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先臨視角 | 江騰飛:20年匠心,踐行「用戶思維」的技術(shù)創(chuàng)新方法論
2024.12.09
編者按:關(guān)于《先臨視角》系列
先臨三維,從2004年成立至今,專注高精度三維視覺技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用20年,已成為國(guó)際知名品牌。這背后,有哪些故事?如何精準(zhǔn)定位,持續(xù)深耕,打造先臨精度的行業(yè)標(biāo)桿?三維視覺的應(yīng)用方案及未來趨勢(shì)是什么?我們將請(qǐng)先臨三維的大咖們?cè)凇赶扰R視角」欄目,分享先臨精神、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與前沿觀點(diǎn)。
“人們眼中的天才之所以卓越非凡,并非天資超人一等,而是付出了持續(xù)不斷的努力。1萬小時(shí)的錘煉是任何人從平凡變成世界級(jí)大師的必要條件?!边@是格拉德威爾在《異類》中關(guān)于“一萬小時(shí)定律”的解釋。如果將此定律沿用到科技企業(yè),還需加上注解——回歸用戶思維,專注技術(shù)創(chuàng)新與迭代。
先臨三維沿循著上述邏輯,在紛繁復(fù)雜的高精度三維視覺賽道上角逐,挖深做專技術(shù),拓寬應(yīng)用邊界。本期,我們專訪了先臨三維副總裁江騰飛博士,為大家剖析先臨三維20年來以用戶需求為導(dǎo)向的研發(fā)與實(shí)踐。
以下內(nèi)容根據(jù)訪談?dòng)涗?,整理所得?br />
今年是先臨三維成立的第20年,也是專注高精度3D視覺技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的第20年。
高精度3D視覺技術(shù),涉及機(jī)器視覺、光學(xué)、傳感器技術(shù)等多領(lǐng)域知識(shí),易做難精。從研發(fā),驗(yàn)證,合規(guī),樣機(jī),再到量產(chǎn),技術(shù)產(chǎn)品化至少3-4年,回報(bào)周期長(zhǎng)。更難的是,客戶的應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜,業(yè)務(wù)專業(yè)性高,深厚的行業(yè)Know-how和技術(shù)沉淀至關(guān)重要。
對(duì)于資源、精力、時(shí)間寶貴且有限的企業(yè)而言,基本盤在于錨定技術(shù)創(chuàng)新方向,保持戰(zhàn)略定力。
管理學(xué)之父德魯克認(rèn)為:用戶和社會(huì)的需要是技術(shù)創(chuàng)新的方向與根源。多數(shù)硬科技的發(fā)展規(guī)律也印證了這一說法。以手機(jī)為例,蘋果之所以能從眾多智能機(jī)品牌中脫穎而出,正是因?yàn)檎覝?zhǔn)用戶痛點(diǎn),帶來了出色的用戶體驗(yàn),讓界面交互、系統(tǒng)之美有所施展,成為主流。
20年來,先臨三維始終聚焦高精度3D數(shù)字化解決方案,不斷探索并且竭盡所能地滿足核心需求。
歷行業(yè)之苦,知行業(yè)之難,才懂得解行業(yè)之痛。于是,先臨研發(fā)團(tuán)隊(duì)頻繁進(jìn)入終端應(yīng)用場(chǎng)景,聆聽意見,體驗(yàn)和分析用戶痛點(diǎn),再跟產(chǎn)品經(jīng)理共同提煉需求,明確產(chǎn)品研發(fā)路徑。


先臨三維專注高精度工業(yè)3D掃描和齒科數(shù)字化兩條產(chǎn)品線。在工業(yè)領(lǐng)域,如軌道交通、能源重工、工程機(jī)械、電子電器等各行業(yè),裝配與制造過程均涉及眾多精密零部件,傳統(tǒng)的抽樣、人工、接觸式檢測(cè)方式無法反映全貌,有時(shí)微米級(jí)的偏差也會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)波動(dòng)。齒科類似,正畸、種植不僅需要患者長(zhǎng)時(shí)間張口咬硅橡膠印模,而且在后期制取、郵寄過程中,所產(chǎn)生的誤差會(huì)影響齒科產(chǎn)品的制作精度,進(jìn)而影響患者的佩戴體驗(yàn)和治療效果。
盡管應(yīng)用的行業(yè)各不相同,但高質(zhì)量的要求是共通的。客戶的核心需求都是通過高精度三維視覺技術(shù),獲得精準(zhǔn)的三維模型和尺寸信息,以實(shí)現(xiàn)更高效率、更佳品質(zhì)以及更低損耗的精密制造和精細(xì)控制。
目前,先臨三維工業(yè)3D掃描儀精度最高可達(dá)4微米,口腔數(shù)字印模儀已能將單顆牙齒的誤差控制在10微米以內(nèi),高精度和高效率成為先臨的技術(shù)護(hù)城河,填補(bǔ)了非接觸式光學(xué)掃描領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)空白,被評(píng)為國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍。

