Tầm nhìn 3D là một trong những phân ngành phổ biến nhất trong lĩnh vực tầm nhìn máy móc tại Trung Quốc. Tiềm năng nhu cầu lớn của thị trường Trung Quốc đang thúc đẩy ngày càng nhiều công ty tham gia vào lĩnh vực tầm nhìn 3D. Cùng với sự đổ xô của lực lượng vốn có khứu giác nhạy bén, thị trường tầm nhìn 3D của Trung Quốc đã mở ra sự thịnh vượng chưa từng có.
Theo số liệu do Viện nghiên cứu công nghiệp robot Gaogong (GGII) công bố, tốc độ tăng trưởng của thị trường thị giác 3D của Trung Quốc đã vượt 100% vào năm 2021. Dự kiến quy mô thị trường thị giác 3D của Trung Quốc sẽ đạt khoảng 3,5 tỷ nhân dân tệ vào năm 2023 và vượt 10 tỷ nhân dân tệ vào năm 2025.
Công ty TNHH Onvision Intelligent (Thâm Quyến) (sau đây gọi tắt là: Onvision) là một trong những công ty trong nước đầu tiên phát triển độc lập các sản phẩm thị giác 3D. Ông Na Qinglin, Chủ tịch Angshi, đã nói trong một cuộc phỏng vấn với tạp chí "Visual System Design": "Angshi đã tham gia vào lĩnh vực thị giác 3D trong nhiều năm. Từ việc phát triển phần mềm ban đầu, đến nghiên cứu và phát triển độc lập, sản xuất phần cứng, cho đến việc phát hành máy định hình laser 3D cao cấp hơn vào tháng 9 năm nay, các sản phẩm thị giác 3D của Angshi đã dần giành được sự công nhận của khách hàng và doanh số đã bắt đầu tăng đáng kể. Dự kiến sẽ có mức tăng đáng kể ít nhất 50% vào năm tới."
Cơ hội thị trường cho tầm nhìn 3D
So với tầm nhìn 2D, tầm nhìn 3D có thể phát hiện thông tin về chiều cao hoặc chiều sâu, đồng thời cải thiện đáng kể hiệu suất xử lý hình ảnh, thuật toán phần mềm và cấu hình phần cứng; tầm nhìn 3D có thể thực hiện kết hợp nhiều cảm biến tốt hơn và có thể chuyển đổi các đối tượng mục tiêu thành đám mây điểm ba chiều với tọa độ chính xác, giúp mở rộng các trường mà tầm nhìn 2D không thể tiếp cận, do đó cũng thúc đẩy việc nâng cấp nhanh chóng tầm nhìn máy 2D truyền thống lên tầm nhìn máy 3D.
"Với sự phát triển nhanh chóng của ngày càng nhiều nhà sản xuất thị giác 3D trong nước, sự cạnh tranh trên thị trường và tiến bộ công nghệ chắc chắn sẽ dẫn đến việc giá sản phẩm 3D giảm xuống." Na Qinglin cho biết, "Khi giá sản phẩm thị giác 3D giảm xuống còn 1,5 lần so với sản phẩm thị giác 2D, hoặc thậm chí bằng giá sản phẩm thị giác 2D, khách hàng sẽ tự nhiên thích sản phẩm 3D hơn. Việc nâng cấp và thay thế sản phẩm 2D là không gian lớn cho sự phát triển trong tương lai của sản phẩm thị giác 3D."
Một cơ hội tăng trưởng khác cho các sản phẩm thị giác 3D cũng là các lĩnh vực sản xuất cao cấp được sử dụng rộng rãi nhất như điện tử 3C, pin lithium và ô tô. Các ngành công nghiệp này có yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về chất lượng sản xuất sản phẩm và bất kỳ khiếm khuyết nhỏ nào cũng có thể gây ra tổn thất lớn. Bản đồ đám mây điểm 3D chính xác thu được bằng hình ảnh 3D cung cấp một cách hiệu quả để hộ tống các hoạt động sản xuất chính xác này.
