AI传感器迈入第三阶段看“手眼脑”如何实现理想工厂

　　传感器解决方案是公认的智能工厂基础设施之一。通过对产线数据的采集，实现生产过程的全自动监控和智能化生产，帮助企业提高生产效率，保障产品质量，实现预测维护。在刚刚落幕的2024上海工业博览会中，我们发现传感器解决方案与AI技术的融合已经迈入第三阶段。智能传感器不仅提高了整个工厂的智能化水平，更使原本需要人为干预的环节升级为智能辅助。智能工厂成为“理想工厂”指日可待。

　　生成式AI：第三代智能传感器的核心

　　在劳动力成本大幅提升，及产品设计多样化的今天，制造业越来越向着小批量、多品种的生产模式转变。在此情况下，员工在组装新产品时难以快速适应不同的定制化需求。

　　与传统AI技术不同的是，生成式AI工业解决方案具备更高的灵活性，能够处理多样化的任务和场景，通过快速分析数据和自动化处理，帮助企业能够更迅速地做出决策，减少人为错误，并获得定制化解决方案，进而增强企业的管理和市场应变能力。

　　此外，以Chat Gpt为代表的生成式AI不再局限于图像识别和预测性维护等特定任务，也不再依赖于标记的数据集和预定义算法，摆脱了缺乏场景适应性的弊病。

　　在本届工博会中，安提国际、西门子等企业都带来了以生成式AI为核心的传感器解决方案。

　　安提国际展示了专为行为检测研发的AI SOP行为检测系统。该系统主要应用于组装线上工人操作流程检测，应用场景更加聚焦。系统搭载的AIE-KX13/23高算力平台由NVIDIAAGX ORIN驱动，结合了所罗门的META-aivi视觉算法，提供高达275 TOPS的算力，使其能够快速处理传感器海量数据，能够快速学习不同新产品的组装流程。

　　完成AI训练后，透过平板或手机镜头，就可利用扩增实境（AR）进行SOP验证，实现AI推论分析与可视化影像，为现场员工提供明确的操作指导，有效防止因操作不当导致的质量问题。

　　西门子是最早引入生成式AI算法的企业之一。据了解，西门子成都数字化工厂（SEWC）已经应用了超过100个人工智能应用。西门子（中国）有限公司执行副总裁、西门子大中华区数字化工业集团总经理王海滨表示，工业AI算法应用正在迈入第三阶段，即生成式AI阶段。

　　在这一阶段中，生成式AI将大幅度降低设备与人的交互门槛。以西门子Industrial Copilot for Engineering解决方案为例。它应用生成式AI、深度学习、自然语言处理等技术。工程师或者操作人员仅需要提供详细的需求描述，Copilot就会创建基础代码或者操作方案，并在适当的调整后自动执行。这一改变使企业再也不需要为每种产品建立不同的自动化机制和检测方案，根据智能传感器的反馈，系统会自动执行最优解。

　　此外，配合中国本地生产的西门子ET 200PA SMART+，传感系统与执行设备就能够与控制层的CPU设备进行连接，获取现场传感器和执行器的状态、数据及信息。西门子SINAMICS G220则能够与控制层的PLC、DCS等设备进行连接，提供变频器的实时控制和状态数据，让全自动控制更智能。

　　AI 视觉传感器：手、眼、脑的完美合一

　　就像人一样，“手”“眼”“脑”的配合度越好，智能工厂的效率也越高。在以往的智能方案中，机械臂或执行器（手）、视觉传感器（眼）和AI（脑）大多各行其道。配合起来，总有一股原始人类刚刚驯服手脚的陌生感。因此，越来越多的企业尝试将三者合一，共同绘制“AI+新工业”的宏伟蓝图。

