本文圖片來源：海康機器人
在兩個總面積超過3000平米的寬敞展廳內，移動機器人如流水般穿梭其間。它們或背負著貨物箱，或推動著工件，無論是直線行駛、轉彎還是避讓障礙，都流暢自如，無需人工指導，也無需任何外部幹預，它們自主地在各個工位之間高效移動。同時，工位上的機械臂如同擁有「眼睛」一般，迅速而精確地進行抓取、旋轉和放置，完成碼垛、拆垛、拆包等一系列復雜操作。一切都在無人化的情況下自主執行，仿佛讓人置身於一個未來工廠之中。
然而，這並非虛構的未來景象，而是海康機器人在2024年智造大會上，透過其移動機器人和機器視覺技術，搭建的一個高度自動化、柔性、智慧的工業套用場景。這也正是海康機器人在此次大會上向外界展示的創新理念：以「移動機器人+機器視覺」打造柔性生產系統，從而實作汽車、鋰電、光伏、3C和流通等離散行業的智慧制造。
01
柔性制造點燃「智造」引擎
隨著科技的飛速發展和工業對效率、品質和永續性的不斷追求，智慧制造已成為全球制造業轉型升級的主要方向。在這個數位化、智慧化的時代，智慧工廠作為智慧制造的物理載體和實踐平台，正重新定義生產方式和制造模式的發展方向。
全球範圍內不確定因素的加劇和技術進步的日新月異，也讓傳統工廠面臨著全新的機遇和挑戰：傳統工廠以規模化、標準化的生產，長期以來支撐著工業社會的發展，隨著全球商業環境的不斷變化，以及市場需求多樣性的日益凸顯，隨時應對不確定性已成為常態，如何提升我們對於不確定性的反應速度，如何提升抗風險能力，讓企業更具柔性變得尤為重要。
「智慧工廠的核心要素，不僅要求系統能自行最佳化生產流程，提升效率，還需具備出色的自適應能力，快速響應環境變化，更關鍵的是，它需要即時學習新的環境，不斷前進演化。」 海康機器人執行長賈永華在大會主旨演講中指出，智慧工廠不僅僅是實作了生產過程的數位化和智慧化管理，降低生產成本，提升產品品質和生產效率。而更重要的是，智慧工廠在生產方面無論是產品種類的多樣化還是訂單數量的波動，都能靈活調整生產計劃和工藝流程，具有快速部署和快速調整的能力，在短時間內重新配置或擴充套件生產線，以適應新產品的生產以及技術的升級，能大大加快產品的上市時間。因此，只有先實作柔性制造才能點燃智造的引擎，讓智慧制造具有更大的價值。
比如，在現在的新能源車廠，新車上市非常快，從建廠到投產的節奏非常快，在光伏產業，從投產到起量的速度非常短，這都依賴於具有高度柔性化的智慧裝備和智慧產線快速部署，使得工廠能夠快速實作這樣的目標。
02
用「移動機器人+機器視覺」
構建柔性智慧產線
智慧工廠是智慧化的實踐載體，由基礎設施，智慧裝備，智慧產線，智慧車間以及工廠管控等五個層級的緊密協作和整合，實作了一個高度協同、靈活適應、自我最佳化的制造體系。
「智慧裝備、智慧產線以及智慧車間是智慧工廠實作高度自動化、智慧化的生產力，而柔性產線的基礎在於智慧裝備層。」 賈永華表示，智慧裝備層，除了自動化機台和各種智慧裝置外，主要是機器視覺等感知裝置以及移動機器人等輸送裝置。作為生產過程的一線「員工」，智慧裝備的柔性決定了整個智造過程的柔性。智慧產線層，則透過整合各類柔性的智慧裝備與執行系統，實作生產流程智慧化，讓「一鍵換線」成為可能。在智慧車間層，多條柔性的智慧產線與其他系統整合，形成智慧化生產單位，進一步最佳化效率、提升資源利用率。
目前，海康機器人已將柔性的顆粒度細分成最小單元，讓柔性的觸角註入到每個部件、元件以及演算法中。比如，比如將視覺傳感器、執行機構、各類軟體元件分拆為可以獨立工作的最小功能模組，再透過iBASE和異構平台，整合出N種產品和系統，快速構建滿足特定場景需求的解決方案。同時，海康機器人也將柔性傳遞給生產價值鏈中的每一個節點，形成單個裝置的智慧化以及復合裝置的智慧化，並逐步覆蓋到單條產線、多條產線，再到車間以及整個智慧工廠。
