近年来,随着消费需求日趋个性化、用工短缺/劳动力成本上升、新一代信息技术不断成熟等多重因素的推动,智慧物流、智能制造成为企业降本增效提质的重要手段,带动工业机器人市场需求的持续走高。根据中国机电一体化计算应用协会数据统计,根据国际机器人联合会(IFR)最新发布的《世界机器人 2019-工业机器人》报告数据,2018 年世界工业机器人出货量 42.2 万台,比上年增长 6%;年销售额达到 165 亿美元,创新纪录。2020 年至2022 年世界机器人出货量有望继续保持两位数以上的增长。
从地区来看,欧洲、日本牢牢占据着工业机器人天下,日本、德国的工业机器人水平世界领先,这主要因为他们具备先发优势和技术沉淀。日本在工业机器人关键零部件(减速机、伺服电机等)的研发方面具备较强的技术壁垒。德国工业机器人在原材料、本体零部件和系统集成方面有一定优势。
从企业来看,ABB、发那科(FANUC)、库卡(KUKA)和安川电机(YASKAWA)这四家企业是工业机器人的四大家族,成为世界主要的工业机器人供货商,占据世界约 50%的市场份额。
一、人工智能和机器学习将对下一代工业机器人产生重大影响。
人工智能和机器学习将对下一代工业机器人产生重大影响。据机器人工业协会(RIA)副总裁兼墨西哥 A3 推进自动化协会(A3)称,这将有助于机器人变得更加自主,并与他们的同事携手合作。
随着其他行业接受工业机器人可以提供的效率和灵活性,减少对汽车行业的依赖是另一个关键趋势。随着机器人变得更加灵巧,更安全,并且有各种各样的外形,它们对各种行业的新用户越来越有吸引力。
数字化也正在产生影响,因为作为工业 4.0 的一部分,连接的工业机器人在数字制造生态系统中占据了一席之地。数字化可以在整个价值链中实现更大的协作――供应商、制造商和分销商之间的横向协作,或工厂内的垂直协作,例如电子商务前端和 CRM 系统,业务 ERP系统,生产计划和物流自动化系统之间的协作。这两种类型的协作都可以创造更好的客户体验并提高制造效率,提高工程效率,以便在产品之间灵活切换或更快地推出新产品。
二、机器视觉是人工智能重要的前沿技术
机器视觉是人工智能行业的重要前沿分支。机器视觉通过模拟人类视觉系统,赋 予机器“看”和“认知”的能力,是机器认识世界的基础。机器视觉利用成像系 统代替视觉器官作为输入手段,利用视觉控制系统代替大脑皮层和大脑的剩余部 分完成对视觉图像的处理和解释,让机器自动完成对外部世界的视觉信息的探测, 做出相应判断并采取行动,实现更复杂的指挥决策和自主行动。作为人工智能最 前沿的领域之一,视觉类技术是人工智能企业的布局重点,具有最大的技术分布。
机器视觉在智能制造领域应用广泛,按功能主要可分为四大类:识别、测量、定 位和检测。识别功能指甄别目标物体的物理特征,包括外形、颜色、字符、条码 等,其准确度和识别速度是衡量的重要指标;测量功能指把获取的图像像素信息 标定成常用的度量衡单位,然后在图像中精确地计算出目标物体的几何尺寸,主 要应用于高精度及复杂形态测量;定位功能指获取目标物体的坐标和角度信息, 自动判断物体位置,多用于全自动装备和生产;检测功能指对目标物体进行外观 检测,判断产品装配是否完整和外观是否存在缺陷。
相对于人类视觉而言,机器视觉在量化程度、灰度分辨力、空间分辨力和观测速 度等方面存在显著优势。其利用相机、镜头、光源和光源控制系统采集目标物体 数据,借助视觉控制系统、智能视觉软件和数据算法库进行图形分析和处理,软 硬系统相辅相成,为下游自动化、智能化制造行业赋予视觉能力。随着深度学习、 3D 视觉技术、高精度成像技术和机器视觉互联互通技术的发展,机器视觉性能 优势进一步提升,应用领域也向多个维度延伸。
