在汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的趨勢(shì)下,汽車主機(jī)廠對(duì)智能制造的需求增加,各方智能制造勢(shì)力紛紛涌現(xiàn),試圖為這個(gè)百年出行工具賦予新的含義。
以機(jī)器視覺(jué)為主的派系,正在積極入局。
汽車行業(yè)是最早采用自動(dòng)化機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的行業(yè)之一。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用已貫穿了整個(gè)汽車制造過(guò)程,包括從初始原料質(zhì)量檢測(cè)發(fā)展到汽車零部件100%在線測(cè)量,再對(duì)制造過(guò)程中的焊接、涂膠、沖孔等工藝過(guò)程進(jìn)行把控,最后對(duì)車身總成、出廠的整車質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)。機(jī)器視覺(jué)基本成為汽車產(chǎn)線上的標(biāo)配。
從派系上分,機(jī)器視覺(jué)又細(xì)分為2D視覺(jué)派和3D視覺(jué)派,高工機(jī)器人注意到,在汽車主機(jī)廠,幾乎還是2D視覺(jué)外資派的天下。
國(guó)產(chǎn)的3D視覺(jué)派,面對(duì)汽車主機(jī)廠的“蛋糕”,很心動(dòng),也想行動(dòng),但面對(duì)重重難關(guān),也只能望洋興嘆。
難!難!難!
若要深究背后的原因,我們不妨先從汽車的歷史經(jīng)緯談起。
1、供應(yīng)鏈封閉
改革開(kāi)放初期,中國(guó)百?gòu)U待興。汽車工業(yè)在當(dāng)時(shí)被國(guó)家當(dāng)作支柱產(chǎn)業(yè)而提上日事議程,但由于當(dāng)時(shí)的中國(guó)并沒(méi)有實(shí)力來(lái)發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè),只能希望引進(jìn)外資與本土汽車企業(yè)合作發(fā)展。在國(guó)家政策的激勵(lì)下,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的跨國(guó)汽車公司紛紛與中國(guó)本土的國(guó)有汽車企業(yè)進(jìn)行合資合作,豐田、通用、鈴木等跨國(guó)汽車公司相繼進(jìn)入中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
長(zhǎng)此以往,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的主機(jī)廠主要還是以合資的主機(jī)廠為主。在這些合資的主機(jī)廠中,國(guó)外的供應(yīng)商或者集成商更習(xí)慣使用全球統(tǒng)一的供應(yīng)商,尤其是在一些高端的合資車企中,如寶馬、奔馳等車企,依然沿用德國(guó)的機(jī)器視覺(jué)企業(yè)。
對(duì)于這些合資汽車主機(jī)廠來(lái)說(shuō),原有合作的集成商或者供應(yīng)商對(duì)汽車主機(jī)廠的工藝已經(jīng)非常了解,輕易換成別的品牌后,汽車主機(jī)廠還需要花時(shí)間重新磨合,這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,需要付出時(shí)間成本,所以主機(jī)廠不會(huì)輕易的更換合作對(duì)象。
多位行業(yè)人士在接受高工機(jī)器人調(diào)研時(shí)均表示,汽車主機(jī)廠的供應(yīng)鏈很封閉,且國(guó)外機(jī)器人廠商對(duì)國(guó)外3D視覺(jué)品牌有相對(duì)的保護(hù),國(guó)產(chǎn)3D要進(jìn)入供應(yīng)商系統(tǒng)需要進(jìn)行復(fù)雜的測(cè)試及驗(yàn)證流程。
2、技術(shù)、場(chǎng)景難落地
在汽車主機(jī)廠,國(guó)內(nèi)的客戶的首選依然遵循著“進(jìn)口就是好的”選擇邏輯。
