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海康威视:做智能工厂的“眼睛”和“大脑”

来源:中国企业家公众号

万物互联是智能制造的底层技术逻辑。视觉感知、传输、计算等技术,让一切生产流程都可视化和智能化,不仅提升了生产效率和产品质量,让人力从繁重的劳动中解放出来,而且使得制造业和互联网的连接成为可能,工业互联网得以大面积推开。

|《中国企业家》记者 赵东山

编辑|李薇

头图摄影邓攀

2020年“双11”,天猫物流订单量超过23.21亿,相比12年前电商狂欢节诞生之初,订单数增长了近9000倍。与之相反,快递爆仓的现象却越来越少了,物流配送的速度也提升了数倍,消费者甚至在下单当天就可以收到快递。

是什么让我们的快递速度越来越快?

在每一个快递包裹的背后,整个物流行业的运作方式正在发生巨大的变化,越来越多的人工智能等科技力量加入到了这个行业。

以往,物流中心的包裹主要靠人工分拣,如今一批批包裹进入分拣中心,机器自动读码扫描,包裹的尺寸、重量、目的地等信息一目了然,根据不同的目的地和尺寸,包裹在传送带自动被划入不同的格口。

只要包裹量足够多,这些机器可以全天24小时不停歇工作,与此同时,用户可以根据订单信息随时追踪到包裹的配送进度。

这一切从机器拥有了视觉开始。

人类获取外界信息,83%来自于视觉,视觉也同样让机器能代替人眼来做测量、判断等决策。原来的视频技术应用,主要是通过拍照片和记录录像信息成为一种事后可追溯的手段;现在的视频技术应用,更重要的是在感知到物体之后进行算法分析,当下做出正确的判断并立刻采取行动。

2001年,胡扬忠带领27人团队创办海康威视的时候根本不会想到这些。他们从手掌大小的视频压缩板卡做起,现在,海康威视已经成长为以视频为核心的智能物联网解决方案和大数据服务提供商。

20年间,胡扬忠亲历了从模拟到数字化到网络化再到智能化的三次技术变革浪潮。如今,海康威视的解决方案在公共安全、生态环保、文化教育、工厂生产、物流运输等近百个行业及细分领域中得以运用,覆盖全球150多个国家和地区。

2016年,海康威视成立了子公司海康机器人,将其在视频技术上的积累,专门布局到移动机器人、机器视觉等业务领域,聚焦智能制造。2019年,海康机器人营收8.13亿元,占公司总营收1.41%。

海康机器人的这些技术应用虽然都处在企业的生产制造、物流运输端,是幕后“工作者”,但是和我们每个人的生活息息相关。小到日常食用果蔬背后的物流运输,大至商用飞机的制造,机器视觉和移动机器人逐步渗透到生产制造、物流运输的每一个环节,它们甚至就隐藏在我们打开包装箱看到一盒盒酸奶排列整齐的瞬间。

万物互联是智能制造的底层技术逻辑。而像海康机器人所专注的机器视觉、移动机器人等智能设备,其目的在于让一切生产流程都可视化和智能化,在5G、人工智能、云计算等新趋势下,这些智能设备落地到生产制造的每一个环节,汽车、3C等传统行业以及新能源、电商、新零售、社区团购等新的商业模式得以在此基础上开花结果。

机器视觉除了提高生产的柔性和自动化程度,让一切生产流程可追踪外,也提高了生产效率、提升了产品质量。机器视觉的精准度甚至远超人眼,尤其在高精度的装配加工产业被广泛应用。

如果说机器视觉是“眼力”的提升,移动机器人则是“脚力”的提升。在工厂里,移动机器人力扛千斤,轻松把货物送到指定工位,把人力从繁重的物料运输工作中解放出来,投入到更智能化的生产模式中。

来源:被访者

海康威视为什么具备这样的技术?