Sản xuất pin lithium là thị trường tăng trưởng cao mới cho tầm nhìn 3D. Với đề xuất về mục tiêu "đỉnh carbon" và "trung hòa carbon", sự phát triển nhanh chóng của thị trường xe năng lượng mới đã dẫn đến sự gia tăng bùng nổ trên thị trường pin lithium. Trung Quốc là nhà sản xuất pin lithium lớn. Theo "Cơ sở dữ liệu hàng tháng về công suất lắp đặt pin điện toàn cầu", công suất lắp đặt pin điện toàn cầu vào tháng 2 năm 2022 là khoảng 25,77GWh, tăng 126% so với cùng kỳ năm trước. Công suất lắp đặt pin điện của nước tôi chiếm 51% thế giới. Theo dữ liệu từ Zhiyan Consulting, đầu tư vào ngành pin lithium của Trung Quốc đã nóng lên từng năm trong những năm gần đây. Năm 2021, đầu tư vào ngành pin lithium của Trung Quốc đã tăng mạnh lên 927,6 tỷ nhân dân tệ, tăng hơn ba lần so với cùng kỳ năm trước!
Trong sản xuất pin lithium, ứng dụng sản phẩm thị giác 3D bao gồm nguyên liệu thô và quy trình đầu cuối, lắp ráp cell pin, lắp ráp mô-đun pin, lắp ráp bộ pin và các liên kết quy trình khác, là công cụ chính không thể thiếu trong sản xuất pin lithium. Sự tăng trưởng bùng nổ của thị trường pin lithium sẽ mang lại không gian tăng trưởng khổng lồ cho sản phẩm thị giác 3D.
Ngoài ra, các sản phẩm thị giác 3D cũng liên tục mở rộng sang các thị trường ứng dụng mới, chẳng hạn như đo lường và phát hiện độ chính xác cao cho chế biến gỗ, sản xuất gạch và các ngành công nghiệp khác. Khi chi phí của các sản phẩm thị giác 3D giảm dần, nhiều ứng dụng yêu cầu cả thông tin 2D và thông tin chiều cao hoặc chiều sâu trong tương lai sẽ là thị trường ứng dụng cho các sản phẩm thị giác 3D.
Thương hiệu nước ngoài chiếm 70%, lối thoát nào cho thương hiệu trong nước?
Onvision chủ yếu cung cấp các sản phẩm máy định hình laser 3D. Theo Na Qinglin, các sản phẩm máy định hình laser 3D đã thâm nhập vào thị trường Trung Quốc trong khoảng mười năm và hiện chủ yếu được sử dụng trong những trường hợp có yêu cầu cao về phát hiện kích thước không gian 3D. Mặc dù nhiều thương hiệu máy định hình laser 3D trong nước đã được tung ra trong những năm gần đây, nhưng hơn 70% toàn bộ thị phần vẫn do các thương hiệu nước ngoài chiếm giữ. Tất nhiên, theo một góc độ khác, điều này cũng có nghĩa là không gian thay thế trong nước rất lớn.
Với sự chênh lệch quá lớn về thị phần, các thương hiệu trong nước tụt hậu ở đâu? Khi nói về vấn đề này, Na Qinglin cho biết: "Thành thật mà nói, chúng ta không còn thấy bất kỳ sự khác biệt cơ bản nào giữa các thương hiệu trong nước và nước ngoài về hiệu suất sản phẩm và tính ổn định. Trên thực tế, vấn đề cốt lõi là các thương hiệu trong nước cần giành được sự công nhận của khách hàng".
Một lợi thế độc đáo của các thương hiệu nước ngoài là họ thâm nhập thị trường Trung Quốc sớm và đã có sẵn lượng khách hàng tốt; trong khi việc quảng bá các thương hiệu trong nước và giành được sự chấp nhận và công nhận của người dùng đòi hỏi một khoảng thời gian nhất định để xây dựng thị trường.
"Máy định hình laser 3D hướng đến khách hàng với yêu cầu chất lượng rất cao, vì vậy bạn cần phải trải qua nhiều thử nghiệm thực tế để khiến khách hàng tin tưởng vào sản phẩm của mình. Đây là một quá trình quảng bá mất thời gian." Na Qinglin cho biết, "Lựa chọn tốt nhất cho các thương hiệu trong nước là nắm bắt cơ hội phát triển của thị trường thị giác 3D hiện tại, củng cố các công nghệ cốt lõi của họ và tập trung vào việc sản xuất các sản phẩm tốt để giành được nhiều cơ hội thay thế trong nước hơn trong cuộc cạnh tranh thị trường trong tương lai."
