合作生态
华为赛上星辰耀,同济“航济”梦绽花
在第八届华为ICT大赛全球总决赛中,同济大学“航济队”斩获创新赛特等奖,并希望通过自身力量为国产大飞机安全保驾护航。
文/同济大学电子与信息工程学院副教授 齐鹏
文/同济大学电子与信息工程学院2022级自动化专业 宋正非
文/同济大学电子与信息工程学院2021级自动化专业 李昕卓
文/同济大学电子与信息工程学院2022级通信工程专业 姜博予
2024年9月27日,第九届华为ICT大赛上海市赛启动仪式在同济大学举行。现场那充满创新活力的氛围,学弟学妹们积极报名和互动的热情,一下子就把我们的思绪拉回到了同年5月第八届华为ICT大赛全球总决赛的现场。
在第八届华为ICT大赛全球总决赛中,我们所在的同济大学“航济队”凭借着“基于蛇形机器人的航空发动机损伤检测系统”这一参赛作品,在创新赛中斩获特等奖,站在领奖台上,手捧着奖杯,听着台下如雷鸣般的掌声和欢呼声,那一刻,我们感觉之前所有的辛苦和努力都是值得的(如图1)。

图1 同济大学“航济队”荣获第八届华为ICT大赛全球总决赛创新赛特等奖并上台领奖发言
国产大飞机时代,安全保障成为重要使命
也许大家会好奇,我们为什么会选择航空发动机损伤检测系统这个创意来参加创新赛呢?这得从国产大飞机首飞成功说起。
2023年5月28日,全球首架C919国产大飞机正式投入商业运营,这是中国民航的一个重大里程碑,意味着中国人终于能坐上自己制造的大飞机在蓝天翱翔。航空发动机作为飞机的关键核心部件,如同心脏一样重要,但它长期处于高温高压这样恶劣的工作环境中,就容易出现裂缝、破损、腐蚀等各种损伤情况,对航空安全产生巨大威胁。如何更快速、更准确地对航空发动机进行探伤,成为交通领域数字化智能化转型升级过程中一个全新的重要课题。
与此同时,同济大学在航空科研方面有着独特的优势。上海的民用航空产业资源高度集中,有很多重要的航空航天机构落户于此,这给我们的科研提供了便利条件。此外,从2003年起,上海航空工业学校划归同济大学管理,校内的航空科研氛围浓厚。这些都激发了我们对航空科研的无限热情与探索欲望,开发一款专门用于检测航空发动机损伤的智能机器人的想法,在我们脑海中迅速生根发芽,并逐渐变得清晰而坚定。
恰在此时,机遇的齿轮悄然转动,第八届华为ICT大赛盛大启幕,大赛创新赛要求参赛选手从生活中遇到的真实需求入手,结合行业应用场景,综合运用人工智能及云计算、物联网、大数据、鲲鹏、鸿蒙等技术,提出具有社会效益和商业价值的解决方案,并设计功能完备的作品。此外,华为还提供海量丰富、功能强大的云平台资源,种类繁多、性能卓越的IoT设备,以及实力雄厚的人工智能技术体系。得知这一消息,在导师的指引下,我们三位不同院系、不同年级的小伙伴一拍即合,决定组队参加创新赛,并以检测航空发动机损伤机器人的创意为起点,正式开启我们的大赛征程。
华为技术加持,创意从萌芽到绽放
然而,理想很丰满,现实却异常骨感。备赛的过程犹如一场艰难困苦的“西天取经”,每一步都充满了艰辛与坎坷。
在紧张的备赛过程中,我们面临的首要难题,便是如何运用人工智能实现更为自动化、精准化的探伤。这一目标的达成,需要海量的原始数据输入。而这些数据,不能凭空想象模拟,更不能无中生有。就在我们一筹莫展之时,导师为我们找到了一个国内领先的航空发动机实验室,并成功达成合作协议,我们得以前往现场采集了大量实验后的航空发动机叶片损伤数据集,这个高品质数据集,有效提高了模型的准确度。
有了原始数据,接下来就是实践。华为的各类技术、像宝贵的云平台资源、丰富的算力资源和算法等诸多方面,这些都成为我们潜心开发系统的重要助力。
事实上,项目从创意构思到成功落地的历程,华为技术功不可没。我们团队利用5G+WiFi技术组成智能机器人控制物联网;依托华为IoT设备进行接入,包括:设备接入IoTDA、Al(ModelArts)、低代码平台(Astro)等;通过华为云平台进行数据传输与存储。为了更快更准地对损伤进行识别,我们基于Maxbar开发优乐识别分类模型,并通过ModelX进行模型训练,提高了训练效率与开发优化速度;通过数据采集预处理、数据分割、模型训练与评估,我们对于飞机发动机损伤有了不错的识别效果。同时我们构建了数据大屏,供检修中心实时观测探伤工作相关情况;基于华为云,我们的探伤工作能实现数据的安全传输与存储,同时实现对飞机发动机的全生命周期监测。
以赛促学以赛促教,在创新中成长和超越
历经日夜的辛勤付出与不懈努力,终于迎来了2024年5月的全球总决赛。那是一场汇聚全球ICT精英的科技盛宴,赛场设在充满创新活力与科技魅力的深圳。在创新赛赛场,选手们创意迭出、火花四溅,评委专家们凭借着他们的专业视角与独到见解,对每一个参赛项目都进行了严格细致、公正权威的评审与指导,为大家后续创意的继续研发和落地指引了明确方向。
在这场科技巅峰对决中,我们凭借着创新的设计理念、良好的作品展示、从容的现场答辩,最终斩获了创新赛特等奖的殊荣(如图2)。那一刻,那些备赛过程中的艰辛,为了解决一个个难题而熬过的漫漫长夜,因实验失败而遭受的挫折与失落,都化作了手中那座金光闪闪的奖杯,让我们充满自豪和力量。

