算法是核心短板的结论已经明确,但林记研发团队很快陷入了新的困境。车间角落的会议桌前,所有人都愁眉不展,空气中弥漫着焦灼的气息。
“我们团队的核心优势在硬件研发,算法优化确实不是强项。” 陈曦揉了揉疲惫的眉头,语气中带着无奈,“之前调整的三元判断逻辑,已经是我们能做到的极限了,再想进一步提升精度,就需要更专业的算法技术支撑。”
小王也点点头,脸上满是焦虑:“我试着研究了一下传统算法的深度优化,但临界区间的特征太复杂,单纯调整参数根本无法解决根本问题。比如同样是气孔直径 2mm 的面团,有的湿度 63% 是合格的,有的湿度 61% 却接近过度,这种细微差异,传统算法很难精准区分。”
“那我们能不能聘请外部的算法工程师?” 李萌萌提议道,“专业的人做专业的事,或许能快速解决问题。”
这个提议立刻被陈曦否决了:“我已经咨询过两家科技公司,外部算法工程师的报价太高了。单次算法优化就要 5 万元,而且周期需要 1 个月,还不包含后续的维护和迭代。我们这次的研发预算总共才 8 万元,光是请人优化算法就占了一大半,后续基地设施升级、设备调试的资金就不够了。”
“5 万元确实超出了预算。” 林默皱起眉头,心中盘算着。之前申请的 2 万元农业补贴要用于基地的病虫害监测传感器和农户培训,不能挪用;外部合作的预付款还没到账,公司的流动资金也比较紧张。如果花 5 万元聘请外部团队,虽然能解决眼前的问题,但会影响其他项目的推进,得不偿失。
团队陷入了沉默,算法优化工作陷入停滞。所有人都明白,不解决算法问题,“糕小默 2.0” 就无法达到量产标准,之前的所有努力都可能付诸东流。
“难道就没有别的办法了吗?” 苏晚轻声问道,她看着桌上那篇陈曦分享的《深度学习在面团发酵状态检测中的应用》论文,心中突然有了一个念头,“陈曦之前提到的深度学习算法,我们能不能自己尝试引入?”
“自己引入?” 陈曦愣了一下,随即摇了摇头,“深度学习算法的门槛很高,需要掌握卷积神经网络、模型训练等专业知识,我们团队里没有人有相关经验。而且搭建模型、训练数据都需要大量的时间和精力,我们不一定能搞定。”
“但我们可以尝试一下。” 林默突然开口,他的眼神中带着坚定,“现在不是退缩的时候,我们必须找到一个性价比最高的解决方案。我来对比一下外部合作和自主研发的成本与周期,看看哪个更可行。”
他拿起笔,在纸上快速列出两组数据。
“从数据对比可以看出,自主研发虽然有技术门槛,但成本仅为外部合作的 4%,周期还能缩短一半,而且后续可以根据实际需求不断优化模型,长期来看更具性价比。” 林默指着表格分析道,“现在的关键不是我们有没有经验,而是我们愿不愿意尝试。我相信,只要我们团结协作,一定能攻克这个难关。”
陈曦看着表格中的数据,心中有些动摇:“林总,我明白你的意思,但深度学习算法确实很复杂,我们真的能在 2 周内完成模型训练吗?”