Ascend đã bắt đầu bán sản phẩm máy định hình laser 3D dòng LP từ năm ngoái. Với hiệu quả chi phí cực cao, sản phẩm đã giành được phản ứng nồng nhiệt trên thị trường. Vào tháng 9 năm nay, Ascend đã ra mắt máy định hình laser 3D dòng LP-8000 mới. Gần đây, doanh số bán hàng hàng tháng của các sản phẩm máy định hình laser 3D của Ascend đã tăng gấp đôi. Với sự phát triển và mở rộng dần dần của các thương hiệu trong nước và lợi thế vượt trội về chi phí của chúng, sự chấp nhận của thị trường đối với các thương hiệu trong nước sẽ ngày càng cao hơn.
Chìa khóa để tạo ra một máy định hình laser 3D tốt
Máy định hình laser 3D là sản phẩm phát hiện công nghiệp tích hợp nhiều công nghệ tiên tiến như quang học, cơ chế, điện tử, phần mềm và thuật toán, có độ khó và phức tạp về mặt kỹ thuật.
Về phần cứng, máy định hình laser 3D chủ yếu bao gồm các thành phần cốt lõi như laser hiệu suất cao, thành phần hình ảnh quang học có độ méo thấp, chip hình ảnh tốc độ cao, chip FPGA & CPU hiệu suất cao. Về mặt phần cứng, ngoại trừ tùy chỉnh riêng lẻ, thực tế không có nhiều khác biệt giữa các sản phẩm của các công ty khác nhau và phần khác biệt nhất là phần mềm.
Để tạo ra những sản phẩm thực sự đáp ứng nhu cầu thị trường, điều quan trọng nhất không thể bỏ qua là phải hiểu sâu sắc nhu cầu của khách hàng. Theo góc độ hiểu nhu cầu của khách hàng, các thương hiệu trong nước có nhiều lợi thế hơn các thương hiệu nước ngoài. Dù sao thì chúng ta cũng có cùng một nền văn hóa đối với thị trường Trung Quốc.
"Chúng tôi sẽ duy trì liên lạc chặt chẽ với khách hàng trong nước và nghiêm túc xem xét nhu cầu thực sự của khách hàng, đưa những nhu cầu này vào kế hoạch sản phẩm của mình, thậm chí tùy chỉnh sản phẩm cho khách hàng". Na Qinglin cho biết: "Đây cũng là lợi thế của các thương hiệu trong nước của chúng tôi".
Hiểu được nhu cầu của khách hàng và có thể hiện thực hóa những nhu cầu này trong sản phẩm là năng lực cốt lõi. Vũ khí ma thuật cốt lõi của Angshi là năng lực phát triển phần mềm. Theo Na Qinglin, Angshi có một trung tâm nghiên cứu và phát triển tại Hoa Kỳ và có các chuyên gia phát triển hàng đầu trong ngành; những chuyên gia này có kinh nghiệm phong phú trong phát triển thuật toán phần mềm và đã tham gia phát triển các sản phẩm máy định hình laser 3D của các công ty hàng đầu trong ngành; do đó, về mặt phát triển thuật toán phần mềm, Angshi có thể nói là ngang hàng với các công ty hàng đầu trong ngành.
"Trên thực tế, Angshi đã nghiên cứu các thuật toán hình ảnh cơ bản từ năm 2015. Hiện tại, chúng tôi là một trong số ít công ty tại Trung Quốc có hơn 1,000 nhà điều hành xử lý hình ảnh. Trước khi phát triển dự án sản phẩm máy định hình laser 3D, chúng tôi đã chinh phục được công nghệ hiệu chuẩn hình ảnh 3D cốt lõi có độ chính xác cao trong sản phẩm, đây là cơ sở để hiện thực hóa các chức năng của máy định hình 3D và đây cũng là công nghệ mà Angshi rất tự hào." Na Qinglin cho biết, "Ngoài ra, dựa trên nhu cầu về tốc độ xử lý, chúng tôi cũng tối đa hóa hiệu suất xử lý của FPGA và DSP, do đó hiệu suất trong việc thu thập hình ảnh, xử lý hàng loạt dữ liệu và các khía cạnh khác đã vượt qua một số thương hiệu nước ngoài."
