3D-зрение является одним из самых популярных подсекторов в области машинного зрения в Китае. Огромный потенциал спроса на китайском рынке побуждает все больше и больше компаний входить в сферу 3D-зрения. В сочетании с притоком капитала с острым обонянием китайский рынок 3D-зрения привел к беспрецедентному процветанию.
По данным, опубликованным Gaogong Robot Industry Research Institute (GGII), темпы роста рынка 3D-зрения в Китае превысили 100% в 2021 году. Ожидается, что к 2023 году объем рынка 3D-зрения в Китае достигнет около 3,5 млрд юаней, а к 2025 году превысит 10 млрд юаней.
Onvision Intelligent (Shenzhen) Co., Ltd. (далее именуемая: Onvision) является одной из первых отечественных компаний, самостоятельно разработавших продукты 3D-зрения. Г-н На Цинлинь, председатель Angshi, сказал в интервью журналу "Visual System Design": "Angshi занимается сферой 3D-зрения уже много лет. От первоначальной разработки программного обеспечения до независимых исследований и разработок, производства оборудования и выпуска более качественного 3D-лазерного профилировщика в сентябре этого года, продукты 3D-зрения Angshi постепенно завоевали признание клиентов, и продажи начали существенно расти. Ожидается, что в следующем году будет существенный рост не менее чем на 50%".
Рыночные возможности для 3D-зрения
По сравнению с 2D-зрением 3D-зрение может определять высоту или глубину и имеет значительно улучшенную производительность обработки изображений, программные алгоритмы и конфигурацию оборудования; 3D-зрение может лучше выполнять слияние нескольких датчиков и может преобразовывать целевые объекты в трехмерные облака точек с точными координатами, что помогает расширить области, недоступные для 2D-зрения, тем самым также способствуя быстрому обновлению традиционного 2D-машинного зрения до 3D-машинного зрения.
«С быстрым ростом числа отечественных производителей 3D-визуализации, рыночная конкуренция и технологический прогресс неизбежно приведут к снижению цен на 3D-продукцию». На Цинлинь сказал: «Когда цена на 3D-визуализацию упадет до 1,5 раз выше, чем на 2D-визуализацию, или даже до той же цены, что и на 2D-визуализацию, клиенты, естественно, предпочтут 3D-продукцию. Модернизация и замена 2D-продукции — это большое пространство для будущего роста 3D-визуализации».
Еще одной возможностью роста для продуктов 3D-визуализации являются также наиболее широко используемые области производства высокого класса, такие как 3C-электроника, литиевые батареи и автомобили. Эти отрасли имеют чрезвычайно строгие требования к качеству производства продукции, и любые незначительные дефекты могут привести к огромным потерям. Точная карта 3D-облака точек, полученная с помощью 3D-визуализации, обеспечивает эффективный способ сопровождения этого точного производства.
Производство литиевых батарей — это новый быстрорастущий рынок для 3D-зрения. С предложением целей «углеродного пика» и «углеродной нейтральности» быстрое развитие рынка новых энергетических транспортных средств привело к взрывному росту рынка литиевых батарей. Китай является крупным производителем литиевых батарей. Согласно «Глобальной ежемесячной базе данных установленной емкости силовых батарей», установленная мощность мировых силовых батарей в феврале 2022 года составила около 25,77 ГВт-ч, что на 126% больше, чем в предыдущем году. Установленная мощность силовых батарей моей страны составляет 51% от мировой. По данным Zhiyan Consulting, инвестиции Китая в отрасль литиевых батарей растут из года в год в последние годы. В 2021 году инвестиции Китая в отрасль литиевых батарей резко возросли до 927,6 млрд юаней, что более чем в три раза больше, чем в предыдущем году!
В производстве литиевых батарей применение продуктов 3D-визуализации охватывает сырьевые материалы и начальные процессы, сборку элементов батареи, сборку модулей батареи, сборку батарейных блоков и другие звенья процесса и является незаменимым ключевым инструментом в производстве литиевых батарей. Взрывной рост рынка литиевых батарей создаст огромное пространство для роста продуктов 3D-визуализации.