　　智微科技在本次工博会展出了上百款展品，通过英伟达专为工业和医疗环境设计的工业级、边缘AI平台IGX，涵盖了“手眼脑”的方方面面。

　　在“眼”端，智微与阿丘科技携手展示了针对工业制造的AI机器视觉质检解决方案。该方案结合智微的JMC-7300E1模块化嵌入式工控机与GPU解决方案，以及阿丘科技的AIDI算法和AQVision平台。对复杂光线环境下的识别能力更强，适用范围更大。目前已在纺织、3C电子和汽车电子行业投入使用。

　　在“手”端，智微科技现场展示了丰富的传感器和控制器方案，包括INTEL平台PAS、JEC和JET系列，以及低功耗ARM系列控制终端等。智微与科东软件（Intewell）联合推出的PAC运动控制软硬件一体化方案采用双系统架构，结合Windows/Linux与Intewell RTOS，确保实时与非实时任务的安全隔离，显著提升系统实时性，适用于高精度要求的自动化制造场景。

　　在“脑”端，智微科技展示了海光7000/5000处理器的2U4盘服务器，以及英特尔至强 1/2代可扩展系列处理器的双路4U8盘服务器，可接驳四张标准GPU卡，提供强大的算力支撑。生产企业可按需选配基于NVIDA JETSON生成式AI融合终端及核心模块或基于ROCKCHIP视觉AI方案。

　　“手眼脑”更无间的配合也意味着更多工业场景将得到满足。以“无序抓取”为例，梅卡曼德展示了全新升级的3D视觉传感器及机器视觉软件，结合AI技术后，如何更好满足工业生产中常见的无序抓取需求？

　　梅卡曼德全新的3D视觉解决方案以LNX-8000、LNX-7500两大系列为主。Mech-Eye 工业级3D相机成像能力更优异，应用范围更广。能够对大尺寸料筐、透明物体、小型物体、焊接件、透明膜包等典型物体高质量成像。搭配可视化Mech-MSR 3D测量与检测软件使用，能满足平面度/高度差测量、胶路检测/焊接检测/磨损检测、OCR字符识别等需求。

　　通过自研算法，Mech-Eye LNX-8080可对结构精密、尖端细小的Pin针高质量成像。能够对哑光、油污、高亮反光的手机中框高质量成像。重复测量精度<0.01mm，视觉工程节拍<0.8s。此外，梅卡曼德3D视觉在线测量系统测量精度可达±0.2mm，测量速度最快可达2s/测点。全新推出的在线测量软件Mech-Metrics，生产界面、SPC 分析完全可视化且整合了关键应用部署流程，助力用户高效部署在线测量应用。

　　凭借全新3D视觉解决方案优异的性能，以往工件抓取、搬运、上下料中让人头痛的深色、高反光、高亮度、异形工件的抓取不再是痛点。展会现场，梅卡曼德也通过黑色线缆抓取、小圆环抓取、小螺栓抓取等多个小型工件抓取单元，展示出梅卡曼德AI+3D视觉系统对于各类精密零部件的高速处理能力。

　　此外，梅卡曼德还展出了与张建伟院士联合推出的Mech-GPT多模态大模型。操作员可通过自然语言指令，让机器人完成复杂任务，而无需复杂编程和专业知识。

　　随着2024工博会的圆满落幕，我们见证了智能传感器技术在智能制造领域的又一次飞跃。生成式AI的融合，不仅为传感器解决方案带来了新的生命力，也为智能工厂的构建提供了更为强大和灵活的工具。这些创新的传感器解决方案，通过提高生产效率、保障产品质量、实现预测维护，正在帮助企业在激烈的市场竞争中占据先机。这些技术的进步，不仅仅是单一产品的升级，更是整个制造业生态系统的革新。

　　据中国信通院数据显示，2023 年中国智能传感器市场规模增至1429.6亿元。这一数字不仅代表了经济价值的增长，更标志着技术进步对社会发展的深远影响。未来，我们有理由相信，智能传感器将继续在智能制造领域扮演关键角色，推动工业4.0的实现。而我们，作为这场变革的见证者和参与者，将共同迎接这个充满机遇和挑战的新时代。

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