煤炭是国家能源的基石,煤炭的质量直接决定其用途和效能。具备高热值与良好反应活性的煤炭,是煤化工的优选原料;热值高、硫分低的煤炭可以用作发电,也可以用于工业炉;硫指标偏高的煤炭则需要通过脱硫处理后才可以使用……表面看起来无甚差别的一块黑色煤炭,质量、性能、成分可以相差巨大。长久以来,人们通过化学分析方法对煤质进行评估。惯常使用的这套方法往往需要8小时-24小时,操作环节也多,导致数据延迟,存在失真风险。
这套一直沿用的方法在最近有了革新:利用融合光谱煤质快速检测的技术路线,以多维感知、双模态神经网络算法、AI模型等技术,煤样得以进行实时、在线、无损检测。
10月24日,国家能源集团公布了这一新的检测方法,与其共同进行技术研发的,是此前以全球安防行业地位被人所知的海康威视。
在海康威视的展厅中,除了人们所熟知的各型号摄像机,还有相当一部分很难和安防联系起来。三维扫描成像雷达、声像仪、X-ray检测、工业相机等不一而足。
海康威视无论从产品、技术还是战略上都需要重新被认识:最早从压缩板卡起步,专注于视频监控,随后扩展到安防领域,再到如今的场景数字化,业务的不断演变,实际是以技术能力的不断积累和演进作为主线延伸。
在杭州,智能感知特别是视觉智能,成为推进智能物联产业的一个逻辑缩影。智能物联要以感知为起点,各类形式的物联感知凭借天然的信息采集能力,顺理成章成为一切智能与数字化的基础之一。从本地领军企业如海康威视、大华等,相继在滨江区聚集成立,到2022年左右,杭州在此基础上延展出的视觉智能相关产业营收,已超7000亿元。
而海康威视的布局,已经从视觉感知扩展到更广阔的电磁波谱、机械波谱感知。董事长胡扬忠用榕树来形容海康威视的发展历程,海康威视高级副总裁黄方红对《财经智库》调研组如此解释这个定位:榕树不是靠单一的主干,而是通过辐射式生长,不断扩展扎根。海康威视没有单一爆款产品,没有特别依赖于某一个大品类业务。2023年,海康威视营收893亿元,涵盖了3万多个产品型号。
在汽车生产中,对钣金、焊点、漆面、铸件等工序的缺陷检测非常重要,其质量控制会直接影响到整车的安装精度、驾驶体验、车身刚性等指标。传统的检测方式一般采用人工抽检,存在一定的局限性,海康威视的解决方案则可以在线实时全检。以对汽车钣金覆盖件的检测为例,使用海康机器人高光谱系统可以针对开裂、缩颈、划伤、凹凸等亚毫米级缺陷,实现对钣金表面隐形伤、极微小伤的缺陷检测。
从安防摄像机到煤炭检测,再到产线上的质量检测,看起来隔行如隔山,实际底层都是电磁波感知能力。光波的长短会对感知效果产生影响,从可见光领域,再到红外光、紫外光、X光等,不同波长的光波领域形成了多条技术主线。海康威视还将技术扩展到机械波领域,研发包括声波监测技术、超声波成像技术,以此构建一个多维感知技术架构,将电磁波和机械波等感知手段有机结合,对环境信息进行全面捕捉和解析。
“核心还是要回到海康威视多年的积累上来。物联感知技术是我们的核心;随着时间的推移,我们还拓展了AI和大数据技术,这些都是公司的基石。”黄方红表示。
以此“硬核”技术进行技术路线的延伸,再进行相关多元化业务布局,就形成了海康威视的创新业务板块。目前创新业务板块包括萤石网络、海康机器人、海康微影等八大创新业务,覆盖智能家居、移动机器人与机器视觉、红外热成像、汽车电子、智慧存储、智慧消防、智慧安检、智慧医疗等多个领域。
从杭州整体产业规划的角度,以视觉智能为基础向外延展有其客观必须性。国内市场饱和、国外市场环境波动的宏观现实推动这个产业走向升级。
企业的行动则更早开始。海康威视对于安防市场增长拐点的判断是2021年,增长速度会明显放缓。但海康的业务调整布局早已开始。2011年海康威视坐上全球视频监控市场“头把交椅”,2013年首次突破百亿元营收规模,2016年成为全球安防50强的首位。从2015年开始,陆续推出了人工智能产品。2017年发布了AI Cloud新架构,2019年推出了物信融合的数据平台,2022年将智能物联确定为公司的战略发展方向,2023年推出了观澜大模型。
策略上的变化体现在海康威视的产品结构和业务收入结构的显著调整。从最初的综合安防产品,到如今涵盖雷达、X光、音频等多个品类的物联感知产品系列,海康威视的产品型号扩展至数万种,广泛应用于公共安全、政务服务、交通、金融、能源、商贸、各类工业等多个领域。
从营收上看,海康威视过去十年的营收增长呈波动上升的态势。2023年,营业收入实现893.40亿元,同比增长7.42%。但营收结构已经发生了显著变化。
