一、 现状及需求分析

  长期以来线性驱动电机的质检环节都是通过熟练工人听电机转动的声音来判断产品质量，随着疫情，升降办公桌在国外市场需求量激增，也从办公室进入了居家办公的形式，对产品品质提出了更高的要求，熟练工人听电机转动的声音会因多种因素导致误判和错判，存在一致性差的问题，制约产品质量进一步提升。

  通过基于工业互联网、人工智能、大数据等先进技术的远程智能应用，实现对设备的远程维修服务，包括状态的远程监控、健康程度的远程诊断、远程维修指导，甚至是设备远程精确控制，将加速落地和工程化应用的进程。

  科大讯飞与捷昌驱动共建的针对电机行业的工业声纹质检系统，是面向电机等有噪声测试需求行业，通过在生产线集成声纹采集设备，利用声纹识别、异音诊断等技术，边云融合实现产品缺陷自动识别报警的自动化质检系统。

二、 声纹质检系统解决方案

2.1、应用介绍

  声纹质检系统通过人工智能算法对线性驱动电机的声音进行标注和训练，形成线性驱动电机声纹库，建立的声纹库模型对驱动电机进行自动化检测，提高产品质检一致性，成为突破线性驱动电机产品质量的卡脖子技术。

声纹质检系统整体框架

  基于线性驱动电机建立的是动态声纹检测模型库，随着企业需求不断优化迭代，模型库会重新组织已有的知识结构不断改善自身的性能。另一方面还可以通过“顺风耳”图聆工业云平台组建专家知识服务应用平台，着手解决困扰企业，特别是制造业企业知识经验难以传承、人才招聘难、难留住的问题。

图聆工业云平台应用系统

  基础设施建设投入为固定资产，可重复利用。新增改造设备有效提高产品生产速度，能为公司产品生产效率提升15%，为公司创收30%，为公司健康发展提供坚实保障。从社会效益的角度来看，项目的实施有效推进公司对电机行业的创新发展，极大地推动公司对新产品开发迈上一个新台阶。为电机行业增效搭建平台，为公司增收拓宽渠道，增强对新技术改革发展的意识和能力，过程中将起到良好的示范带动作用，在建设和构建智慧工业互联网过程中有积极推动作用。

声纹质检系统项目实施方案框图

2.2、关键功能

（1） 自动采集声纹功能

  通过声学采集前端、声纹识别、声源定位、深度学习等技术，以非接触方式实现产品的智能质检，是对当前工业设备产品质检模式的创新。

（2） 构建声纹模型功能

  通过云端一体模式构建的分布式实时声音监测设备，将采集的设备声纹数据，训练形成部位不同故障类型的专有声纹模型，对于监测出的异常声纹将发出预警信号。

（3） 不良品智能检测功能

  通过产品声纹模型设定阈值，识别、检测不良品

声纹质检系统数据大屏

2.3、核心技术

（1）非接触式监测技术

  采用自由场收音技术，无需接触设备安装，无需改造设备，无需中断设备正常生产和运行。

（2）正常态数据建模技术

  正常态数据生成建模，以生成误差衡量偏离稳态的程度，划定生成误差阈值，进行正常态/异常态的判断。

（3）人机耦合的故障分类技术

  通过交互式专家系统，对异常音频的故障原因、故障类型等信息进行人工输入标注；系统将这部分内容加入到模型训练中；在下次预警到异常时，会给出异常态分类后的检测结果。

（4）噪声定向抑制和目标增强技术

  基于自适应波束形成技术，对环境噪声的抑制可达20dB，可有效抑制指向范围外的噪音。同时基于超指向波束技术，对目标声源的增强可达30dB，相当于拉近声源距离，提高清晰度，有效增强目标位置声音，便于采集声音数据、定位分析问题。

（5）预置多种检测模型技术

  线性电机同一类音频数据音感跨度大，不同类别音频数据之间存在混淆性线性，经过多轮实验最终明确算法实现思路。

  · 建立自定义的音频类别标准，咨询专家并得到对于该标准肯定

  · 基于自定义标准对音频进行重标注，并提取跟现场工人判断一致的数据组成“标签一致”的数据集

  · 在“标签一致”的数据上做多分类实验

驱动电机正常_语谱图

驱动电机 涡轮_语谱图

驱动电机音尖_语谱图

三、 方案价值

（1）提升产品品质

  人工智能与工艺结合、机器听觉与质检结合应用，助力企业走向高质量发展之路。

（2）降低人力成本

  声纹质检系统帮助企业减少在岗必须人数、降低人员劳动强度。

（3）增强数字化服务体验

  基于声纹质检对生产制造环节和产品品质进行全生命周期管控。云端完成设备标识的分发 , 建立严格的管控流程，保证只有合法的服务、合法的设备、合法的厂商才能分发到合法的标识，有效地管控电机的检测认证、生产、发布、上线、运营的全生命周期。

（4）打通虚实界限，实现协同优化

  传统组织将行业、企业、部门都划分成互相独立单元，通过数字化的平台，将集团企业协同、部门合作从长周期向实时性转变，实现数字化转型。