曾有本體企業(yè)透露,即使國(guó)產(chǎn)3D視覺(jué)產(chǎn)品性價(jià)比優(yōu)勢(shì)顯著,但在精度等功能上還有一定的缺陷,所以汽車主機(jī)廠用到的3D視覺(jué)基本是基恩士、康耐視等進(jìn)口品牌。
從內(nèi)外資競(jìng)爭(zhēng)角度看,2D 視覺(jué)領(lǐng)域外資品牌具備較強(qiáng)的先發(fā)優(yōu)勢(shì),國(guó)產(chǎn) 2D 視覺(jué)的發(fā)展進(jìn)程可以總結(jié)為國(guó)產(chǎn)化替代的過(guò)程。相比之下,3D 視覺(jué)內(nèi)外資品牌起步差距較小,只是技術(shù)路線與應(yīng)用領(lǐng)域有所差異,外資3D 廠商更多應(yīng)用于檢測(cè)領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn) 3D 廠商更多應(yīng)用于定位引導(dǎo)領(lǐng)域。
有行業(yè)人士表示:“國(guó)內(nèi)外的3D視覺(jué)技術(shù)在檢測(cè)領(lǐng)域還是有點(diǎn)差距。汽車主機(jī)廠不會(huì)輕易地給國(guó)內(nèi)的3D視覺(jué)廠家機(jī)會(huì)。國(guó)內(nèi)3D視覺(jué)廠家想拿到汽車主機(jī)廠的入場(chǎng)券,除了成本優(yōu)勢(shì)外,也要繼續(xù)去迭代提高產(chǎn)品的精度和穩(wěn)定性。”
貝特威整車行業(yè)總監(jiān)盧仁杰在接受高工機(jī)器人調(diào)研時(shí)表示:“尤其是高端的合資企業(yè)對(duì)國(guó)外3D視覺(jué)技術(shù)的認(rèn)可度會(huì)偏高,在選擇供應(yīng)鏈企業(yè)的時(shí)候,會(huì)優(yōu)先選擇既有的、成熟的、發(fā)展久遠(yuǎn)的企業(yè)?!?/p>
在汽車主機(jī)廠供應(yīng)鏈封閉的影響下,外資的機(jī)器視覺(jué)企業(yè)與合資的汽車主機(jī)廠共建了很多可以深入挖掘的場(chǎng)景,從而導(dǎo)致汽車主機(jī)廠大部分的優(yōu)質(zhì)場(chǎng)景被國(guó)外的機(jī)器視覺(jué)企業(yè)占領(lǐng)。
有了技術(shù)卻沒(méi)有應(yīng)用場(chǎng)景,也成為了3D視覺(jué)企業(yè)心頭難以言明的焦慮。
巨能股份副總經(jīng)理麻輝指出:“在汽車主機(jī)廠里,外資品牌占據(jù)多數(shù)的原因在于,外資品牌在軟件的控制和算法上比較有優(yōu)勢(shì),且成熟的應(yīng)用案例比較多,在供應(yīng)鏈閉塞的情況下,國(guó)內(nèi)3D視覺(jué)廠家在汽車主機(jī)廠里的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用上存在分析和解決方案的差距。”
3、客戶信任度低?
現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)3D視覺(jué)的應(yīng)用尚未實(shí)現(xiàn)想象中的規(guī)模效應(yīng)。
背后的原因,則來(lái)自于客戶對(duì)國(guó)產(chǎn)3D視覺(jué)廠商的信任感缺失。
更深層次的原因在于,汽車主機(jī)廠的供應(yīng)鏈封閉,國(guó)產(chǎn)的3D視覺(jué)廠商難以進(jìn)入,對(duì)場(chǎng)景的理解不夠深入,落地難度大。
瑞沃斯視覺(jué)機(jī)器視覺(jué)BU總監(jiān)劉益向高工機(jī)器人描述了在某些汽車主機(jī)廠遇到的現(xiàn)象:有些汽車主機(jī)廠的客戶非常認(rèn)可3D視覺(jué)技術(shù),產(chǎn)線上大量應(yīng)用3D視覺(jué)的產(chǎn)品,故障率低,生產(chǎn)很順暢。但由于個(gè)別3D視覺(jué)廠家在調(diào)試的過(guò)程中出現(xiàn)了很多的部署問(wèn)題,有部分汽車主機(jī)廠為了保證生產(chǎn)的順利,一直不敢用3D視覺(jué)技術(shù)來(lái)做改善。
劉益介紹:“個(gè)別3D視覺(jué)廠家的技術(shù)問(wèn)題導(dǎo)致客戶寧愿用最傳統(tǒng)的夾具方式,也不愿意用3D視覺(jué)來(lái)提高生產(chǎn)效率。”
進(jìn)or不進(jìn)?
