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★本刊記者/文曉

貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司產(chǎn)品經(jīng)理 楊慶偉

作為自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，貝加萊始終以持續(xù)不斷地創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。隨著機(jī)器視覺(jué)在現(xiàn)代制造業(yè)中扮演著越來(lái)越重要的角色，貝加萊創(chuàng)新性將機(jī)器視覺(jué)融入其自動(dòng)化系統(tǒng)，打造全集成式機(jī)器視覺(jué)解決方案，挖掘機(jī)器視覺(jué)的無(wú)限潛能。

集成自動(dòng)化系統(tǒng)與視覺(jué)系統(tǒng)

貝加萊的機(jī)器視覺(jué)主要圍繞機(jī)器的本地視覺(jué)檢測(cè)，并且擴(kuò)展了機(jī)器的智能范疇，作為自感知組件，它已經(jīng)被用于眾多的領(lǐng)域，如印刷機(jī)械中的視覺(jué)套色，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光電套色，在飲料、制藥灌裝領(lǐng)域的液位與密封檢測(cè)、食品包裝領(lǐng)域的讀碼，以及與機(jī)器人配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)產(chǎn)品定位與抓取等引導(dǎo)。

貝加萊的機(jī)器視覺(jué)屬于智能型，其主要在本地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，最為顯著的特點(diǎn)在于它的“集成化”。貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司產(chǎn)品經(jīng)理?xiàng)顟c偉表示這里的集成包含了多個(gè)層面的意義：“首先，是將相機(jī)、鏡頭、光源在硬件意義上進(jìn)行了集成，并在出廠進(jìn)行了校對(duì)，這樣對(duì)用戶而言，安裝、使用就會(huì)變得簡(jiǎn)單；其次，統(tǒng)一的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，POWERLINK可以將機(jī)器視覺(jué)與PLC、運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)連接，這確保了信號(hào)的同步性，從而實(shí)現(xiàn)了最為重要的集成，即軟件層面的集成。邏輯、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺(jué)都可以基于Automation Studio進(jìn)行編程，這使得視覺(jué)被納入為自動(dòng)化的重要組成，而不像傳統(tǒng)意義上，機(jī)器視覺(jué)通常與自動(dòng)化屬于兩個(gè)不同的專業(yè)領(lǐng)域。這為自動(dòng)化領(lǐng)域增強(qiáng)了能力，也讓自動(dòng)化的工程師可以以簡(jiǎn)單的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的集成。”

在楊慶偉看來(lái)，貝加萊視覺(jué)產(chǎn)品最大的創(chuàng)新是將自動(dòng)化系統(tǒng)與視覺(jué)系統(tǒng)的融合形成一個(gè)整體，從而顯著提升整體系統(tǒng)的性能。

他分析認(rèn)為這種集成性帶來(lái)顯著特點(diǎn)在以下三大方面：

其一，集成視覺(jué)帶來(lái)的架構(gòu)優(yōu)勢(shì)：可以用低成本的視覺(jué)達(dá)到高性能視覺(jué)同樣的效果。因?yàn)椋趥鹘y(tǒng)視覺(jué)應(yīng)用中，光源的控制是關(guān)鍵。在非集成的視覺(jué)中，控制與視覺(jué)需要配合，而由于通信占據(jù)了一定的時(shí)間，這使得留給相機(jī)的采樣時(shí)間是有限的，就迫使相機(jī)必須提高采樣速度，而這就需要高性能相機(jī)，類似于“串行”任務(wù)。而貝加萊的相機(jī)則由于和控制同步，使得這個(gè)時(shí)間類似于“并行”處理，從而可降低對(duì)相機(jī)性能要求，但同樣能夠達(dá)到處理效果。由于智能相機(jī)本地FPGA的高速處理，緩解了系統(tǒng)在傳輸、處理器端的時(shí)間消耗，在同樣的相機(jī)性能下，可以獲得更高的整體任務(wù)性能，即全局最優(yōu)。

其二，延長(zhǎng)壽命。在相機(jī)里光源的壽命會(huì)是個(gè)問(wèn)題，在采樣瞬間，需要為被采樣對(duì)象提供光源的照明，而集成相機(jī)可以非常精準(zhǔn)地開(kāi)放頻閃的窗口時(shí)間，例如，我們需要的是100微秒的采樣，僅需開(kāi)放120微秒的時(shí)間窗口即可，傳統(tǒng)相機(jī)則需要為此配置更長(zhǎng)時(shí)間的光源窗口，從而影響光源的壽命。

其三，開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，無(wú)需掌握復(fù)雜的圖形圖像專業(yè)的知識(shí)，采用配置的方式就可以進(jìn)行編程，這與自動(dòng)化任務(wù)編程一樣，MappVision僅需配置即可。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，軟件的模塊化、易用性是其優(yōu)勢(shì)所在。

