La visione 3D è uno dei sottosettori più popolari nel campo della visione artificiale in Cina. L'enorme potenziale di domanda del mercato cinese sta spingendo sempre più aziende a entrare nel campo della visione 3D. Insieme all'afflusso di capitali con un acuto senso dell'olfatto, il mercato cinese della visione 3D ha inaugurato una prosperità senza precedenti.
Secondo i dati pubblicati dal Gaogong Robot Industry Research Institute (GGII), il tasso di crescita del mercato cinese della visione 3D ha superato il 100% nel 2021. Si prevede che la portata del mercato cinese della visione 3D raggiungerà circa 3,5 miliardi di yuan entro il 2023 e supererà i 10 miliardi di yuan entro il 2025.
Onvision Intelligent (Shenzhen) Co., Ltd. (di seguito denominata: Onvision) è una delle prime aziende nazionali a sviluppare autonomamente prodotti di visione 3D. Il Sig. Na Qinglin, Presidente di Angshi, ha dichiarato in un'intervista alla rivista "Visual System Design": "Angshi è coinvolta nel campo della visione 3D da molti anni. Dallo sviluppo iniziale del software, alla ricerca e sviluppo indipendenti, alla produzione di hardware, fino al rilascio di un profilatore laser 3D di fascia alta a settembre di quest'anno, i prodotti di visione 3D di Angshi hanno gradualmente ottenuto il riconoscimento dei clienti e le vendite hanno iniziato ad aumentare in modo significativo. Si prevede che ci sarà un aumento sostanziale di almeno il 50% il prossimo anno."
Opportunità di mercato per la visione 3D
Rispetto alla visione 2D, la visione 3D può rilevare informazioni su altezza o profondità e ha notevolmente migliorato le prestazioni di elaborazione delle immagini, gli algoritmi software e la configurazione hardware; la visione 3D può eseguire meglio la fusione multisensore e può convertire gli oggetti target in nuvole di punti tridimensionali con coordinate precise, il che aiuta ad ampliare i campi che la visione 2D non può raggiungere, promuovendo così anche il rapido aggiornamento della tradizionale visione artificiale 2D alla visione artificiale 3D.
"Con la rapida crescita di sempre più produttori nazionali di visione 3D, la concorrenza di mercato e il progresso tecnologico porteranno inevitabilmente a un calo del prezzo dei prodotti 3D." Na Qinglin ha affermato, "Quando il prezzo dei prodotti di visione 3D scenderà a 1,5 volte quello dei prodotti di visione 2D, o addirittura allo stesso prezzo dei prodotti di visione 2D, i clienti preferiranno naturalmente i prodotti 3D. L'aggiornamento e la sostituzione dei prodotti 2D rappresentano un grande spazio per la futura crescita dei prodotti di visione 3D."
Un'altra opportunità di crescita per i prodotti di visione 3D è rappresentata anche dai settori di produzione di fascia alta più ampiamente utilizzati, come l'elettronica 3C, le batterie al litio e le automobili. Questi settori hanno requisiti estremamente rigorosi sulla qualità della produzione dei prodotti e qualsiasi difetto minore può causare enormi perdite. La mappa precisa della nuvola di punti 3D ottenuta tramite imaging 3D fornisce un modo efficace per accompagnare queste produzioni di precisione.
La produzione di batterie al litio è un nuovo mercato in forte crescita per la visione 3D. Con la proposta degli obiettivi di "carbon peak" e "carbon neutrality", il rapido sviluppo del mercato dei veicoli a nuova energia ha portato a un'impennata esplosiva nel mercato delle batterie al litio. La Cina è un importante produttore di batterie al litio. Secondo il "Global Power Battery Installed Capacity Monthly Database", la capacità installata globale di batterie al litio a febbraio 2022 era di circa 25,77 GWh, con un aumento annuo del 126%. La capacità installata di batterie al litio del mio paese rappresenta il 51% del mondo. Secondo i dati di Zhiyan Consulting, gli investimenti nell'industria delle batterie al litio in Cina si sono riscaldati di anno in anno negli ultimi anni. Nel 2021, gli investimenti nell'industria delle batterie al litio in Cina sono aumentati drasticamente a 927,6 miliardi di yuan, con un aumento di oltre tre volte anno su anno!