“我们不需要一开始就追求完美,” 林默说道,“我们可以先采购成熟的算法框架,比如 tensorFlow 或 pytorch 的开源框架,在此基础上进行二次开发,降低技术难度。而且我们已经有了一定的样本数据基础,再补充收集一些,就能开展模型训练。”
他顿了顿,继续说道:“我已经想好了具体的方案:第一,采购开源算法框架,搭建基础的深度学习模型;第二,制定详细的数据收集计划,采集足够的样本用于模型训练;第三,明确分工,发挥每个人的优势,共同推进项目。”
林默的方案让团队重新燃起了希望。陈曦深吸一口气,坚定地说:“好,我们就尝试自主引入深度学习算法!虽然我对算法不熟悉,但我可以快速学习相关知识,负责模型搭建和训练。”
“我支持你!” 小王立刻响应,“我可以负责优化算法代码与设备的兼容性,确保训练好的模型能顺利嵌入视觉识别系统。”
苏晚也说道:“我和李萌萌负责数据收集和整理,保证样本数据的质量和数量,为模型训练提供有力支持。”
看到团队重新振作起来,林默露出了欣慰的笑容:“太好了!现在我们明确分工,各司其职,全力以赴推进算法优化工作。我会联系相关的技术顾问,为我们提供必要的指导,帮助我们尽快掌握深度学习的核心技术。”
接下来,团队召开了紧急会议,制定了详细的实施计划:
一、算法框架采购与搭建
· 预算:2000 元,采购 tensorFlow 开源算法框架及相关配套工具;
· 负责人:陈曦,在技术顾问的指导下,搭建基础的卷积神经网络模型;
· 时间节点:3 天内完成框架搭建和模型初始化。
二、数据收集计划
· 样本数量:采集 500 组发酵面团的样本数据,涵盖不同发酵状态、不同批次的糯米粉;
· 数据维度:每组样本需包含高清图片(3 个角度)、表面湿度、环境温度、发酵时间、人工判定结果;
· 发酵等级划分:苏晚提出将发酵程度分为 5 个等级(不足、略不足、合格、略过度、过度),确保数据更具针对性;
· 分工:陈曦负责拍摄高清图片,苏晚负责记录湿度、温度、发酵时间等数据,并邀请 3 名糕点师傅进行人工判定;李萌萌负责数据整理和分类,建立样本数据库;
· 时间节点:7 天内完成所有样本数据的收集和整理。
三、模型训练与优化
· 数据预处理:对收集到的样本数据进行归一化、增强处理,提高模型的泛化能力;
· 模型训练:将预处理后的数据集分为训练集(80%)、验证集(10%)、测试集(10%),输入卷积神经网络模型进行训练,不断调整参数,提升识别精度;
· 兼容性调试:模型训练完成后,小王负责将模型嵌入视觉识别系统,进行兼容性调试,确保设备能正常运行;
· 时间节点:7 天内完成模型训练和调试,进行小规模测试。
会议结束后,团队立刻投入紧张的工作。陈曦每天都在查阅深度学习的相关资料,观看线上课程,从最基础的卷积神经网络原理学起。虽然过程很艰难,但他没有丝毫退缩,遇到不懂的问题就请教技术顾问,或者和团队成员一起讨论。
“原来卷积神经网络是通过多层卷积层提取图像特征的,这正好能解决我们临界区间特征模糊的问题。” 陈曦兴奋地向团队分享自己的学习成果,“比如第一层卷积层提取面团的边缘特征,第二层提取纹理特征,深层卷积层就能提取到气孔大小、分布密度等高级特征,从而实现精准识别。”
苏晚和李萌萌则全身心投入到数据收集工作中。为了确保样本数据的多样性和代表性,她们联系了基地,获取了 3 个不同批次的有机糯米粉,分别在不同的环境温度(20c、25c、30c)下进行发酵,制作了 500 组面团样本。
在数据收集过程中,苏晚严格按照 5 个发酵等级进行分类:
· 不足:发酵时间 15 分钟,气孔直径<1mm,湿度 72% 以上;
· 略不足:发酵时间 20 分钟,气孔直径 1-1.5mm,湿度 68%-72%;
· 合格:发酵时间 25 分钟,气孔直径 1.5-2mm,湿度 62%-68%;
· 略过度:发酵时间 30 分钟,气孔直径 2-2.5mm,湿度 60%-62%;
· 过度:发酵时间 35 分钟以上,气孔直径>2.5mm,湿度 60% 以下。
她还在数据收集表中预留了 “传统手测评分” 列,请 3 名经验丰富的糕点师傅对每组面团进行手测评分(1-10 分),计划后续对比 “机器识别” 与 “人工判断” 的差异,为后续的双检测方案铺垫。
“这样分类后,模型能更清晰地学习不同发酵等级的特征差异,尤其是临界区间的略不足和略过度等级。” 苏晚向陈曦解释道,“而且加入传统手测评分,我们可以后续评估模型的识别精度是否达到人工水平。”
陈曦点点头:“这个思路很好,数据的质量直接决定了模型的训练效果。我们一定要确保每一组数据的准确性和完整性。”
