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★本刊記者/文曉

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

作為自動化領(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。隨著機器視覺在現(xiàn)代制造業(yè)中扮演著越來越重要的角色，貝加萊創(chuàng)新性將機器視覺融入其自動化系統(tǒng)，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(tǒng)與視覺系統(tǒng)

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(jīng)被用于眾多的領(lǐng)域，如印刷機械中的視覺套色，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、食品包裝領(lǐng)域的讀碼，以及與機器人配合實現(xiàn)自動產(chǎn)品定位與抓取等引導(dǎo)。

貝加萊的機器視覺屬于智能型，其主要在本地實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，最為顯著的特點在于它的“集成化”。貝加萊工業(yè)自動化（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(tǒng)一的實時網(wǎng)絡(luò)，POWERLINK可以將機器視覺與PLC、運動控制實現(xiàn)連接，這確保了信號的同步性，從而實現(xiàn)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(tǒng)意義上，機器視覺通常與自動化屬于兩個不同的專業(yè)領(lǐng)域。這為自動化領(lǐng)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(xiàn)整機的集成。”

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

他分析認(rèn)為這種集成性帶來顯著特點在以下三大方面：

其一，集成視覺帶來的架構(gòu)優(yōu)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(tǒng)視覺應(yīng)用中，光源的控制是關(guān)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(jù)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(wù)。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(tǒng)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(wù)性能，即全局最優(yōu)。

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(zhǔn)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(tǒng)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(fā)更簡單。對于使用者來說，無需掌握復(fù)雜的圖形圖像專業(yè)的知識，采用配置的方式就可以進行編程，這與自動化任務(wù)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(yōu)勢所在。

人才培養(yǎng)是關(guān)鍵

機器視覺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)用的過程中仍面臨重重挑戰(zhàn)。楊慶偉認(rèn)為無論對于機器視覺產(chǎn)品發(fā)展還是工程應(yīng)用來說，人才培養(yǎng)是關(guān)鍵所在：“機器視覺是一個專業(yè)的領(lǐng)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(yīng)用中，人才的培養(yǎng)仍然是關(guān)鍵。”

對此，他做了詳細分析：

其一，機器視覺具有行業(yè)特殊性，因為，機器視覺應(yīng)用場景非常復(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(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(xùn)練模型，如何驗證、優(yōu)化，都需要依賴于人的經(jīng)驗，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(jīng)不可能像傳統(tǒng)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(wù)，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(tǒng)、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(nèi)部在不斷地加強人才隊伍的建設(shè)，包括數(shù)據(jù)科學(xué)專家、機器視覺應(yīng)用專家、機器人應(yīng)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(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，擴展新興市場

隨著產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，中國機器視覺市場正在發(fā)生著怎樣的變化？楊慶偉認(rèn)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(tǒng)的專業(yè)視覺廠商。但是，隨著開放的PC架構(gòu)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(lǐng)域的機會。而自動化廠商的優(yōu)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(rèn)為經(jīng)濟性增強也使機器視覺市場更為廣闊：“機器視覺產(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中作為組件來使用。這都使得機器視覺經(jīng)濟性更強，帶來使用的領(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，機器視覺的未來發(fā)展前景被廣泛看好，楊慶偉透露，對于貝加萊而言，在機器視覺領(lǐng)域的布局是立足傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域，積極擴展新能源、電子半導(dǎo)體市場。“盡管就實際營收來說，自2019年開始，新能源其實已經(jīng)是貝加萊機器視覺第一大產(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(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)、后道封測都是機器視覺應(yīng)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(xù)擴大新能源領(lǐng)域業(yè)務(wù)。”楊慶偉表示。

摘自《自動化博覽》2022年12月刊