Nella produzione di batterie al litio, l'applicazione di prodotti di visione 3D copre materie prime e processi front-end, assemblaggio di celle di batterie, assemblaggio di moduli di batterie, assemblaggio di pacchi di batterie e altri collegamenti di processo, ed è uno strumento chiave indispensabile nella produzione di batterie al litio. La crescita esplosiva del mercato delle batterie al litio porterà un enorme spazio di crescita per i prodotti di visione 3D.
Inoltre, i prodotti di visione 3D si stanno espandendo costantemente verso nuovi mercati applicativi, come la misurazione e il rilevamento ad alta precisione per la lavorazione del legno, la produzione di piastrelle e altri settori. Poiché il costo dei prodotti di visione 3D diminuisce gradualmente, molte applicazioni che richiedono sia informazioni 2D sia informazioni di altezza o profondità in futuro saranno mercati applicativi per i prodotti di visione 3D.
I marchi stranieri rappresentano il 70%, dove sta la via d'uscita per i marchi nazionali?
Onvision fornisce principalmente prodotti di profilazione laser 3D. Secondo Na Qinglin, i prodotti di profilazione laser 3D sono entrati nel mercato cinese da circa dieci anni e sono attualmente utilizzati principalmente in occasioni con elevati requisiti per il rilevamento delle dimensioni dello spazio 3D. Sebbene negli ultimi anni siano stati lanciati molti marchi nazionali di profilazione laser 3D, oltre il 70% dell'intera quota di mercato è ancora occupata da marchi stranieri. Naturalmente, da un'altra prospettiva, ciò significa anche un enorme spazio di sostituzione nazionale.
Con una differenza così grande nella quota di mercato, dove sono rimasti indietro i marchi nazionali? Parlando di questo problema, Na Qinglin ha detto: "Per essere onesti, non riusciamo più a vedere alcuna differenza essenziale tra marchi nazionali e stranieri in termini di prestazioni e stabilità del prodotto. In effetti, il problema principale è che i marchi nazionali devono ottenere il riconoscimento dei clienti".
Un vantaggio unico dei marchi stranieri è che sono entrati presto nel mercato cinese e hanno già una buona base di clienti; mentre la promozione dei marchi nazionali e l'ottenimento dell'accettazione e del riconoscimento da parte degli utenti richiedono un certo periodo di tempo per coltivare il mercato.
"I profilatori laser 3D si rivolgono ai clienti con requisiti di qualità molto elevati, quindi è necessario superare molti test pratici per far sì che i clienti si fidino dei propri prodotti. Questo è un processo di promozione che richiede tempo". Na Qinglin ha affermato: "La scelta migliore per i marchi nazionali è cogliere le opportunità di sviluppo dell'attuale mercato della visione 3D, consolidare le proprie tecnologie di base e concentrarsi sulla realizzazione di buoni prodotti per vincere più opportunità di sostituzione nazionale nella futura concorrenza di mercato".
Ascend ha iniziato a vendere i prodotti di profilatura laser 3D della serie LP dall'anno scorso. Grazie al suo rapporto costi-efficacia estremamente elevato, ha ottenuto una risposta calorosa sul mercato. A settembre di quest'anno, Ascend ha lanciato un nuovo profilatore laser 3D della serie LP-8000. Di recente, le vendite mensili dei prodotti di profilatura laser 3D di Ascend sono raddoppiate. Con la graduale crescita ed espansione dei marchi nazionali e i loro enormi vantaggi in termini di costi, l'accettazione di mercato dei marchi nazionali diventerà sempre più elevata.
La chiave per realizzare un buon profilatore laser 3D
Il profilatore laser 3D è un prodotto di rilevamento industriale che integra diverse tecnologie all'avanguardia, quali ottica, meccanismi, elettronica, software e algoritmi, ed è tecnicamente difficile e complesso.
In termini di hardware, i profilatori laser 3D sono composti principalmente da componenti principali quali laser ad alte prestazioni, componenti di imaging ottico a bassa distorsione, chip di imaging ad alta velocità, chip FPGA e CPU ad alte prestazioni. Dal punto di vista hardware, fatta eccezione per la personalizzazione individuale, c'è in realtà poca differenza tra i prodotti di varie aziende e la parte più differenziata è il software.
Per realizzare prodotti che soddisfino davvero la domanda del mercato, la cosa più importante che non può essere ignorata è avere una profonda comprensione delle esigenze del cliente. Dal punto di vista della comprensione delle esigenze del cliente, i marchi nazionali hanno più vantaggi rispetto ai marchi stranieri. Dopotutto, abbiamo la stessa cultura per il mercato cinese.