「透過層層柔性的整合，將看似無序、復雜性問題透過有序的模組化，實作了從單個、獨立的解決方案再到行業綜合性解決方案的有序轉變。」 賈永華補充說道。
為了實作硬體上的最小單元，海康機器人對其產品進行了最為詳盡的細分。在移動機器人方面，不僅擁有叉取機器人、料箱機器人、潛伏機器人和移/多載機器人等齊全的移動機器人型別，而且這些類別下面還按功能分為堆高、搬運、全向、夾包、托舉、舉升、牽引、提升等各種子類別，產品型號超過1800種。而在機器視覺方面，同樣擁有工業相機、智慧相機、3D相機、智慧讀碼器、視覺控制器、元件、鏡頭和光源等全類別產品，而且每個類別下面再細分為多種子類別，產品型號更是超過1200種。
「實踐也證明了，這種最小模組化單元的設計思想和柔性設計理念，讓我們能夠提供精準的客製化服務，從而為客戶創造更大的價值。」 賈永華介紹說，海康機器人已經累計服務17000多家客戶，200多個細分行業。據悉，自2016年成立以來，機器視覺業務成交客戶達1.5萬家以上，截至 2023年底，移動機器人業務已累計交付超 8 萬，服務客戶有2000家以上。
03
以AI等智慧技術擴大柔性半徑
近年來，AI（人工智慧）技術的快速發展，為工業領域的智慧化帶來了前所未有的變革。特別是在機器視覺和自主移動機器人領域，AI的作用將更加凸顯。海康機器人顯然深諳行業發展趨勢和市場需求，早已著手以AI等智慧技術來提升自己的產品，進一步擴大「機器視覺+移動機器人」的柔性生產半徑。
「這幾年，我們圍繞機器視覺行業套用特點，重點研究AI小樣本學習、無監督學習以及行業大模型等技術難題，推出10多項AI演算法工具，積極推進AI+機器視覺在更多行業的滲透套用；同時我們結合傳統經典演算法與AI演算法的優勢，根據套用需求將二者進行有效的融合，推出了AI樣版匹配、AI讀碼、邊緣學習等特色演算法。」 賈永華介紹說，海康機器人已經基於AI大模型的特征構建了全景三維的標註地圖，未來不管是無人叉車、復合機器人，都將透過三維地圖來定位，在定位精度、點源辨識和視訊標識檢測等方面都將大幅提升。
有了AI機器視覺和3D技術的加持，可以實作無序抓取，這樣就更加柔性，能使用各種物料、各種套用，包括堆碼垛、拆碼垛，原來只能完成同一個品種堆垛，現在可以實作混碼的堆垛。
對於AI在移動機器人上的套用，賈永華表示，在控制層面，基於模型的最優控制，預先規劃消除偏差，未來機器人的適應能力會越來越強，同時透過叠代學習逐步適應環境，以提升控制的自主性和魯棒性。在單體決策層面，基於AI的路徑規劃方案，透過對大量規劃路徑數據的學習，使網路具備專家級路徑規劃能力，同時利用網路推理並列運算，實作板端毫秒級快速路徑規劃。在群體決策層面，同樣透過AI技術，利用大量現場排程數據，基於多工學習模型對不同場景的排程任務進行預測，獲得更加精準的預測結果，從而提高系統整體排程效率。
「移動機器人的智慧越來越強大，它就越來越柔性，能在人機互動的環境下執行，也能隨時調整它的工作內容，這樣使得它的套用範圍大大擴充。」 據賈永華介紹，在2023年，海康機器人的移動機器人一年的出貨量就超過了3萬台，這在以前是無法想象的。
以汽車行業為例，海康的移動機器人已經廣泛套用於生產物流和制造工藝中。在生產物流方面，已經套用到全場景的物流配送，此外，還進入到一體式鑄造、汽車電池模組生產等場景。在汽車制造工藝方面，已經套用到分裝線與主線，實作了可動態調節、高度柔性的生產線。
「柔性不僅僅是技術上的挑戰，也需要我們以開放的心態迎接變化，做流程的再造和變革，我們希望能與上下遊合作夥伴、廣大客戶一起，深入合作、攜手並進，共創智慧工廠的無限可能。」 賈永華總結說道。
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