既然進(jìn)入汽車主機(jī)廠已經(jīng)失去了先天優(yōu)勢(shì),還面臨著重重難關(guān),那么國(guó)產(chǎn)3D視覺(jué)廠家還有必要再進(jìn)汽車主機(jī)廠嗎?
大多數(shù)行業(yè)人士面對(duì)這個(gè)問(wèn)題,不約而同的選擇:進(jìn)!
汽車行業(yè)正經(jīng)歷著巨變,智能化成為關(guān)鍵。
汽車主機(jī)廠的制造環(huán)節(jié)非常多,每一個(gè)環(huán)節(jié)又分幾十上百個(gè)不同的工序,場(chǎng)景非常之多,自動(dòng)化滲透率仍有較大的提升空間。
以總裝車間為例,生產(chǎn)一臺(tái)車需要經(jīng)過(guò)400~500 個(gè)崗位,500~600 名員工的作業(yè),汽車制造流水線每50~90 s 就有一臺(tái)車下線,制造過(guò)程十分依賴人工。
在大多數(shù)行業(yè)人士看來(lái),只要能找到汽車主機(jī)廠某個(gè)細(xì)分場(chǎng)景并持續(xù)深耕,就能養(yǎng)活一家企業(yè)好幾年。在汽車主機(jī)廠的項(xiàng)目中,一臺(tái)機(jī)械臂加一臺(tái)相機(jī)或者多臺(tái)相機(jī)稱為制造單元,在一個(gè)制造環(huán)節(jié)上普遍有1-4個(gè)制造單元。一個(gè)車間里可能有幾十個(gè)這樣的制造工序,可以用到上百臺(tái)相機(jī)。
從企業(yè)層面來(lái)看,拿下汽車主機(jī)廠的項(xiàng)目,意味著公司打造了標(biāo)桿項(xiàng)目。
對(duì)國(guó)產(chǎn)3D視覺(jué)企業(yè)而言,如果一家企業(yè)能做進(jìn)汽車主機(jī)廠,那也意味著別的行業(yè)也可以做,說(shuō)明自家產(chǎn)品在穩(wěn)定性和精度等方面經(jīng)歷了主機(jī)廠嚴(yán)格的考驗(yàn),可以作為攻克其他行業(yè)的背書(shū)。
劉益表示 :“汽車主機(jī)廠供應(yīng)鏈封閉的原因是其附加值高且技術(shù)門檻高,汽車主機(jī)廠使用的3D視覺(jué)產(chǎn)品價(jià)值,是其他行業(yè)的2-3倍?!?/strong>
“遍地是黃金”
在汽車主機(jī)廠的制造中,3D視覺(jué)應(yīng)用的機(jī)會(huì)點(diǎn)在哪里?
從需求側(cè)看,3D視覺(jué)有兩大機(jī)會(huì)點(diǎn),一是在零部件比較復(fù)雜的高精度、大尺寸的測(cè)量;二是比較復(fù)雜的檢測(cè)場(chǎng)景,如缺陷檢測(cè)。
從汽車的制造工藝看,部分3D視覺(jué)廠認(rèn)為,焊裝和沖壓對(duì)尺寸有明確的要求,是3D視覺(jué)應(yīng)用機(jī)會(huì)較大的工藝段。
在焊裝車間,人工質(zhì)檢的缺點(diǎn)是人員疲憊后的穩(wěn)定性和可靠性降低,易受到環(huán)境干擾,而視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的品質(zhì)保證能力大大強(qiáng)于人工質(zhì)檢。所以在焊裝車間的定位抓取,涂膠檢測(cè),間隙面差檢測(cè),尺寸測(cè)量等均需要3D視覺(jué)來(lái)進(jìn)行輔助生產(chǎn)。
