異物時(shí)，葉輪工作時(shí)碰撞異物會(huì)發(fā)出異響，情況嚴(yán)重還會(huì)損壞葉輪和上層電機(jī)。訊飛工業(yè)聽(tīng)診系統(tǒng)可以為泵站提供水泵故障監(jiān)測(cè)解決方案。

△訊飛工業(yè)聽(tīng)診系統(tǒng)為重大工程的泵站提供故障監(jiān)測(cè)解決方案

另外，訊飛工業(yè)聽(tīng)診系統(tǒng)還用在變電站開(kāi)關(guān)柜的監(jiān)測(cè)任務(wù)中，因?yàn)椋_(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中一些絕緣缺陷很容易引起局部放電，情況嚴(yán)重甚至?xí)：Υ箅娋W(wǎng)體系的安全穩(wěn)定。

聲學(xué)照相機(jī)：“聽(tīng)”聲“看”故障

基于聲音事件定位和檢測(cè)技術(shù)，科大訊飛還研發(fā)出可以手持的聲學(xué)照相機(jī)，幫助人們?cè)诠I(yè)設(shè)備巡檢或排查時(shí)快速找到設(shè)備發(fā)生異響的位置、準(zhǔn)確定位氣體泄漏的具體位置，從而及早預(yù)警保障工業(yè)生產(chǎn)安全。

△訊飛聲學(xué)照相機(jī)在工業(yè)場(chǎng)景被廣泛應(yīng)用

聲學(xué)照相機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的？關(guān)鍵就是采用了32個(gè)麥克風(fēng)組成的陣列，通過(guò)聲成像技術(shù)，在圖像上可以實(shí)時(shí)看到空間各個(gè)點(diǎn)的聲場(chǎng)分布熱力圖，這樣就可以更加直觀、快速地找到設(shè)備異響的位置。

△訊飛聲學(xué)照相機(jī)用于內(nèi)蒙古某變電站絕緣子聲源定位檢測(cè)

在實(shí)際的工業(yè)場(chǎng)景中，聲學(xué)照相機(jī)應(yīng)用廣泛。

在工業(yè)生產(chǎn)中，氣體泄漏的隱患非常大，對(duì)維修人員來(lái)說(shuō)，要準(zhǔn)確檢測(cè)出來(lái)并不容易，聲學(xué)照相機(jī)可以幫助進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)。氣體泄漏時(shí)，在泄漏點(diǎn)會(huì)因?yàn)闇u流而產(chǎn)生聲波/超聲波能量，這些能量在聲學(xué)照相機(jī)的顯示屏幕上通過(guò)圖像顯示，從而幫助人們快速找到泄漏點(diǎn)。

聲學(xué)照相機(jī)在工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)測(cè)中也被廣泛應(yīng)用。比如汽車(chē)NVH檢測(cè)，聲學(xué)照相機(jī)可以用在汽車(chē)的全方位測(cè)試，比如儀表盤(pán)的異音測(cè)試、旋轉(zhuǎn)機(jī)械噪聲源測(cè)試、汽車(chē)音響和車(chē)門(mén)異響測(cè)試、風(fēng)洞密封條效果評(píng)估等。聲學(xué)照相機(jī)可以實(shí)時(shí)、直觀地顯示出汽車(chē)噪音到底出自哪里，并快速定位車(chē)輛或者零部件的異音異響。

△用訊飛聲學(xué)照相機(jī)進(jìn)行汽車(chē)NVH檢測(cè)