图2 同济大学“航济队”在第八届华为ICT大赛全球总决赛创新赛赛场展示系统方案
“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。”回首望去,备赛的过程也是我们快速成长的奇妙旅程。对于我们而言,这不仅是知识与技能的深度积累,更是思维方式和创新能力的全面提升,也是对学习成果的严格检验。通过备赛,我们既巩固了所学的专业知识,又把解决方案与实际应用场景相结合,最后得以在华为ICT大赛这一国际ICT竞技平台呈现,意义非凡。
华为ICT大赛不仅促进了我们的学习和成长,对老师的教学也有很大帮助。齐鹏老师在指导我们参赛的过程中,也成为华为技术的积极传播者与坚定践行者,被聘任为华为布道师(如图3)。正如齐鹏老师所说,大赛不仅有效检验着教育教学的质量与成效,也激励着更多老师积极主动地将华为自主创新技术融入日常教学之中,精心培育更多适应时代发展需求、具备创新精神与实践能力的高素质科技人才。

图3 齐鹏老师(右)被聘任为华为布道师
铢积寸累厚积薄发,产学合作孕育硕果
我们获得创新赛特等奖这份荣耀与成就的背后,离不开学校与华为多年来携手并肩、深度融合的紧密合作。
从2020年开始,同济大学和华为就在ICT领域深入合作,积极推动教学改革和课程优化,把华为的技术体系融入学校的课程体系里,重点培养学生的创新能力,建立了产教融合的协同育人机制。通过校企课程体系、创新工作坊等多种模式,为学生们提供了丰富多元的学习资源与实践机会,全方位夯实了我们的专业知识根基,显著提升了我们的动手实践与科研创新能力。
时至今日,这种合作还在继续深化。2024年9月,由同济大学电子与信息工程学院和华为共建的“领先级华为ICT学院”揭牌成立,标志着双方合作迈向全新的高度与深度。学校将继续通过产教融合运营好华为ICT学院,将华为的技术体系更好地融入学校课程体系中,培养出更多优秀的技术人才。
幕落幕又启。如今,第九届华为ICT大赛创新赛报名已结束,已进入比赛环节,2000余位来自全球七大赛区的精英学子将满怀憧憬与期待,踏上这条充满挑战与机遇的科技征程。作为先行一步的“探路者”与“受益者”,我们满心感慨与期待,希望同学们在参赛之余,时刻保持敏锐的洞察力,紧跟时代发展的脉搏,聚焦现实世界中那些亟待解决的实际难题与挑战,通过软硬件深度融合,提出更多有效的解决方案,在第九届华为ICT大赛上取得优异成绩!
脚踏实地,仰望星空。ICT领域的青年学子正携手同行,勠力创新,用科技的力量照亮人类前行的每一步。
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