“ 30% 是技術(shù)創(chuàng)新，30% 是產(chǎn)品可靠性，剩下的 40% 就是量產(chǎn)?！敝茜f(shuō)道

“解決量產(chǎn)問(wèn)題后，心情有輕松點(diǎn)嗎？”億歐提問(wèn)道。       周琨抿了抿嘴，說(shuō)道：“現(xiàn)階段解決了年量產(chǎn)幾十萬(wàn)臺(tái)的事情，下一階段又會(huì)有新的事情去解決。畢竟量產(chǎn) 50 萬(wàn)臺(tái)和 100 萬(wàn)臺(tái)遇到的問(wèn)題又會(huì)不一樣。”       近日，一篇“流水線上的深圳博士”在網(wǎng)上廣泛流傳，為大家掀開(kāi)了科研博士們投身創(chuàng)業(yè)需奔赴制造一線的故事。時(shí)隔半年，億歐再次采訪了文章中的主人公之一-歡創(chuàng)科技創(chuàng)始人周琨，聽(tīng)聽(tīng)他在量產(chǎn)激光雷達(dá)過(guò)程中的故事。

順“服務(wù)機(jī)器人”之勢(shì)，瞄準(zhǔn)激光雷達(dá)

近幾年，在懶人經(jīng)濟(jì)興起的牽引，消費(fèi)升級(jí)趨勢(shì)的助力，以及智能家居風(fēng)口的帶動(dòng)下，我國(guó)掃地機(jī)器人迎來(lái)了初具規(guī)模的發(fā)展市場(chǎng)。深耕計(jì)算機(jī)視覺(jué)空間定位領(lǐng)域的周琨也曾在多種場(chǎng)合表達(dá)自己對(duì)掃地機(jī)器人市場(chǎng)的看好。

根據(jù)中怡康數(shù)據(jù)顯示，2013-2017 年間中國(guó)掃地機(jī)器人銷(xiāo)售量及銷(xiāo)售額雙升，且維持高速增長(zhǎng)，5 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)了翻倍式發(fā)展。但相對(duì)于歐美，中國(guó)掃地機(jī)器人滲透率仍然較低，未來(lái)仍面臨廣闊的市場(chǎng)。

掃地機(jī)器人經(jīng)歷了三次技術(shù)變革，根據(jù)清掃路徑進(jìn)行劃分，分為隨機(jī)類(lèi)和規(guī)劃類(lèi)。第一代的隨機(jī)行走式掃地機(jī)器人用戶體驗(yàn)及其糟糕，直到智能導(dǎo)航式的掃地機(jī)器人出現(xiàn)后，才將市場(chǎng)潛力激發(fā)出來(lái)。

周琨認(rèn)為，掃地機(jī)器人的更新升級(jí)、升級(jí)換代是勢(shì)在必行，最終一定會(huì)從隨機(jī)盲撞式的掃地機(jī)器人走向智能的、導(dǎo)航式的掃地機(jī)器人的方向發(fā)展，而標(biāo)配激光雷達(dá)的掃地機(jī)器人將成為市場(chǎng)主流。

利用幾何原理進(jìn)行測(cè)量的激光雷達(dá)的工作原理并不難理解。光源發(fā)射出一束激光，光束在碰到物體后再返回至圖像傳感器，雷達(dá)模塊根據(jù)發(fā)送和接收信號(hào)在圖像傳感器上的成像，利用事先標(biāo)定的幾何參數(shù)，就能計(jì)算出發(fā)射器與物體的距離。

在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，激光雷達(dá)憑借較高的距離分辨率、角分辨率，可以反饋距離、角度、反射強(qiáng)度等豐富信息，進(jìn)而生成多維度的圖像，來(lái)協(xié)助系統(tǒng)對(duì)探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)知。

根據(jù)路透社的數(shù)據(jù)整理，過(guò)去三年約有 50 家激光雷達(dá)初創(chuàng)公司獲得了總計(jì)超過(guò) 10 億美元的投資，其中 2018 年獲得了 4.2 億美元。不難看出，激光雷達(dá)成為了從業(yè)者趨之若鶩的沃土。而在探索業(yè)務(wù)場(chǎng)景的過(guò)程中，歡創(chuàng)也早早瞄準(zhǔn)了這一領(lǐng)域。

