“機(jī)器視覺+機(jī)器人”開啟工控新風(fēng)口

　工業(yè)智能化控制的核心運(yùn)算平臺(tái)主要依賴工控機(jī)，其是一種專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。最開始，工控機(jī)的作用是助力工業(yè)生產(chǎn)過程的測(cè)量、控制與管理，然而隨著技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在“智造”時(shí)代中，工控機(jī)的意義早已超越了當(dāng)初單純的工業(yè)控制。

　　隨著“智造”發(fā)展新階段的到來，工控機(jī)在產(chǎn)品和技術(shù)層面提出了智能化、數(shù)字化、信息化等方面的新要求。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，以智能制造為主導(dǎo)的新時(shí)期發(fā)展特點(diǎn)，是將大量計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)集成到一起，以此組成一個(gè)全新的智能發(fā)展系統(tǒng)，而工控機(jī)正處于該智能系統(tǒng)的核心位置。

　　在應(yīng)用上，工控機(jī)深入的領(lǐng)域也越來越廣泛。如今，其應(yīng)用范圍已不僅限于工業(yè)，已逐漸從電力、工業(yè)等領(lǐng)域，不斷向機(jī)器人、機(jī)器視覺、智能交通、無人機(jī)、新能源、儲(chǔ)能等眾多領(lǐng)域拓展延伸，其中機(jī)器視覺、移動(dòng)機(jī)器人更是亟待新一代工控產(chǎn)品賦能的行業(yè)。

　　浪潮面前，必有勇者，一大批工控企業(yè)正鉚勁深耕，以滿足“智造”時(shí)代的工控新要求。深圳市卓信創(chuàng)馳技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“卓信創(chuàng)馳”)正是“勇者”之一，其基于過往在工控領(lǐng)域的深厚積累組建了一支熟悉行業(yè)的人才隊(duì)伍，深耕工業(yè)控制計(jì)算機(jī)產(chǎn)品和嵌入式計(jì)算機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)，至今，產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人、機(jī)器視覺、醫(yī)療、智能交通、金融、教育、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等領(lǐng)域。

　　機(jī)器視覺的“軟硬件之爭(zhēng)”

　　談到近年來最火熱的領(lǐng)域，機(jī)器視覺無疑會(huì)是榜上的一員。高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模 138.16億元(該數(shù)據(jù)未包含自動(dòng)化集成設(shè)備規(guī)模)，同比增長(zhǎng)46.79%。其中，2D視覺市場(chǎng)規(guī)模約為126.65億元，3D視覺市場(chǎng)約為11.51 億元。GGII預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到349.04億元，其中，2D視覺市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到291.51億元，3D視覺市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到57.52億元。

　　據(jù)悉，機(jī)器視覺可以做到識(shí)別、測(cè)量、定位和檢測(cè)等四大功能，相比人眼具有精度高、速度快、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高、效率高、信息集成能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因而在制造業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)器視覺廣泛應(yīng)用于輔助生產(chǎn)，如電子與半導(dǎo)體(集成電路、PCB、電子元件、晶圓、平板顯示等)、汽車(汽車零部件)、鋰電池、食品包裝和包裝印刷以及物流等行業(yè)。

但迅速發(fā)展背后，機(jī)器視覺仍存在著一定的難題——機(jī)器視覺被軟件組成、硬件組成以及兩者交互產(chǎn)生的問題所限制著。

　　在軟件組成，機(jī)器視覺企業(yè)需要通過軟件算法平臺(tái)，通過強(qiáng)大的底層算法與海量的數(shù)據(jù)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的“通用性”;在硬件組成上，如光源、鏡頭和相機(jī)等產(chǎn)品領(lǐng)域，有賴于對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)(如光學(xué))研究的持續(xù)投入，同時(shí)需要持續(xù)的技術(shù)升級(jí)與產(chǎn)品迭代。

　　除此之外，硬件組成還面臨著一個(gè)難題，軟件和硬件的兼容性難題，只有適應(yīng)各行各業(yè)專用設(shè)備的技術(shù)規(guī)范，才能快速兼容更多硬件模組。工控機(jī)產(chǎn)品亦不例外，其作為機(jī)器視覺的重要硬件部件，其運(yùn)算能力、擴(kuò)展能力、穩(wěn)定性表現(xiàn)等等都限制著機(jī)器視覺產(chǎn)品的應(yīng)用落地。

　　在卓信創(chuàng)馳市場(chǎng)總監(jiān)郭輝看來：“機(jī)器視覺快速發(fā)展的背景下，市場(chǎng)需求愈發(fā)多樣化，同質(zhì)化的產(chǎn)品越來越無法滿足日益增長(zhǎng)的工業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)工控領(lǐng)域企業(yè)而言，產(chǎn)品功能性和快速交付能力已成為各家競(jìng)爭(zhēng)的核心。”

