浙江大学杭州利珀科技有限公司——机器视觉表面缺陷检测 .pdf

保密须知 本商业计划书属商业机密，所有权属于杭州利珀科技有限公司。其所涉及的内容和资料只限于已签署投资意向的投资者使用。收到本计划书后，收件人应即刻确认，并遵守以下的规定：1.在没有取得杭州利珀科技有限公司的书面同意前，收件人不得将本计划书全部或部分地予以复制、传递、影印、泄露或散布给他人；2.应该以对待贵公司的机密资料一样的态度对待本计划书提供的所有机密资料；3.本商业计划书不可用作销售报价使用，也不可用作购买时的报价使用。杭州利珀科技有限公司（下文简称利珀）成立于 2012 年 5 月，注册资本 100 万元，地址位于浙江大学国家级科技园区，是一家致力于机器视觉产品的研发、生产和销售的高科技公司。公司现阶段主要为生产制造企业在产品表面缺陷检测方面，提供经济有效的自动化系统解决方案，实现“机器换人”，并进一步在机器视觉技术的基础上向“大数据，云处理”方向发展，研发和生产通用图像信息采集终端。利珀与浙江大学工业研究院紧密合作，已在五个细分行业开发了机器视觉检测产品，目前拥有专利 5 项，并有 4 项专利正在申请受理中。产品与技术 杭州利珀科技有限公司，基于自身强大的研发实力、多年的市场经验，在机器视觉表面检测领域拥有绝对权威和市场优势。涉及学科：公司产品集光学、控制学、机械工艺和计算机科学等高尖端学科为一体。应用领域：机器表面缺陷检测和图像搜索技术。所有制造业企业在生产环节涉及到的缺陷检测以及花纹图像等的搜索环节，面临“机器换人”问题的，都是本公司研发产品的应用领域。目前，公司所涉足的细分市场为：塑料片材、空心胶囊、磁性材料、光学玻璃等。明星产品：公司已成功上市“塑料片材检测”和“空心胶囊缺陷智能评检机（一代机）”，并基于现有技术储备又成功推出的“空心胶囊缺陷智能评检机（二代机）”已成为收入稳定的公司明星产品。后续产品：公司目前已成功研发出具有更广泛应用场景的平面材料检测机、真正实现客户企业生产线一体化自动化的磁性材料分拣机和光学玻璃智能分拣系统。在图 像搜索方面，公司提出基于图像搜索技术的“图形化搜索电子商务平台”，敏锐的把握住互联网技术对传统行业的改造和冲击浪潮，创新的技术手段和商业模式，颠覆性的解决了行业人工搜索，产品品类多、库存管理困难，下游厂商原料搜寻效率低下、采购成本高的问题现状。产品优势：30-40 万颗/小时：公司研发的第二代胶囊检测及下料速度最快可以达到 30-40 万颗/小时，使得 200 颗/秒的检测速度成为可能，比市场平均水平高一倍。99.999%：漏检率0.001,误检率0.003（现有市场平均水平 0.01）。18 万元：机器成本 20 万，一台机器替代人工 2-4 人（5000 元每人每月）,一年节约人工费约 18 万。公司研发的磁性材料分拣机涵盖了从上料、检测到产品分装的全过程，与企业客户生产线对接，真正实现了生产线全过程自动无人化。产品优势自动化操作（减少人工成本及人为差错）检测速度快跨学科技术壁垒机器便携，与生产线有机结合自主研发的通用算法库 通用算法库：公司自主建立了通用算法库及通用逻辑框架，凭借在不同细分领域的项目经验，建立了标准化操作流程，同时提取多行业检测的特征点，并将特征点标准化，建立通用算法库。这能够使得公司未来能快速进入新行业，逐步缩短未来开发周期，逐渐降低开发成本逐。强大的研发团队 利珀团队目前拥有 10 余名成员，主要由来自浙江大学工程学、计算机、管理学博士、硕士组成。研发团队成员层多次参与过国家 863、国家社科重大课题、浙江省重点课题研究等，具有出色的课题攻关能力和丰富的项目开发经验；同时公司管理层也具有成功的创业经历以及丰富的管理经验。另外，依靠浙大强大的师资，利珀拥有一个包括技术、管理、财务专家顾问团。利珀也与浙大相关院系保持着密切联系，充分的利用学院的科研能力以及优质人才资源。巨大的市场机遇 市场驱动因素 机器视觉检测劳动力红利丧失用工缺口扩大政府5000亿元支持“机器换人”工业产品质量要求愈加严格检测设备渐成必备用工成本提高，企业“机器换人”内生需求旺盛物联网、大数据成未来“重要生产力”政府力推工业智能化、信息化 市场容量 机器人视觉检测市场高达 38 亿，利珀科技产品现在所覆盖的细分领域市场估值达到 10 多亿元。此类市场在中国属于新兴市场，还处于不饱和的状态。国内本土设备技术落后，进口设备价格高昂且“水土不服”严重，国内专业的机器视觉系统集成商不到50 家，此类公司专注于各自擅长的细分领域。