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科学技術日報記者陳曦
視覚検出は知能製造の「知恵の目」と呼ばれ、工業分野に応用され、人工的に識別、測定、位置決め、検出などの仕事を完成する代わりに、工業自動化と知能化を実現する必要な手段である。
しかし、長い間、工業視覚検査分野は外国ブランドに独占されてきた。核心チームは天津大学精密テスト技術及び機器国家重点実験室の易思惟科学技術有限会社(以下、易思惟と略称する)に由来し、10年以上の産学研用連合難関攻略を経て、初めて測定、誘導、検査、識別を含む4大類10種類以上の工業視覚検査セット装備体系を確立し、その自主的に研究開発した視覚製品は自動車、宇宙分野でシステム化の大規模な応用を実現した。先日、同社の「知能製造高性能視覚検査セット技術及び装備」プロジェクトは2021年度天津市科学技術進歩賞特等賞を受賞した。
基礎研究開発は視覚検査工業シーンの応用を推進する
視覚検出はコンピュータ視覚に由来するが、完全にコンピュータ視覚に等しくなく、視覚検出は工程応用に重点を置き、正確性、速度性、適応性、客観性、重複性、信頼性、効率性、感光範囲と情報集積などの面で、人類視覚に完勝している。そのため、現在、視覚検出は工業自動化分野に広く応用されており、特に正確性の要求が高く、検出された物品の移動速度が速く、仕事の重複性が高いシーンの下で、高性能視覚検出セット技術と装備は企業のためにインテリジェント化改造を実現し、雇用コストを低減し、生産効率を高めることができる。
そのため、高性能検査手段でプロセスの反復を駆動し、製品の品質を向上させ、多様化したカスタマイズ要求を満たすことは、すでに中国製造の核心競争力を向上させる切実な需要となっている。
しかし、一部の製造分野の視覚検査製品は長期にわたって国外に独占されており、中国の製造企業は高価に購入する必要があり、エンジニアは国外におり、設備の使用過程で問題が発生すると、アフターサービスのコミュニケーションコストは非常に大きい。費用が高いほか、時間の浪費をもたらし、生産計画に影響を与える。
「視覚検出技術は深くないが、実際のシーンに応用するのは難しくない。特に環境が複雑で、干渉項目が多い工業製造環境ではない」。易思惟(天津)科学技術有限会社研究開発センターの鄒剣責任者は、工業製造現場の環境の中で、照明、電磁、空間構造の多様性と複雑性に制限され、視覚検査には信頼性が低く、リアルタイム性が悪く、適応性が弱い技術難題が普遍的に存在し、同時に技術応用はばらばらで、局部、補助の特徴を呈し、核心技術を突破し、一連の技術と製品体系を形成しなければならないと紹介した。
そのため、チームは基礎研究開発から始めます。「目」と「脳」が複雑な環境でよりよく調和できるように、現場環境での視覚検出システムの高安定性、強い適応性、高精度の問題を解決しました。
「目」が周囲の環境に干渉されず、手の中の仕事をよりよく認識できるように、チームは特殊な光学特性、複雑な表面構造物体の高精度オンライン視覚検出技術を攻略した。複雑な製造環境下の視覚検出精度制御と誤差補償技術;製造プロセスと深く融合した工業視覚検出性能増強技術は、同時に製造現場の多次元多パラメータ幾何学的特徴の高精度、高効率測定の難題を解決した。
各技術難題を突破した後、チームはまたすべての技術を統合し、最終的に大サイズ自動青色スキャン、グローバル追跡オンライン測定、 Siasun Robot&Automation Co.Ltd(300024) 視覚誘導などの視覚検出技術を形成し、製造現場の総合幾何情報感知技術体系を確立した。
セットの視覚検出技術をマッチングするために、チームは一連の高性能視覚センサと測定設備を開発し、知能製造に必要なセットの測定装備保障問題を解決した。
現在、このプロジェクトは特許61件、実用新案特許72件、ソフトウェア著作権59件を授権している。
自動車インテリジェント製造分野の多くの難題を解決する
「実験室の技術探求から、市場化の製品応用まで、われわれは自動車製造過程に引き続き深く参加し、徐々により多くの応用シーンを掘り起こし、前後して測定、誘導、検出、識別を含む4大類、10余りの工業視覚検出装備を開発し、それによって自動車製造向けのプレス、溶接、塗装、総装備の4大技術の規模性、システム化応用を実現した」。易思惟(天津)科学技術有限会社の主な責任者の劉美甘氏は言った。