Tại hội nghị ra mắt sản phẩm mới được tổ chức vào ngày 22 tháng 9, Angshi đã ra mắt 6 máy định hình laser 3D siêu chính xác LP-8000 series cùng một lúc. Dòng LP-8000 series sử dụng laser hiệu suất cao, ống kính tiếp nhận ánh sáng khẩu độ lớn tùy chỉnh, cảm biến hình ảnh siêu tốc độ E-ICMOS và bộ xử lý tùy chỉnh đa lõi làm thành phần cốt lõi trong phần cứng, đạt được những đột phá mới về hiệu suất.
Dòng LP{{{0}} có độ chính xác trục z lên đến 0,3μm, chiều rộng đo trục x là 8mm~500mm và độ chính xác trục x là 1μm~20μm. Nó hỗ trợ thu thập động cao và có thể kích hoạt thu thập và truyền lên đến 52,000 đường viền mỗi giây. Với nhiều công cụ phát hiện tích hợp, người dùng có thể dễ dàng hoàn thành việc thiết lập các chức năng phát hiện sản phẩm và thậm chí đạt được công việc theo tầng của hơn 36 sản phẩm, cải thiện đáng kể hiệu quả phát hiện.
Dòng LP-8000 có thể được sử dụng rộng rãi trong 3C, năng lượng mới, chất bán dẫn, ô tô và phụ tùng, hậu cần, thực phẩm và các lĩnh vực khác. Nó có thể dễ dàng phát hiện các vật thể có độ trong suốt cao và là một công cụ mạnh mẽ để phát hiện độ phẳng của PCB, phát hiện đường keo trong suốt và phát hiện mối hàn pin lithium.
Đặc biệt đáng nói đến là dòng LP-8000 đã đạt được những đột phá mới cho các thương hiệu trong nước trong ứng dụng phát hiện sáu mặt của pin lithium. Kiểm tra sáu mặt của pin lithium đòi hỏi phải kiểm tra các khuyết tật trên hai bề mặt lớn, hai mặt bên, bốn cạnh, cực, nắp, mối hàn và khu vực van chống nổ. Các loại khuyết tật này bao gồm trầy xước, lõm, lồi, thiếu vật liệu, phẳng, có hoặc không có màng bảo vệ van chống nổ và bụi bẩn. Có hai khó khăn chính trong quá trình kiểm tra này: một là tốc độ quét phải nhanh và hiệu quả kiểm tra phải cao; hai là bề mặt có độ phản chiếu cao hoặc bề mặt bẩn phải có thể được chụp ảnh ổn định để làm nổi bật các hình ảnh khuyết tật khác nhau. Trong một thời gian dài, việc kiểm tra sáu mặt của pin lithium chỉ có thể đạt được bởi các thương hiệu nước ngoài. Sự ra mắt của dòng LP-8000 đã lấp đầy khoảng trống của các thương hiệu trong nước. Tần số quét của nó có thể đạt tới 52kHz, có thể đạt được khả năng thu thập hình ảnh tốc độ cao và kiểm tra tốc độ cao. Ngoài ra, thiết kế quang học khẩu độ lớn độc đáo và chức năng HDR tự động có thể đảm bảo hình ảnh ổn định bất kể màu sắc hay vật liệu thay đổi.
Trong các ứng dụng kiểm tra 3D, những ứng dụng khó nhất là phát hiện lỗi hoặc các tình huống kiểm tra tốc độ cao, và những điểm khó khăn chính là độ chính xác và tốc độ xử lý. Chỉ số cốt lõi của máy định hình laser là độ chính xác của trục z, nhưng phát hiện lỗi có yêu cầu tương đối cao về độ chính xác và độ phân giải của trục z và trục xy của mặt phẳng. "Độ phân giải cao có nghĩa là mật độ đám mây điểm 3D cao và lượng dữ liệu khổng lồ, do đó thông lượng dữ liệu và tốc độ xử lý của hệ thống cực kỳ cao. Ngoài việc sử dụng FPGA và DSP của máy định hình 3D để xử lý dữ liệu, chúng tôi cũng đang cố gắng chuyển dữ liệu sang GPU và CPU của máy tính công nghiệp bên ngoài để xử lý nhằm nâng cao hiệu quả. Ý tưởng này cũng là ý tưởng đầu tiên trong ngành." Na Qinglin cho biết.