利珀选择切入的几个细分领域具有明显的“先进入者”的优势，没有或有非常少的直接竞争对手，具有明显领先优势。公司发展战略 大数据市场：40 亿元 机器视觉检测市场：38 亿元 物联网市场 7000 亿元 利珀 公司发展策略 公司的“一纵一横”发展策略是未来的一个长远规划,“纵”是指目前公司主要产品线的纵向深入研发，即逐步建立通用逻辑框架、通用算法库及图像化编程。“横”是指公司的横向发展,公司以现有领域为立足点，横向拓展至更多的细分领域，从而积累更多行业经验，增强公司的综合竞争力。公司发展方向 本着成为国际一流高科技公司的愿景，利珀未来将向一体化以及物联化发展：生产线一体化：利珀应“工厂无人化”发展趋势，将检测平台与生产线其它环节对接，将其与生产线其他功能整合。通过“一体化”的方案，提高产品的技术壁垒，为客户带来更简易的解决方案。物联网+大数据发展：顺应传统企业“互联化”“物联化”的趋势，利珀以智能搜索系统为切入点，致力将检测终端与物联网结合，利用互联网大平台，覆盖广阔的客户群体，增加用户粘性，并利用大数据资源，掌握行业的核心。现在利珀的图片搜索技术属于物联网的前端，在掌握了数据资源后，利珀考虑向上往数据传输的网络层、内容应用层发展。客户发展战略 公司未来将立足于传统生产制造业，着眼于传统机械制造业，展望于新兴生产制造业和有持续需求的制造业。财务概览 公司 2012 年 5 月成立到现在合同不断，合作开发项目不断，目前签订的订购协议最大金额达到 2 亿元，预计未来几年还会有市场潜力巨大的产品投产和销售。本公司的成长性在下图得到体现。已实现与未来营收、净利润与净利率 单位：万元 传统生产制造业传统机械制造业新兴生产制造业有持续需求的制造业 公司现状概况表 企业名称 杭州利珀科技有限公司 总部地址 杭州市西湖区古翠路 80 号浙江科技产业大厦 15 层 1501 室 邮编 310058 业务类型和所在行业 机器视觉工业自动化检测设备 组织类型 公司制 专利 5 项专利，4 项申请处理中 成立时间 2012 年 创办人/职员的人数 2/19 人 注册资本 100 万元 财务顾问 李曼妮 管理顾问 丁卫明 技术顾问 王旭龙琦 创业顾问 陈伟星 目 录 一、背景分析.1 1 二、产品与技术.9 9 2.1 塑料片材检测机.12 2.1.1 产品及工作原理介绍.15 2.1.2 产品结构及应用技术.16 2.1.3 产品优势技术创新.19 2.1.4 产品意义.21 2.1.5 技术壁垒.22 2.2 第二代空心胶囊智能评检机.22 2.2.1 产品及工作原理介绍.23 2.2.2 产品结构及应用技术.24 2.2.3 产品优势技术创新.26 2.2.4 技术壁垒.30 2.3 磁料材料分拣机.31 2.3.1 产品及工作原理介绍.32 2.3.2 产品结构及应用技术.34 2.3.3 产品核心优势.38 2.3.4 产品意义.39 2.3.5 技术壁垒.40 2.4 服装辅料行业图形化搜索电子商务平台.41 2.4.1 产品及工作介绍工作原理.42 2.4.2 产品结构及应用技术.44 2.4.3 服装辅料产品管理系统.46 2.4.4 产品意义.47 三、市场分析.4848 3.1 市场特征.49 3.2 市场容量.50 3.3 目标市场以空心胶囊缺陷智能评检机为例.57 3.3.1 目标市场分析.58 3.3.2 目标市场选择.59 3.4 市场竞争格局.61 3.5 竞争对手分析.62 3.5.1 国外竞争环境.62 3.5.2 国内竞争环境.64 3.5.3 国内主要竞争对手.65 3.5.4 胶囊评检机竞争对手.65 3.5.5 其它潜在竞争对手.66 3.6 核心竞争力分析.67 3.6.1 过硬的科研基础.67 3.6.2 自有的通用算法.68 3.6.3 有利的地域位置.68 3.6.4 优质的客户资源.69 3.6.5 优秀的团队成员.69 四、营销策略.7070 4.1 定价策略.71 4.1.1 定价策略分析.71 4.1.2 定价策略选择.72 4.2 销售渠道.74 4.2.1 产品销售特点.75 4.2.2 销售渠道设计.75 4.3 推广策略.79 4.3.1 初创期.79 4.3.2 成长期和成熟期.80 五、公司与管理.8383 5.1 公司简介.84 5.2 公司文化.84 5.3 组织架构.84 5.4 所有者关系.86 5.5 公司团队.86 5.5.1 公司技术团队.86 5.5.2 