A visão 3D é um dos subsetores mais populares no campo da visão de máquina na China. O enorme potencial de demanda do mercado chinês está levando cada vez mais empresas a entrar no campo da visão 3D. Juntamente com o influxo de forças de capital com um olfato aguçado, o mercado chinês de visão 3D inaugurou uma prosperidade sem precedentes.
De acordo com dados divulgados pelo Gaogong Robot Industry Research Institute (GGII), a taxa de crescimento do mercado de visão 3D da China ultrapassou 100% em 2021. Espera-se que a escala do mercado de visão 3D da China alcance cerca de 3,5 bilhões de yuans até 2023 e ultrapasse 10 bilhões de yuans até 2025.
Onvision Intelligent (Shenzhen) Co., Ltd. (doravante denominada: Onvision) é uma das primeiras empresas nacionais a desenvolver produtos de visão 3D de forma independente. O Sr. Na Qinglin, presidente da Angshi, disse em uma entrevista à revista "Visual System Design": "A Angshi está envolvida no campo da visão 3D há muitos anos. Do desenvolvimento inicial do software, à pesquisa e desenvolvimento independentes, produção de hardware, ao lançamento de um perfilador a laser 3D de ponta em setembro deste ano, os produtos de visão 3D da Angshi gradualmente ganharam o reconhecimento dos clientes, e as vendas começaram a aumentar significativamente. Espera-se que haja um aumento substancial de pelo menos 50% no próximo ano."
Oportunidades de mercado para visão 3D
Comparada com a visão 2D, a visão 3D pode detectar informações de altura ou profundidade e melhorou muito o desempenho do processamento de imagem, os algoritmos de software e a configuração de hardware; a visão 3D pode executar melhor a fusão de vários sensores e pode converter objetos-alvo em nuvens de pontos tridimensionais com coordenadas precisas, o que ajuda a ampliar os campos que a visão 2D não consegue alcançar, promovendo também a rápida atualização da visão de máquina 2D tradicional para a visão de máquina 3D.
"Com o rápido crescimento de mais e mais fabricantes nacionais de visão 3D, a competição de mercado e o progresso tecnológico levarão inevitavelmente a um declínio no preço dos produtos 3D." Na Qinglin disse, "Quando o preço dos produtos de visão 3D cair para 1,5 vezes o dos produtos de visão 2D, ou até mesmo para o mesmo preço dos produtos de visão 2D, os clientes naturalmente preferirão os produtos 3D. A atualização e a substituição de produtos 2D são um grande espaço para o crescimento futuro dos produtos de visão 3D."
Outra oportunidade de crescimento para produtos de visão 3D também são os campos de fabricação de ponta mais amplamente utilizados, como eletrônicos 3C, baterias de lítio e automóveis. Essas indústrias têm requisitos extremamente rigorosos sobre a qualidade da produção do produto, e quaisquer pequenos defeitos podem causar grandes perdas. O mapa de nuvem de pontos 3D preciso obtido por imagens 3D fornece uma maneira eficaz de acompanhar essa fabricação de precisão.
A fabricação de baterias de lítio é um novo mercado de alto crescimento para a visão 3D. Com a proposta das metas de "pico de carbono" e "neutralidade de carbono", o rápido desenvolvimento do mercado de veículos de nova energia levou a um aumento explosivo no mercado de baterias de lítio. A China é um grande produtor de baterias de lítio. De acordo com o "Global Power Battery Installed Capacity Monthly Database", a capacidade instalada global de baterias de energia em fevereiro de 2022 foi de cerca de 25,77 GWh, um aumento anual de 126%. A capacidade instalada de baterias de energia do meu país é responsável por 51% do mundo. De acordo com dados da Zhiyan Consulting, o investimento da indústria de baterias de lítio da China tem se aquecido ano a ano nos últimos anos. Em 2021, o investimento da indústria de baterias de lítio da China aumentou drasticamente para 927,6 bilhões de yuans, um aumento de mais de três vezes ano a ano!