"Manterremo una stretta comunicazione con i clienti nazionali, prenderemo seriamente in considerazione le reali esigenze dei clienti, incorporeremo queste esigenze nella pianificazione dei nostri prodotti e persino personalizzeremo i prodotti per i clienti". Na Qinglin ha affermato: "Questo è anche il vantaggio dei nostri marchi nazionali".
Comprendere le esigenze dei clienti ed essere in grado di realizzare queste esigenze nei prodotti è la capacità fondamentale. L'arma magica principale di Angshi è la capacità di sviluppo software. Secondo Na Qinglin, Angshi ha un centro di ricerca e sviluppo negli Stati Uniti e ha i migliori esperti di sviluppo del settore; questi esperti hanno una vasta esperienza nello sviluppo di algoritmi software e hanno partecipato allo sviluppo di prodotti di profilazione laser 3D di aziende leader del settore; pertanto, in termini di sviluppo di algoritmi software, si può dire che Angshi sia alla pari con le migliori aziende del settore.
"In effetti, Angshi studia algoritmi di base per le immagini dal 2015. Attualmente, siamo una delle poche aziende in Cina con più di 1,000 operatori di elaborazione delle immagini. Prima dello sviluppo del progetto di prodotti di profilazione laser 3D, avevamo già conquistato la tecnologia di calibrazione ad alta precisione delle immagini 3D di base nel prodotto, che è la base per la realizzazione delle funzioni di profilazione 3D, e questa è anche una tecnologia di cui Angshi è molto orgogliosa". Na Qinglin ha affermato: "Inoltre, in base alla richiesta di velocità di elaborazione, massimizziamo anche le prestazioni di elaborazione di FPGA e DSP, in modo che le prestazioni nell'acquisizione delle immagini, nell'elaborazione batch di dati e in altri aspetti abbiano superato alcuni marchi stranieri".
Alla conferenza di lancio del nuovo prodotto tenutasi il 22 settembre, Angshi ha lanciato 6 profilatori laser 3D ad altissima precisione della serie LP-8000 in un colpo solo. La serie LP-8000 utilizza laser ad alte prestazioni, lenti di ricezione della luce personalizzate ad ampia apertura, sensori di immagini ad altissima velocità E-ICMOS e processori multi-core personalizzati come componenti principali nell'hardware, ottenendo nuove innovazioni nelle prestazioni.
La serie LP{{0}} ha una precisione dell'asse z fino a 0,3μm, una larghezza di misurazione dell'asse x di 8mm~500mm e una precisione dell'asse x di 1μm~20μm. Supporta l'acquisizione ad alta dinamica e può attivare l'acquisizione e la trasmissione di fino a 52,000 contorni al secondo. Con strumenti di rilevamento multipli integrati, gli utenti possono facilmente completare l'impostazione delle funzioni di rilevamento del prodotto e persino ottenere un lavoro a cascata di oltre 36 prodotti, migliorando notevolmente l'efficienza del rilevamento.
La serie LP-8000 può essere ampiamente utilizzata in 3C, nuova energia, semiconduttori, automobili e pezzi di ricambio, logistica, cibo e altri campi. Può rilevare facilmente oggetti altamente trasparenti ed è un potente strumento per il rilevamento della planarità dei PCB, il rilevamento di strade di colla trasparente e il rilevamento di saldature di batterie al litio.
Vale la pena menzionare in particolare che la serie LP-8000 ha raggiunto nuovi traguardi per i marchi nazionali nell'applicazione di rilevamento a sei lati delle batterie al litio. L'ispezione a sei lati delle batterie al litio richiede l'ispezione di difetti su due grandi superfici, due superfici laterali, quattro bordi, poli, tappi, saldature e aree delle valvole antideflagranti. Questi tipi di difetti includono graffi, depressioni, sporgenze, materiali mancanti, planarità, presenza o assenza di pellicola protettiva della valvola antideflagrante e sporcizia. Ci sono due difficoltà principali in questa ispezione: una è che la velocità di scansione deve essere rapida e l'efficienza dell'ispezione deve essere elevata; l'altra è che la superficie altamente riflettente o sporca deve poter essere ripresa in modo stabile per evidenziare varie immagini di difetti. Per molto tempo, l'ispezione a sei lati delle batterie al litio è stata realizzabile solo da marchi stranieri. Il lancio della serie LP-8000 colma il divario dei marchi nazionali. La sua frequenza di scansione può raggiungere i 52 kHz, il che può ottenere un'acquisizione di immagini ad alta velocità e un'ispezione ad alta velocità. Inoltre, il suo esclusivo design ottico ad ampia apertura e la funzione HDR automatica possono garantire immagini stabili indipendentemente dalle variazioni di colore o di materiale.