公司运营团队.88 5.6 生产运营管理.88 5.7 人力资源管理.89 5.8 公司项目管理流程.93 六、公司战略计划.9595 6.1 公司愿景.96 6.2 战略规划.96 6.2.1 实施策略.98 七、资本与财务.102102 7.1 公司财务现状.103 7.1.1 收入与利润.103 7.1.2 股权结构.103 7.2 全面预算.104 7.2.1 收入预测.105 7.2.2 成本费用预测.110 7.2.3 生产预算.114 7.2.4 采购预算.116 7.3 财务分析.119 7.3.1 主要财务报表.119 7.3.2 财务分析.125 八、风险与规避.127127 8.1 管理风险.128 8.1.1 人才体系建设.128 8.1.2 内部管理标准和程序.128 8.1.3 技术保密.129 8.2 财务风险.129 8.2.1 投资风险.129 8.2.2 筹融资风险.130 8.2.3 产销管理风险.131 8.3 市场风险.131 8.3.1 下游需求增长不及预期的风险.131 8.3.2 政策执行力度不及预期风险.132 8.3.3 潜在竞争对手进入市场的风险.132 九、附录.134134 9.1 基本资料.135 9.1.1 企业法人营业执照.135 9.1.2 税务登记证.136 9.1.3 组织机构代码证.137 9.2 公司专利.138 9.2.1 汇总提示.138 9.2.2 实用新型专利证书：视觉检测定位装置.139 9.2.3 实用新型专利证书：空心胶囊缺陷自动评选装置.140 9.2.4 实用新型专利证书：用于在线剔除异色空心胶囊的高速颜色传感器电路及装置.141 9.2.5 计算机软件著作权登记证书：利珀空心胶囊缺陷智能检测软件 V1.0.142 9.2.6 计算机软件著作权登记证书：利珀空心胶囊缺陷自动评检机控制系统 V1.0.143 9.2.7 授权通知书：一种磁性材料分拣机.144 9.2.8 授权通知书：多功能输送装置及上料器.145 9.2.9 授权通知书：磁性材料提取机.146 9.2.10 专利申请受理通知书：磁性材料分拣机.147 9.3 销售合同及试机报告.148 9.3.1 塑料片材表面颗粒检测仪销售合同 1.148 9.3.2 塑料片材表面颗粒检测仪销售合同 2.150 9.3.3 空心胶囊自动检测机（一代机）销售合同 1.151 9.3.4 空心胶囊自动检测机（一代机）销售合同 2.153 9.3.5 空心胶囊缺陷智能评检机（二代机）宣传手册.155 9.3.6 与新昌县一田工贸有限公司有关空心胶囊缺陷智能评检机（二代机）合作协议.156 9.3.7 空心胶囊缺陷智能评检机（二代机）试机报告 1.158 9.3.8 空心胶囊缺陷智能评检机（二代机）试机报告 2.160 9.3.9 空心胶囊缺陷智能评检机（二代机）预销售合同.161 9.4 荣誉奖励.163 9.4.1 杭州市“青蓝计划”企业证书.163 9.4.2 浙江省第九届挑战杯“嘉泰”大学生创业计划竞赛特等奖.164 1 一、背景分析 2 劳动力红利丧失 用工缺口扩大 图 1.1 中国劳动人口存量 数据来源：UN、华创证券 2013 年中国的人口红利就将结束。到 2013 年，中国的劳动年龄人口将不再增长，之后就是负增长。2013 年将是一个极具标志性的转折点。由于人口红利即将走到尽头，中国目前已经出现劳动力短缺、工资成本上涨的现象。以杭州市为例，2013 年上半年，杭州市经信委组成调研组，以发放问卷和实地走访的形式，调查了杭州市与“机器换人”有关联的 120 家工业企业，并选取较符合要求的 84 家规模以上工业企业进行数据分析。调查结果发现，84家受访企业中有 84.5%存在用工缺口，有超过 94%的企业纷纷把目光投向“机器换人”。3 图 1.2 杭州市工业企业用工缺口情况 数据来源：杭州市经信委 用工成本提高，企业“机器换人”内生需求旺盛 机器视觉检测系统可以为企业带来明显的经济效应。以空心胶囊制造厂为例。目前一个中等规模的胶囊厂需要大约 100 名分拣工，每名分拣工的工资在 5000元左右。由于长期对着强光有损视觉和人工成本不断上升等因素，分拣工的工资已成为企业生产最大的成本。胶囊检测仪与人工检测相比，不仅为公司节约了大量的成本，还提高了胶囊检测准确率和生产效率，易于赢得空心胶囊生产厂家的青睐。