為了提質(zhì)增效的剛需而創(chuàng)新,而不是為了標(biāo)新立異而創(chuàng)新。這是先臨三維20年來所堅(jiān)持的用戶思維,是我們技術(shù)創(chuàng)新的方向,也是企業(yè)價(jià)值觀的體現(xiàn)。
當(dāng)找準(zhǔn)用戶需求之后,如何快速響應(yīng)?力圖通過技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)采集及應(yīng)用,又該付出怎樣的努力?
先臨三維給出的答案是:態(tài)度上,時(shí)刻秉持做專技術(shù)、做精產(chǎn)品、做好服務(wù)的匠心精神;行動(dòng)上,把3D視覺技術(shù)鉆研得更深、更精、更透,同時(shí)深刻理解下游終端行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景。
先臨三維創(chuàng)立之初,可借鑒的3D技術(shù)和產(chǎn)品少之又少,全靠團(tuán)隊(duì)摸著石頭過河。另一邊,應(yīng)用場(chǎng)景非標(biāo)化、行業(yè)門檻高,工程師的知識(shí)面要足夠?qū)?,產(chǎn)品開發(fā)才能游刃有余。
自研和終端的不確定性、復(fù)雜性拉長(zhǎng)了開發(fā)周期,考驗(yàn)的是工程師的韌性耐心、學(xué)習(xí)能力,以及公司長(zhǎng)期主義的信念。

在工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域,2010年以前,中國(guó)能滿足高端制造領(lǐng)域要求的高精度非接觸式光學(xué)三維測(cè)量技術(shù)才剛剛起步,高精度3D測(cè)量設(shè)備主要依賴于進(jìn)口。
回應(yīng)需求,公司擴(kuò)建研發(fā)團(tuán)隊(duì),自研圖像采集裝置、激光器等器件,再開發(fā)適配的算法,精度大幅提高。但棘手的是,到了實(shí)際工業(yè)環(huán)境中,存在光照變化、溫度波動(dòng)、震動(dòng)干擾等復(fù)雜情況,精度效果不穩(wěn)定。團(tuán)隊(duì)就把工序分成多個(gè)環(huán)節(jié),逐一檢測(cè),挖掘出上百個(gè)導(dǎo)致精度不穩(wěn)定的控制點(diǎn),并到工廠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。
十幾年的不懈努力,技術(shù)團(tuán)隊(duì)的輪轉(zhuǎn)測(cè)試,最終實(shí)現(xiàn)從幾十微米到四微米的精度提升,且穩(wěn)定性受到了客戶的認(rèn)可。

作為國(guó)內(nèi)首批3D視覺掃描企業(yè),只要是用戶剛需,先臨愿意給團(tuán)隊(duì)足夠時(shí)間鉆研短期內(nèi)不產(chǎn)生收益的技術(shù),夯實(shí)技術(shù)基座;相應(yīng)的,研發(fā)同事也能沉下心打磨產(chǎn)品,精益求精,探索各個(gè)終端行業(yè)的知識(shí),不斷在非標(biāo)場(chǎng)景中提煉出可復(fù)用的技術(shù)模塊,矢志惠及更多領(lǐng)域的客戶。
2011年,先臨開始攻關(guān)口腔三維掃描技術(shù)。牙體上表面不平、較深的孔洞、倒凹、唾液濕潤(rùn)等會(huì)導(dǎo)致光反射不均勻,以及磨牙區(qū)鄰面和近齦緣處的牙體形態(tài),都是3D掃描儀的天然障礙,噴粉作為產(chǎn)品的初代方案,會(huì)影響診療體驗(yàn),違背了用戶為先的技術(shù)原則,公司果斷放棄發(fā)布,決定繼續(xù)打磨產(chǎn)品。
為了攻克技術(shù)難點(diǎn),研發(fā)團(tuán)隊(duì)互掃口腔,采集、清洗、標(biāo)注幾十萬幀數(shù)據(jù),涉及頰部側(cè)、牙齦、牙槽嵴、咬合面等,本可以交給外包團(tuán)隊(duì)處理的數(shù)據(jù)清洗工作,研發(fā)團(tuán)隊(duì)在親自上手的同時(shí),口腔醫(yī)學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備也大幅提升。最終經(jīng)過成千上萬次測(cè)試,揪住了每一個(gè)導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)層、掃描卡頓和回拼的“嫌犯”,優(yōu)化了口掃實(shí)時(shí)掃描功能。

