在工厂的流水线或大型设施的角角落落，布置着各种各样的监控或监测仪器设备。工业4.0升级的大背景下，智慧工厂建设成为企业提升竞争力的关键。然而，传统工业表计的智能化改造，却面临着诸多挑战——改造难度大、费用高、停机时间长等等。利用物联网 (IoT) 和人工智能 (AI) 技术化解这一难题，事半功倍，让“抄表”这一高频而繁复的操作变得简单，而且将“科技感”拉满。
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传统工业表计改造的痛点
制造业的数字化转型过程，需要实现监控设备自动化管理。然而，传统工业表计改造，却让不少企业感叹：难！难！难！
首先是传统仪表的改造难度大。传统工业表计大多不具备智能化功能，比如数据的远程传输和远程监控。对其进行智能化改造，通常需要产线中断甚至工厂停工，以进行设备的更换改装以及复杂的安装和调试，这无疑会影响生产效率。
其次，传统表计改造费用不菲。设备购置、安装调试、人员培训等需要投入大量的资金；改造后的设备，可能需要定期维护和升级，进一步增加了成本；更不必说停工和风险控制的高昂预算。
再有，就是与原有系统兼容性的问题。
在更换用于数据监控的仪表时，很多客户还会碰到一些始料未及的问题，比如，产线上某套设备的制造商不支持数据导出，或者是设备原厂的传统方案不支持灵活、自定义的监控设置，表计与设备一对一固定，没有预留任何功能或者应用范围的可扩展性。这多会成为仪表智能化升级中的不确定因素，进而带来额外的风险。
图1：传统工业表计改造的痛点仔细观察我们会发现，这些现实应用场景所碰到的林林总总的表计升级难题，有一个共同点，那就是：它们所采用的是“侵入式”改装，这难免会对原有的工业自动化系统造成较大的影响。
为帮助终端用户避免这类问题，降本增效，村田制作所提出了利用AI Camera的“非侵入式”智能表计读取系统的概念，并已在村田自有的产线和客户工厂中得以实践、验证和推广。
AI Camera的概念和市场
AI Camera是一种基于机器视觉的智能设备，通过高分辨率摄像头和先进的AI算法，实现对工业表计的自动读数和数据传输。它无需更换现有表计，只需在表计附近安装AI Camera，通过局域互联，即可实现智能化监控。
图2：AI Camera的方案架构具体来说，村田的AI Camera解决方案就是利用“无线传输+边缘AI”的技术，对整个工厂各种模拟表计（也就是指针表）和数字表计进行自动读取的功能改造。由边缘设备端利用相机采集仪表的显示信息，在使用AI模型进行识别计算，将指针或读数直接转化为数值结果，让相机秒变“抄表员”，之后再通过无线网络将数据传输到云端的数据管理中心，为智能化的决策提供依据。
AI Camera可以说是机器视觉在工业领域的成功应用。
随着工业4.0的推进，工业视觉市场呈现出快速增长的趋势。据市场调研报告显示，中国工业视觉市场规模预计从2022年的184亿元增长到2025年的470亿元（增长趋势见下图。数据来源于公开资料，甲子光年智库）。AI Camera作为工业视觉的重要组成部分，将重新定义 “设备监控”的模式，考虑到传统工业表计巨大的存量市场和升级改造需求，其未来的应用前景可期！
图3. 全球及中国工业视觉市场发展趋势(数据来源于公开资料，甲子光年智库)AI Camera的差异化优势
AI Camera“抄表”，与人工抄表或使用IP Camera读表相比，有着明显的高性价比、低功耗、易维护等差异化优势。
与传统的人工抄表相比，AI Camera抄表的优势体现在以下三个方面：
01 效率
AI Camera可以实现自动读数，响应时间快，而人工抄表需要逐个表计进行读数，效率低。
02 准确性
AI Camera通过先进的AI算法，读数准确率高达98%以上，而人工抄表容易出现人为错误。
03 适用场景
AI Camera可以安装在各种复杂环境中，适用范围广。人工抄表则需要人员到达现场，因此适用范围有限。
IP Camera同样是一种基于机器视觉的抄表解决方案，不过在边缘设备端的相机仅负责图像采集功能，而图像的处理则需要在云端的服务器上进行。因此，与IP Camera相比，AI Camera解决方案同样具有显著的优势：
01 功耗
AI Camera采用低功耗设计，三节干电池可支持设备工作两年左右；而IP Camera通常需要有线电源供电，功耗较高。
02 数据传输
AI Camera采用无线传输，安装和维护更方便；IP Camera通常需要有线网络，布线成本高。
03 AI技术
AI Camera采用边缘AI技术，将AI模型部署在设备端，响应速度快，数据隐私性高；IP Camera通常采用集中式AI模型，数据需要传输到云端或服务器进行处理，隐私性较差。
04 成本
AI Camera一次性投入，后期维护成本低；IP Camera需要购买高性能摄像头、铺设电缆、建立服务器和云服务，后期维护成本高。
图4：AI Camera解决方案的优势通过WSN与工业物联网深度融合
值得一提的是，除了上述的这些优势，村田的AI Camera还有一个特别之处——其可以与村田自有的无线传感系统（WSN）无缝融合，让其便捷地接入到工业物联网体系中，成为智慧工厂有机的组成部分。
村田自有的WSN，使用Sub-5G专有无线协议 ，可以将各类数据端——如振动传感器、阀门、中继、温度探头、电流计等——产生的数据，及时汇集到智能网关中，并接入到工业物联网中，是一种高效、便捷的工业无线互联解决方案 。
图5：AI Camera可与村田WSN无缝融合AI Camera能够得到村田WSN的无缝支持，这意味着终端用户可以通过WSN系统为AI Camera提供了稳定的网络支持，确保数据的可靠传输，快捷地将AI Camera与自动化管理系统接驳，成为工业物联网的有机组成部分，实现设备的互联互通和数据的集中管理，这也进一步降低了传统工业表计改造的成本和风险。升级之后，工厂管理者和操作人员可以通过PC或手持设备，实时监控设备状态和表计读数，大大提高生产效率和管理水平。
总结
综上所述，AI Camera作为智慧工厂中的创新解决方案，不仅解决了传统工业表计智能化改造的痛点，还通过其低功耗、高效率、高准确性的特点，为工厂提供了有效的监控和管理手段。
AI Camera与村田WSN解决方案与的有机整合，使得搭载AI芯片的低功耗AI Camera，在边缘端进行模型算法处理以后，通过无线传感技术将读取的大量表计数据传送到中央控制中心，进行高效精准的同步管理，降低人工作业和数据处理时间，提升了系统的稳定性和可靠性，这对工厂的智能化、数字化管理转型，以及生产现场层面的降本增效、升级改造都大有裨益。
不难看出，随着技术的不断进步，AI Camera未来将在更多工业场景中发挥重要作用，推动工业智能化的进程。