Na produção de baterias de lítio, a aplicação de produtos de visão 3D abrange matérias-primas e processos front-end, montagem de células de bateria, montagem de módulos de bateria, montagem de conjuntos de baterias e outros links de processo, e é uma ferramenta-chave indispensável na produção de baterias de lítio. O crescimento explosivo do mercado de baterias de lítio trará enorme espaço de crescimento para produtos de visão 3D.
Além disso, os produtos de visão 3D também estão constantemente se expandindo para novos mercados de aplicação, como medição e detecção de alta precisão para processamento de madeira, fabricação de ladrilhos e outras indústrias. À medida que o custo dos produtos de visão 3D diminui gradualmente, muitas aplicações que exigem informações 2D e informações de altura ou profundidade no futuro serão mercados de aplicação para produtos de visão 3D.
Marcas estrangeiras representam 70%, qual a saída para as marcas nacionais?
A Onvision fornece principalmente produtos de perfilador a laser 3D. De acordo com Na Qinglin, os produtos de perfilador a laser 3D entraram no mercado chinês há cerca de dez anos e atualmente são usados principalmente em ocasiões com altos requisitos para detecção de tamanho de espaço 3D. Embora muitas marcas nacionais de perfilador a laser 3D tenham sido lançadas nos últimos anos, mais de 70% de toda a participação de mercado ainda é ocupada por marcas estrangeiras. Claro, de outra perspectiva, isso também significa um enorme espaço de substituição nacional.
Com uma diferença tão grande na participação de mercado, onde as marcas nacionais estão ficando para trás? Ao falar sobre esse problema, Na Qinglin disse: "Para ser honesto, não conseguimos mais ver nenhuma diferença essencial entre marcas nacionais e estrangeiras em termos de desempenho e estabilidade do produto. Na verdade, a questão central é que as marcas nacionais precisam ganhar o reconhecimento do cliente."
Uma vantagem única das marcas estrangeiras é que elas entraram no mercado chinês cedo e já têm uma boa base de clientes; enquanto a promoção de marcas nacionais e a obtenção de aceitação e reconhecimento do usuário exigem um certo tempo de cultivo de mercado.
"Os perfiladores a laser 3D enfrentam clientes com requisitos de qualidade muito altos, então você precisa passar por muitos testes práticos para deixar os clientes confiantes em seus produtos. Este é um processo de promoção que leva tempo." Na Qinglin disse, "A melhor escolha para marcas nacionais é aproveitar as oportunidades de desenvolvimento do mercado atual de visão 3D, consolidar suas principais tecnologias e se concentrar em fazer bons produtos para ganhar mais oportunidades de substituição doméstica na futura competição de mercado."
A Ascend começou a vender produtos de perfilagem a laser 3D da série LP desde o ano passado. Com sua altíssima relação custo-benefício, ela ganhou uma resposta calorosa no mercado. Em setembro deste ano, a Ascend lançou um novo perfilagem a laser 3D da série LP-8000. Recentemente, as vendas mensais dos produtos de perfilagem a laser 3D da Ascend dobraram. Com o crescimento e a expansão graduais das marcas nacionais e suas vantagens esmagadoras em custo, a aceitação de mercado das marcas nacionais se tornará cada vez maior.
A chave para fazer um bom perfilador a laser 3D
O perfilador a laser 3D é um produto de detecção industrial que integra diversas tecnologias de ponta, como óptica, mecanismos, eletrônica, software e algoritmos, e é tecnicamente difícil e complexo.
Em termos de hardware, os perfiladores de laser 3D são compostos principalmente de componentes principais, como lasers de alto desempenho, componentes de imagem óptica de baixa distorção, chips de imagem de alta velocidade, chips FPGA e CPU de alto desempenho. Do nível de hardware, exceto pela personalização individual, há pouca diferença entre os produtos de várias empresas, e a parte mais diferenciada é o software.
Para fazer produtos que realmente atendam à demanda do mercado, a coisa mais importante que não pode ser ignorada é ter um profundo entendimento das necessidades do cliente. Da perspectiva de entender as necessidades do cliente, as marcas nacionais têm mais vantagens do que as estrangeiras. Afinal, temos a mesma cultura para o mercado chinês.