在胡扬忠的脑海里,一直上着两根弦,一根是技术研发,一根是市场需求。

“技术研发决定了解决问题的能力,市场需求决定了你理解客户痛点的能力。要看技术的迭代,也要看市场的演变,这两者要比较好地结合。”

成立之后的相当长一段时间里,海康威视给外界的印象只是一家卖视频相关硬件产品的公司。2002年,海康威视发布视频板卡、DVR产品,2007年首次推出摄像机产品。

在胡扬忠看来,产品推广的过程,也是行业需求搜集的过程。在互联网普及之后,单纯的硬件产品组合已经不能满足客户各个场景的需求,必须通过联网、软硬件结合才能解决客户问题,于是海康威视推出了行业解决方案。

随着海康威视的产品和方案应用越来越广泛,越来越多的企业碰到难题开始找到胡扬忠。在他看来,这是难得的信任。“技术公司发展的过程就是将心比心的过程,你解决了令客户难受的事情,他也会倾向于把其他更多的事情交给你们来做。”胡扬忠告诉《中国企业家》。

然而,每个行业都有不同场景的痛点和难题。因此,跟随客户进行定制化成为海康威视成长的基本策略。从“前端销售”到“技术支持”再到“技术研发”甚至供应链,都是海康威视不同层面感知市场变化的触角。

小的产品组合和改动,往往通过销售实现;销售不能解决,申请技术支持;技术支持也无法解决则研发跟进,甚至后端供应链跟进。最终,根据技术研发和客户需求的相关度,产生一套综合解决方案。

此外,与行业代理运营模式不同的是,胡扬忠选择了自建销售体系,虽然这会给公司带来更大的管理成本,但是好处也显而易见,它让客户需求从前端销售到后台研发的传导路径变短。

通常来讲,to B市场产业链比较长,从厂家到总代、区域分销商,再到集成商、工程商、安装商,最后才到客户。胡扬忠认为,在全国设立分公司、建设销售网络,可以更贴近客户,能更加敏锐地捕捉到市场的每一个变化,减少产业链传导过长导致的“经络不通”。

截至2020年7月30日,海康威视在中国内地拥有32家省级业务中心,在港澳台地区及海外国家/地区有59个分支机构。

胡扬忠。来源:被访者

伴随着德国工业4.0以及国内工业生产的改造升级,客户的需求在2016年延伸至工厂生产环节。而在更早之前,胡扬忠就早有准备,他在工业生产领域看到三方面可能。

第一,国内产线上用的机器视觉更多来自海外品牌,本土品牌不多,用户的选择不多,国内机器视觉应用的整体规模还比较小;第二,工厂的自动化,未来增长会很快;第三,人工智能越来越多进入生产领域之后,海康威视的机器视觉技术能得以更充分地应用。

胡扬忠看到,中国许多领域都对机器视觉有较大需求,如钢铁、煤炭、家电和汽车等相关传统制造业,以及物流快递、电商等新兴产业,还有一些细分的领域,像烟草、医药、食品饮料、日化、纺织服装等也有很多的市场空间。

2016年,海康威视专门成立了子公司杭州海康机器人技术有限公司,主要聚焦机器人领域。作为独立运行的一家子公司,它可以构建自己的整个技术框架和产品体系,同时拓展自己的营销网络。

在外界来看,海康威视做机器人跨度非常大,但在海康机器人总裁贾永华看来,这是一个非常自然的过程。海康威视在硬件、嵌入式、ISP、模式识别等领域有非常深厚的积累,这些也都是机器视觉的基础核心技术,因此进军机器视觉是顺理成章的。当然,机器视觉产品形态、应用场景以及具体的技术指标上有差别,在产品设计上也需要转换思路。

另外,海康威视在视频技术、AI算法及大数据分析领域的积累,可以赋予机器人更好的环境感知、自主定位、路径规划能力,这让海康机器人在多机器人的群体调度、仓储优化等方面具备先天优势。移动机器人在海康威视桐庐工厂的规模化应用也印证了这点。有了产品,加上场景化的应用经验,海康机器人能提供更优质的产品服务和更及时的售后服务保障。

工厂为什么需要这样的技术?

