国务院总理李克强在主持召开国务院会议中强调确立部署加快推进"中国制造2025",实现制造业升级。后工信部在各行业选取代表性单位,以国家资金支持的方式引导企业建立“工业4.0智能工厂”。于是和自动化行业相关的各公司都针对性的推出了自己的新产品,一场改变中国制造命运的旋风已经来临。
在这场“风暴”中,有哪些前沿性技术被转化成了生产力;有哪些技术颠覆了现在的行业;这些变化未来可能会对我们的生活产生什么影响?维视图像作为业内的一家高科技公司,在此谈一点自己的看法。
首先,传统自动化生产和检测系统将被改造升级。目前传统自动化流水线如下图1所示,所有执行机构及执行工位均是事先设定好,然后按照编好的程序执行动作。
由以上系统,很显然就知道该控制系统全部都是单向执行,总控台仅下“执行命令”和“执行算法”,而不关注“执行结果”。这就导致“质量控制”环节很难保证高合格率,且产品生产合格率的提升办法只能是提高各个执行机构的稳定性,同时尽可能的排除各种干扰因素。
随着“工业4.0智能工厂”概念的提出,京科智造提出了如下图2这样的闭环控制系统,该设计思路以局部闭环控制为核心设计思想,以总控台为核心逻辑判断中心,完全达到了“拟人化生产”。
京科智造新推出的如下图3所示的“ISFTP4.0智能工厂”产品以此架构为设计蓝本,其在“全国自动化教育学术年会”上受到了专家们的广泛认可。
其次,机器视觉系统将得到广泛应用。如上所述,智能制造的核心就是“拟人化”,具体就是在生产的过程中,机器需要“边观察边工作”,这个“观察”就是对机器执行动作的信息采集和结果反馈。
在“工业4.0”概念提出之前,机器视觉技术主要被用于产品的质量控制,只有很少行业用于辅助生产。像西门子公司、TCL、富士康等企业,也只是在自动化产线上加装大量不同类型的传感器(光电、重力、温度等)来实现“闭环控制”。但此类传感器所提供的信息量很少,仅能进行单一的“是/否”判断。而对机器的“拟人化”需求,使机器需要获取更丰富的判断依据。机器视觉是以视觉传感器获取的图像为处理基础,其包含的信息量非常大,随着未来图像处理算法的不断丰富,我们从图像中获取的“有用”信息将越来越多。以维视图像推出的MV-VS820智能视觉系统为例,一套系统就可以输出“质量判断结果”、“测量数值”、“视觉定位坐标”等。
再次,基于视觉技术的三维信息检测将得到广泛应用。目前在各行业中广泛应用的机器视觉技术都以二维检测(表面缺陷检测、二维尺寸测量、颜色识别、字符识别等)为主,随着视觉自动化的发展,机器对机器视觉技术提供的信息需求越来越多。表面二维信息检测结果已经远远不能满足需要了,三维视觉技术将会是未来发展方向。
双目视觉系统是纯粹基于双目视觉技术的三维信息检测系统,其硬件架构如图5所示。系统提供双目视觉数学模型、图像预处理算子、立体匹配算法、三维姿态测量等。由于系统基线距离可调、系统硬件配置可更换、可二次开发等特性,使其在各种不同场合均可应用。
最后,图像处理算法底层开发将越来越被重视。目前在已有的各类传感器当中,工业相机(视觉传感器)获取的图像所包含的信息量是最多的。但目前的图像处理基础算法却还相对不足,尽管像Halcon、OpenCV、VisionPRO、MVIPS等一些热门图像处理算法平台已经在很多行业有大量使用,但这些平台所采用的基础算法也仅获取了图像中的极少部分信息。
那么未来随着视觉技术的发展,对图像信息的获取要求也越来越高,这必然会倒逼高校、研究所针对图像处理底层算法进行研究。维视图像公司一直走的是自主研发路线,通过和西安交通大学自控所建立联合实验室,针对性开发了XAVIS图像处理平台,很好的解决了这个问题,走在了行业的前列。相对于其他视觉算法平台,其典型特点是支持用户自定义算法添加和评估。
当然了,“中国制造2025”和“工业4.0”包含的新技术和新概念非常多,维视图像一直专注于机器视觉行业,仅从该方面谈一些自己的看法,希望起到抛砖引玉的作用。
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