“人工智能”是最近比較火的一個(gè)詞，另外還有兩個(gè)跟它有緊密關(guān)系的詞是“智能制造”和“中國制造2025”。關(guān)于智能技術(shù)如何在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，多年以來有諸多學(xué)者和專家發(fā)表暢想和看法，可是其中真正在工業(yè)生產(chǎn)中落地生根的卻不多。結(jié)合多年來的工程經(jīng)驗(yàn)，介紹一下人工智能技術(shù)在國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用的情況。

1 外觀檢測(cè)

基于機(jī)器視覺的外觀檢測(cè)是人工智能的一個(gè)重要分支，目前已經(jīng)形成了一個(gè)相對(duì)成熟的產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用的領(lǐng)域或行業(yè)非常多，例如汽車零部件、電子產(chǎn)品零部件、玻璃器件、電池等等。外觀檢測(cè)的核心技術(shù)分為兩部分，一部分是圖像內(nèi)容的識(shí)別算法，二部分是如何獲得完美的圖像。圖像識(shí)別算法中，OpenCV和Halcon是兩個(gè)知名度較高的開發(fā)平臺(tái)，集成了很多常用的圖像處理程序和識(shí)別算法程序庫。稍傳統(tǒng)的做法是基于OpenCV或Halcon，開發(fā)適合具體個(gè)案的識(shí)別算法。最近幾年基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)算法得到了迅速的推廣，取得了非常不錯(cuò)的效果。從目前應(yīng)用來看，只要有足夠的樣本支撐，再加上一定的硬件支撐，基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別算法效果優(yōu)于傳統(tǒng)的圖像識(shí)別算法。通過鏡頭&相機(jī)選擇、光源選擇、打光方式設(shè)計(jì)等手段，采集到優(yōu)質(zhì)的圖像，是另一個(gè)核心技術(shù)，有時(shí)甚至對(duì)檢測(cè)效果起到?jīng)Q定性的影響。鏡頭和相機(jī)的匹配選擇有比較成熟的理論支撐，比較好掌握；而打光方案設(shè)計(jì)則更多依靠經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)甚至市場(chǎng)上找不到需要的光源，要自己設(shè)計(jì)。為了解決機(jī)器視覺的技術(shù)門檻，有些公式提供了智能相機(jī)，把鏡頭、相機(jī)、光源、算法（嵌入式）全部集成在一起，直接輸出識(shí)別結(jié)果。目前該技術(shù)解決一些不太復(fù)雜的工況已經(jīng)不成問題，對(duì)于稍復(fù)雜的情況，仍然要開發(fā)具體的識(shí)別設(shè)備。

2尺寸測(cè)量

作為一種非接觸式測(cè)量方法，有著比較廣的需求和應(yīng)用，有時(shí)也是質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容的一部分，例如鋰電池極片尺寸測(cè)量、鈑金件沖孔數(shù)量和間距測(cè)量、輪轂特征尺寸測(cè)量等。尺寸測(cè)量設(shè)備的核心技術(shù)與外觀檢測(cè)類似，有少許不同。在圖像內(nèi)容處理上，建立圖像空間與物理空間之間的映射（標(biāo)定）是尺寸測(cè)量的基石，主要是使用OpenCV和Halcon開發(fā)測(cè)量算法。在獲取優(yōu)質(zhì)圖像方面，使用背光突顯零件的外廓，是個(gè)很有效的手段，而在外觀檢測(cè)領(lǐng)域則很少使用。

3基于機(jī)器人視覺的動(dòng)態(tài)裝配

用機(jī)器視覺的測(cè)量結(jié)果作為運(yùn)動(dòng)的反饋，調(diào)整機(jī)械臂所持零件的位置和姿態(tài)，完成多個(gè)零件的對(duì)準(zhǔn)和組裝。隨著制造行業(yè)的發(fā)展，零件相互之間組裝精度越來越高、市場(chǎng)越來越需要兼容多種型號(hào)的柔性化生產(chǎn)，這兩種需求使基于機(jī)器人視覺的動(dòng)態(tài)裝配成為必然。例如手機(jī)鏡頭的組裝，隨著相機(jī)像素的提高，再像之前那樣使用公差保證質(zhì)量已經(jīng)不可能，只能在裝配過程中動(dòng)態(tài)的一邊檢測(cè)成像效果一邊對(duì)準(zhǔn)各零件，現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)膠固化。再例如，炒鍋生產(chǎn)中機(jī)器人分別夾持著鍋體和鍋柄進(jìn)行鉚接，由于對(duì)兼容型號(hào)的擴(kuò)張和來料的不確定，再讓機(jī)器人沿固定路徑運(yùn)動(dòng)就不能完成所有型號(hào)的鉚接任務(wù)。

4基于物聯(lián)網(wǎng)的MES系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)和MES在制造業(yè)是個(gè)非常宏大寬泛的話題和領(lǐng)域，這里從一個(gè)較小的視角來描述一下。物料的識(shí)別和信息互聯(lián)是物聯(lián)網(wǎng)的核心，在目前生產(chǎn)中識(shí)別物料的型號(hào)常用的方式，一種是給物料貼標(biāo)簽（身份碼），一種是“看”物料的“樣子”即外觀來識(shí)別。貼標(biāo)簽或在物料上打標(biāo)，在汽車零部件生產(chǎn)中應(yīng)用較廣；根據(jù)外觀識(shí)別物料，則比較適合不需要對(duì)零件進(jìn)行全生命周期追蹤的生產(chǎn)中，這也是目前工業(yè)生產(chǎn)中占絕大多數(shù)的生產(chǎn)（全生命周期的追蹤目前暫時(shí)來看還不太現(xiàn)實(shí)）。把生產(chǎn)線上各設(shè)備、各工序的控制，生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)督管控，物料倉促等有機(jī)的連接起來的是MES系統(tǒng)最基本的功能。從目前來看，越來越多的國內(nèi)企業(yè)提高了對(duì)MES的重視程度，有些不是很大的企業(yè)在產(chǎn)線改造和建設(shè)中也都把MES作為必備考慮。一些知名軟件公司，在有較大行業(yè)背景的MES開發(fā)上占著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；但是國內(nèi)各行各業(yè)遍地開花，在不太大眾的行業(yè)里同樣需要MES，這是國內(nèi)開發(fā)MES的軟件企業(yè)的希望所在。

5智能倉儲(chǔ)

任何一個(gè)生產(chǎn)工廠都離不開物料的倉儲(chǔ)，它本身也是高效生產(chǎn)的一部分。相對(duì)于大型的物流中轉(zhuǎn)站，一個(gè)工廠的倉儲(chǔ)要簡(jiǎn)單的多，但是其基本內(nèi)涵相同。從目前國內(nèi)部分生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)建立起來的智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)來看，一般包括可隨意取放的立體倉庫、輸送線、AGV小車和管理系統(tǒng)。物料的識(shí)別、物料存放位置記錄實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)過程、取放料時(shí)取放裝置的驅(qū)動(dòng)和定位、物料輸送線的起停和舉升移載、AGV小車的調(diào)度和路徑規(guī)劃等都由管理系統(tǒng)來統(tǒng)一控制，這些任務(wù)的完成不是簡(jiǎn)單的動(dòng)作控制，都是依據(jù)實(shí)時(shí)信息的動(dòng)態(tài)規(guī)劃，都離不開人工智能。