Кроме того, продукты 3D-зрения также постоянно расширяются на новые рынки приложений, такие как высокоточные измерения и обнаружения для деревообработки, производства плитки и других отраслей. Поскольку стоимость продуктов 3D-зрения постепенно снижается, многие приложения, которым в будущем потребуется как 2D-информация, так и информация о высоте или глубине, станут рынками приложений для продуктов 3D-зрения.
70% рынка составляют иностранные бренды. Где выход для отечественных брендов?
Onvision в основном поставляет продукцию 3D-лазерного профилировщика. По словам На Цинлиня, продукция 3D-лазерного профилировщика появилась на китайском рынке около десяти лет назад и в настоящее время в основном используется в случаях, когда существуют высокие требования к определению размера пространства в 3D. Хотя в последние годы было запущено много отечественных марок 3D-лазерных профилировщиков, более 70% всей доли рынка по-прежнему занимают иностранные бренды. Конечно, с другой точки зрения, это также означает огромное внутреннее пространство замещения.
При такой огромной разнице в доле рынка, где отстают отечественные бренды? Говоря об этом вопросе, На Цинлинь сказал: «Честно говоря, мы больше не видим существенной разницы между отечественными и зарубежными брендами с точки зрения производительности и стабильности продукта. На самом деле, основная проблема заключается в том, что отечественным брендам необходимо завоевать признание клиентов».
Уникальным преимуществом иностранных брендов является то, что они рано вышли на китайский рынок и уже имеют хорошую клиентскую базу, в то время как продвижение отечественных брендов и получение признания и признания пользователей требует определенного времени на освоение рынка.
«3D-лазерные профилировщики сталкиваются с клиентами, предъявляющими очень высокие требования к качеству, поэтому вам необходимо провести множество практических испытаний, чтобы клиенты были уверены в вашей продукции. Это процесс продвижения, который требует времени». На Цинлинь сказал: «Лучший выбор для отечественных брендов — воспользоваться возможностями развития текущего рынка 3D-визуализации, консолидировать свои основные технологии и сосредоточиться на производстве хорошей продукции, чтобы получить больше возможностей для замещения отечественных продуктов в будущей рыночной конкуренции».
Ascend начала продавать 3D лазерные профилировщики серии LP с прошлого года. Благодаря своей чрезвычайно высокой экономической эффективности, она завоевала теплый отклик на рынке. В сентябре этого года Ascend выпустила новый 3D лазерный профилировщик серии LP-8000. Недавно ежемесячные продажи 3D лазерных профилировщиков Ascend удвоились. С постепенным ростом и расширением отечественных брендов и их подавляющими преимуществами в стоимости, рыночное признание отечественных брендов будет становиться все выше и выше.
Ключ к созданию хорошего 3D-лазерного профилировщика
Лазерный 3D-профилировщик — это промышленный продукт обнаружения, который объединяет в себе различные передовые технологии, такие как оптика, механизмы, электроника, программное обеспечение и алгоритмы, и является технически сложным и комплексным.
С точки зрения аппаратного обеспечения, 3D лазерные профилировщики в основном состоят из основных компонентов, таких как высокопроизводительные лазеры, оптические компоненты формирования изображений с низким искажением, высокоскоростные чипы формирования изображений, высокопроизводительные чипы FPGA и CPU. С точки зрения аппаратного обеспечения, за исключением индивидуальной настройки, фактически мало различий между продуктами разных компаний, а наиболее дифференцированной частью является программное обеспечение.
Чтобы производить продукцию, которая действительно соответствует рыночному спросу, самое важное, что нельзя игнорировать, — это глубокое понимание потребностей клиентов. С точки зрения понимания потребностей клиентов, у отечественных брендов больше преимуществ, чем у иностранных. В конце концов, у нас одинаковая культура для китайского рынка.
