资讯
展览资讯 大型展会 灯光节 大型盛典 赛事 中标捷报 产品快讯 热门话题 艺术节 活动 演出 新闻 数艺报道 俱乐部签约
观点
大咖专访 观点洞察 书籍推荐 吐槽 设计观点 企业访谈 问答 趋势创新 论文 职场方法 薪资报价 数艺专访
幕后
幕后故事 团队访谈 经验分享 解密 评测 数艺访谈
干货
设计方案 策划方案 素材资源 教程 文案资源 PPT下载 入门宝典 作品合集 产品手册 电子书 项目对接
  • 0
  • 0
  • 0

分享

机器视觉:照亮“智”造新“视”界

2022-06-17

作为五感之首,人类从外界接收的信息中80%是通过视觉获得的。


随着人工智能、边缘计算等新兴技术的高速发展,人们同样赋予了机器“认识”和“改造”世界的能力,从而替代人眼对外部环境进行测量、识别与判断,在无接触的情况下完成既定的任务。


这种技术称为机器视觉(MV),被誉为 “工业自动化的眼睛”,是实现智能制造最至关重要的一环。



身处智能革新的关键节点,传统制造行业面临着多方面的转型挑战。


一方面,人力成本攀升,工厂面临“招工难、留工难”的压力;另一方面,在智能制造浪潮下,质量检验和生产的需求不断增加,生产线对工业设备有了更高的要求。


加之国家越来越注重智能制造的发展,发布多项政策和规划大力推动智能制造领域的产品研发和市场扩展。在《“十四五”数字经济发展规划》中就明确提出了:到2025年,数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%。作为国之重器的制造业,工业互联网平台应用普及率要从2020年的14.7%,达到45%。


机器视觉质检就是工业互联网的一个重要应用场景。


机器视觉系统能够利用视觉传感器和计算设备,根据像素分布和亮度、颜色等信息,将目标的视觉信息转变成数字化信号。随后,图像处理系统通过对这些信号进行各种运算来抽取目标的特性,进而根据判别的结果来控制现场设备,完成工业中的自动检测、过程控制和机器人引导等任务。


当然,机器视觉的应用绝不仅限于质量检测,从包装和产品型号、序列号的字符识别,到物流行业的智能抓取、自动化分拣,再到生产线上可提升插件和组装环节效率的“飞拍”,所有这些场景都可以从机器视觉中受益,减少差错,降低成本,同时提升生产效率。




广阔的应用空间孕育了充足的市场潜力。中国作为全球制造业的加工中心,正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一。Grand View Research预测,到2023年,中国机器视觉行业的复合增长率将达28%。


在为数众多的应用场景中,机器视觉到底如何发挥作用?在哪些方面可以帮助制造业实现智能化升级?


英特尔在最新发布的《机器视觉特刊2022》中详细解读了机器视觉方案在实际场景中的应用,并展示了英特尔如何扮演重要的“赋能者”角色,携手中国机器视觉行业合作伙伴,助力工业企业加速迈向数字化转型、智能化升级。


英特尔发布《机器视觉特刊2022》


何为“智慧之眼”?


01

智能质检,让现场总线精度更高


机器视觉质检属于工业现场检测的一部分。在电子、汽车、金属加工、包装等行业,简单、可靠、经济实用的现场总线技术日益普及,也对过程自动化、制造自动化提出更高要求。因此,需要引入机器视觉,替代传统的人工检测方法。


机器视觉可以识别、提取待检测目标的关键特征,包括尺寸、形状、颜色,同时检验产品是否符合设计参数和质量参数,发现问题后,机器视觉还能识别出缺陷类型及位置,辅助进行产线调整。


虽然传统计算机视觉技术已经在该领域得到应用,但难以实现高精度。面向工业环境的机器视觉系统,具备比人类更高的视觉感知效率以及精度,降低了人为失误的可能性,从而提升表面缺陷检测等应用的稳定性、精确性与效率。


