當前，全球制造業(yè)正加快邁向高端化、數(shù)字化、智能化時代，制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟的主體，占我國GDP近30%，我國已成為世界第一制造大國，因此高端制造、智能制造對我國制造業(yè)競爭力的影響越來越大。
從美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)到德國工業(yè)4.0，再到中國制造2025，各個國家開展制造業(yè)競爭，都有一個目標，那就是提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及人工智能技術(shù)+機器人技術(shù)，促進各國的智能制造。
《中國制造2025》是由國務(wù)院于2015年5月印發(fā)的部署全面推進實施制造強國的戰(zhàn)略文件，是中國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)。工業(yè)和信息化部主要領(lǐng)導(dǎo)曾強調(diào)，將“智能制造”作為“中國制造2025”的主攻方向，抓住智能裝備和智能產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，通過高檔數(shù)字機床、工業(yè)機器人等智能制造裝備和智能化生產(chǎn)建材，加快可穿戴產(chǎn)品、智能家電、服務(wù)機器人等智能化產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，大力推進制造過程的智能化。
首先我們要清楚，什么是高端制造？什么又是智能制造？
微鏈科技COO張宇接受希鷗網(wǎng)采訪時分享，高端制造是相對低端制造來說的，生產(chǎn)紙巾、礦泉水、生產(chǎn)美國大選用的小旗子，一般是來料加工，本身還是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，屬于低端制造，而高端制造具有高附加值，是一種擁有核心競爭力的制造業(yè)，比如高鐵、大飛機、船舶制造等。
智能制造則是融合包含了一些高科技，比如人工智能、5G、云計算、大數(shù)據(jù)等，多種技術(shù)疊加，給予機器智慧，能夠讓機器處理復(fù)雜場景。智能制造基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)的集成，能夠自主動態(tài)地適應(yīng)制造環(huán)境變化，實現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計制造到回收再利用全生命周期的高效化、優(yōu)質(zhì)化、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化、個性化的制造系統(tǒng)或者模式。
弄明白什么是高端制造和智能制造，我們再看國情。目前，我國傳統(tǒng)制造業(yè)總體上處于轉(zhuǎn)型升級的過渡階段，相當多的企業(yè)在產(chǎn)業(yè)分工中處于中低端環(huán)節(jié)，但很多企業(yè)仍滿足于低成本競爭，使用智能設(shè)備的動力不足。即使一些引入智能設(shè)備的企業(yè)，也僅停留在初級應(yīng)用階段。
總結(jié)來說，雖然中國是全球制造大國，但很多制造企業(yè)仍然面臨三大問題，一是生產(chǎn)效率偏低，二是產(chǎn)品質(zhì)量不高，三是關(guān)鍵零部件核心裝備進口率偏高，對西方技術(shù)依賴性高。這就迫切需要推進智能制造機器人技術(shù)來加速制造業(yè)由中低端向高端轉(zhuǎn)型升級，推動高質(zhì)量發(fā)展。突如其來的新冠疫情，使得制造企業(yè)需要根據(jù)客戶需求進行個性化和定制化生產(chǎn)，如果沒有智能制造設(shè)備加持，企業(yè)很可能失去訂單。
“疫情背景下，具備柔性化生產(chǎn)特質(zhì)的智能制造讓企業(yè)可以在短期內(nèi)重建一條個性化生產(chǎn)線，推動產(chǎn)品快速更新迭代。智能制造將發(fā)揮巨大作用。”中國工程院院士王耀南近日接受采訪時表示。
圖一：中國工程院院士王耀南在恰佩克發(fā)言
除工程院院士身份外，王耀南還是機器人視覺感知與控制技術(shù)國家工程實驗室主任、湖南大學(xué)機器人學(xué)院院長，作為智能制造領(lǐng)域的資深專家，他在8月28日的第十屆中國國際機器人高峰論壇上表示，目前傳統(tǒng)的機器人環(huán)境感知適應(yīng)性比較弱，和機器人協(xié)作效率比較低，無法滿足高端裝備制造業(yè)的需求。
“一要突破機器人的實時感知視角，二是突破機器人在線的規(guī)劃和自主決策，三是突破機器人怎么樣讓多個機器人協(xié)同作業(yè)。如何攻克這三大技術(shù)，如何在高端制造中機器人柔性的，小批量定制化生產(chǎn)，這是高端制造和智能制造機器人關(guān)鍵技術(shù)需要解決的問題。”王耀南說。
王耀南院士的發(fā)言引起了與會者的共鳴。全球領(lǐng)先的3D機器人視覺技術(shù)公司，微鏈道愛科技公司的COO張宇當然明白和理解為工業(yè)機器人裝上大腦和眼睛的重要性。作為本屆恰佩克新銳企業(yè)獎獲得者，張宇先生接受了希鷗網(wǎng)的采訪。
圖二：微鏈科技獲評恰佩克新銳企業(yè)獎