經(jīng)過(guò)兩年的探索和準(zhǔn)備，歡創(chuàng)科技的激光雷達(dá)產(chǎn)品線已于去年量產(chǎn)出貨，并成為國(guó)內(nèi)外不少機(jī)器人客戶的獨(dú)家雷達(dá)供應(yīng)商?！拔覀兘衲暾w業(yè)務(wù)重點(diǎn)是在掃地機(jī)器人領(lǐng)域，預(yù)計(jì)占比將會(huì)達(dá)到 90% 以上，其中，Camsense X1 是我們今年的主要產(chǎn)品?！敝茜硎尽?

與大多數(shù)掃地機(jī)廠商昂貴的市場(chǎng)采購(gòu)價(jià)相比，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，歡創(chuàng)的激光雷達(dá)成本大幅降低。

“激光雷達(dá)與其他電子產(chǎn)品一樣，有淡旺季之分。我們一般按單生產(chǎn)，淡季的出貨量大概在 3 萬(wàn)臺(tái)，旺季的會(huì)達(dá)到 10 萬(wàn)臺(tái)甚至更高。”周琨說(shuō)道。

打開(kāi)市場(chǎng)，評(píng)價(jià)和可靠缺一不可

在高額成本的桎梏下，激光雷達(dá)一度被認(rèn)為只可炫技，無(wú)法量產(chǎn)，其成本主要由物料成本和生產(chǎn)成本兩部分構(gòu)成。

目前，市場(chǎng)上主流的機(jī)器人用激光雷達(dá)大多采用工業(yè)級(jí)線性圖像傳感器，其傳感器幀率高，但昂貴的價(jià)格的成本讓激光雷達(dá)在機(jī)器人領(lǐng)域的普及受到很大的限制。加上其垂直視野只有0.15 到0.16°左右，對(duì)裝配精度和穩(wěn)定性要求極高，規(guī)模量產(chǎn)受到挑戰(zhàn)。

“在使用過(guò)程中，產(chǎn)品的跌落、外部震動(dòng)以及高低溫造成的輕微形變，都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性造成影響，無(wú)形中增加了售后成本。”周琨指出。

除傳感器之外，另一高昂的成本來(lái)源就是芯片。

激光雷達(dá)以旋轉(zhuǎn)掃描的方式工作，一個(gè)光源掃一圈，得到一條 360 度的水平環(huán)形視線。光源越多，視線越密集，實(shí)時(shí)地圖的分辨率越高。以傳統(tǒng)的方式增加激光雷達(dá)線數(shù)會(huì)造成產(chǎn)品體積成倍放大，同時(shí)增加量產(chǎn)難度。為縮減激光雷達(dá)的體積，這就需要運(yùn)算能力強(qiáng)，效率高的專(zhuān)用芯片。

出于成本上的考慮，同時(shí)避免“卡脖子”現(xiàn)象的發(fā)生，歡創(chuàng)采用了定制面陣消費(fèi)級(jí)傳感器和自研的激光雷達(dá) ASIC 專(zhuān)用芯片 Camsense C1。其面陣消費(fèi)級(jí)傳感器成本達(dá)到了消費(fèi)級(jí)水平，垂直視野能達(dá)到 30-40 度，同時(shí)內(nèi)置了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的圖像處理算法，可使得幀率達(dá)到 2000Hz 以上。

近年來(lái)許多傳感器都在走這樣的路線，即使用普通消費(fèi)級(jí)元件+獨(dú)特算法，所以成本一下子就降下來(lái)了。

“我們從17年初就著手準(zhǔn)備做自己的芯片，于 18 年底研發(fā)成功并成功推出市場(chǎng)?！敝茜硎?，目前其它品牌所采用的激光雷達(dá)的幀率其實(shí)能達(dá)到 4000Hz，但是受限于后端的運(yùn)算能力和效率，只達(dá)到了 1800Hz。