02

机器视觉,让机器人身段更柔软


随着中国经济不断发展,大家的需求也越来越多样。小批量、客制化、柔性制造,成为中国制造业不可逆转的趋势。


2020年,中国新安装了16.8万台工业机器人,占全球新安装量的43.85%。机器视觉可以为机器人带来了 “柔性”。IDC预测:将机器视觉集成到机器人系统中,可将操作灵活性增加50%,产品质量提高35%。


从物流、金属加工、汽车到3C市场,配备机器视觉的机器人,可以抓取不规则包裹、焊接非标金属部件、抓取随机摆放和堆叠零部件、装配客制化产品零部件,同时还能实现导航避障,以柔软的身段穿行于环境复杂的制造业厂房之中。



03

预测维护,让生产线成本更低寿命更长


为提高生产效率、降低运营成本,很多行业的工厂生产线往往是24小时运转,非计划突发停机往往造成重大损失。此时,依靠传感器收集的关键组件性能和操作人员行为,并对其加以分析,从而实现预测性维护,制造商就能更准确地判断何时需要维护机器、优化生产步骤。


根据IoTAnalytics发布的数据:到2026年,预测性维护市场将持续保持高速增长,复合年均增长率 (CAGR) 为31%。


随着技术的不断成熟,以往只能用于高端领域的机器视觉等设备,现在可以部署在边缘端,分析图片、视频、时序等海量数据,并开展实时分析,不但可以提高生产线收益率,同时还能延长机器寿命,提高成本效益。


英特尔® 架构

加速机器视觉应用


新冠疫情凸显了以机器人、机器视觉等为代表的自动化、智能化生产系统的重要价值——通过应用机器视觉系统,企业能够降低员工无法到岗对于生产节奏与生产秩序带来的影响,同时降低在疫情防控方面的压力。而随着疫情的逐步平息,制造业预计将加速复苏,机器视觉市场需求也将日益旺盛。


大量的需求无疑提高了制造业对于软硬件技术的标准和需求。为了加快机器视觉在工业互联网中落地,英特尔提供一系列硬件、软件和工具包,助力更多方案的落地,加速工业自动化产业升级,释放数据在边缘端的潜能。


在硬件层面,第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器内置AI加速技术,代际平均性能增益1.46 倍, 图像分类的AI推理性能提升1.56倍,为机器视觉需要的服务器端负载提供有力支撑。再加上英特尔凌动® 、酷睿 、至强® 等处理器与FPGA及网络芯片,构成不同算力级别的处理器层次,同时有丰富的可扩展高速IO及外围接口电路等硬件支撑,能够满足从基础、主流、高级等不同机器视觉系统的需求。


在软件层面,英特尔® 工业边缘洞见平台(EII)、OpenVINO 工具套件、oneAPI工具包,以及英特尔机器视觉开发套件,构成了机器视觉的英特尔软件基础设施:


EII包括一套成熟的预集成软件栈。在边缘端提取、分析和存储视频数据和时序数据,内置AI功能,为边缘端提供AI加成,提高运营和生产效率。

英特尔® 工业边缘洞见平台(EII)架构示意


■ OpenVINO 工具套件以加速深度学习推理为目标,基于最新一代人工神经网络,可扩展跨英特尔® 硬件的计算机视觉和非视觉工作负载,并大幅提高性能。


■ oneAPI工具包作为跨行业、开放、基于标准的统一编程模型,提供跨加速器架构的通用开发人员体验,可以帮助制造业的方案开发达到更快的性能、更高生产力,以及更广阔的创新。


■ 英特尔® 机器视觉开发套件是一个软硬一体的工具套件,基于英特尔凌动® 、酷睿 、或至强® 处理器开发,其中一部分采用新一代模块化核心板硬件架构 — 工业边缘节点参考架构,可以适应复杂的机器视觉场景。


有了上述软硬件的加持,英特尔提供了3D视觉加速方案,可以为机器人提供视觉导引与检测:

视觉导引:借助3D视觉定位与识别工件,指导机器人抓住工件,用于排序与堆放、装货与卸货以及焊接等。基于OpenVINO 工具套件的智能视觉引导和抓取可使得推理时间缩短6-15倍,CPU负载减少25%-73%。