表 1.1 空心胶囊缺陷智能评检机与人工检测比较表 人工方式 机器视觉方式 数量 2-4 人/单条生产线 1 台/单条生产线 检测速度 3 万粒/小时 20 万粒/小时 检测方式 多次检测 1 次检测 漏检率-0.1%误检率-0.3%费用 5000 元/人/月 一次性投入 18 万 6 万元/人/年 1 年收回成本 约 18 万/年（3 人）劳动保护 每天工作 10 小时计，视力受损严重 无此问题 4 在胶囊工厂中，通常情况下一条生产线配备 2 至 4 名员工，取平均数 3 人，则每个月在检测方面的人工费用为 1.5 万元。而一台空心胶囊缺陷智能评检机的成本是 18 万元，为一次性投入，假设使用时间为 N 月，则每月分担的机器成本为 18/N 万元，那么如下图所示，只要机器的使用时间大于 12 个月，使用机器就能达到节约成本的目的，并且随着使用时间的向后推移，这种成本的节约效应会越来越明显，在第十八个月，每月平均检测成本已经降至 1 万元，相对原先的1.5 万元下降了 33%。图 1.3 成本节约效应 工业产品质量要求愈加严格 检测设备渐成必备 工业产品质量发展“十二五”规划中写道，到 2015 年，工业产品质量的总体水平跃上一个新台阶。该规划中还提到了严格行业准入与市场退出管理。在产业政策中，将质量要求列为行业准入条件与考核重点，在严格审查申请企业的行业准入资质与能力的同时，重点加强对已获得准入资格的企业实际运营绩效的动态监控与考核，对不能持续满足质量要求的企业实施强制退出。同时一些行业事件也促进了行业质量标准的严格化。例如 2012 年 4 月国内“毒胶囊”事件曝光以后，国家食品药监局要求，药用明胶、药用胶囊和胶囊剂药品生产企业必须配备与所生产产品相适应的所有检验仪器设备和检验人员。自每月人工成本（万元）每月分担机器成本（万元）5 2012 年 5 月 1 日起，凡达不到上述要求的企业，一律停止相关产品的生产。机器视觉检测系统可以为产品提供精准检测与分拣，如利珀的第二代空心胶囊缺陷智能评检机的漏检率小于 0.1%，精准度大于 99.9%，可以很大程度提高所产出的胶囊质量水平。图 1.4 胶囊成产图 政府力推工业智能化、信息化 政府 5000 亿元支持“机器换人”2013 年，浙江和江苏地区率先提出“机器换人”的概念，浙江计划在未来5 年，每年实施 5000 个机器换人项目，实现 5000 亿元机器换人投资，推动生产“智造化”，倡导工业自动化和无人化的理念，努力协助企业完成转型升级。浙江省对于企业技术改造专项方面的补助，最高补助比额可达 12%。杭州机器人产业联盟近五年内将实施“2811 工程”，即以联盟成员单位为基础建设机器人领域的省级重点实验室和国家级工程中心等两个重点技术支撑平正在浸泡的皮子下脚料（俗称“蓝皮”）煮皮车间 皮子下角料经过多次浸泡后变的又白又肥 涉嫌使用工业明胶制作的空心胶囊 6 台；以联盟整体力量参与杭州市和浙江省 8 个以上骨干行业的“机器换人”工程；完成 100 家以上企业实施“机器换人”工程；培育 10 家以上的机器人核心部件和整机骨干企业。图 1.5 工厂机器生产图 信息化和工业化支持政策 2013 年 9 月，工信部印发信息化和工业化深度融合专项行动计划(2013-2018 年)，国家积极促进两化融合，推动信息化和工业化的高层次的深度结合，提出面向国民经济重点领域智能制造需求，创新智能制造装备产品，提高重大成套设备及生产线系统集成水平。智能化和产业化支持政策 中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要：装备制造行业 7 要提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平，加强重大技术成套装备研发和产业化，推动装备产品智能化。发展物联网的支持政策 2013 年 5 月国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见中明确表示国家对物联网行业的大力支持。国家将提供物联网发展专项资金等支持政策，集中力量推进物联网关键核心技术研发和产业化，大力支持标准体系、创新能力平台、重大应用示范工程等建设。图 1.6 政策支持方向 物联网、大数据成为未来“重要生产力”物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”，业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。