机器视觉服务助力工业智能制造

随着大数据和人工智能的快速发展，以及5G的大规模部署，工业智能正在加速在制造业的落地，帮助制造企业提高生产效率、降低生产成本。 尤其以机器视觉为代表的人工智能技术受到了众多企业的青睐，广泛应用于智能制造领域。 高工产研数据显示，2014-2019年国内机器视觉市场复合增长率为28.36%，预计到2023年将达到155.6亿元。

什么是机器视觉

机器视觉是人工智能的一个快速发展的分支。 简单来说，机器视觉就是用机器代替人眼进行测量和判断。 机器视觉系统通过图像采集器件（分为CMOS和CCD）将捕获的目标转换为图像信号，传输到专用的图像处理系统，以获得捕获目标的形态信息。 根据像素分布、亮度、颜色等信息，转换成数字信号； 图像系统对这些信号进行各种运算，提取目标的特征，然后根据判别结果控制现场设备。

与人工视觉检测相比，机器视觉检测更加高效、精准。 检测效果稳定可靠。 它可以全天24小时运行。 将采集到的信息转换为数字信号，便于信息整合和处理； 成本是一次性投入，长期产出； 能适应恶劣、危险、难以接近的环境。

中兴机器视觉平台

中兴通讯机器视觉平台依托公司强大的云计算和虚拟化平台，整合物联网、大数据平台、视频采集分析平台、音视频算法、视频云平台、机器视觉算法仓库等各类优势产品打造端到端高性能、高可靠的机器视觉系统，为解决制造业各种痛点提供有力支撑。

中兴通讯机器视觉平台的架构如图1所示。平台基础设施是中兴通讯MEC边缘服务器和虚拟化平台提供的资源虚拟化，以及各种中间件和其他服务； 上层是视频采集层（VSS）。 包括视频接入、媒体转码等能力； 以上是大数据AI层，包括数据存储、数据清洗、数据分析以及AI相关的数据标注和训练能力； 再上面是算法层，包括算法库管理、模型管理、以及集成第三方算法的能力； 再一层是服务层，涉及到为具体业务提供的服务； 最上面是能力暴露层，包括API接口的管理和开放，以及Portal网站，提供用户提供的管理接口。

图1 中兴通讯机器视觉平台

智能工厂的实施

在南京滨江工业园，中兴通讯打造了高度智能化、自动化、一体化的5G智能制造基地。 该智能制造基地采用5G通信技术作为网络基础设施。 它受益于5G技术的大带宽、低延迟以及支持智能设备的海量连接。 它采用中兴通讯先进的机器视觉平台套件，大大提高了生产效率。

工业质量检验

在5G设备中，AAU占有非常重要的地位。 滨江智能制造基地拥有多条AAU生产线。 每条生产线原本需要20名工人。 有的负责拧紧螺丝，有的负责安装转接柱，有的负责点胶，还有的负责检查前道工序是否合格。 引入机器视觉技术后，机械臂代替工人自动拧紧螺丝、点胶，并通过工业相机对工件进行拍照。 照片通过5G专网传输到MEC边缘云进行分析，可以实时检测缺失的螺丝和转接柱。 工业大屏实时显示检测结果。 哪里缺螺丝、哪里点胶失败一目了然。 最终，工人只需根据机器视觉检测结果进行修复即可。

机器视觉算法服务可以驻留在MEC（边缘计算）中，也可以运行在生产线上。 如图2所示，算法服务在MEC边缘云上执行，可以同时运行多条生产线的检测任务。 依托5G大带宽、低时延的优势，保证检测结果及时反馈。 同时，生产线甚至可以需要使用工业计算机，大大节省了成本。

图2 基于MEC的机器视觉解决方案消息交互图

通过在AAU生产线实施机器视觉技术，人工成本显着降低，效率大幅提升。 螺丝检测算法比人工检测快三倍，准确率超过97%。 原本需要20名工人的生产线，改造后只需要3名工人。

二维码和条形码读取服务

无论是AAU还是BBU工件，上面都有大量的元件，每个元件都有二维码或条形码。 原本，工作人员需要用读码器一一扫描，速度非常慢。 引入机器视觉技术后，借助高清工业相机对整个工件进行拍照，并将照片发送至MEC边缘云。 机器视觉算法并行读取照片上的所有二维码和条形码，大大提高了工作效率。 原来扫描一个工件需要10秒，现在只需1秒。 每条生产线可以节省至少一名负责扫描的工人，而且机器视觉可以每天24小时工作，无论成本还是经济效益，机器视觉都具有巨大的优势。

自动导引车

工业领域的自动化离不开机器人，滨江智能制造基地拥有各类机器人应用。 每条生产线上组装的工件将由AGV（自动导引车）自动运输到各个地方，例如仓储、物流或到下一个二级装配线。 AGV小车采用激光雷达+SLAM技术。 只要设定好起点和终点，小车就能自动规划路径，主动避障，将设备安全可靠地运送到目的地。

文字识别服务

通过机器视觉系统提供的OCR（光学字符识别）服务，可以对物料进行自动检测、分拣，并自动分流到相应的生产线，真正实现按需生产和智能制造。

从各地寄来的物资外箱上都会有设备型号、供应商、批次、数量等信息。 通过在物料输送带上设置工业相机，可以实时识别设备型号、数量等信息。 系统会先查询订单系统并自动校准，通过检查型号和数量，然后查询生产系统的数据库，可以确定物料来自哪种类型的设备，然后自动将其分拣到相应的输送轨道上，最后调度AGV小车将物料分流到相应的生产线。 这一过程实现了多个智能设备之间的高度协作，实现货物的一站式自动核验、自动分拣、自动配送。

机器人巡检巡检

智能制造基地还可以使用机器人进行巡检，特别是在危险或人类无法进入的空间，或者需要重复工作的地方。 机器人具有无可比拟的优势。 带有双目摄像头的机器人可以在公司巡逻，定期去压力室拍摄气压计照片。 气压计的读数由云端的识别算法读取，并与物联网的规则引擎联动。 当气压超过一定阈值出现危险时，触发报警规则并向相关部门发送短信通知。

通过多个智能传感器的联动，可以实现多种应用场景，例如使用巡逻机器人执勤。 当智能摄像头检测到违章停放车辆时，会通知巡逻机器人，机器人会在车辆旁边发出声光报警。

通过机器视觉的应用以及与物联网、大数据等技术的结合，可以大大提高企业的信息化、自动化、智能化水平，降低制造成本，同时帮助企业管理者掌握实时生产状态，提前感知风险。 ，做出更明智的业务决策。