«Мы будем поддерживать тесную связь с отечественными клиентами, и мы будем серьезно рассматривать реальные потребности клиентов, и мы включим эти потребности в наше планирование продукции, и даже индивидуализируем продукты для клиентов». На Цинлинь сказал: «Это также преимущество наших отечественных брендов».
Понимание потребностей клиентов и способность реализовать эти потребности в продуктах — это хардкорная способность. Основное магическое оружие Angshi — возможности разработки программного обеспечения. По словам На Цинлиня, у Angshi есть научно-исследовательский центр в Соединенных Штатах и ведущие специалисты по разработке в отрасли; эти специалисты имеют богатый опыт в разработке программных алгоритмов и участвовали в разработке 3D-лазерных профилировщиков ведущих компаний в отрасли; поэтому с точки зрения разработки программных алгоритмов Angshi можно сказать, что она находится на одном уровне с ведущими компаниями в отрасли.
«На самом деле, Angshi изучает базовые алгоритмы обработки изображений с 2015 года. В настоящее время мы являемся одной из немногих компаний в Китае с более чем 1,000 операторов обработки изображений. До разработки проекта продуктов 3D лазерного профилировщика мы уже освоили базовую технологию высокоточной калибровки 3D-изображений в продукте, которая является основой для реализации функций 3D профилировщика, и это также технология, которой Angshi очень гордится». На Цинлинь сказал: «Кроме того, исходя из спроса на скорость обработки, мы также максимизируем производительность обработки FPGA и DSP, так что производительность при получении изображений, пакетной обработке данных и других аспектах превзошла некоторые зарубежные бренды».
На конференции по запуску новой продукции, состоявшейся 22 сентября, компания Angshi представила сразу 6 серий сверхточных 3D-лазерных профилировщиков LP-8000. Серия LP-8000 использует высокопроизводительные лазеры, настраиваемые светоприемные линзы с большой апертурой, сверхскоростные датчики изображений E-ICMOS и многоядерные настраиваемые процессоры в качестве основных компонентов оборудования, достигая новых прорывов в производительности.
Серия LP{{0}} имеет точность по оси z до 0,3 мкм, ширину измерения по оси x от 8 мм до 500 мм и точность по оси x от 1 мкм до 20 мкм. Она поддерживает высокодинамичный сбор данных и может запускать сбор и передачу до 52,000 контуров в секунду. Благодаря встроенным многофункциональным инструментам обнаружения пользователи могут легко завершить настройку функций обнаружения продуктов и даже достичь каскадной работы более чем с 36 продуктами, что значительно повышает эффективность обнаружения.
Серия LP-8000 может широко использоваться в 3C, новой энергетике, полупроводниках, автомобилях и запасных частях, логистике, пищевой промышленности и других областях. Она может легко обнаруживать высокопрозрачные объекты и является мощным инструментом для обнаружения плоскостности печатных плат, обнаружения прозрачных клеевых дорожек и обнаружения сварных швов литиевых батарей.
Особо стоит отметить, что серия LP-8000 достигла новых прорывов для отечественных брендов в области шестистороннего обнаружения литиевых батарей. Шестисторонняя инспекция литиевых батарей требует проверки дефектов на двух больших поверхностях, двух боковых поверхностях, четырех кромках, полюсах, крышках, сварных швах и областях взрывозащищенного клапана. К этим типам дефектов относятся царапины, впадины, выступы, недостающие материалы, плоскостность, наличие или отсутствие защитной пленки взрывозащищенного клапана и грязь. В этой инспекции есть две основные трудности: одна заключается в том, что скорость сканирования должна быть высокой, а эффективность инспекции должна быть высокой; другая заключается в том, что высокоотражающая поверхность или грязная поверхность должна иметь возможность стабильного отображения для выделения различных изображений дефектов. Долгое время шестисторонняя инспекция литиевых батарей была доступна только зарубежным брендам. Запуск серии LP-8000 заполняет пробел отечественных брендов. Частота ее сканирования может достигать 52 кГц, что позволяет достичь высокоскоростного получения изображения и высокоскоростной инспекции. Кроме того, уникальная оптическая конструкция с большой апертурой и автоматическая функция HDR могут гарантировать стабильное изображение независимо от изменений цвета или материала.