小王则负责设备调试,确保数据收集过程中,视觉识别系统的镜头、湿度传感器、温度传感器都能正常工作,准确采集相关数据。他还编写了一个简单的数据采集程序,能自动将拍摄的图片和检测到的湿度、温度数据关联起来,大大提高了数据收集的效率。
远在盐城的老周,听说团队正在自主研发深度学习算法,特意组织农户们制作了 100 斤不同批次的有机糯米粉,免费寄到林记车间:“林总,我们虽然不懂什么算法,但我们能提供最好的原料,希望能帮到你们。”
林默收到糯米粉后,深受感动:“周叔,太感谢你们了!有了你们的支持,我们一定能尽快完成算法优化,让‘糕小默 2.0’早日量产。”
时间一天天过去,团队成员们都在各自的岗位上全力以赴。陈曦每天只睡 4 个小时,其余时间都在学习深度学习知识、搭建模型;苏晚和李萌萌每天要制作几十组面团样本,拍摄照片、记录数据,常常忙到深夜;小王则不断调试设备和程序,确保数据收集和模型训练的顺利进行。
在这个过程中,团队成员们的技术能力都得到了快速提升。陈曦从一个对深度学习一窍不通的硬件工程师,逐渐掌握了卷积神经网络的搭建和模型训练的核心方法;小王也学会了如何将深度学习模型与硬件设备进行兼容性调试;苏晚则对数据收集的科学性和针对性有了更深刻的理解,她提出的 5 级发酵分类法,为模型训练提供了高质量的样本数据。
林默也没有闲着,他不仅要协调团队的工作,还要联系技术顾问,为团队提供必要的指导。他每天都会查看项目进展,及时解决团队遇到的问题,鼓励大家坚持下去。
一周后,数据收集工作顺利完成。500 组样本数据整齐地存储在电脑中,涵盖了不同发酵等级、不同环境条件下的面团特征,数据完整、准确,为模型训练奠定了坚实的基础。
陈曦看着这些数据,心中充满了信心:“现在我们有了足够的样本数据,接下来就是模型训练了。我已经搭建好了基础的卷积神经网络模型,接下来要做的就是将数据输入模型,进行迭代训练,不断调整参数,提升识别精度。”
他打开 tensorFlow 框架,将 500 组样本数据分为训练集(400 组)、验证集(50 组)、测试集(50 组),然后设置模型的训练参数:学习率 0.001,迭代次数 100 次, batch size(批次大小)32。
模型训练正式开始。电脑屏幕上不断跳动着训练进度和损失值,随着迭代次数的增加,损失值逐渐降低,模型的识别精度不断提升。
“损失值已经降到 0.1 以下了,验证集的识别精度达到了 85%!” 陈曦兴奋地说道,“按照这个趋势,再训练 20 次,识别精度应该能达到 90% 以上。”
小王也凑了过来,看着屏幕上的训练曲线:“太好了!只要识别精度达到 90%,就能满足量产要求了。而且这个模型是我们自主训练的,后续可以根据实际生产中的数据,不断优化迭代,让识别精度越来越高。”
苏晚则关注着 “机器识别” 与 “人工判断” 的差异:“从目前的测试结果来看,模型对合格、不足、过度三个等级的识别精度很高,但对略不足和略过度两个临界等级的识别精度还有提升空间。不过这已经比之前的传统算法好了很多,后续我们可以通过增加样本数据,进一步优化模型。”
林默看着团队的成果,心中十分欣慰:“短短一周时间,我们就完成了数据收集和模型初步训练,识别精度达到了 85%,这是一个非常大的突破。接下来,我们要继续优化模型,确保识别精度稳定在 90% 以上,然后进行二次试产,验证设备的整体性能。”
当天晚上,研发团队再次举行了简单的庆祝。虽然模型还需要进一步优化,但他们已经看到了成功的希望。陈曦看着屏幕上的模型训练数据,心中感慨万千:“以前我总觉得算法是遥不可及的技术,但通过这次尝试,我发现只要有决心、有毅力,就能攻克难关。这次的经历,不仅让我们解决了算法问题,也让我们团队的技术能力得到了很大的提升。”
苏晚也笑着说:“我觉得这次的成功,离不开林总的果断决策,也离不开我们每个人的努力。现在我更加相信,传统手艺和现代科技是可以完美结合的,我们的‘糕小默 2.0’,不仅能提升生产效率,还能传承非遗手艺的精髓。”
林默举起水杯,对大家说道:“这只是我们迈出的第一步,接下来还有二次试产、设备调试、量产等很多工作等着我们。但我相信,只要我们保持这种团结协作、勇于创新的精神,就没有克服不了的困难。让我们一起努力,让‘糕小默 2.0’早日量产,让林记的有机糕点走向更多消费者的餐桌!”
团队成员们纷纷举起水杯,碰杯的声音在车间里回荡。窗外的夜色中,星光璀璨,就像他们心中的希望,明亮而坚定。
而苏晚预留的 “传统手测评分” 列,也将在后续的模型优化中发挥重要作用。通过对比机器识别与人工判断的差异,团队可以进一步调整模型参数,让 “糕小默 2.0” 的识别精度无限接近人工水平,为最终实现 “视觉识别 + 湿度检测 + 人工复核” 的双检测方案奠定坚实基础。