想要打造一款市場(chǎng)接受度高的產(chǎn)品，光平價(jià)不夠，可靠性也至關(guān)重要。在成千上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)中，歡創(chuàng)設(shè)計(jì)了非常嚴(yán)格的研發(fā)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)以確保產(chǎn)品的穩(wěn)定。

舉個(gè)簡(jiǎn)單例子，當(dāng)一臺(tái)掃地機(jī)在室外工作時(shí)，從視覺(jué)傳感器的角度來(lái)看，攝像頭極其容易受到背景光或者強(qiáng)光的干擾，導(dǎo)致信號(hào)被陽(yáng)光淹沒(méi)，測(cè)距功能完全失效。因此，歡創(chuàng)的測(cè)試中包含了高強(qiáng)度抗強(qiáng)光的干擾測(cè)試，保證產(chǎn)品在夏天室外正午都可以正常工作。

其他測(cè)試還包括長(zhǎng)時(shí)間使用壽命測(cè)試、嚴(yán)酷的高低溫存儲(chǔ)測(cè)試、嚴(yán)格的震動(dòng)、跌落測(cè)試以及高強(qiáng)度抗粉塵測(cè)試。

一款產(chǎn)品在上市之前，會(huì)經(jīng)歷研發(fā)、測(cè)試、試產(chǎn)、量產(chǎn)等幾個(gè)階段。據(jù)悉，歡創(chuàng)科技擁有自己的試產(chǎn)車(chē)間，所有的產(chǎn)品在量產(chǎn)之前都會(huì)在試產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行試生產(chǎn)。

“自 2018 年建成自己的試產(chǎn)車(chē)間，我們前后已經(jīng)試生產(chǎn)將近幾千臺(tái)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品僅用規(guī)模化量產(chǎn)前的試生產(chǎn)，不會(huì)作為最終產(chǎn)品售賣(mài)，最后是全部報(bào)廢?！敝茜f(shuō)道。

講完了研發(fā)、測(cè)試和試產(chǎn)，接下來(lái)談?wù)勵(lì)H具挑戰(zhàn)性的量產(chǎn)環(huán)節(jié)。

量產(chǎn)不易，嚴(yán)控供應(yīng)商選擇和生產(chǎn)流程

站在技術(shù)理論的前沿，將理論落地生產(chǎn)，并不是一道容易跨過(guò)的關(guān)口。一路走來(lái)，歡創(chuàng)在量產(chǎn)激光雷達(dá)這條路上也經(jīng)歷了各種關(guān)口的考驗(yàn)。

這期間最大的挑戰(zhàn)莫過(guò)于標(biāo)準(zhǔn)建立的過(guò)程。

當(dāng)前，激光雷達(dá)行業(yè)尚未形成業(yè)內(nèi)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)客戶并不清楚自己所需的激光雷達(dá)產(chǎn)品的使用壽命、抗沖擊性、抗高溫低溫性等參數(shù)具體應(yīng)該設(shè)置在哪些閾值區(qū)間，一般都是等到產(chǎn)品出貨，客戶遇到問(wèn)題后再進(jìn)行反饋。

一來(lái)一回，生產(chǎn)調(diào)試的成本特別大。

“前期由于缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于什么是合格、可靠的激光雷達(dá)并沒(méi)有統(tǒng)一的判斷規(guī)則。好在我們接觸的客戶比較多，而且前期都是以業(yè)內(nèi)品牌客戶和大型的方案公司為主，他們具備較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，會(huì)給我們提出這樣、那樣的要求?！敝茜赋?。

“當(dāng)時(shí)我們的做法就是采集各個(gè)客戶的標(biāo)準(zhǔn)，將其中的最高要求作為基礎(chǔ)，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拔高，并經(jīng)過(guò)實(shí)際量產(chǎn)的反復(fù)檢驗(yàn)和迭代，最終形成我們自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，我們服務(wù)的很多客戶都要求我們提供自己的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，作為他們的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)?！?

