成功案例
机器视觉作为生产的“眼睛”，可执行多种检测任务，例如读取文字和代码，并控制机器人运动等。其优势显而易见：自动化使流程更加高效，而机器视觉比任何人工操作都更准确、更快速，因此质量也随之提升。然而，在某些应用场景中，机器视觉尚无法充分发挥其特有优势。当组件差异极大而产量又很低时，人显然更具优势。尽管如此，机器视觉仍然可以提供支持，例如作为手动装配步骤中的数字化辅助系统。Endress+Hauser 就开发了这样一种应用。Endress+Hauser Flow 总部位于瑞士赖纳赫，是流量测量技术和流体管理解决方案领域的全球领导者。“我们的目标是保持技术领先，利用创新并积极推动创新。这不仅适用于我们的产品，也适用于我们的装配流程，”Endress+Hauser 工业工程部门的 Julius Krause 解释道。在其岗位上，他负责支持全球生产基地设计、采购和调试基于相机的检测系统及数字化辅助系统。Krause 也在装配流程数字化辅助系统的开发中发挥了关键作用。
在这里，机器视觉软件 MVTec MERLIC 派上了用场。MERLIC 被集成到 Endress+Hauser 自主开发的基于网页的软件中，该软件作为制造执行系统（MES）运行。除其他功能外，MES 会检查设备是否处于正确的工艺步骤、工位是否适合该步骤，以及已登录用户是否有权限执行该流程。获得批准后，装配流程即开始。MES 会以图像和文字形式显示作业指导，例如需要使用哪些材料。在后台，MERLIC 会根据与工艺步骤相关的配方数据和参数启动。该机器视觉软件会确认该步骤是否已正确执行，从而为产品质量提供额外保障。装配流程完成后，相关信息会反馈给 MES。结果、过程数据以及图像数据都会被记录下来。
在流程转换为机器视觉之前，质量保证通常通过两名员工的双重检查以及额外测试来完成。“进一步开发的目标是减轻生产人员负担、提供最佳支持，并确保最高水平的产品质量。此外，过程内检测可以轻松纠正错误，并避免后续工艺步骤或最终产线测试中出现故障，”Julius Krause 在说明新增基于图像检测的原因时表示。第一步是确定最佳辅助系统。
市场上现有的装配辅助系统无法满足要求。其中一个原因是，这些系统通常基于云端运行，而出于数据保护和可用性方面的考虑，这对 Endress+Hauser 来说并不是可选方案。另一种选择则需要大量开发工作，将这些系统集成到 MES 中。然而，额外的第三方硬件又会带来更多复杂性。事实证明，最简单且最高效的解决方案是集成标准机器视觉软件。“机器视觉能够实现快速、非接触式的实时检测。同时，我们的生产控制系统已经具备大量接口，可用于集成图像处理软件，并让其运行在由我们管理的硬件上，”Krause 解释道。最终选择的软件是 MVTec MERLIC。MERLIC 是一款无代码软件，用户无需编程知识即可创建完整的机器视觉应用。此外，该软件还包含众多功能强大的工具，包括基于 AI 或深度学习的工具，几乎可以解决所有机器视觉任务。
使用机器视觉应用的装配工位由一张采用 Bosch 型材制成、带储物格且高度可调的工作台组成。摄像头安装在上方导轨上。该摄像头在员工装配组件的过程中提供支持。这些组件通常是接近完工的流量计，工艺步骤如下：首先读取随组件一起提供的代码。随后，工位上的屏幕会显示信息和图像，说明该组件应如何装配以及需要注意哪些事项。这确保了关键步骤能够被正确且一致地执行。
MERLIC 也被用于质量保证。例如，该软件能够检测密封件是否已安装。此步骤对于确保制造过程中的产品质量至关重要。这些关键工艺步骤是否正确执行会反馈给 MES，设备随后被放行进入下一道工序。
“我们选择 MERLIC 有多方面原因。最重要的是，作为一款标准软件，它可以作为我们用于各种任务的工具。因此，我们不需要针对不同类型的软件培训员工。最后，流程集成也十分简单。MERLIC 众多开放接口，例如 GenICam，为用户在兼容硬件方面提供了很大灵活性，并使软件集成变得简单，”Julius Krause 解释道。
在该工位上，MERLIC 被嵌入到一个精简的机器视觉系统中。该系统包括一台工业 PC、一个用于距离测量的激光距离传感器，以及一台配备液态镜头、可实现可变焦距的摄像头。机器视觉软件构成机器视觉应用的核心，负责处理和评估采集到的图像。条码扫描器用于扫描组件上的代码。这些代码背后的信息包括当前批量为 1 的组件必须如何逐步装配，以及需要注意哪些事项。为确保高效工作流程，摄像头和 MERLIC 在后台运行，自动识别并确认正确执行，使用户界面（UI）能够进入下一步。
MERLIC 中包含的两项基于 AI 的技术被用于识别和确认：语义分割和目标检测。语义分割能够以像素级精度定位缺陷类别，而目标检测则通过边界框定位并识别目标类别。“Endress+Hauser 的这一应用清楚地展示了机器视觉如何轻松帮助客户实现生产数字化，同时提升质量。作为一款无代码软件，MERLIC 非常适合与员工携手协作——原因很简单，它易于使用，因此能够灵活应用于各种机器视觉任务，”MVTec MERLIC 产品经理 Ulf Schulmeyer 解释道。
由于使用 MERLIC 进行质量控制满足了要求，Endress+Hauser 目前正进入下一阶段扩展。在这一阶段，MERLIC 将承担更多任务。目标是让 MERLIC 利用条码读取和 OCR（光学字符识别）等机器视觉技术，独立读取组件上的代码，并检索其背后以数字形式存储的信息。生产员工开始工作时，只需将工件放在摄像头下方，使代码首先被读取，随后工件即可在流程中接受检测。
在 Endress+Hauser，公司非常重视始终采用最新的工艺和技术，包括在装配环节。公司已制定一套结构化方法，用于开发、测试、验证并最终在全球范围内部署新的制造流程。开发、测试和验证工作在公司位于瑞士赖纳赫的总部进行，其中也包括由机器视觉辅助的装配流程。“我们自 2025 年 3 月起开始使用 MERLIC。该软件表现稳定可靠。因此，我们从 2025 年秋季开始将这一流程推广到全球其他基地，”Julius Krause 表示。
为了将该软件无缝集成到装配流程中，Endress+Hauser 与 MVTec 的客户支持团队进行了合作。“我们提出了一些功能需求，以优化系统。例如，MVTec 团队优化了 AI 模型向目标硬件的导出，并开发了一个通信插件，可将图像直接发送到我们的中央服务器，”Julius Krause 总结道。
实际应用
![[Translate to Chinese:] Warehouse where cheese wheels age during the ripening process](https://www.mvtec.com/fileadmin/_processed_/1/d/csm_success_story_mvtec_eberle_2_673d7c329f.webp "[Translate to Chinese:] Cheese Warehouse with Stored Cheese Wheels")
