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【特别企划】海康机器人:以构建智能工厂为驱动——基于柔性生产践行制造业高质量发展
时间:2024-06-04 13:54       来源:文 | 本刊编辑部

 

智能制造正在引领着制造业的发展方向,成为科技创新制高点和全球经济发展的新引擎。2024年4月10日~12日,智造大会2024在杭州成功召开,海康机器人与行业共同探讨智能工厂如何在产业中发挥重要作用,科技创新又如何引领生产方式的发展方向。

 

01

智能工厂的价值旨归

 

秉持创新驱动发展战略,近年来,国家正积极构建以数字经济为引领、智能制造为核心的新发展格局,布局新兴产业和未来产业。其中,智能物联既是数字产业化的重要领域,也是产业数字化的基础支撑。在此契机下,智造、柔性、可持续发展具有深远意义。

 

在智能制造领域,聚焦“高、新、融”,即高水平、新前沿、多融合,开展人工智能赋能新型工业化专项行动,加快推进数字化车间、智能工厂、未来工厂的制造升级。这是企业发展速度与高度的方法论,推动制造企业在数字化转型的浪潮中进一步激发创新活力。

 

明者因时而变,知者随事而制。那么,在这个数智化的时代,智能工厂作为智能制造的物理载体和实践平台,是如何重新定义产业生产方式和制造模式的发展方向呢?

 

02

定义智能工厂

 

随着全球不确定因素的加剧和技术进步的日新月异,传统工厂面临着全新的机遇和挑战。

 

传统工厂以规模化、标准化的生产,长期以来支撑着工业社会的发展,随着全球不确定因素的加剧和技术进步的日新月异,以及市场需求多样性的日益凸显,如何应对不确定性,提升抗风险能力,成为工厂的核心要素。这要求工厂内的系统能自行优化生产流程,具备出色的自适应能力,更关键的是能够不断进化,以高柔性系统实现自主运行,带来持续的创新与竞争优势。

 

到底什么是智能工厂,智能工厂应该具备哪些特征?

 

智能工厂是智能化的实践载体,由基础设施、智能装备、智能产线、智能车间,以及工厂管控5个层级相互紧密协作而形成,以实现高度协同、灵活适应、自我优化的制造体系。

 

一个高品质的智能工厂项目,需要具备成熟完备的IT系统,以此为基础,构建智能装备层,包括机器视觉等工业传感,自动化机台、各种智能设备、自主移动机器人、工业机器人等智能执行机构。

 

同时,智能工厂作为生产过程的一线“员工”,还需实时收集生产数据,为后续分析、决策及自我优化提供依据;在智能产线层,通过整合智能装备与执行系统,实现生产流程智能化,让“一键换线”成为可能。

 

众所周知,海康以多品种、小批量生产为主,因此经常出现换线作业,通过智能化手段快速换线,能够提升生产效率和竞争力;在智能车间层,多条智能产线与其他系统集成,形成智能化生产单位,进一步优化效率、提升资源利用率、降低能耗。

 

在生产方面,无论产品种类的多样化还是订单数量波动,智能工厂都可以灵活调整生产计划与工艺流程,有效应对个性化、定制化的生产需求,并能够在短时间内重新配置或扩展生产线,以适应新产品的生产以及技术升级,具有快速部署和快速调整的能力,加快产品上市时间。

 

而智能装备作为实现智能化的实践载体之一,是智能工厂实现高度自动化生产力的有力体现。近年来,中国智能装备行业发展迅速,这些智能装备延伸出各种智能产线,由智能产线组成智能车间,真正做到工厂的智能化。其中,海康机器人作为专注打造智能设备的企业之一,以高品质产品与创新技术活跃于中国市场。

▲ 海康机器人首席执行官 贾永华

03

海康机器人的柔性生产之道

 

海康机器人成立至今已累计服务17,000多家客户,200多个细分行业。海康机器人将硬件产品的模块化颗粒度拆分成基础最小单元,确保每个单元皆是独立工作的最小功能模块。这些模块化单元既包括硬件组件,如视觉传感器、执行机构等;也包括软件组件,如通信管理、DateBus、任务编排等,运用IBASE和异构平台,整合多种产品和系统,通过流程编排和二次开发组件,能够构建适用于不同场景的能力集,打造满足特定场景需求的解决方案。

 

通过层层柔性的整合,海康机器人将看似无序、复杂性问题通过有序的模块化,实现从单个、独立的解决方案再到行业综合性解决方案的有序转变。从实践表明,这种最小模块化单元的设计思想和柔性设计理念,能够提供精准的定制化服务,为客户创造更大价值。