第二大關(guān)口就是硬件制造領(lǐng)域中普遍存在的供應(yīng)鏈管理問(wèn)題。實(shí)體制造業(yè)大多存在產(chǎn)能爬坡的過(guò)程，特別是從 0 起步的階段。

周琨告訴億歐，當(dāng)訂單量比較小的時(shí)候，大型代工廠根本看不上這些訂單，初期的時(shí)候只能依靠自己業(yè)內(nèi)積累的人脈找供應(yīng)商提供。

說(shuō)到這，在供應(yīng)商選擇和生產(chǎn)流程的控制上，周琨將對(duì)待科研的嚴(yán)瑾性可謂發(fā)揮得淋漓盡致。

過(guò)去一年，為了找到最合適的供應(yīng)商，周琨幾乎跑遍了珠三角，與各個(gè)駐廠負(fù)責(zé)人交流，下廠看生產(chǎn)線，不敢有一絲一毫地懈怠。

周琨表示，經(jīng)過(guò)多次的改進(jìn)，歡創(chuàng)總結(jié)出了一套完善的管控流程。其擁有嚴(yán)格的供應(yīng)商導(dǎo)入流程和高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量保證協(xié)議，遵循嚴(yán)格的 IQC 入檢標(biāo)準(zhǔn)，甚至對(duì)于螺絲的精度都要管控。

在制程過(guò)程控制中，歡創(chuàng)制定了詳盡的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，并設(shè)置了嚴(yán)格的制程過(guò)程駐廠巡檢和違規(guī)作業(yè)處罰。

比如，一個(gè)點(diǎn)膠的工序，需要檢查出膠量和位置；位于雷達(dá)不同位置的螺絲需要采用扭矩不同的電動(dòng)螺絲刀、工人需佩戴靜電手環(huán)和穿好靜電服等。

據(jù)介紹，歡創(chuàng)所有的產(chǎn)品都會(huì)經(jīng)過(guò)高溫、低溫沖擊測(cè)試、震動(dòng)沖擊測(cè)試以及老化運(yùn)行測(cè)試。一系列流程下來(lái)，才能保證高的直通率和低的市場(chǎng)返修率。

“通過(guò)技術(shù)上創(chuàng)新，包括傳感器和芯片，我們降低了 40% 的成本；同時(shí)嚴(yán)格的質(zhì)量管控體系又給我們提高了 10% 的生產(chǎn)成本。”周琨笑著說(shuō)道，2019 年，歡創(chuàng)年出貨量將達(dá)到數(shù)十萬(wàn)臺(tái)。

毫不意外，產(chǎn)能的上升可以帶動(dòng)價(jià)格下降的趨勢(shì)，研發(fā)成本也將得到逐漸的平攤。激光雷達(dá)的江湖入局者眾多，出局的也不少。其路漫漫，周琨表示，未來(lái)還有很多新的問(wèn)題要去解決。

周琨，清華大學(xué)深圳研究生院碩士生導(dǎo)師，深圳市高層次人才，南山區(qū)領(lǐng)航人才，深圳市歡創(chuàng)科技有限公司 CEO，清華大學(xué)本科、碩士，師從 973 首席科學(xué)家，長(zhǎng)江學(xué)者戴瓊海教授。十余年 IT 和人機(jī)交互技術(shù)行業(yè)產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)。先后就職于貝爾實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)移動(dòng)，對(duì)視覺(jué)人機(jī)交互技術(shù)進(jìn)行了非常深入的研究，作為主要發(fā)明人，擁有二十余項(xiàng)國(guó)際和國(guó)家專(zhuān)利，并先后獲得山東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和深圳市科學(xué)技術(shù)專(zhuān)利獎(jiǎng)。2014 年初創(chuàng)辦歡創(chuàng)科技，擔(dān)任 CEO 職位，引領(lǐng)公司致力于計(jì)算機(jī)視覺(jué)空間定位與位置追蹤技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化，目前產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電視機(jī)、VR 與機(jī)器人領(lǐng)域。