从收入来源来看,近两年政府端业务占比从过去的40%下降到30%左右,企业端业务则从30%上升到45%,两个部分实现对调。从类型上看,2023年创新业务整体实现营收185.53亿元,同比增长23.11%,占总营业收入的比重为20.77%,到2024年上半年,创新业务整体收入同比增长26.13%,占比进一步提升到25.06%。用海康威视的话来说:创新业务已经成为新的增长曲线。
从收入构成上看,海康威视也迎来改变。“安防一直是我们的主力业务,但最近两三年,海康威视持续推动业务转型,为各行业提供场景数字化产品和服务。随着数字化业务占比提高,业务稳定性相对增强。如果没有提前十余年进行业务调整和布局,可能现在的业务发展情况会比较艰难。”黄方红坦言。
安防主要关注人和环境的不安全因素,但在场景数字化业务领域,海康威视下一步的重点放在关注设备运行状态等物的变化上,场景数字化的核心则是在工业制造环节。“相比起来,对设备状态、工业声波等监测有更大的发展空间。”
在工业制造领域,近几年海康机器人凭着机器视觉的积累脱颖而出。以往机器视觉产品属于机器人中附加值较高的零部件,国外高端品牌占据了主要市场,国内厂商以集成为主。2014年,随着技术积累,海康看到了新的市场机遇,又发现机器视觉涉及的一些关键产品与安防领域开发的摄像机在底层技术上有一定的相通性,部件包括相机、镜头、光源、采集卡、工控机,以及算法软件等。海康机器人应运而生,以机器视觉和移动机器人为两大业务板块。
机器视觉是指安装在机器上或设备中的智能相机,用以观察和分析工件及设备。例如,可以定位工件位置,让机械手抓取,或者测量工件的长宽高和高度差等信息,还可以识别各类编码,检测工件表面是否有缺陷等。
自动化与智能化的主要区别之一在于是否具有自感知、自决策、自纠正等能力,起点就是“感知”。机器视觉就是让机器设备能够“看见”并解读生产环境中的多种信息,进而执行精确的操作和做出高效的决策。
机器视觉的重点就在于精度和准确度。在机器视觉的四大应用:定位、测量、检测和识别中,对于精度和准确性有着非常高的要求,最高精度需要达到微米以下,准确率可能需要达到多个9。
深度融合AI技术也是大势所趋。“我们的产品全面应用了AI技术,这也是我们在移动机器人和机器视觉领域激烈竞争中脱颖而出的关键之一。”海康机器人副总裁张文聪表示。海康机器人融合传统经典算法与AI算法融合,推出了AI模板匹配、AI读码、边缘学习等特色算法,以提供更加精准、高效的机器视觉解决方案。未来海康机器人将重点聚焦AI和多维感知技术的研究,目标是突破AI在工业质检中的应用难点,建立行业大模型,并深入研究多光谱成像和3D技术,以进一步丰富信息采集手段。
技术和产品可行后,市场的接受程度还需要进一步提升。目前海康机器人的机器视觉+移动机器人已经应用于3C、锂电、光伏、汽车和大流通等领域。张文聪坦言,现在真正能用起来机器视觉的行业并不算多。这也是数字化、智能化领域的一个普遍问题:只有真正能让技术落地,让市场广泛接受,才能打开这个行业更大的发展空间。
海康机器人只是海康威视数字化业务布局的一个代表。选择了场景数字化这条路径,就需要深入到具体的场景,解决切实的问题。然而场景需求往往碎片化程度高、个性化要求多,标准化产品无法解决其问题,单独研发又无法形成规模效应。海康威视一方面从个性化产品中发现更多跨行业的应用空间,一方面联合行业头部企业研发,摸索出技术路线后将产品进行标准化,解决特定场景的问题,并积累更多技术,未来应用于相对共性的场景,摊薄研发成本,获取更大收益。
联合国家能源集团开发的煤质在线检测系统就是其中典型的案例。但在更多的业务场景中,海康威视正在利用自身技术和各行各业中积累的经验,开发出更多跨行业产品和解决方案。
在钢铁冶炼过程中,需要实时观察加热炉内的燃烧情况,防止异常熄灭或者燃烧温度不够影响产品质量。传统的人工巡检通常用炉壁开孔的方式进行观测,不仅现场环境恶劣危险、工作量大,而且可视角度小,当炉膛结构复杂或观测孔位置不佳时,可能无法及时发现炉内异常燃烧及特殊工况的问题,难以保证生产品质。海康威视研发的炉膛火焰观测相机,将相机深入炉膛内部,就可以观测内部火焰的状态和温度,能够对加热炉内部的燃烧情况进行准确掌握。
这个相机集成了先进图像处理技术和火焰检测算法,通过图像采集、图像预处理、火焰特征识别、火焰识别等技术识别燃烧程度,再采用特殊设计和冷却技术,以确保能在如炉膛内的高温环境下长时间稳定运行。在钢铁行业的这套方案,实际上可以用在更多高温作业的场景,例如石油石化、玻璃制造和水泥生产。
“海康威视的技术和产品在工业领域帮助企业提质增效降本,而路径就是推动碎片化场景的数字化。”黄方红说。