　　郭輝進(jìn)一步講到：“只有針對(duì)客戶的不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求提供最合適的硬件平臺(tái)解決方案，并能夠基于核心設(shè)計(jì)方案進(jìn)行快速的定制開發(fā)，讓客戶的需求快速產(chǎn)品化，滿足項(xiàng)目時(shí)間節(jié)點(diǎn)需求，才是各家工控企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，也才能真正滿足客戶的需求。”

　　卓信創(chuàng)馳官網(wǎng)資料顯示，基于豐富的模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品庫、快速敏捷的非標(biāo)化開發(fā)設(shè)計(jì)，卓信創(chuàng)馳沉淀出了30余款核心主板設(shè)計(jì)方案和眾多不同的可擴(kuò)展模塊的硬件方案，覆蓋基于低功耗的Intel Apollo Lake 、Elkhart Lake、Tiger Lake等平臺(tái)到高性能多擴(kuò)展的Intel Comet lake S、Alder Lake具有多款型號(hào)，可供機(jī)器視覺企業(yè)根據(jù)自身的需求來挑選相應(yīng)的視覺控制器產(chǎn)品。

　　以卓信創(chuàng)馳的V510視覺控制器為例，其支持Intel®第6~9代臺(tái)式機(jī)處理器，配有2xDP和1xVGA接口，同時(shí)支持Max.4K UHD雙獨(dú)立顯示。在開放性上，V510配有1x Remote 接口、1xRS232、1xRS485、4xUSB3.0、2xUSB2.0，可充分滿足客戶對(duì)于不同接口的要求，同時(shí)提供SDK開發(fā)包，支持快速集成和二次開發(fā)。

此外，為了保障產(chǎn)品的穩(wěn)定性，V510采用加固級(jí)無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，散熱性能更佳，且配有預(yù)裝系統(tǒng)保護(hù)和系統(tǒng)恢復(fù)功能，可應(yīng)對(duì)停電、斷網(wǎng)等突發(fā)事故，加強(qiáng)機(jī)器視覺在產(chǎn)線應(yīng)用的穩(wěn)定性。值得一提的是，V510采用的是視覺和控制應(yīng)用的首選異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)。

　　據(jù)了解，在某汽車行業(yè)的裝配產(chǎn)線中，過往通過人工進(jìn)行檢驗(yàn)，但存在效率低、良率難以保障等情況，因而決定對(duì)產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)。在該項(xiàng)目中，卓信創(chuàng)馳V510視覺控制器產(chǎn)品憑借可靠的性能、較佳的穩(wěn)定性和豐富便捷的接口組合，搭配某機(jī)器視覺企業(yè)的視覺和控制軟件，成功為該合資汽車品牌升級(jí)了裝配產(chǎn)線。

　在具體的項(xiàng)目分工中，V510的采用Intel 酷睿CPU搭配Intel Cyclone FPGA組成的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，很好地支撐了客戶的視覺軟件和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的運(yùn)行，F(xiàn)PGA控制的高速IO能夠很好的滿足高速數(shù)據(jù)輸入輸出需求，在同一臺(tái)工業(yè)電腦上整合視覺和控制功能，最終讓整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性更高，資源分配更加合理。　

　　讓移動(dòng)機(jī)器人“動(dòng)”起來

　　據(jù)高工機(jī)器人不完全統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)共披露32筆融資，涉及金額51億元，不少企業(yè)已進(jìn)入C輪及之后融資輪次，且極智嘉、海康機(jī)器人、華睿科技等多家移動(dòng)機(jī)器人廠商已然在沖刺資本市場(chǎng)。

　　在市場(chǎng)化落地上，GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年前3個(gè)季度，國(guó)內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人市場(chǎng)銷量約5.8萬臺(tái)。預(yù)計(jì)2022年市場(chǎng)銷量將達(dá)到81800臺(tái)，同比增長(zhǎng)28%左右，其中海外需求持續(xù)釋放，移動(dòng)機(jī)器人出口占比近26%，創(chuàng)歷史新高。

　無疑，移動(dòng)機(jī)器人必然是近年來表現(xiàn)火熱的又一領(lǐng)域，但移動(dòng)機(jī)器人也面臨著一定的困局。

　　動(dòng)蕩經(jīng)濟(jì)環(huán)境帶來原材料成本居高不下、市場(chǎng)需求增速放緩，供應(yīng)鏈?zhǔn)茏琛⒔桓秹毫Υ蟆⒚麅衾陆怠F(xiàn)金流不足等一系列生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)問題;隨著移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)走入規(guī)模化落地階段，移動(dòng)機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性、穩(wěn)定性成為終端客戶的考慮重點(diǎn)，移動(dòng)機(jī)器人企業(yè)要達(dá)成高算力、高穩(wěn)定性、低能耗的“不可能三角”……