Đối với phân khúc thị trường tầm nhìn 3D, tình hình phát triển hiện tại đang rất nóng, có vẻ như không hề cường điệu. Với sự đầu tư vốn liên tục, các công ty mới đã mọc lên như nấm sau mưa.
Về sự phát triển hiện tại của tầm nhìn 3D, Na Qinglin cũng đưa ra quan điểm của riêng mình. "Từ góc độ phát triển của ngành, chúng tôi thực sự rất lạc quan về lĩnh vực này. Bản thân ngành sẽ tồn tại trong một thời gian dài và cũng có nhu cầu thị trường rất vững chắc. Ngành công nghiệp 4.0 và thay thế máy móc là xu hướng chung." Na Qinglin cho biết, "Nhưng chúng tôi cũng thận trọng về ngành này. Khi ngành quá nóng, rất dễ có bong bóng. Điều quan trọng nhất là làm tốt công nghệ cốt lõi và sản phẩm, cung cấp giá trị cho khách hàng bằng chất lượng sản phẩm và giành được lòng tin của khách hàng. Bất kể tình hình ngành như thế nào, miễn là chúng ta kiên trì, ngành này chắc chắn sẽ có các công ty Trung Quốc tương tự như những gã khổng lồ nước ngoài đó, đó cũng là mục tiêu phát triển của Angshi."
Xét cho cùng, nền tảng của một doanh nghiệp thực ra rất đơn giản: mang lại giá trị cho khách hàng, để khách hàng tin tưởng vào chất lượng sản phẩm của bạn và mang lại nhiều lợi ích hơn cho khách hàng.
Angshi đặc biệt chú trọng đến việc đầu tư vào công nghệ cốt lõi và cam kết cung cấp nhiều giá trị hơn cho khách hàng thông qua phần mềm. "Phần mềm PiqsX mà chúng tôi ra mắt vào tháng 9 thực chất là một nền tảng tùy chỉnh phần mềm không theo tiêu chuẩn. Nó đã xây dựng một khuôn khổ cho khách hàng. Khách hàng chỉ cần thực hiện một phần nhỏ công việc theo nhu cầu thực tế của họ, điều này giúp đơn giản hóa đáng kể khối lượng công việc và cải thiện hiệu quả." Na Qinglin cho biết, "Trước đây, chỉ có VisionPro của Cognex mới có thể đáp ứng được những nhu cầu như vậy tại Trung Quốc. Bây giờ PiqsX có thể so sánh với VisionPro. Đây chính là giá trị mà chúng tôi cung cấp cho khách hàng."
Ngoài ra, trong quá trình phát triển sản phẩm 3D, Angsight sẽ xem xét đầy đủ nhu cầu của khách hàng ngay từ giai đoạn đầu phát triển sản phẩm và luôn phát triển đồng bộ với thị trường. Ngoài các máy định hình 3D, Angsight cũng đang phát triển các sản phẩm như camera 3D mảng diện tích và cảm biến dịch chuyển có độ chính xác cao. Bằng cách mở rộng dần ma trận sản phẩm, Angsight có thể đáp ứng tối đa các nhu cầu khác nhau của khách hàng trong các ứng dụng phát hiện vị trí không gian và độ cao. Angsight cũng đã tự phát triển phần mềm phát hiện 3DCloud để cung cấp cho khách hàng một bộ giải pháp thị giác 3D hoàn chỉnh.
"Đối với chúng tôi, đây là thời điểm tốt nhất để nắm bắt cơ hội và củng cố thêm các công nghệ cốt lõi để có thể đứng vững và giành được lợi thế trên thị trường trong cuộc cạnh tranh khốc liệt sau đó, từ đó phấn đấu giành thêm nhiều cơ hội thay thế trong nước và định hình thương hiệu Angsight." Na Qinglin kết luận.