在沖壓車間,3D視覺(jué)可以用于物件的定位抓取和尺寸測(cè)量,以沖壓鈑金件外觀質(zhì)量檢測(cè)為例,在沖壓線成品檢測(cè)區(qū),安裝3D視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng),可以識(shí)別零件表面是否有劃痕、是否有較嚴(yán)重的變形、皺褶、裂紋、缺肉、鼓包等外觀缺陷,一旦發(fā)現(xiàn)可即時(shí)報(bào)警,便于人工或機(jī)器人把有缺陷的零件挑選出來(lái)。
不過(guò),也有部分的3D視覺(jué)廠家認(rèn)為,沖壓對(duì)速度和節(jié)拍要求很高,3D視覺(jué)成像較慢,客戶的要求一般2s-4s/件。如果需要3D視覺(jué)做引導(dǎo),就需要安裝多臺(tái)機(jī)器人,才能滿足節(jié)拍的要求,但無(wú)疑也增加了成本的風(fēng)險(xiǎn)。
此外,涂裝車間的引導(dǎo)機(jī)器人完成自動(dòng)車身表面特定區(qū)域的打磨工作,漆面檢測(cè);總裝車間的外廓尺寸檢查、機(jī)器人裝配定位引導(dǎo)、間隙面差檢測(cè)等均有3D視覺(jué)的應(yīng)用機(jī)會(huì)。
部分行業(yè)人士指出:“沖壓的自動(dòng)化率能做到90%以上,剩下的10%,是測(cè)量類的場(chǎng)景,大家都做的不是很好,成本也比較高。總裝車間的自動(dòng)化率也比較低,比較難做,能做到30%都已經(jīng)很不錯(cuò)了?!?/strong>
視比特機(jī)器人檢測(cè)事業(yè)部方案總監(jiān)邵舒嘯則認(rèn)為,總裝車間的要求比較零散,小件的零部件安裝也比較復(fù)雜,工業(yè)視覺(jué)自動(dòng)化是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的設(shè)備,反復(fù)的調(diào)整和測(cè)量也不是最大的問(wèn)題,所以即使總裝只有30%的自動(dòng)化率也足夠讓3D視覺(jué)廠商為之瘋狂。
盧仁杰表示:“涂裝、總裝還有pack線用2D視覺(jué)會(huì)比較多一些,但隨著3D視覺(jué)技術(shù)的不斷成熟,3D視覺(jué)機(jī)會(huì)點(diǎn)也越來(lái)越多。”
劉益介紹,在動(dòng)力總成工序段,3D視覺(jué)的應(yīng)用已經(jīng)非常的廣泛。例如動(dòng)力總成缸體的引導(dǎo)抓取,在動(dòng)力總成自動(dòng)合裝前道工序,利用3D視覺(jué)對(duì)動(dòng)力總成姿態(tài)進(jìn)行檢查(可檢查動(dòng)力總成型號(hào)、在托盤上的姿態(tài)等),以便能順利完成自動(dòng)合裝。
總體而言,汽車主機(jī)廠遍地是黃金,留給3D視覺(jué)企業(yè)的想象空間依然很大。
打鐵還需自身硬
但正如前文所說(shuō),在供應(yīng)鏈封閉、技術(shù)場(chǎng)景難落地、客戶不信任等諸多困擾下,3D視覺(jué)企業(yè)又如何吃到這個(gè)大蛋糕呢?