海康机器人负责人贾永华是海康威视28人创始团队成员之一,曾负责机器视觉算法研究。之所以选择以独立子公司的形式运作,是因为胡扬忠和贾永华发现,消费端的个性化正在传导至工业生产领域,中国的离散化制造越来越多,很多产品都需要定制化、小批量生产,这给企业的生产制造端带去许多挑战。

“仅拿汽车举例,原来我们买车就桑塔纳等那么几款,而现在仅奥迪A6这个细分型号下就有很多款,原来一条生产线全部做完,但是现在很多工厂都需要混线生产,订单越来越多样化,工厂必须越来越快地响应市场。”贾永华告诉《中国企业家》。

在这种情况下,虽然每个工厂单个设备的自动化水平都很高,但如果每个生产环节相对离散,就需要灵活的物流运输、多维的感知设备去串联各环节关键点,让系统性的软件平台来做调度和规划,甚至是自主决策。而柔性供应链,大多具备小批量多批次的特点。胡扬忠和贾永华发现,这是机器视觉和移动机器人的巨大机会,也成为海康机器人当下最主要的业务方向。

在贾永华看来,只有通过技术创新才能提高劳动生产率和产品质量,创造出更多的社会财富,为人类社会的发展注入动力。中国的人口红利在下降,用工成本越来越高,产业转移的现象越来越明显。智能设备的应用,一方面减少非必要的人工成本投入,另一方面把人从繁重的劳动中解放出来,可以去做更有价值的事情。

基于过往在各个行业的摸索,贾永华将图像处理、定位、识别、测量和缺陷检测以及智能内物流解决方案,选定为海康机器人重要的发力方向。

日日顺是海尔旗下专注物联网的场景生态品牌,旗下日日顺物流主要专注于大件物流领域,为家电、家具、健身器材、电动车等行业客户提供运输、仓储、配送、安装等服务。

然而,大件快递尤其中高端大件物流,因其重量、体积、包装规格、价格等方面的独特性,使得分拣搬运等仓内外工作往往依赖人工及机械作业,且库存管理也多为人工,提效不明显,尤其是在电商大促期间。

2019年,日日顺物流负责人找到贾永华,双方达成合作,引入海康机器人和整套基于视觉的内物流解决方案。

目前,日日顺物流实现仓内大件物流仓储环节所有商品从入库、存取、出库全过程的无人化搬运,有效避免了人工搬运可能导致的货物损坏,搬运效率也大大提升。仅在浙江海宁仓,日日顺可实现日常出库电视机500台,大促期间3000余台。此外,工厂存储区可实现黑灯作业,节能环保。

一汽大众佛山工厂同样因为机器人与海康结缘。

佛山工厂是一汽大众MQB(横置发动机模块化)平台应用的第一个生产线,实现了同一个平台的不同车型混线生产,是目前一汽大众同一条生产线上生产最多车型的基地,高峰时一天要生产2400台汽车,提供给用户选择的零件高达上万种。

在此之前,汽车制造工厂中零部件的存储和拣选仓库,全部靠工人依据单据在物流超市区域内往复行走进行拣选。面对如此巨大的拣选工作量及复杂度,人工作业存在很大程度的重复作业和行走浪费,并且存在不可避免的错误率。

2019年,一汽大众佛山工厂与海康机器人达成战略合作,引入47台海康机器人保障千万辆整车零件的精准配送。此外,海康机器人的机器视觉技术也在汽车零部件检测、发动机检测等环节均有落地应用。

在移动机器人之外,机器视觉方案也在物流行业得到广泛应用。

物流行业每天需处理大量的包裹,但丢包、货品损坏、效率低下等问题却时有发生。物流公司通常可以通过增加定期巡检次数等手段提高生产质量,但在问题真正发生时,很难快速锁定生产缺陷,需要消耗大量的人力、物力以及时间成本去系统性排查故障所在。

机器视觉将货物信息进行感知,然后传送给物流业务系统,并与后面的整个分拣系统打通,实现数据的采集和全流程可视化追溯,故障排除变得更简单。

物流场景带来最大的挑战是,中国的物流包裹形式多样,小到信封大到钓鱼竿,纸箱、信封件、麻包袋、软包等不同材质、颜色、形态,在如此混杂的一批批包裹中实现有效分拣难度不小。

