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    20240703
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    貝加萊:挖掘機器視覺無限潛能
    作為自動化領域的技術領導者,貝加萊始終以持續不斷地創新引領行業發展。隨著機器視覺在現代制造業中扮演著越來越重要的角色,貝加萊創新性將機器視覺融入其自動化系統,打造全集成式機器視覺解決方案,挖掘機器視覺的無限潛能。
    關鍵詞:

    ★本刊記者/文曉

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    貝加萊工業自動化(中國)有限公司產品經理 楊慶偉

    作為自動化領域的技術領導者,貝加萊始終以持續不斷地創新引領行業發展。隨著機器視覺在現代制造業中扮演著越來越重要的角色,貝加萊創新性將機器視覺融入其自動化系統,打造全集成式機器視覺解決方案,挖掘機器視覺的無限潛能。

    集成自動化系統與視覺系統

    貝加萊的機器視覺主要圍繞機器的本地視覺檢測,并且擴展了機器的智能范疇,作為自感知組件,它已經被用于眾多的領域,如印刷機械中的視覺套色,代替傳統的光電套色,在飲料、制藥灌裝領域的液位與密封檢測、食品包裝領域的讀碼,以及與機器人配合實現自動產品定位與抓取等引導。

    貝加萊的機器視覺屬于智能型,其主要在本地實現數據處理,最為顯著的特點在于它的“集成化”。貝加萊工業自動化(中國)有限公司產品經理楊慶偉表示這里的集成包含了多個層面的意義:“首先,是將相機、鏡頭、光源在硬件意義上進行了集成,并在出廠進行了校對,這樣對用戶而言,安裝、使用就會變得簡單;其次,統一的實時網絡,POWERLINK可以將機器視覺與PLC、運動控制實現連接,這確保了信號的同步性,從而實現了最為重要的集成,即軟件層面的集成。邏輯、運動控制、機器視覺都可以基于Automation Studio進行編程,這使得視覺被納入為自動化的重要組成,而不像傳統意義上,機器視覺通常與自動化屬于兩個不同的專業領域。這為自動化領域增強了能力,也讓自動化的工程師可以以簡單的方式來實現整機的集成。”

    在楊慶偉看來,貝加萊視覺產品最大的創新是將自動化系統與視覺系統的融合形成一個整體,從而顯著提升整體系統的性能。

    他分析認為這種集成性帶來顯著特點在以下三大方面:

    其一,集成視覺帶來的架構優勢:可以用低成本的視覺達到高性能視覺同樣的效果。因為,在傳統視覺應用中,光源的控制是關鍵。在非集成的視覺中,控制與視覺需要配合,而由于通信占據了一定的時間,這使得留給相機的采樣時間是有限的,就迫使相機必須提高采樣速度,而這就需要高性能相機,類似于“串行”任務。而貝加萊的相機則由于和控制同步,使得這個時間類似于“并行”處理,從而可降低對相機性能要求,但同樣能夠達到處理效果。由于智能相機本地FPGA的高速處理,緩解了系統在傳輸、處理器端的時間消耗,在同樣的相機性能下,可以獲得更高的整體任務性能,即全局最優。

    其二,延長壽命。在相機里光源的壽命會是個問題,在采樣瞬間,需要為被采樣對象提供光源的照明,而集成相機可以非常精準地開放頻閃的窗口時間,例如,我們需要的是100微秒的采樣,僅需開放120微秒的時間窗口即可,傳統相機則需要為此配置更長時間的光源窗口,從而影響光源的壽命。

    其三,開發更簡單。對于使用者來說,無需掌握復雜的圖形圖像專業的知識,采用配置的方式就可以進行編程,這與自動化任務編程一樣,MappVision僅需配置即可。從這個意義上來說,軟件的模塊化、易用性是其優勢所在。

    人才培養是關鍵

    機器視覺是如今智能工廠建設中必不可少的技術,但作為新興技術,在其走向深入應用的過程中仍面臨重重挑戰。楊慶偉認為無論對于機器視覺產品發展還是工程應用來說,人才培養是關鍵所在:“機器視覺是一個專業的領域,盡管貝加萊的機器視覺可以解決視覺處理本身的工作,讓用視覺變得簡單。但必須意識到,在具體應用中,人才的培養仍然是關鍵。”

    對此,他做了詳細分析:

    其一,機器視覺具有行業特殊性,因為,機器視覺應用場景非常復雜,需要非常專業的人員。以照明為例,不同的被測對象,如反光物體、透光物體、吸收光較厲害的物體,都需要專業的光源配置以及物距計算等,需要豐富的經驗。

    其二,AI同樣需要專業人士的經驗,選擇什么樣的特征,以及如何選擇合適的訓練模型,如何驗證、優化,都需要依賴于人的經驗,畢竟,人工智能現階段還是屬于弱人工智能階段,在特征自動提取、自動降維方面還沒有做到真正意義的自動。

    其實,這也反映了自動化已經不可能像傳統意義上有“全棧工程師”。過去,一臺機器主要是邏輯和運動控制、HMI任務,一個資深的工程師就可以掌控全局。但是,像貝加萊有了機器視覺、ACOPOStrak柔性輸送系統、機器人后,就意味著需要工程師的能力擴展到視覺、AI、精益制造等。

    因此,貝加萊內部在不斷地加強人才隊伍的建設,包括數據科學專家、機器視覺應用專家、機器人應用專家。貝加萊在2019年成立的機器智能研究院(MITC),招募了來自機械工程、數據科學、軟件工程、算法等領域的專業人士,這與貝加萊傳統的電氣工程為主相比已經發生了很大的變化。

    立足傳統領域,擴展新興市場

    隨著產業的高速發展,中國機器視覺市場正在發生著怎樣的變化?楊慶偉認為機器視覺市場最為顯著的變化就是自動化廠商的介入:“過去,機器視覺市場的主要玩家是傳統的專業視覺廠商。但是,隨著開放的PC架構算力、軟件的開放性(基于Windows/Linux)使得自動化廠商也具有了涉足該領域的機會。而自動化廠商的優勢正在于像貝加萊這樣的‘集成性’,將視覺納入自動化整體方案,提高集成性,降低集成成本。”

    此外,楊慶偉認為經濟性增強也使機器視覺市場更為廣闊:“機器視覺產品得益于處理器算力的發展,如FPGA、AI加速器、GPU等算力很強的處理器也可以被集成到工業PC上。軟件如Halcon的算法,也可以被集成到像Automation Studio中作為組件來使用。這都使得機器視覺經濟性更強,帶來使用的領域更為廣闊。”

    確如其言,隨著數字化、人工智能的深入發展,機器視覺的未來發展前景被廣泛看好,楊慶偉透露,對于貝加萊而言,在機器視覺領域的布局是立足傳統優勢領域,積極擴展新能源、電子半導體市場。“盡管就實際營收來說,自2019年開始,新能源其實已經是貝加萊機器視覺第一大產業。但是,我們傳統的印刷、包裝、制藥的用戶也有著大量的升級需求,也需要提高機器的智能性。另一方面,機器視覺為貝加萊擴展新能源市場提供了利器。新能源領域中光伏后道的組件生產、鋰電的疊片、CTP領域、電子半導體的生產、后道封測都是機器視覺應用的大場景,我們的機器視覺、人工智能正在成為我們開拓市場的‘利器’,未來我們將把握機遇,持續擴大新能源領域業務。”楊慶偉表示。

    摘自《自動化博覽》2022年12月刊

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