　　經(jīng)濟(jì)周期的變化，只能通過企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平的提升來解決，而實(shí)際應(yīng)用中的難題，在一定程度上或許只能通過應(yīng)用“可靠的大腦”來解決。

　　據(jù)悉，機(jī)器人上游核心零部件主要有控制器、減速器、芯片、傳感器、電機(jī)等，其中控制器，負(fù)責(zé)下達(dá)指令以控制各伺服驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的工作順序、位置、運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間間隔的控制，因此，控制器經(jīng)常被稱作是機(jī)器人的“大腦”。

　　然而，要打造一個(gè)可靠的“大腦”也并不容易。由于不同的場(chǎng)景需求不同，因此對(duì)控制器、計(jì)算平臺(tái)的算力和 I/O 需求也多種多樣，機(jī)器人無法標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)和部署。如果控制器或計(jì)算平臺(tái)不貼合需求，如算力過剩或不足，就會(huì)造成成本過高或性能不足。同時(shí)，機(jī)器人是一種軟硬件結(jié)合的系統(tǒng)。如果軟硬件無法實(shí)現(xiàn)高效融合，或是視覺技術(shù)、軟件算法等不成熟，都可能導(dǎo)致機(jī)器人應(yīng)用效果達(dá)不到預(yù)期。

　　郭輝講到：“卓信創(chuàng)馳通過采用英特爾高性能平臺(tái)和高穩(wěn)定性低功耗平臺(tái)的組合搭配，涵蓋英特爾Tiger Lake、Comet Lake、Apollo Lake等平臺(tái)，可以能夠滿足機(jī)器人高算力、高穩(wěn)定性和低功耗的需求，進(jìn)而為機(jī)器人提供了出色和穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，最終保障移動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。”

　　據(jù)悉，卓信創(chuàng)馳的嵌入式工控機(jī)產(chǎn)品，基于英特爾Apollo Lake, Tiger Lake和Comet Lake平臺(tái)，采用可擴(kuò)展的CAN、RS-232、RS-485、Ethernet和EtherCAT等總線，整合了豐富的應(yīng)用接口，具備極強(qiáng)的擴(kuò)展性，適配范圍寬，能夠在實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、通信等基礎(chǔ)功能的前提下，滿足機(jī)器視覺、AI運(yùn)算等功能需求，適用于AMR、AGV、智能叉車等多種機(jī)器人領(lǐng)域。

　據(jù)透露，卓信創(chuàng)馳基于Intel Apollo Lake 平臺(tái)的AMR控制器方案已被AMR行業(yè)的多家頭部企業(yè)大量采用，并應(yīng)用于不同場(chǎng)景方案的移動(dòng)機(jī)器人，賦予了移動(dòng)機(jī)器人可靠的“大腦”。　 

　　猛攻下一城

　　有行業(yè)人士表示，機(jī)器視覺是“眼睛”，而機(jī)器人是“手腳”，只有通過視覺技術(shù)和機(jī)器人的緊密結(jié)合，才可以真正解決智能制造中很多的技術(shù)難題，并實(shí)際應(yīng)用到各種復(fù)雜和極端的工業(yè)場(chǎng)景。

　　無疑，卓信創(chuàng)馳也正是盯準(zhǔn)“眼”+“手腳”的，打造出性能優(yōu)秀、表現(xiàn)穩(wěn)定的工控產(chǎn)品來賦能智能制造，從而跟上工控領(lǐng)域發(fā)展的新風(fēng)口。

　*卓信創(chuàng)馳全產(chǎn)品矩陣

　　郭輝最后表示：“未來，卓信創(chuàng)馳始終堅(jiān)持以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以客戶為中心，繼續(xù)保持靈活柔性的設(shè)計(jì)開發(fā)理念，滿足客戶日益增長(zhǎng)的多樣化需求。在產(chǎn)品線布局方面，我們?cè)?022年已經(jīng)基于Intel 10、11代 Comet Lake S和Intel Tiger Lake平臺(tái)的產(chǎn)品，2023年將會(huì)陸續(xù)推出基于Intel Elkhart Lake、Alder Lake平臺(tái)的產(chǎn)品，不斷優(yōu)化和豐富我們的產(chǎn)品線，滿足客戶的不同應(yīng)用需求，給客戶提供更多的選擇。”