二、立体视觉是未来方向,同时需要多传感器融合的导航方式。
在工业物流领域,基于3D机器视觉技术实现的机器人自主导航,根据传感器不同主要分为两个类别:激光SLAM和视觉SLAM。激光SLAM技术相对更加成熟,是当前市场应用的主流。但随着机器人单体主处理器的处理能力提升,特别是一些带GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)、NPU(Neural-network Processing Unit,嵌入式神经网络处理器)的处理器的应用,机器人视觉处理能力得到极大提升,以深度学习技术为核心的视觉处理可以在机器人上实现。
目前,视觉技术已经被广泛地应用到机器人立体视觉避障(人/ 物区分识别),以及视觉导航和末端高精定位上。旷视认为,视觉传感器成本低,感知信息量大,随着视觉算法技术的成熟,视觉SLAM导航机器人在不远的将来会替代激光SLAM导航机器人。
与此同时,不管是基于激光还是视觉实现的机器人自主导航,都不是单一应用,还需要融合诸如惯导(IMU)、GPS等其他导航方式,以应对鲁棒性要求非常高的现实应用场景,让机器人能够更加稳定有效地运行。(出处:中国移动机器人(AGV/AMR)产业联盟《2020-2021工业制造领域自然导航AGV/AMR产业发展研究报告》)例如视觉和IMU的融合,IMU为快速运动提供了较好的解决方式,而相机又能在慢速运动下解决IMU的漂移问题,二者实现了优势互补。
三、深度学习赋能3D视觉,加强机器人对周围环境的理解。
AI中的深度学习技术在计算机视觉中的应用主要有物体识别、目标检测与跟踪、语义分割、实例分割等。微链提出了新的数学模型,可以实现运动下的高精度成像。微链DaoAI高精度3D相机可以识别细微的纹理,高质量的获取黑色、白色、高反光物体的三维点云图像,该图像具有XYZ和RX、RY、RZ六个维度的数据。
微链独有的稀疏神经网络算法,可还原所有缺失的三维图像,从而推理出他们在三维空间里的位姿,实现机器人对周围环境内容的理解,引导机器人从事更加复杂的工作。

AI赋能的微链3D视觉实现乱序分拣
新技术与机器人技术的加速融合将进一步推动产品的更新换代。工业机器人的自主性主要体现在“状态感知”、“实时决策”、“准确执行”这三个方面。物联网、AI、5G等新一代信息技术与机器人技术相互结合,能够让设备高效交互,数据更加自由流动,并通过算法指挥硬件发挥最大效能。
四、DaoAI机器视觉检测云平台|AI赋能自动化,深度学习和机器视觉
基于微链DaoAI视觉云平台,在DaoAI视觉云上进行训练后下载使用,可以零成本培育用户和市场,进行客户裂变。免费获得标注的视觉检测数据。低成本覆盖传统视觉公司的市场,解决长期以来机器视觉应用贵、开发成本高的问题。
机器视觉和人工智能结合
全链路打通数据采集、标注、训练和部署环境,通过深度学习和图像处理算法,进行全自动生产流程管理,自动识别图像中的瑕疵或故障,以达到大幅节省人力,提高产品生产效率及精度稳定性的效果。
利用人工智能深度学习算法,对产线不影响的情况下,通过找出数据背后隐藏的问题,解决工业质检中难以解决的多种缺陷精确分类问题,增强质检后续流程的精确自动化能力。
五、工业互联网的智慧认知大脑
工业互联网的本质,是通过完善数据和模型,提高数字化生产性。
3D视觉采集数据,处理数据并判断、反馈,从而控制自动化设备生产。IRT技术让机器拥有认知能力:获取数据、分析数据、与设备和自动化生产线交互、控制并调节生产,是微链DaoAI的核心能力和价值。