"Manteremos uma comunicação próxima com os clientes nacionais, consideraremos seriamente as reais necessidades dos clientes e incorporaremos essas necessidades ao nosso planejamento de produtos, além de personalizar os produtos para os clientes." Na Qinglin disse: "Essa também é a vantagem das nossas marcas nacionais."
Entender as necessidades do cliente e ser capaz de realizar essas necessidades em produtos é a habilidade essencial. A principal arma mágica da Angshi são as capacidades de desenvolvimento de software. De acordo com Na Qinglin, a Angshi tem um centro de pesquisa e desenvolvimento nos Estados Unidos e tem os melhores especialistas em desenvolvimento do setor; esses especialistas têm uma rica experiência em desenvolvimento de algoritmos de software e participaram do desenvolvimento de produtos de perfilagem a laser 3D de empresas líderes do setor; portanto, em termos de desenvolvimento de algoritmos de software, a Angshi pode ser considerada igual às principais empresas do setor.
"Na verdade, a Angshi estuda algoritmos básicos de imagem desde 2015. Atualmente, somos uma das poucas empresas na China com mais de 1.000 operadores de processamento de imagem. Antes do desenvolvimento do projeto de produtos de perfilador a laser 3D, já conquistamos a tecnologia de calibração de alta precisão de imagem 3D principal no produto, que é a base para a realização das funções do perfilador 3D, e esta também é uma tecnologia da qual a Angshi tem muito orgulho." Na Qinglin disse: "Além disso, com base na demanda por velocidade de processamento, também maximizamos o desempenho de processamento de FPGA e DSP, de modo que o desempenho na aquisição de imagem, processamento de lote de dados e outros aspectos superou algumas marcas estrangeiras."
Na conferência de lançamento de novos produtos realizada em 22 de setembro, a Angshi lançou 6 perfiladores a laser 3D de ultra-alta precisão da série LP-8000 de uma só vez. A série LP-8000 usa lasers de alto desempenho, lentes personalizadas de recepção de luz de grande abertura, sensores de imagem E-ICMOS de ultra-alta velocidade e processadores personalizados multi-core como componentes principais em hardware, alcançando novos avanços em desempenho.
A série LP{{0}} tem uma precisão do eixo z de até 0,3 μm, uma largura de medição do eixo x de 8 mm ~ 500 mm e uma precisão do eixo x de 1 μm ~ 20 μm. Ela suporta aquisição altamente dinâmica e pode disparar aquisição e transmissão de até 52.000 contornos por segundo. Com várias ferramentas de detecção integradas, os usuários podem facilmente concluir a configuração das funções de detecção de produtos e até mesmo obter trabalho em cascata de mais de 36 produtos, melhorando muito a eficiência da detecção.
A série LP-8000 pode ser amplamente usada em 3C, nova energia, semicondutores, automóveis e peças de reposição, logística, alimentos e outros campos. Ela pode detectar facilmente objetos altamente transparentes e é uma ferramenta poderosa para detecção de planura de PCB, detecção de estrada de cola transparente e detecção de solda de bateria de lítio.
Vale a pena mencionar que a série LP-8000 alcançou novos avanços para marcas nacionais na aplicação de detecção de seis lados de baterias de lítio. A inspeção de seis lados de baterias de lítio requer a inspeção de defeitos em duas superfícies grandes, duas superfícies laterais, quatro bordas, polos, tampas, soldas e áreas de válvulas à prova de explosão. Esses tipos de defeitos incluem arranhões, depressões, saliências, materiais faltantes, achatamento, presença ou ausência de película protetora de válvula à prova de explosão e sujeira. Existem duas dificuldades principais nesta inspeção: uma é que a velocidade de varredura deve ser rápida e a eficiência da inspeção deve ser alta; a outra é que a superfície altamente reflexiva ou suja deve ser capaz de ser visualizada de forma estável para destacar várias imagens de defeitos. Por muito tempo, a inspeção de seis lados de baterias de lítio só foi possível por marcas estrangeiras. O lançamento da série LP-8000 preenche a lacuna das marcas nacionais. Sua frequência de varredura pode atingir 52 kHz, o que pode atingir aquisição de imagem de alta velocidade e inspeção de alta velocidade. Além disso, seu design óptico exclusivo de grande abertura e função HDR automática podem garantir imagens estáveis, independentemente de alterações de cor ou material.
