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一年出货3万台!海康机器人为何能发展如此惊人!

作者:石林才2024.05.09阅读 2209


本文图片来源:海康机器人
  在两个总面积超过3000平米的宽敞展厅内,移动机器人如流水般穿梭其间。它们或背负着货物箱,或推动着工件,无论是直线行驶、转弯还是避让障碍,都流畅自如,无需人工指导,也无需任何外部干预,它们自主地在各个工位之间高效移动。同时控制工程网版权所有,工位上的机械臂如同拥有“眼睛”一般,迅速而精确地进行抓取、旋转和放置,完成码垛、拆垛、拆包等一系列复杂操作。一切都在无人化的情况下自主运行,仿佛让人置身于一个未来工厂之中。
  然而,这并非虚构的未来景象,而是海康机器人在2024年智造大会上,通过其移动机器人和机器视觉技术,搭建的一个高度自动化、柔性、智能的工业应用场景。这也正是海康机器人在此次大会上向外界展示的创新理念:以“移动机器人+机器视觉”打造柔性生产系统,从而实现汽车、锂电、光伏、3C和流通等离散行业的智能制造。
  01  柔性制造点燃“智造”引擎
  随着科技的飞速发展和工业对效率、质量和可持续性的不断追求,智能制造已成为全球制造业转型升级的主要方向。在这个数字化、智能化的时代,智能工厂作为智能制造的物理载体和实践平台,正重新定义生产方式和制造模式的发展方向。

  全球范围内不确定因素的加剧和技术进步的日新月异控制工程网版权所有,也让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,随着全球商业环境的不断变化,以及市场需求多样性的日益凸显,随时应对不确定性已成为常态,如何提升我们对于不确定性的反应速度,如何提升抗风险能力,让企业更具柔性变得尤为重要。

  “智能工厂的核心要素,不仅要求系统能自行优化生产流程,提升效率,还需具备出色的自适应能力,快速响应环境变化,更关键的是,它需要实时学习新的环境,不断进化。” 海康机器人首席执行官贾永华在大会主旨演讲中指出,智能工厂不仅仅是实现了生产过程的数字化和智能化管理,降低生产成本,提升产品品质和生产效率。而更重要的是,智能工厂在生产方面无论是产品种类的多样化还是订单数量的波动,都能灵活调整生产计划和工艺流程,具有快速部署和快速调整的能力,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的升级,能大大加快产品的上市时间。因此,只有先实现柔性制造才能点燃智造的引擎,让智能制造具有更大的价值。
  比如,在现在的新能源车厂,新车上市非常快,从建厂到投产的节奏非常快,在光伏产业,从投产到起量的速度非常短,这都依赖于具有高度柔性化的智能装备和智能产线快速部署,使得工厂能够快速实现这样的目标。
  02  用“移动机器人+机器视觉”构建柔性智能产线
  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等五个层级的紧密协作和集成,实现了一个高度协同、灵活适应、自我优化的制造体系。

  “智能装备、智能产线以及智能车间是智能工厂实现高度自动化、智能化的生产力,而柔性产线的基础在于智能装备层。”贾永华表示,智能装备层,除了自动化机台和各种智能设备外,主要是机器视觉等感知设备以及移动机器人等输送设备。作为生产过程的一线“员工”,智能装备的柔性决定了整个智造过程的柔性。智能产线层,则通过整合各类柔性的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。在智能车间层,多条柔性的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。
  目前,海康机器人已将柔性的颗粒度细分成最小单元,让柔性的触角注入到每个部件、组件以及算法中。比如,比如将视觉传感器、执行机构、各类软件组件分拆为可以独立工作的最小功能模块,再通过iBASE和异构平台,整合出N种产品和系统,快速构建满足特定场景需求的解决方案。同时控制工程网版权所有,海康机器人也将柔性传递给生产价值链中的每一个节点,形成单个设备的智能化以及复合设备的智能化,并逐步覆盖到单条产线、多条产线,再到车间以及整个智能工厂。

  “通过层层柔性的整合,将看似无序、复杂性问题通过有序的模块化,实现了从单个、独立的解决方案再到行业综合性解决方案的有序转变。”贾永华补充说道。
  为了实现硬件上的最小单元,海康机器人对其产品进行了最为详尽的细分。在移动机器人方面,不仅拥有叉取机器人、料箱机器人、潜伏机器人和移/重载机器人等齐全的移动机器人类型,而且这些类别下面还按功能分为堆高、搬运、全向、夹包、托举、举升、牵引、提升等各种子类,产品型号超过1800种。而在机器视觉方面,同样拥有工业相机、智能相机、3D相机、智能读码器、视觉控制器、组件、镜头和光源等全类别产品,而且每个类别下面再细分为多种子类,产品型号更是超过1200种。
  “实践也证明了,这种最小模块化单元的设计思想和柔性设计理念,让我们能够提供精准的定制化服务,从而为客户创造更大的价值。”贾永华介绍说,海康机器人已经累计服务17000多家客户,200多个细分行业。据悉,自2016年成立以来,机器视觉业务成交客户达1.5万家以上,截至 2023年底,移动机器人业务已累计交付超 8 万,服务客户有2000家以上。
  03  以AI等智能技术扩大柔性半径
  近年来,AI(人工智能)技术的快速发展,为工业领域的智能化带来了前所未有的变革。特别是在机器视觉和自主移动机器人领域,AI的作用将更加凸显。海康机器人显然深谙行业发展趋势和市场需求,早已着手以AI等智能技术来提升自己的产品,进一步扩大“机器视觉+移动机器人”的柔性生产半径。

  “这几年,我们围绕机器视觉行业应用特点,重点研究AI小样本学习、无监督学习以及行业大模型等技术难题CONTROL ENGINEERING China版权所有,推出10多项AI算法工具,积极推进AI+机器视觉在更多行业的渗透应用;同时我们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。”贾永华介绍说,海康机器人已经基于AI大模型的特征构建了全景三维的标注地图,未来不管是无人叉车、复合机器人,都将通过三维地图来定位,在定位精度、点源识别和视频标识检测等方面都将大幅提升。
  有了AI机器视觉和3D技术的加持,可以实现无序抓取,这样就更加柔性,能使用各种物料、各种应用,包括堆码垛、拆码垛,原来只能完成同一个品种堆垛,现在可以实现混码的堆垛。

  对于AI在移动机器人上的应用,贾永华表示,在控制层面,基于模型的最优控制,预先规划消除偏差,未来机器人的适应能力会越来越强,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。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,同样通过AI技术,利用大量现场调度数据,基于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。
  “移动机器人的智能越来越强大www.cechina.cn,它就越来越柔性,能在人机交互的环境下运行,也能随时调整它的工作内容www.cechina.cn,这样使得它的应用范围大大扩充。”据贾永华介绍,在2023年,海康机器人的移动机器人一年的出货量就超过了3万台,这在以前是无法想象的。
  以汽车行业为例,海康的移动机器人已经广泛应用于生产物流和制造工艺中。在生产物流方面,已经应用到全场景的物流配送,此外,还进入到一体式铸造、汽车电池模组生产等场景。在汽车制造工艺方面,已经应用到分装线与主线,实现了可动态调节、高度柔性的生产线。

  “柔性不仅仅是技术上的挑战,也需要我们以开放的心态迎接变化,做流程的再造和变革,我们希望能与上下游合作伙伴、广大客户一起,深入合作、携手并进,共创智能工厂的无限可能。”贾永华总结说道。
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