或許答案還是要回歸到汽車行業(yè)本身。
當(dāng)下,汽車產(chǎn)業(yè)鏈正處于傳統(tǒng)燃油汽車快速向電動(dòng)智能汽車轉(zhuǎn)變的歷史進(jìn)程中,以比亞迪、長(zhǎng)城汽車、吉利汽車、長(zhǎng)安自主、廣汽自主等國(guó)產(chǎn)汽車企業(yè)開(kāi)始崛起,其對(duì)降本增效有著強(qiáng)烈的需求。
大部分的3D視覺(jué)企業(yè)均認(rèn)為:“在汽車產(chǎn)業(yè)‘新四化’的趨勢(shì)下,國(guó)產(chǎn)的汽車主機(jī)廠對(duì)于3D視覺(jué)技術(shù)的認(rèn)知要比國(guó)外的主機(jī)廠廠家更高,愿意接觸新的東西,加上國(guó)產(chǎn)3D視覺(jué)廠家的成本優(yōu)勢(shì)和不斷更新迭代的技術(shù),國(guó)內(nèi)的汽車主機(jī)廠對(duì)本土的3D視覺(jué)品牌沒(méi)有那么大的抗拒和排斥?!?/p>
面對(duì)汽車行業(yè)國(guó)產(chǎn)替代的浪潮,邵舒嘯指出,打鐵還需自身硬,作為專業(yè)的3D視覺(jué)企業(yè),需要不斷地進(jìn)行技術(shù)的更新迭代,才能有希望博取汽車主機(jī)廠的信任;其次要認(rèn)真的分析場(chǎng)景的需求,從細(xì)分市場(chǎng)來(lái)贏得入局機(jī)會(huì)。
當(dāng)前已經(jīng)有越來(lái)越多的國(guó)產(chǎn)3D視覺(jué)廠商在持續(xù)發(fā)力,在技術(shù)的不斷更新下,汽車主機(jī)廠對(duì)3D視覺(jué)的認(rèn)可度不斷提升。
例如,瑞沃斯視覺(jué)可以為客戶提供智能視覺(jué)系統(tǒng)整體解決方案。目前,公司擁有雙目抓取系統(tǒng)、在線測(cè)量系統(tǒng)、3D視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)、3D激光視覺(jué)尋位系統(tǒng)、四門兩蓋引導(dǎo)裝配系統(tǒng)、AI深度學(xué)習(xí)、AI+3D智能分揀系統(tǒng)、自動(dòng)化質(zhì)量控制系統(tǒng)(AQCS)、3D涂膠檢測(cè)系統(tǒng)等產(chǎn)品。通過(guò)智能視覺(jué)系統(tǒng),瑞沃斯視覺(jué)可進(jìn)行機(jī)型及派生檢測(cè),涂膠品質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)、隨機(jī)來(lái)料工件的自動(dòng)抓取,車身質(zhì)量檢測(cè)等,實(shí)現(xiàn)智能化柔性生產(chǎn)。
視比特PaintPro漆面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)是一款應(yīng)用于汽車涂裝車間的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)基于自研一體化3D偏折相機(jī),運(yùn)用先進(jìn)的圖像處理和AI視覺(jué)成像技術(shù),對(duì)高亮材質(zhì)表面瑕疵進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別與定位,實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記并進(jìn)行缺陷分類。缺陷測(cè)量精度達(dá)0.15mm,瑕疵檢出率≥98%,滿足檢測(cè)節(jié)拍60s的在線生產(chǎn)要求,并可生成報(bào)表追溯問(wèn)題根源。該系統(tǒng)2023年正式投產(chǎn)應(yīng)用于某著名汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線,有效避免了不良品流向市場(chǎng),為工廠節(jié)約了大量返修成本。
貝特威依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“汽車關(guān)鍵部件裝配缺陷視覺(jué)檢測(cè)儀”,對(duì)基于光學(xué)散射角度分辨,光譜分辨技術(shù),選擇性表面特征成像,三維建模與重構(gòu)、數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)表面四維數(shù)據(jù)表達(dá),三維和二維缺陷同步檢測(cè)等技術(shù)做了多年的探索與應(yīng)用。
惟景三維主要從事3D光學(xué)測(cè)量,一般用于汽車整車及零部件的尺寸測(cè)量,包括離線和在線兩種場(chǎng)景。在汽車主機(jī)廠主要用于沖壓件、焊接總成的在線測(cè)量,線邊測(cè)量和離線測(cè)量。
可以說(shuō),國(guó)產(chǎn)3D技術(shù)逐漸成熟,國(guó)產(chǎn)替代正當(dāng)時(shí)。
GGII 判斷,在 3D 定位引導(dǎo)領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn) 3D 視覺(jué)廠商優(yōu)勢(shì)已經(jīng)持續(xù)鞏固,未來(lái)有望引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展;在 3D 檢測(cè)領(lǐng)域,外資品牌依然處于主導(dǎo)地位,國(guó)產(chǎn)處于追趕狀態(tài),預(yù)計(jì)未來(lái)五年國(guó)產(chǎn)品牌份額有望超過(guò)外資品牌份額。
審核編輯:劉清
評(píng)論
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