20年,從單點(diǎn)技術(shù)突破,到全鏈路應(yīng)用創(chuàng)新,團(tuán)隊(duì)為客戶創(chuàng)造價(jià)值的技術(shù)目標(biāo)逐漸落地為實(shí),而這其實(shí)也得益于先臨對(duì)于研發(fā)的重視和長(zhǎng)期投入。
先臨連續(xù)十余年將年?duì)I收的20%以上投入研發(fā),研發(fā)人員超四成,500多名研發(fā)工程師奮斗在公司位于杭州、天津、成都的研發(fā)中心,建立了通過CNAS認(rèn)可的精度實(shí)驗(yàn)室,擁有近300項(xiàng)授權(quán)專利和100多項(xiàng)軟件著作權(quán),參與起草、制定1項(xiàng)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范、1項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、2項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
一系列數(shù)字背后,體現(xiàn)的是企業(yè)對(duì)于技術(shù)創(chuàng)新的決心。當(dāng)技術(shù)成果反哺到產(chǎn)品,先臨三維得以進(jìn)一步將產(chǎn)品創(chuàng)新“卷”到用戶核心需求上。
用戶核心需求與先臨核心技術(shù)雙向奔赴,讓“中國(guó)智造”的三維測(cè)量設(shè)備真正賦能汽車工業(yè)、能源重工、電子電器、精準(zhǔn)醫(yī)療、藝術(shù)文博、教育科研等領(lǐng)域。

“用戶思維”的科技創(chuàng)新仍要以技術(shù)為基石,強(qiáng)化產(chǎn)品迭代更新能力,才能使企業(yè)保持磅礴的生命力。
如何有效地迭代?一個(gè)美國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)顯示:由盲人還原打亂的魔方,假設(shè)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)一次,用137億年才能復(fù)原,但如果盲人每轉(zhuǎn)動(dòng)一次魔方,就能收到一次反饋,只需150秒就能拼好。
同理,先臨產(chǎn)品所展現(xiàn)出的高效進(jìn)化能力的背后,既有以用戶需求為導(dǎo)向的技術(shù)儲(chǔ)備,也有對(duì)客戶反饋的迅速響應(yīng)。
以大體積物件的全尺寸三維測(cè)量為例,精度誤差隨著數(shù)據(jù)拼接次數(shù)增加而累積變大。工程師跟客戶交流后,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)攝影測(cè)量方案的弊端:從不同角度拍攝物件及編碼點(diǎn),再導(dǎo)入軟件計(jì)算,以獲得工件的空間框架位置,而拍攝角度不足或數(shù)量偏少都會(huì)影響精度,且步驟繁雜,粘貼去除編碼點(diǎn)耗時(shí)耗力。

為了簡(jiǎn)化操作,研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出擺脫編碼點(diǎn)的想法,但若缺少掃描定位,極易拼接錯(cuò)層,精度累積誤差增大。工程師選擇汽車作為樣件,花費(fèi)數(shù)月,掃描千遍,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,訓(xùn)練算法的穩(wěn)定性。
最終,團(tuán)隊(duì)研發(fā)出無需編碼點(diǎn)的多目攝影測(cè)量技術(shù):通過全角度連續(xù)拍攝,幾分鐘便可獲取上萬張圖像,視頻流式的呈現(xiàn)便于實(shí)時(shí)查看補(bǔ)充,保證全局尺寸精度水平;此外,多相機(jī)拍攝,可交叉驗(yàn)證結(jié)果,無需編碼點(diǎn)也能準(zhǔn)確確定三維空間關(guān)系;并且在同一套系統(tǒng)內(nèi)即可完成,又搭配了智能后處理功能,降低用戶的操作門檻。
如今,這套方案的精度水平已通過浙江省計(jì)量科學(xué)院的認(rèn)證,并應(yīng)用于船舶、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、軌道交通等大件測(cè)量檢測(cè)中。