物联网带动了大数据，大数据时代是在互联网高速发展的形势下，通过技术、平台等渠道与手段，而实现将一切事物的数字化、数据化与网络化。大数据时代，互联网思维促进行业转型升级的作用越来越明显。基于海量数据资源的挖掘和应机器视觉检测行业信息化无人化智能化工业化物联化 8 用催生的大数据产业，是全球下一个促发创新、角力竞争、提高生产力的前沿领域。图 1.7 大数据时代 公司开发的图像搜索电子商务平台，以生产厂家的产品管理为基础，将数字化产品仓储上传至电商平台；同时作为采购企业的采样工具，可将图片上传至云端，实现图像搜索及匹配，完成卖家和买家的对接。通过图形搜索技术与互联网“大数据”的结合，彻底改变了整体行业的采购与购求模式。9 二、产品与技术 10 杭州利珀科技有限公司，基于自身强大的研发实力、多年的市场经验，在机器视觉表面检测领域拥有绝对权威和市场优势。公司产品集光学、控制学和计算机科学等高尖端学科为一体。在公司成功推出“平面材料检测”和“第一代胶囊”等产品后，根据市场情况不断开发、渗透开拓不同市场，成功研发出系列产品。目前，结合公司的发展战略，公司的主要产品分为两个方向：缺陷检测技术和图像搜索技术。图 2.1 公司产品与技术发展方向 在缺陷检测方面，公司凭借自身强大的研发实力，已成功自主研发出具有核心技术优势和壁垒的塑料片材检测机、空心胶囊缺陷智能评检机（第一代机、第二代机）、磁料材料分拣机、光学玻璃智能分拣系统等五种产品，拥有“利珀空心胶囊缺陷智能检测软件”，“利珀空心胶囊缺陷自动评检机控制系统”，“用于在线剔除异色空心胶囊的高速颜色传感器电路及装置-杭州利珀科技有限公司”5 项专利，目前“塑料片材检测”、空心胶囊缺陷智能评检机（第一代机、第二代机）已成功实现销售。其中，塑料片材已成功销售了 35 台（截止到 2013 年底数据），实现了 294.5 万销售收入；空心胶囊缺陷智能评检机销售了 20 台（截利珀科技缺陷检测塑料片材检测机空心胶囊缺陷智能评检机磁性材料分拣机光学玻璃智能分拣系统图像搜索服装辅料行业图形化搜索电子商务平台 11 止到 2013 年底数据），实现了 288 万销售收入。随着公司主打产品“磁料材料分拣机”、“光学玻璃智能分拣系统”，公司将迎来爆发性发展扩张的黄金时期。在图像搜索方面，公司提出基于图像搜索技术的“图形化搜索电子商务平台”，创新的技术手段和商业模式，颠覆性的解决了行业人工搜索现状。12 第一部分 缺陷检测方面产品 2.1 塑料片材检测机 随着我国国民经济的高速发展，社会需求的增长刺激了平面材料的迅速发展，以塑料材料举例，其生产线主要分布在北京、天津、河北、江苏、浙江、云南、广西等 19 个省、市、自治区，数量总计约 1000 余条，年生产能力约达 600 万吨。玻璃和纸张的生产线则更为发达，另外涉及玻璃、纸张、塑料、薄膜、钢材、纺织、橡胶等其他诸多行业领域，其市场容量不可小觑。其突出特点就是劳动力密集、产品质量水平低。另一方面，随着平面材料下游厂家对产品质量的更高要求，缺陷检测已成为大量生产厂家和企业发展的绊脚石。平面材料的生产过程大都要进过原料溶解、拉伸挤压、冷却定型等工艺，在生产线上都以片状形态进过多个滚轴，最终以轴卷的形式进行收卷，过程中由于原料溶解的不充分、浆料给料不均匀、滚轴表面不光滑等诸多技术因素，表面出现颗粒点、裂纹、划痕、孔洞、气泡、结晶、表皮分层、色斑、麻点等缺陷的情况时有发生，如图 2.1-1 所示。这些缺陷对材料的耐磨性、抗疲劳性、抗腐蚀性和电磁特性等主要特性都有不同程度的影响。在一些平面材料的生产中，例如钢材，表面缺陷不但容易造成断带、堆积、停车等严重生产事故的发生，而且还会严重磨损轧辊，对生产企业造成难以估量的经济和社会影响。13 图 2.1-1 平面材料表面缺陷 注：(a)塑料片材表面的凸点（上）和破点（下）；(b)薄膜表面的气泡（上）和凝胶（下）；(c)玻璃表面的结石（上）和划痕（下）平面材料虽然种类众多，但表面缺陷的形貌大致相同，从数字图像的角度来看都是具有相同特征的，如图 2.1-1(a)上、(b)上和(c)上，因此在检测系统的研发方面，完全有可能实现通用性更好的系统，而不是仅仅针对某种单一材料。现有的技术仅能完成对某一单一材料或较小范围的平面材料进行检测，不能满足企业实际生产过程中的现实需求，我公司研发的“塑料片材检测”突破性地实现了针对平面材料领域的大范围高精度表面缺陷智能检测系统的研究开发，是一款真正实现：检测范围大、检测精度高的智能化平面材料通用表面缺陷检测系统，可以准确识别各平面材料表面缺陷，并记录其特征、大小及位置坐标。