Em aplicações de inspeção 3D, as mais difíceis são a detecção de defeitos ou cenários de inspeção de alta velocidade, e os principais pontos problemáticos são a precisão e a velocidade do processamento. O principal indicador do perfilador a laser é a precisão do eixo z, mas a detecção de defeitos tem requisitos relativamente altos para a precisão e resolução do eixo z e do eixo xy do plano. "Alta resolução significa alta densidade de nuvem de pontos 3D e grande quantidade de dados, então a taxa de transferência de dados e a velocidade de processamento do sistema são extremamente altas. Além de usar o FPGA e o DSP do perfilador 3D para processamento de dados, também estamos tentando transferir os dados para a GPU e a CPU do computador industrial externo para processamento para melhorar a eficiência. Essa ideia também é a primeira na indústria." Na Qinglin disse.
Para o segmento de mercado de visão 3D, a situação atual de desenvolvimento é quente, o que não parece ser exagero. Com investimento de capital contínuo, novas empresas surgiram como cogumelos depois da chuva.
Em relação ao desenvolvimento atual da visão 3D, Na Qinglin também deu suas próprias opiniões. "Da perspectiva do desenvolvimento da indústria, estamos realmente muito otimistas sobre este campo. A indústria em si existirá por um longo tempo, e também há uma demanda de mercado muito sólida. A indústria 4.0 e a substituição de máquinas são a tendência geral." Na Qinglin disse: "Mas também somos cautelosos sobre esta indústria. Quando a indústria está muito aquecida, é fácil ter bolhas. O mais importante é fazer um bom trabalho em tecnologia e produtos essenciais, e fornecer valor aos clientes com qualidade de produto e ganhar a confiança do cliente. Não importa qual seja a situação da indústria, enquanto persistirmos, esta indústria definitivamente terá empresas chinesas semelhantes a essas gigantes estrangeiras, que também é a meta de desenvolvimento da Angshi."
Em última análise, a base de uma empresa é, na verdade, muito simples: agregar valor aos clientes, fazer com que eles confiem na qualidade do seu produto e trazer mais benefícios aos clientes.
Angshi dá atenção especial ao investimento em tecnologia de núcleo e está comprometido em fornecer mais valor aos clientes por meio de software. "O software PiqsX que lançamos em setembro é, na verdade, uma plataforma de personalização de software não padrão. Ele construiu uma estrutura para os clientes. Os clientes só precisam fazer uma pequena parte do trabalho de acordo com suas necessidades reais, o que simplifica muito a carga de trabalho e melhora a eficiência." Na Qinglin disse: "Antes, apenas o VisionPro da Cognex conseguia atender a essas necessidades na China. Agora, o PiqsX é comparável ao VisionPro. Esse é o valor que fornecemos aos clientes."
Além disso, no desenvolvimento de produtos 3D, a Angsight considerará totalmente as necessidades do cliente desde o estágio inicial do desenvolvimento do produto e sempre desenvolverá em sincronia com o mercado. Além dos profilers 3D, a Angsight também está desenvolvendo produtos como câmeras 3D de matriz de área e sensores de deslocamento de alta precisão. Ao expandir gradualmente a matriz de produtos, a Angsight pode atender às várias necessidades dos clientes em aplicações de detecção de posição espacial e altura na maior extensão possível. A Angsight também desenvolveu de forma independente o software de detecção 3DCloud para fornecer aos clientes um conjunto completo de soluções de visão 3D.
"Para nós, agora é o melhor momento para aproveitar a oportunidade e consolidar ainda mais as principais tecnologias para que possamos ganhar uma posição firme e obter vantagens de mercado na competição acirrada que se segue, a fim de lutar por mais oportunidades de substituição doméstica e moldar a marca Angsight." Na Qinglin concluiu.