這只是通過用戶反饋,迭代產(chǎn)品的一個(gè)縮影,類似的例子還有很多:
針對(duì)有高精度要求且不便貼標(biāo)志點(diǎn)的大型物件,先臨研發(fā)了智能自定位和光學(xué)追蹤技術(shù);為了幫客戶擺脫線纜束縛,擁有靈活自由的掃描體驗(yàn),工業(yè)、齒科無線一體化三維掃描儀應(yīng)運(yùn)而生;口腔醫(yī)生反映,準(zhǔn)確獲取全口無牙患者的口內(nèi)掃描數(shù)據(jù)是長(zhǎng)期存在的挑戰(zhàn),先臨通過將工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于齒科數(shù)字化,成功解決上述難題,為患者帶來舒適便捷的診療方案;晦澀的醫(yī)學(xué)術(shù)語不便于患者理解,于是我們開發(fā)了口腔健康檢查報(bào)告,病情可視化、可追溯和可預(yù)測(cè)。
每獲取一份反饋,都意味著高精度三維掃描技術(shù)前進(jìn)一步。
海水有潮汐,行業(yè)有周期。人類社會(huì)正大步邁入數(shù)字化時(shí)代,隨之產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)波動(dòng)和商業(yè)范式轉(zhuǎn)移,令一些企業(yè)措手不及。
過去20年,先臨三維,用“長(zhǎng)期主義”穿越周期。公司不僅投入時(shí)間精力,專精真正解決用戶痛點(diǎn)的事情,還重視底層技術(shù)的自研與儲(chǔ)備,搭建了技術(shù)平臺(tái)。當(dāng)技術(shù)底座成為各個(gè)產(chǎn)品的“地基”,產(chǎn)品的批量化迭代以及規(guī)?;瘧?yīng)用成為可能,技術(shù)價(jià)值便開始裂變。
面向未來,先臨會(huì)繼續(xù)聚焦長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,并預(yù)見新的需求,這既是對(duì)技術(shù)的投資,也是企業(yè)在未來市場(chǎng)上搶占制高點(diǎn)的底氣。

隨著技術(shù)難點(diǎn)的不斷突破,用戶反饋逐日累加,以及新需求被激發(fā),終端行業(yè)向著數(shù)字化、智能化發(fā)展,高精度3D視覺面對(duì)的將是一個(gè)無限想象力的增量市場(chǎng),更大規(guī)模的應(yīng)用將被拓展。
具體而言,一些精密制造業(yè)的檢測(cè)動(dòng)作將從低頻轉(zhuǎn)向高頻,從抽檢到全檢,從原先生產(chǎn)工序的最后一道篩選環(huán)節(jié),拓展到涉及測(cè)量檢測(cè)的所有環(huán)節(jié)中,讓質(zhì)量從結(jié)果控制走向源頭和過程的控制。
通常,工廠通過分析產(chǎn)品不合格的原因,以提高良率。過去,只能每個(gè)環(huán)節(jié)調(diào)數(shù)據(jù)、找原因。而未來,利用高精度三維掃描技術(shù),將從離線檢測(cè)轉(zhuǎn)為線上檢測(cè),融入每一道加工工序中,機(jī)器通過對(duì)比數(shù)據(jù)自動(dòng)判斷是否有瑕疵,實(shí)時(shí)幫助產(chǎn)線干預(yù)和決策,形成檢測(cè)閉環(huán)。數(shù)字化、智能化的檢測(cè),大幅提升生產(chǎn)品質(zhì)與效率,減少浪費(fèi)。

當(dāng)然,3D數(shù)字化的機(jī)遇不止于此,這意味著,高精度3D視覺企業(yè)需要完成艱難的技術(shù)進(jìn)化,不止?jié)M足用戶當(dāng)下的需求,還要引領(lǐng)、甚至創(chuàng)造新的應(yīng)用場(chǎng)景,以適應(yīng)未來更高要求。
20年長(zhǎng)路漫漫,先臨從市場(chǎng)的先行者,到今天站立在3D視覺行業(yè)的潮頭,驗(yàn)證了技術(shù)路徑的可行性:堅(jiān)持高強(qiáng)度的研發(fā)投入,建立可擴(kuò)展的底層技術(shù)平臺(tái),并探索行業(yè)痛點(diǎn),滿足高質(zhì)量要求,落實(shí)反饋,長(zhǎng)期秉持為用戶創(chuàng)造價(jià)值的初心。
我們堅(jiān)信,唯有圍繞社會(huì)剛需推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新,才能真正回歸價(jià)值創(chuàng)造的根本。
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