现有市场上的主流产品，适用不同材料品类材料有限、不具检测范围空间可拓展性。而我司生产的产品，结构上具有稳定耐用、抗震性能优良、安装简易、模块拆装更换方便等特点；在检测方面具有抗干扰强、检测精度高、缺陷识别准等突出特点；在 14 通用性方面，具有检测模块可扩展，检测范围和精度可调节等特点。解决了平面材料表面缺陷实时检测的难题，实现了平面材料在线检测的自动化和智能化，形成了企业产品质量检测的统一标准。图 2.1-2“塑料片材检测机”相比同类竞争产品竞争优势 图 2.1-3 项目技术路线图 塑料片材表面缺陷检测机安装简易检测精度高软件算法先进，适用性强多维调节性价比高前期准备 负样本采集与框架搭建 单模块自适应参数调节 多模块协作算法自适应调节 图样采集与拼接 数据返回 采集数据发送至上位机 缺陷检测与缺陷坐标确定 平面材料检测 数据汇总 15 2.1.1 产品及工作原理介绍“塑料片材检测机”主要由两部分构成，即采集部分、计算部分、识别部分和汇总部分。采集部分涉及的硬件主要包括检测模块及线性光源，通过单模块的结构设计及自适应算法、多模块自协作算法，实现了在光源亮度不变的情况下对不同种类的平面材料进行采样,并且实现无缝检测区域拼接；计算部分和识别部分的硬件主要包括计算机和基于单片机的控制系统，利用片材表面的缺陷识别和分类算法，并实现计算机与单片机的通讯，以识别各模块检测区域的起始位置和相邻模块检测区域的重叠区域；当发现有较大缺陷存在于材料表面时，还需要以报警等方式提醒用户，以及时作出应对。汇总部分是将多模块的各检测结果汇总为整卷材料检测结果的过程，也涉及多模块的自协作方案。其基本工作原理如下图所示：图 2.1-4“塑料片材检测机”工作流程 其具体的工作流程为：首先面对不同尺寸的平面材料，根据不同尺寸搭建检测框架，然后通过单模块自适应调节灰度等参数对拍照获得的初始待检材料图片进行调整处理，使其达到通用等级。对于大范围内的待检材料，利用多模块协作结构稳定 支持扩展 线阵 CCD 点阵激光器 矫正畸变 空间变换 统一灰度 先进去噪 超分辨技术 识别区域 汇总结果 主体结构设计 检测模块设计 单模块自适应 缺陷检测算法 多模块协作 16 的方式，对所获初始拍照图片在计算机内部进行无缝拼接处理，有效处理边界重叠区域。检测机器框架搭建好之后，让平面材料通过搭建框架，采集图像数据发送给上位机，上位机通过缺陷识别软件，将采集到的数据分析检测出缺陷和缺陷坐标，然后返还给操作系统。操作系统根据收到的数据，汇总并收集。2.1.2 产品结构及应用技术 图 2.1-5 大范围高精度平面材料表面缺陷智能检测系统硬件部分初步设计图(a)前视图；(b)侧视图；(c)顶视图；(d)检测模块放大图。大范围高精度平面材料检测系统的硬件部分如图 2.1-5(a)(c)所示。在系统主体结构设计方面主要解决了结构稳定性和检测模块的可扩展性两个问题：在结构稳定性方面，尺寸化各连接件接口，采用铝合金材料搭建框架式结构，并在支架连接面上采用硅胶等弹性材料作铺垫以有效缓震；在可扩展性方面，采用带有双滑杆式滑槽作为检测模块固定的主支架，搭配相应的检测模块固件，在保证检 17 测模块稳定性的同时，实现了结构的可扩展性。1控制处理机箱；2光学检测设备；3报警装置；4防震框架；5光源；图 2.1-6“塑料片材检测机”示意图 检测模块：1)检测模块 主要由模块固件、高速线阵 CCD 相机和点阵型激光器组成，其中线阵 CCD安装在模块固件的一侧，并在模块固定主支架的垂直平面方向具有一定的倾角；点阵型激光器安装在 CCD 的异侧，其激光投射平面平行于模块固定主支架且垂 5 18 直于待测物体表面。激光投射平面和相机采集平面存在固定的交汇处，如图2.1-7所示，可以通过调整模块固定主支架的高度使得该交汇处位于待检材料的表面。图 2.1-7 检测模块示意图 2)点阵型激光 具有三个作用：1.使相机快速对焦，进而完成相机调节工作，统一采集标准；2.校正畸变并完成图像坐标到世界坐标的变换；3.帮助相邻线阵 CCD 识别重叠检测区域，确定检测区域在整体待检材料的位置。前两项作用属单模块自适应功能，后一项属多模块自协作功能。3)缺陷检测算法 缺陷检测算法方面，主要涉及两大技术：去噪和超分辨技术。生产车间的环境十分复杂，采集的图像会由于材料轻微震动、电流不稳定等因素形成异常缺陷信息影响缺陷的正常检测，例如明暗间隔的波纹等等，这部分特征信息是要与缺陷特征区分开的。