 

04

拥抱 AI 点亮智能化“工业之眼”

 

智能化的发展离不开技术的不断融合。感知是实现智能化的基石,赋予机器和系统对外部世界的感知能力,也是理解和执行任务的前提;“工业之眼”能够赋予机器和系统感知外部世界的能力。

 

在机器视觉领域,海康机器人已经拥有三条完整的产品线,包括2D视觉产品线、智能ID产品线和3D视觉产品线,能够覆盖定位引导、尺寸测量、缺陷检测和读码OCR(光学字符识别)四类应用。在日益激烈的市场竞争环境中,海康机器人深入洞察市场需求,根据行业需要在相机接口技术、算法技术以及智能硬件方面不断创新。

 

此外,围绕机器视觉行业应用特点,海康机器人重点研究AI小样本、无监督学习以及行业大模型等技术难题,推出10多项AI算法工具,积极推进机AI+机器视觉在更多行业的渗透应用;同时结合传统经典算法与AI算法的优势,根据应用需求将二者进行有效的融合,推出了AI模板匹配、AI读码、边缘学习等特色算法。目前,海康机器人的读码相机已经能实现每秒上千帧的读码和分析。

 

05

选代技术 打造柔性化移动机器人

 

传统的移动机器人AMR已有几十年的发展时间,早期产品的感知能力与自主决策能力皆比较弱,只能实现点对点的搬运或是简单的环线重复性工作,所以产业规模并不大。海康机器人则是将机器视觉、智能化技术和其他工业传感器同时应用于移动机器人产品,使得产品感知能力越来越丰富。

 

在环境标注方面,海康机器人基于大模型特征构建了全景三维的标注地图,对移动机器人的认知更全面。通过这种方式,海康机器人有效提升了AMR建图定位、点云识别、视觉标识检测等多种感知的识别精度。

 

在控制层面,海康机器人基于模型最优控制,预先规划消除偏差,优化机器人的适应能力,同时通过迭代学习逐步适应环境,以提升控制的自主性和鲁棒性;同时在单体决策层面,基于AI的路径规划方案,通过对大量规划路径数据的学习,使网络具备专家级路径规划能力。同时利用网络推理并行运算,实现板端毫秒级快速路径规划。

 

在群体决策层面,海康机器人通过AI的ETA技术,利用大量现场调度数据,嵌入多任务学习模型,对不同场景的调度任务进行预测,获得更加精准的预测结果,从而提高系统整体调度效率。在AI的加持下,智能系统的能力得到极大增强,且这种能力正不断渗透到各个场景、各个业务以及各个行业应用场景中,有效将技术真正转变为生产力。

 

在主控方面,海康机器人加入更多算法,使单体的智能化、柔性化越来越强,可以在人机交互的环境下自由运行。此外,如今融合了3D技术的发展,AMR能够更精准地感知三维世界,实现无序抓取,并具有更高柔性,可以使用各种物料,包括堆码垛、拆码垛等,实现混码堆垛。据悉,海康机器人的AMR在2023年全年出货量超3万台,位居行业前列。

 

06

打造智造生态圈赋能千行百业

 

以机器视觉与智能AMR技术为核心,海康机器人凭借深厚的算法积累,以及强大的软硬件开发实力,持续赋能千行百业成就智能工厂。同时,智能制造具有“跨界”生长的无限可能,亦需要更多的专家、人才参与到智能制造的星辰大海中。因此,除了关注技术发展和创新,海康机器人亦关心与产业链上下游伙伴的合作共赢,以期共同推动行业的进步与发展。

 

面向开发者,海康机器人致力于提供易部署的软件工具,帮助开发者更高效地编写、测试和部署软件系统。此外,其还提供全面的培训和认证服务,进而提升开发效率和软件系统质量。在技术商用化层面,海康机器人积极寻求与各领域的头部企业建立联合实验室,深入了解行业需求和痛点,共同研发更加符合市场需求的产品和解决方案。

 

未来,海康机器人一方面仍强调高质量的产品与专业服务,快速满足客户的需求,长期稳定的供货保障和维保服务,为客户持续创造价值;另一方面亦坚持硬件开放、软件开源,与产业合作伙伴一起构筑良性生态圈建设,以技术为根、人才为本,在繁荣生态中共赢智造未来。

 

END


《现代物流》| 128期

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