工業視覚検査装備を使用した後、企業の生産効率は大幅に向上した。
鄒剣は例を挙げて、塗装技術の漆面検査に対して、現在よく見られる生産ラインのこの一環はすべて人の目の観測と手で触れることを結合する方式を通じて検査したので、微小な凹みあるいは突起は髪の毛の糸の直径の大きさだけあるため、人の目で長時間正確に安定して識別することは難しい。漆面視覚検出センサは、「マイクロメートル級三次元感知」技術を通じて、高倍率顕微鏡の下で被測定物の表面の三次元形態を真実に還元するように、検出精度は髪の毛の糸の直径の1パーセントに達することができ、その後、アルゴリズムを通じてデータを分析判断し、欠陥を安定的に正確に検出することは、検出の正確性と安定性を大幅に向上させるだけでなく、人工労働強度を低下させることができる。さらに重要なのは検出のデジタル化と自動化を実現し、欠陥自動研磨技術と結びつけて、生産の自動化の程度を大幅に向上させることである。
また、工業視覚検査装備を使用すると、企業生産の自動化率を高め、製品の品質を高め、企業コストを下げることができる。
「一般的には、自動車メーカーの自動化率は80%以上に達することができますが、このような漆面検査は人工的に行う必要があります」。鄒剣氏によると、人工操作は労働者の技術レベル、体の状況などの影響を受け、最終的に検査の結果に影響を与える。また、労働者が出勤する前に長い時間の訓練を経なければならないが、機械はパラメータを調整し、操作労働者に対していくつかの授業の訓練を行うだけで、経験豊富な「古い労働者」のように出勤することができる。
「我々の設備の誘導と視覚検出方式の応用を通じて、1つの設備は2、3人の労働者の代わりに働くことができ、自動車製造企業の自動化率をさらに向上させ、企業の人件費を大幅に節約することができる」。鄒剣説。
現在、自動車製造分野では、思考しやすい視覚検出装備の一部の技術が世界をリードしている。
「現在、多くの海外の友商が私たちの製品に従っています。」鄒剣氏は、われわれの設備が収容できるワークの位置偏差は輸入設備より優れており、生産ラインの機械位置決め精度に対する要求を大幅に低減し、生産ラインの製造コストを大幅に低減することができると説明した。
鄒剣は例を挙げて、例えば溶接工芸の流れの中で自動車の側囲のこのような大きいものを取り付ける時、30024は材料箱の中から側囲をつかんで車体に詰めなければならない。許容差の小さい設備を使用して、側周の位置が許容差の範囲から偏っている時、30024は“戸惑う”ことができて、自動グリップを完成することができなくて、生産の停止線を招いて、自動車工場に巨大な損失をもたらします。許容範囲の広い設備で、より安定性があります。
輸入品の価格を半分に下げる
「当時、自動車製造の分野では、輸入された高性能視覚検査技術や装備の価格が非常に高かったが、考えやすい製品が発売されると、一気にこの製品の価格を半分ほど下げた」。劉美甘は言った。
また、思考しやすい視覚検査技術は自動車製造の全技術過程をカバーし、技術応用がばらばらで、局部、補助の弊害を解決し、いったん企業が使用過程で設備の故障が発生したら、以前のように、多くの企業と連絡してアフターサービスを行う必要があり、コミュニケーション効率を大幅に向上させた。
同時に、すべての設備がデジタル孤島を破り、異なる設備間のデータを接続し、企業の生産ラインを最適化し、生産効率を高めるために信頼できる参考を提供した。
現在、易思惟は長年にわたって中国の自動車製造視覚検査細分市場の「ステルスチャンピオン」となり、国外の独占を徹底的に打破している。「高性能視覚検査セット技術と装備は主流自動車工場で広く応用され、中国の自動車製造産業が視覚検査技術をめぐって展開しているインテリジェント化のアップグレードプロセスを推進した」。易思惟総経理の郭寅氏は述べた。
自動車製造分野のほか、現在考えやすい技術は宇宙、航空、軌道交通、船舶などのハイエンド製造分野に広く応用されている。現在、易思惟はすでに国を出て、アメリカ、ドイツ、チェコ、ポーランド、ベトナムなどの国外の注文を得て、自動車製造の視覚検査応用分野の1枚の中国の名刺になりました。