Nelle applicazioni di ispezione 3D, le più difficili sono il rilevamento dei difetti o gli scenari di ispezione ad alta velocità, e i principali punti dolenti sono l'accuratezza e la velocità di elaborazione. L'indicatore principale del profiler laser è l'accuratezza dell'asse z, ma il rilevamento dei difetti ha requisiti relativamente elevati per l'accuratezza e la risoluzione dell'asse z e dell'asse xy del piano. "Alta risoluzione significa alta densità di nuvola di punti 3D e un'enorme quantità di dati, quindi la velocità di elaborazione e la velocità di elaborazione dei dati del sistema sono estremamente elevate. Oltre a utilizzare FPGA e DSP del profiler 3D per l'elaborazione dei dati, stiamo anche cercando di trasferire i dati alla GPU e alla CPU del computer industriale esterno per l'elaborazione per migliorare l'efficienza. Questa idea è anche la prima nel settore." Ha affermato Na Qinglin.
Per il segmento di mercato della visione 3D, la situazione attuale dello sviluppo è calda, il che non sembra esagerare. Con continui investimenti di capitale, nuove aziende sono spuntate come funghi dopo la pioggia.
Per quanto riguarda l'attuale sviluppo della visione 3D, Na Qinglin ha anche espresso le sue opinioni. "Dal punto di vista dello sviluppo del settore, siamo davvero molto ottimisti su questo campo. Il settore stesso esisterà per molto tempo e c'è anche una domanda di mercato molto solida. L'industria 4.0 e la sostituzione delle macchine sono la tendenza generale". Na Qinglin ha affermato: "Ma siamo anche cauti su questo settore. Quando il settore è eccessivamente caldo, è facile che si creino delle bolle. La cosa più importante è fare un buon lavoro nella tecnologia e nei prodotti di base e fornire valore ai clienti con la qualità del prodotto e conquistare la fiducia dei clienti. Non importa quale sia la situazione del settore, finché persisteremo, questo settore avrà sicuramente aziende cinesi simili a quei giganti stranieri, che è anche l'obiettivo di sviluppo di Angshi".
In ultima analisi, il fondamento di un'impresa è in realtà molto semplice: apportare valore ai clienti, far sì che i clienti si fidino della qualità del prodotto e apportare loro maggiori vantaggi.
Angshi presta particolare attenzione all'investimento nella tecnologia di base e si impegna a fornire più valore ai clienti tramite il software. "Il software PiqsX che abbiamo lanciato a settembre è in realtà una piattaforma di personalizzazione software non standard. Ha creato un framework per i clienti. I clienti devono solo svolgere una piccola parte del lavoro in base alle loro effettive esigenze, il che semplifica notevolmente il carico di lavoro e migliora l'efficienza". Na Qinglin ha affermato: "Prima, solo VisionPro di Cognex poteva soddisfare tali esigenze in Cina. Ora PiqsX è paragonabile a VisionPro. Questo è il valore che forniamo ai clienti".
Inoltre, nello sviluppo di prodotti 3D, Angsight considererà pienamente le esigenze dei clienti fin dalla fase iniziale di sviluppo del prodotto e svilupperà sempre in sincronia con il mercato. Oltre ai profiler 3D, Angsight sta anche sviluppando prodotti come telecamere 3D area array e sensori di spostamento ad alta precisione. Espandendo gradualmente la matrice di prodotto, Angsight può soddisfare al massimo le varie esigenze dei clienti nelle applicazioni di rilevamento della posizione spaziale e dell'altezza. Angsight ha anche sviluppato in modo indipendente il software di rilevamento 3DCloud per fornire ai clienti un set completo di soluzioni di visione 3D.
"Per noi, questo è il momento migliore per cogliere l'opportunità e consolidare ulteriormente le tecnologie di base, in modo da poter consolidare la nostra posizione e ottenere vantaggi di mercato nella feroce competizione che ne consegue, così da impegnarci per maggiori opportunità di sostituzione nazionale e dare forma al marchio Angsight", ha concluso Na Qinglin.