張宇告訴希鷗網(wǎng)，傳統(tǒng)制造一般來料加工，主要是依靠分工和協(xié)作來完成生產(chǎn)任務(wù)。但擁有高附加值的高端制造和擁有新技術(shù)的智能制造的生產(chǎn)流程則一般需要分為感知、認知、決策、控制和執(zhí)行等幾個階段。
“高端制造和智能制造要實現(xiàn)的是智能化生產(chǎn)，其工作環(huán)境相比傳統(tǒng)制造要復(fù)雜的很多。比如同樣的機器和生產(chǎn)線，上午要生產(chǎn)蘋果手機，下午可能變成了華為手機，這種情況下，首先，來料和生產(chǎn)工藝都發(fā)生了變化，工作機器人需要先感知來料，然后進入認知階段做判斷，判斷完之后，要根據(jù)生產(chǎn)目標做決策，接著是控制和執(zhí)行，怎么控制智能設(shè)備進行生產(chǎn)，要把貨物運輸?shù)侥?，等等，整個過程都是循環(huán)的。這其中，視覺非常重要，因為視覺能夠幫助機器做感知和認知，要分辨工料的位置、狀態(tài)等等，這就是為什么說3D視覺是高端制造和智能制造機器人的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用。”張宇說。
成立于 2016 年的微鏈科技是一家 3D 機器人視覺公司，其能夠提供國際領(lǐng)先的工業(yè)級三維視覺相機和機器視覺認知系統(tǒng)，機器人視覺是機器人可以通過圖像或者點云數(shù)據(jù)識別外部環(huán)境并作出類人判斷的技術(shù)，是機器人擁有智能的基礎(chǔ)，是賦予機器人認知能力的必要途徑。人工智能技術(shù)在3D視覺上有重要應(yīng)用和體現(xiàn)。
圖三：微鏈科技3D相機
張宇介紹，視覺技術(shù)其實已經(jīng)發(fā)展很久，最早是視覺識別、模式識別、圖像識別，能夠?qū)?a href="http://www.baoxianwx.cn/photo/" target="_blank">圖片做切分，基于平面和2D在做，最近幾年，人工智能技術(shù)快速發(fā)展和成熟，尤其是深度學(xué)習(xí)算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法以后，人工智能有了飛躍性發(fā)展，3D視覺也是在2015年、2016年左右才被提出，我們公司也是在這個時候成立，因為這時剛剛出現(xiàn)相對成熟的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)3D視覺。運用最新的算法和技術(shù)之后，3D視覺實現(xiàn)了六維可視，包括空間、位姿等，為后續(xù)機器人運動提供了重要和必要信息。
談及中國高端制造和智能制造機器人市場，張宇信心滿滿。“現(xiàn)在正在發(fā)生的新零售模式，幾乎要把零售業(yè)重新做一遍，制造業(yè)將來也是這樣，未來可能出現(xiàn)很多無人工廠，智能制造模式將把制造業(yè)重新做一遍。中國的制造業(yè)發(fā)展參差不齊，汽車、航空、高鐵和3C制造的素質(zhì)較高，但主要停留在自動化手段和工業(yè)3.0階段，這個階段，工廠實現(xiàn)了自動化，對智能感知和認知，還是有欠缺的，下一步將發(fā)展成為智能制造。而傳統(tǒng)的一些企業(yè)，甚至在自動化方面都還欠缺，在成本允許的前提下，可能直接跳到智能制造階段。未來，不是智能制造的工廠，將可能被淘汰。高端制造和智能制造的發(fā)展，自然需要包括3D視覺在內(nèi)的核心技術(shù)的加持，未來市場巨大。”
由于高端制造和智能制造的巨大市場前景，各類提供機器人視覺服務(wù)的公司也如雨后春筍。通過張宇的介紹，相比其他視覺公司，微鏈科技的差異化優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面：
第一，傳統(tǒng)2D視覺無法滿足自動化領(lǐng)域日益復(fù)雜的需求，對3D視覺的需求越來越迫切，微鏈科技團隊從2016年開始研發(fā)，2018年成立北京微鏈道愛科技有限公司，專注在深度學(xué)習(xí)和三維視覺領(lǐng)域的研究。團隊有來自普林斯頓大學(xué)的博士后和加拿大滑鐵盧大學(xué)的博士，SFU大學(xué)的研究生和清華大學(xué)的碩士，團隊成員在三維視覺領(lǐng)域有超過10年的研究，師從人工智能領(lǐng)域深度學(xué)習(xí)教父Geoffrey Hinton和Greg Mori。微鏈科技團隊是一個國際化的團隊，擁有3D視覺領(lǐng)域頂級的人才和專家，在技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域具有天然的優(yōu)勢。
其次，對于3D視覺應(yīng)用，微鏈是技術(shù)和實踐相結(jié)合，不管是3C還是汽車行業(yè)，微鏈是有典型應(yīng)用的，能夠把技術(shù)和真實的應(yīng)用場景結(jié)合。很多技術(shù)公司是純研發(fā)技術(shù)，沒有實際應(yīng)用場景。
第三，我們公司是雙中心模式，研發(fā)中心設(shè)在加拿大溫哥華，運營中心設(shè)在中國，因為中國有最大的制造業(yè)。和國內(nèi)友商相比，我的算法最先進，同時我還有中國的市場，補充研發(fā)，技術(shù)和市場雙輪驅(qū)動。
在“人機一體、智能制造”成為未來制造業(yè)發(fā)展趨勢下，作為高端制造和智能制造機器人的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，3D視覺技術(shù)的發(fā)展值得關(guān)注。