人才培養(yǎng)是關(guān)鍵

機(jī)器視覺(jué)是如今智能工廠建設(shè)中必不可少的技術(shù)，但作為新興技術(shù)，在其走向深入應(yīng)用的過(guò)程中仍面臨重重挑戰(zhàn)。楊慶偉認(rèn)為無(wú)論對(duì)于機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品發(fā)展還是工程應(yīng)用來(lái)說(shuō)，人才培養(yǎng)是關(guān)鍵所在：“機(jī)器視覺(jué)是一個(gè)專業(yè)的領(lǐng)域，盡管貝加萊的機(jī)器視覺(jué)可以解決視覺(jué)處理本身的工作，讓用視覺(jué)變得簡(jiǎn)單。但必須意識(shí)到，在具體應(yīng)用中，人才的培養(yǎng)仍然是關(guān)鍵。”

對(duì)此，他做了詳細(xì)分析：

其一，機(jī)器視覺(jué)具有行業(yè)特殊性，因?yàn)椋瑱C(jī)器視覺(jué)應(yīng)用場(chǎng)景非常復(fù)雜，需要非常專業(yè)的人員。以照明為例，不同的被測(cè)對(duì)象，如反光物體、透光物體、吸收光較厲害的物體，都需要專業(yè)的光源配置以及物距計(jì)算等，需要豐富的經(jīng)驗(yàn)。

其二，AI同樣需要專業(yè)人士的經(jīng)驗(yàn)，選擇什么樣的特征，以及如何選擇合適的訓(xùn)練模型，如何驗(yàn)證、優(yōu)化，都需要依賴于人的經(jīng)驗(yàn)，畢竟，人工智能現(xiàn)階段還是屬于弱人工智能階段，在特征自動(dòng)提取、自動(dòng)降維方面還沒(méi)有做到真正意義的自動(dòng)。

其實(shí)，這也反映了自動(dòng)化已經(jīng)不可能像傳統(tǒng)意義上有“全棧工程師”。過(guò)去，一臺(tái)機(jī)器主要是邏輯和運(yùn)動(dòng)控制、HMI任務(wù)，一個(gè)資深的工程師就可以掌控全局。但是，像貝加萊有了機(jī)器視覺(jué)、ACOPOStrak柔性輸送系統(tǒng)、機(jī)器人后，就意味著需要工程師的能力擴(kuò)展到視覺(jué)、AI、精益制造等。

因此，貝加萊內(nèi)部在不斷地加強(qiáng)人才隊(duì)伍的建設(shè)，包括數(shù)據(jù)科學(xué)專家、機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用專家、機(jī)器人應(yīng)用專家。貝加萊在2019年成立的機(jī)器智能研究院（MITC），招募了來(lái)自機(jī)械工程、數(shù)據(jù)科學(xué)、軟件工程、算法等領(lǐng)域的專業(yè)人士，這與貝加萊傳統(tǒng)的電氣工程為主相比已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。

立足傳統(tǒng)領(lǐng)域，擴(kuò)展新興市場(chǎng)

隨著產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)正在發(fā)生著怎樣的變化？楊慶偉認(rèn)為機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)最為顯著的變化就是自動(dòng)化廠商的介入：“過(guò)去，機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)的主要玩家是傳統(tǒng)的專業(yè)視覺(jué)廠商。但是，隨著開(kāi)放的PC架構(gòu)算力、軟件的開(kāi)放性（基于Windows/Linux）使得自動(dòng)化廠商也具有了涉足該領(lǐng)域的機(jī)會(huì)。而自動(dòng)化廠商的優(yōu)勢(shì)正在于像貝加萊這樣的‘集成性’，將視覺(jué)納入自動(dòng)化整體方案，提高集成性，降低集成成本。”

此外，楊慶偉認(rèn)為經(jīng)濟(jì)性增強(qiáng)也使機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)更為廣闊：“機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品得益于處理器算力的發(fā)展，如FPGA、AI加速器、GPU等算力很強(qiáng)的處理器也可以被集成到工業(yè)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(lái)使用。這都使得機(jī)器視覺(jué)經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)，帶來(lái)使用的領(lǐng)域更為廣闊。”

確如其言，隨著數(shù)字化、人工智能的深入發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)的未來(lái)發(fā)展前景被廣泛看好，楊慶偉透露，對(duì)于貝加萊而言，在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的布局是立足傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，積極擴(kuò)展新能源、電子半導(dǎo)體市場(chǎng)。“盡管就實(shí)際營(yíng)收來(lái)說(shuō)，自2019年開(kāi)始，新能源其實(shí)已經(jīng)是貝加萊機(jī)器視覺(jué)第一大產(chǎn)業(yè)。但是，我們傳統(tǒng)的印刷、包裝、制藥的用戶也有著大量的升級(jí)需求，也需要提高機(jī)器的智能性。另一方面，機(jī)器視覺(jué)為貝加萊擴(kuò)展新能源市場(chǎng)提供了利器。新能源領(lǐng)域中光伏后道的組件生產(chǎn)、鋰電的疊片、CTP領(lǐng)域、電子半導(dǎo)體的生產(chǎn)、后道封測(cè)都是機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的大場(chǎng)景，我們的機(jī)器視覺(jué)、人工智能正在成為我們開(kāi)拓市場(chǎng)的‘利器’，未來(lái)我們將把握機(jī)遇，持續(xù)擴(kuò)大新能源領(lǐng)域業(yè)務(wù)。”楊慶偉表示。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年12月刊