视觉检测:使用工作站的摄像头、激光扫描仪等,对工件执行轮廓检测、表面缺陷检测与三维重建。



此外,英特尔的SigOpt AI训练平台可以用于自动优化深度学习训练流水线参数调优,从而提高建模效率,加快投产速度。


当然,英特尔的这些解决方案,绝不是纸上谈兵,已经在各行各业的众多企业中落地。


机器视觉落地生花

中国智造飞跃升级


传统的轮毂生产过程中,不同型号轮毂往往由人工完成,效率低,而且培训成本高,容易出错。信捷电气打造的AI轮毂分类/分割方案,用到第十一代英特尔® 酷睿 处理器、OpenVINO 工具套件和oneAPI工具包,推理精度可达99%,推理速度从531毫秒降到33毫秒,同时将人力成本降低75%。


基于AI的轮毂分类/分割流程


作为另一家制造业巨头,富士康建立起工业互联工厂(Fii),其中广泛应用了自动化系统,但由于海量数据造成的数据拥塞和网络延迟,阻碍了设备同步,降低产线效率。富士康使用工业互联网TSN解决方案,其核心目标之一是引入更多AI功能,构建监控产品的智能系统。现在,使用第十一代英特尔® 酷睿 处理器、英特尔® 至强® 和凌动® 处理器、英特尔® FPGA和英特尔® 以太网控制器(i210)作为关键设备组件,TSN可以预测性分析切割机的使用寿命和使用情况,并在整体上实现三大优势:


1

制造过程中的生产线收益率提高8%;

2

工业物联网的传输成功率提升到99%

3

异常检测、预测性分析等AI应用提高了成本效益和生产率


此外,在中国电信的5G MEC边缘云平台、光伏行业的接线盒定位焊接等场景中,英特尔的软硬件都起着决定性作用,帮助企业提升效率,消除安全隐患,降低运营成本。


当然,机器视觉的使用场景绝不仅限于这些,它已经成为基础设施智能化升级不可或缺的一部分。随着智能制造的不断推进,作为其关键元素的机器视觉,将持续推进工业系统实现自动化、智能化,改善系统在成本、效率、安全性、稳定性等方面的表现。


工业慧眼

智变未来


未来几年,制造业的机器视觉系统预计将集成更加精确的视觉传感器,具备更加强大、多元化的算力,并融合更加强大的机器视觉算法,衍生更多的场景化应用。同时机器视觉系统也将与工业机器人等系统进行协同应用,助力构建柔性、智能的产线,实现智能制造的远景目标。



通过技术创新与战略转型引领机器视觉发展是一个持续的过程,对企业效率的提升、供应链的稳定以产品的质量至关重要。在数字化创新技术的推动下,越来越多的制造企业将通过自主研发、生态合作等方式,将机器视觉应用到工业检测、工业机器人、预测性维护等场景之中,将传统的工业流程转变为智能化流程,这同时也为企业数据资源的挖掘与利用奠定了坚实的基础。


英特尔将继续强化与ISV、SI、OEM、ODM等生态合作伙伴的紧密合作,提供优化的机器视觉解决方案,端到端的技术优势赋能给合作伙伴,助力机器视觉方案的场景化落地,进而帮助更多制造企业从这些方案中获益,持续拓展智能制造的能力范围与服务边界,将海量的工业数据变成可操作的洞察力。



阅读原文

* 文章为作者独立观点,不代表数艺网立场转载须知

本文内容由数艺网收录采集自微信公众号英特尔中国 ,并经数艺网进行了排版优化。转载此文章请在文章开头和结尾标注“作者”、“来源:数艺网” 并附上本页链接: 如您不希望被数艺网所收录,感觉到侵犯到了您的权益,请及时告知数艺网,我们表示诚挚的歉意,并及时处理或删除。

数字媒体艺术 机器视觉 人工智能 新兴技术 科技前沿

13877 举报
  0
登录| 注册 后参与评论