不过,通过一整套技术方案,海康机器人的机器视觉已经可以实现在密集包裹无序摆放、包裹单层黏连并排通过时,保证包裹单个且固定间隔通过,传输效率高达10000件/小时,远超原来的人工作业。

在日日顺物流、一汽大众佛山工厂之外,还有众多工厂与海康机器人达成合作,这些不同规模的智能工厂,代表了中国制造的转型升级。在跟工厂合作的过程中,贾永华深切地感受到中国企业的创新和活力。

“原来中国制造的很多产线和设备都是从国外引进过来的,但现在,中国很多的制造都是自己创新的,我们有很多工厂已经走在全球前列。”贾永华感叹道。

机器视觉的未来

不过,技术服务不像消费品,产品卖出去只是第一步,真正考验的是全流程专业化的服务能力。

贾永华告诉《中国企业家》:“即使你的技术或产品再牛,你不跟产业、行业应用、用户、生产工艺、管理相结合得很好,它也是很难发挥有效的作用,海康威视的技术和能力需要跟各个产业进行碰撞。”

2015年,海康机器人在对外服务之前先在海康威视桐庐制造基地进行了试运行,这是海康威视自建的立体自动化的物流系统。“如果连自己的问题都解决不了,我们就不出去了吧。在自己工厂实践之后,出去会少走很多弯路。”贾永华表示。

来源:被访者

走进海康威视桐庐制造基地,随处可见橙色移动机器人穿梭于现场和仓库之间,通过调度系统指挥,一台台来往穿梭的橙色机器人轻松把货物搬运到身前;员工拣选完物料后,机器人自动将货物运送到指定位置。

这些智能移动机器人实现了原材料“货到人”拣选、自动配送及成品自动入库的全程智能化管理。在海康威视桐庐制造基地,目前已投入使用近1300台智能移动机器人,整个仓储作业效率提高了40%。而机器视觉技术也应用在自动化产品点胶线、自动化整机装配线、整机自动化包装线、自动化分拣线等生产场景中。

不过,取得工厂信任的过程并不总是一帆风顺。很多企业都有提升生产效能的意愿,但是对新兴技术却又存有担忧,工厂主们渴望在创新和风险之间把握好平衡。

此前,有的工厂只给海康机器人开放半个车间,剩下的半个车间还是按照原来的方式运行,双方进行对照,最终产生效果对比后,才逐步开放整个车间,再将仓库和产线全部打通。

“在产品应用的过程中,我们也在和用户一起成长,他们不满足于当前的产品,促使我们的硬件、软件,甚至是理念在不断地改变提升。”贾永华说,随着海康机器人的产品走向更多的行业,产品的种类也在多样化。

谈及未来的发展,胡扬忠告诉《中国企业家》,在用户的数字化转型升级过程中,海康机器人只是做了一部分,许多自动化公司发挥了更多的作用,而帮助他们看得更清、看得更懂,是海康的定位。未来,大家会进一步协同,共同帮助有需要的行业去实现智能化改造。

去年,胡扬忠应邀去一家纺织厂洽谈,他看到纺织厂的验布环节还在严重依赖人工。工厂管理员会挑选视力比较好的人,肉眼验布,然而这些年,一方面视力达到要求的越来越少,另一方面工作环境恶劣,现场噪音很大,线絮到处飞,对听力和呼吸系统都是重要的损害,很多人不愿意做。

另一个让胡扬忠印象深刻的职业是矿井工人。在煤矿厂,矿井工人每天工作在地下数百米的矿井,潮湿、压抑,有人告诉他这辈子再也不想去第二次。在胡扬忠看来,这些场景都有巨大的智能化改造空间。

胡扬忠希望技术能越来越多地为工业生产带来便捷,把人力从繁重的劳动和恶劣环境中解放出来,这既是助力产业转型,也是科技向善。

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