В приложениях 3D-инспекции наиболее сложными являются сценарии обнаружения дефектов или высокоскоростной инспекции, а основными болями являются точность и скорость обработки. Основным показателем лазерного профилировщика является точность по оси z, но обнаружение дефектов предъявляет относительно высокие требования к точности и разрешению по оси z и оси xy плоскости. «Высокое разрешение означает высокую плотность облака точек 3D и огромный объем данных, поэтому пропускная способность данных и скорость обработки системы чрезвычайно высоки. Помимо использования FPGA и DSP 3D-профилировщика для обработки данных, мы также пытаемся передавать данные на GPU и CPU внешнего промышленного компьютера для обработки, чтобы повысить эффективность. Эта идея также является первой в отрасли», - сказал На Цинлинь.
Для сегмента рынка 3D-визуализации текущая ситуация развития является горячей, и это, кажется, не преувеличение. Благодаря постоянным капиталовложениям новые компании появляются как грибы после дождя.
Что касается текущего развития 3D-зрения, На Цинлинь также высказал свое мнение. «С точки зрения развития отрасли мы действительно очень оптимистичны в отношении этой области. Сама отрасль будет существовать долгое время, и на рынке также существует очень устойчивый спрос. Промышленность 4.0 и замена машин являются общей тенденцией». На Цинлинь сказал: «Но мы также осторожны в отношении этой отрасли. Когда отрасль слишком горячая, легко возникают пузыри. Самое главное — хорошо поработать над основными технологиями и продуктами, предоставить клиентам ценность с помощью качества продукции и завоевать доверие клиентов. Независимо от того, какова ситуация в отрасли, пока мы упорствуем, в этой отрасли обязательно будут китайские компании, похожие на этих иностранных гигантов, что также является целью развития Angshi».
В конечном счете, основа предприятия на самом деле очень проста: приносить ценность клиентам, заставлять клиентов доверять качеству вашей продукции и приносить больше выгод клиентам.
Angshi уделяет особое внимание инвестициям в основные технологии и стремится предоставлять больше ценности клиентам с помощью программного обеспечения. «Программное обеспечение PiqsX, которое мы запустили в сентябре, на самом деле является нестандартной платформой настройки программного обеспечения. Оно создало структуру для клиентов. Клиентам нужно выполнить лишь небольшую часть работы в соответствии с их реальными потребностями, что значительно упрощает рабочую нагрузку и повышает эффективность». На Цинлинь сказал: «Раньше только VisionPro от Cognex мог удовлетворить такие потребности в Китае. Теперь PiqsX сопоставим с VisionPro. Это ценность, которую мы предоставляем клиентам».
Кроме того, при разработке 3D-продуктов Angsight будет полностью учитывать потребности клиентов с самого начала разработки продукта и всегда развиваться синхронно с рынком. Помимо 3D-профилировщиков, Angsight также разрабатывает такие продукты, как 3D-камеры с площадной матрицей и высокоточные датчики смещения. Постепенно расширяя матрицу продуктов, Angsight может в наибольшей степени удовлетворить различные потребности клиентов в приложениях определения пространственного положения и высоты. Angsight также независимо разработала программное обеспечение для обнаружения 3DCloud, чтобы предоставить клиентам полный набор решений 3D-зрения.
«Для нас сейчас самое подходящее время воспользоваться возможностью и еще больше консолидировать основные технологии, чтобы мы могли прочно закрепиться и получить рыночные преимущества в предстоящей жесткой конкуренции, а также стремиться к большему количеству возможностей для замещения на внутреннем рынке и формировать бренд Angsight», — заключил На Цинлинь.