★本刊記者/文曉

貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國）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)導者，貝加萊始終以持續不斷地創(chuàng )新引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。隨著(zhù)機器視覺(jué)在現代制造業(yè)中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色，貝加萊創(chuàng )新性將機器視覺(jué)融入其自動(dòng)化系統，打造全集成式機器視覺(jué)解決方案，挖掘機器視覺(jué)的無(wú)限潛能。

集成自動(dòng)化系統與視覺(jué)系統

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

貝加萊的機器視覺(jué)屬于智能型，其主要在本地實(shí)現數據處理，最為顯著(zhù)的特點(diǎn)在于它的“集成化”。貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國）有限公司產(chǎn)品經(jīng)理楊慶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、鏡頭、光源在硬件意義上進(jìn)行了集成，并在出廠(chǎng)進(jìn)行了校對，這樣對用戶(hù)而言，安裝、使用就會(huì )變得簡(jiǎn)單；其次，統一的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )，POWERLINK可以將機器視覺(jué)與PLC、運動(dòng)控制實(shí)現連接，這確保了信號的同步性，從而實(shí)現了最為重要的集成，即軟件層面的集成。邏輯、運動(dòng)控制、機器視覺(jué)都可以基于A(yíng)utomation 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，而不像傳統意義上，機器視覺(jué)通常與自動(dòng)化屬于兩個(gè)不同的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。這為自動(dòng)化領(lǐng)域增強了能力，也讓自動(dòng)化的工程師可以以簡(jiǎn)單的方式來(lái)實(shí)現整機的集成?！?/p>

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)化系統與視覺(jué)系統的融合形成一個(gè)整體，從而顯著(zhù)提升整體系統的性能。

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

其一，集成視覺(jué)帶來(lái)的架構優(yōu)勢：可以用低成本的視覺(jué)達到高性能視覺(jué)同樣的效果。因為，在傳統視覺(jué)應用中，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，而由于通信占據了一定的時(shí)間，這使得留給相機的采樣時(shí)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(lèi)似于“串行”任務(wù)。而貝加萊的相機則由于和控制同步，使得這個(gè)時(shí)間類(lèi)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(shí)間消耗，在同樣的相機性能下，可以獲得更高的整體任務(wù)性能，即全局最優(yōu)。

其二，延長(cháng)壽命。在相機里光源的壽命會(huì )是個(gè)問(wèn)題，在采樣瞬間，需要為被采樣對象提供光源的照明，而集成相機可以非常精準地開(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，傳統相機則需要為此配置更長(cháng)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。對于使用者來(lái)說(shuō)，無(wú)需掌握復雜的圖形圖像專(zhuān)業(yè)的知識，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)勢所在。

人才培養是關(guān)鍵

機器視覺(jué)是如今智能工廠(chǎng)建設中必不可少的技術(shù)，但作為新興技術(shù)，在其走向深入應用的過(guò)程中仍面臨重重挑戰。楊慶偉認為無(wú)論對于機器視覺(jué)產(chǎn)品發(fā)展還是工程應用來(lái)說(shuō)，人才培養是關(guān)鍵所在：“機器視覺(jué)是一個(gè)專(zhuān)業(yè)的領(lǐng)域，盡管貝加萊的機器視覺(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。但必須意識到，在具體應用中，人才的培養仍然是關(guān)鍵?！?/p>

對此，他做了詳細分析：

其一，機器視覺(jué)具有行業(yè)特殊性，因為，機器視覺(jué)應用場(chǎng)景非常復雜，需要非常專(zhuān)業(yè)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(zhuān)業(yè)的光源配置以及物距計算等，需要豐富的經(jīng)驗。

其二，AI同樣需要專(zhuān)業(yè)人士的經(jīng)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(yōu)化，都需要依賴(lài)于人的經(jīng)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(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)不可能像傳統意義上有“全棧工程師”。過(guò)去，一臺機器主要是邏輯和運動(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，像貝加萊有了機器視覺(jué)、ACOPOStrak柔性輸送系統、機器人后，就意味著(zhù)需要工程師的能力擴展到視覺(jué)、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(xué)專(zhuān)家、機器視覺(jué)應用專(zhuān)家、機器人應用專(zhuān)家。貝加萊在2019年成立的機器智能研究院（MITC），招募了來(lái)自機械工程、數據科學(xué)、軟件工程、算法等領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人士，這與貝加萊傳統的電氣工程為主相比已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。

立足傳統領(lǐng)域，擴展新興市場(chǎng)

隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，中國機器視覺(jué)市場(chǎng)正在發(fā)生著(zhù)怎樣的變化？楊慶偉認為機器視覺(jué)市場(chǎng)最為顯著(zhù)的變化就是自動(dòng)化廠(chǎng)商的介入：“過(guò)去，機器視覺(jué)市場(chǎng)的主要玩家是傳統的專(zhuān)業(yè)視覺(jué)廠(chǎng)商。但是，隨著(zhù)開(kāi)放的PC架構算力、軟件的開(kāi)放性（基于Windows/Linux）使得自動(dòng)化廠(chǎng)商也具有了涉足該領(lǐng)域的機會(huì )。而自動(dòng)化廠(chǎng)商的優(yōu)勢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?！?/p>

此外，楊慶偉認為經(jīng)濟性增強也使機器視覺(jué)市場(chǎng)更為廣闊：“機器視覺(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。這都使得機器視覺(jué)經(jīng)濟性更強，帶來(lái)使用的領(lǐng)域更為廣闊?！?/p>

確如其言，隨著(zhù)數字化、人工智能的深入發(fā)展，機器視覺(jué)的未來(lái)發(fā)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(jué)領(lǐng)域的布局是立足傳統優(yōu)勢領(lǐng)域，積極擴展新能源、電子半導體市場(chǎng)?！氨M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)是貝加萊機器視覺(jué)第一大產(chǎn)業(yè)。但是，我們傳統的印刷、包裝、制藥的用戶(hù)也有著(zhù)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(jué)為貝加萊擴展新能源市場(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、電子半導體的生產(chǎn)、后道封測都是機器視覺(jué)應用的大場(chǎng)景，我們的機器視覺(jué)、人工智能正在成為我們開(kāi)拓市場(chǎng)的‘利器’，未來(lái)我們將把握機遇，持續擴大新能源領(lǐng)域業(yè)務(wù)?！睏顟c偉表示。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年12月刊