如果采用传统的去噪方式，一方面一些缺陷点的信息将会淹没在处理的过程中，另一方面原先缺陷点的细节特征也会变得模糊，给检测精度带来较大的影响。机器利用双边滤波技术、Non-Local means 19 滤波技术等技术，去除异常缺陷信息的同时尽量保留正常缺陷的特征信息。同时，针对基于插值技术和机器学习的超分辨方法，利用超分辨技术，实现呈现更多的表面特征信息，有效区分疑似缺陷和正常缺陷并提高检测精度、消除缺陷点阴影对面积造成的影响，准确判断缺陷点的大小和位置等要求。2.1.3 产品优势技术创新 相比同类竞争产品，我司研发的“塑料片材检测机”存在如下几个方面的创新：1.有效克服机械震动的检测系统结构，如图 2.1-8，实现了公司机器在平面材料的生产设备上的实时在线高精度检测。由于生产设备在运行过程中会由于原料泵等部件的震动引起相机或光源的伴随抖动，引起离焦或丢失光源照明位置的情况，从而导致系统功能失效。要实现高精度检测，就要令相机精确对焦到线阵光源所照 射的线状区域。核心元件为具有缓存功能的高分辨率高速线阵 CCD 和高亮度线型光源。图 2.1-8 震动引起的系统功能失效示意图 20 2.可扩展检测模块结构设计，使平面材料的大范围高精度缺陷检测成为可能。为了实现线阵 CCD 的快速对焦和准确定标，需要利用其他元件加以配合，形成检测组件；当待检产品宽度较大，需要使用多个 CCD 元件时，为了在保证检测精度的前提下实现各相机之间的智能协作，使安装、调节、维修及升级工作更加方便快速，需要检测组件集成为具有统一标准的模块。该单一模块具有独立的定标、采集、计算等功能，并可根据实际需求扩展为多模块系统，实现大范围高精度缺陷检测需求。3.单模块自适应算法及多模块协作，大幅度提高机器的检测精度和检测范围。系统在安装时存在结构差异（包括相机和光源的高度、倾角等）和在检测中存在环境差异（检测环境光强和待检品反光度等），系统需要具备足够的自适应性能，从而快速调节曝光时间及光源位置等硬件以满足正常检测的基础条件。其中，单个检测模块需具备快速对焦、定标等自适应功能，以统一图像采集标准，完成图像坐标到世界坐标的转换，以保证检测通用性和位置信息精度；在多模块检测系统中，系统需自动分辨模块数量和次序，相邻模块在单模块自适应的基础上，可自动识别交叉检测区域，分辨各模块检测区域在整片材料中的位置，最终准确汇总检测结果，实现平面材料的大范围高精度的缺陷检测。4.平面材料缺陷检测算法，提高检出率的同时降低了误检率。从平面材料表面采集到的可疑缺陷信息中，不仅包括不同种类的缺陷信息，还包括一些干扰检测的疑似缺陷信息，比如灰尘、毛发等，以及一些由于外界因素引起的异 21 常缺陷信息，比如震动引起的图像波纹、对焦异常引起的部分信息丢失等等。系统实现了准确识别缺陷信息，区分缺陷特征，有效排除干扰信息和异常信息。表 2.1 大范围高精度平面材料智能检测系统技术指标 检测项目 最小检测精度(mm)检测容许误差(mm)漏检率 误检率 缺陷面积检测 点状缺陷 0.1 0.1 1%3%线状缺陷 0.1 0.1 5%面状缺陷 0.3 0.3 不允许 缺陷位置检测 横向 0.5 2 纵向 1 5 大范围高精度平面材料智能检测系统在整体技术指标上的要求如下：1.单模块最大检测范围/最小检测精度 8000；2.至少实现 3 检测模块协作的检测系统，检测范围 21000mm；3.至少实现三种材料的在线检测；4.连续工作时间 168 小时。2.1.4 产品意义 公司现有产品已成功推出了片材检测机并成功实现销售。除此之外，公司新研究的平面材料检测机更有望在玻璃、纸张、塑料、薄膜、太阳能板材、布匹等平面材料的缺陷智能检测方面获得广泛应用；另外，技术方面的积累和储备，也 22 为企业注入科技能量，提高企业生产力，加强企业竞争力。2.1.5 技术壁垒 视觉检测定位装置，专利号 ZL201320498658.0 著作权详见附录。2.2 第二代空心胶囊智能评检机 我国空心胶囊年产量已高达 2000 亿粒，占世界总产量的 30%，并且每年保持两位数的增长。然而空心胶囊从生产线出产后表面存在黑点、气泡等多种缺陷，所以在交付给药厂之前每颗胶囊都必须要经过人工分拣，以保证质量。然而人工检测存在以下问题：1)效率低，稳定性差，个体差异大；2)受目前普遍存在的用工荒、招工难等问题影响，企业检测工人短缺。企业虽然大幅度提高了人力成本支出，但依然无法解决检测量与产量匹配的问题，产品检测成为了制约企业产量和效益提升的关键瓶颈。另一方面，我司于2012 年 9 月完成了一代机的研发工作，并于同期投放市场。虽然一代评检机在检测速度（最快 10 万颗/小时）、漏检率1（平均0.1%）、误检率2（平均求 下游：供2000 台 30 万 6 亿元 辅料检测市场 10000 台 3 万 3 亿元 光学玻璃智能分拣系统 1000 台 22 万 2.2 亿元 合计 15.4 亿元 数据来源：各行业协会数据 f.新市场机会 除了利珀目前已经进入的细分市场领域，机器视觉检测技术在很多领域中都具备明显的优势。利珀拥有广阔的市场空间。6 Touch Panel Industry,Kaifa Technology2011 57 表 3.2 传统检测与新兴检测的对比及优势 3.3 目标市场以空心胶囊缺陷智能评检机为例 根据公司目前的产品，目前的市场定位为：表 3.4 目标市场 空心胶囊缺陷智能评检机 胶囊厂家 塑料片材检测 塑料片材厂家 光学玻璃智能分拣系统 光学玻璃生产厂家 磁性材料检测 大型磁性材料生产厂家 以公司目前主打产品空心胶囊缺陷智能评检机为例分析公司的目标市场地位：应用领域 样品待检参数 传统检测方式 机器视觉方优势 仪表板智能检测 检测速度表、水温表等仪表指针的指示误差；检测其中的信号报警灯和若干照明灯是否损坏或漏装；人 工 目 测 方 法 检查，误差大，可靠性差，不能满足自动化生产的需要；克服了人工检测所造成的各种误差，智能化、全自动、高精度、快速质量检测，大大提高了检测效率。形状尺寸智能检测 各种配件上的规则形状的外形尺寸检测，包括电路印刷板，圆孔的半径和位置，方孔的长宽和位置等等；人工检测，效率低，精度低，可靠性差；标准统一，实现了智能化、全自动、高精度、快速质量检测，大大提高了检测效率。纸币印刷质量检测 对纸币生产流水线上的纸币 20 多项特征（号码、盲文、颜色、图案等）进行比较分析，检测纸币的质量；人工抽样目测，效率极低，误差非常大，无法满足检测需求；智能化、全自动、高精度、快速质量检测，大大提高了检测效率。瓶装液体流水线检测 瓶口是否破损、液体在装瓶过程中是否溢出或装未满 人工抽样目测，效率很低，无法快速分拣不合格样品 全自动、高精度、快速质量检测，满足工业流水线生产的需求 智能交通管理系统 违章监控，车牌识别，电子门卫 人工无法取代 实现智能化、全自动、高精度的科技信息化管理 三维信息检测系统 例如汽车车身轮廓尺寸的智能检测 人工无法取代 各参数检测信息准确，可提供质量报告，同时对生产 工 艺 有 积 极 的 指 导 意义。58 3.3.1 目标市场分析 a.按区域分 表 3.5 利珀科技有限公司零部件采购清单 特点选项/区域 东南部 中西部 北部 产业群分布情况 浙、沪、苏、粤四大省胶囊产业发展良好 胶囊产业发展较弱 北京、天津等胶囊产业发展较好 经济发展情况 发达 较为落后 发达 外贸经济情况 发达，胶囊出口比重大 较为落后 较发达，胶囊出口比重稍小 产业结构 轻工业为主 轻工业（第一产业）重工业为主 b.按空心胶囊产业链分 将胶囊厂按规模进行细分的市场如图 3.3-1。其中用颜色区分成 3 个区域：图 3.3-1 胶囊厂按规模进行细分市场 60%区域大型胶囊厂 在胶囊行业内部有一行业准则即，上游药厂对空心胶囊生产企业的空心胶囊质量要求十分严格，小小一颗胶囊外观的缺陷就可以整批胶囊无条件退回，加之60%30%10%大型胶囊企业中型胶囊企业小心胶囊企业 59 国家有关政策规定。因此对于大规模的胶囊生产龙头企业十分需要检测缺陷齐全、精度较高、速度较快的检测仪器来代替人工分拣线，消除劳动力成本过高和人工检测效果差的现状来应对更大挑战，因此迫切需求胶囊全自动检测机。并且大型企业已具有一定规模和实力，可在机器代替人工即注入科技力量来提高生产力和增强企业竞争力方面投入较大成本。30%区域中型胶囊厂 中小型生产规模的胶囊企业，以私有、较小投资为主的胶囊生产厂家。由于行业内激烈的竞争和国家政策影响，这类企业数量较多，面临大部分整改甚至被大型厂家兼并。企业对产品的品质要求应该更高，因此检测员工成本负担加重，但是企业成本承受能力不如大型企业，所以此类企业为转型升级、拓展业务和开发更广阔的市场，也迫切需要胶囊自动检测机。10%区域小型胶囊厂 小型生产规模的胶囊企业，主要是家族式小作坊形式盘踞，生产中低端产品。对生产胶囊的质量和品质重视度低，厂家的自觉送检动力小，但人工成本压力日益加大，因此还是比较需要的。3.3.2 目标市场选择 目前国内空心胶囊生产企业