3. 量产环境下的硬件选型与配置基线

在实验室里跑通一套 MERLIC 视觉方案，和让它在产线上连续三个月、每天两班、每班 8 小时稳定运行，是两件完全不同的事。前者关注算法能不能识别，后者关注的是：在 30 秒节拍、粉尘油污、环境光波动、24 小时连续运行的条件下，这套系统还能不能每次都给出同样的判断。硬件选型与配置基线，就是把"能跑通"变成"能长期稳定跑"的工程约束。

本节围绕工业相机、光源、镜头、工控机与网络设备五类对象，给出面向节拍与稳定性的选型逻辑，并落到一份可直接使用的配置基线清单。

一、先算节拍预算，再选硬件

硬件选型的第一步不是看参数表，而是把节拍拆成时间预算。假设产线节拍为 3 秒/件，单件需要完成 4 个检测工位，那么每个工位的总时间预算约为 750 ms。这 750 ms 要分配给：触发与曝光、图像传输、MERLIC 处理、结果输出与 PLC 握手。经验上，处理与传输应控制在总预算的 60% 以内，留出 40% 余量应对偶发波动。

以 500 万像素（2448×2048）相机为例，若采用 GigE 千兆网传输，单帧未压缩约 5 MB，理论传输约 40 ms，实际受协议开销影响约 50～60 ms；若采用 USB3.0，约 15～20 ms。曝光时间按 2 ms 计，则单工位图像链路约 60～80 ms，留给 MERLIC 处理的时间约 400 ms 以上，属于安全区间。若换成 2000 万像素相机，单帧约 20 MB，千兆网传输将超过 200 ms，此时必须改用万兆网或 CoaXPress，否则节拍无法满足。

二、五类硬件的选型要点

工业相机：优先选择支持硬件触发、全局快门、PoE 供电的型号。全局快门避免运动模糊，硬件触发保证与产线同步。分辨率按最小缺陷尺寸反推：若最小缺陷为 0.1 mm，视野为 100 mm，则至少需要 1000 像素覆盖视野，考虑 3 像素判据，实际需要 3000 像素以上，选 500 万像素相机较为稳妥。帧率应不低于节拍要求的 1.5 倍。

光源：量产环境优先选频闪光源配合光源控制器，与相机曝光同步，既延长 LED 寿命又抑制环境光干扰。颜色选择依据被测特征与背景的对比度：金属划痕常用低角度红光，字符识别常用同轴白光，透明件边缘常用背光。光源亮度需留 30% 以上余量，因为 LED 会随时间和温度衰减。

镜头：焦距由工作距离和视野决定，公式为 f = 工作距离 × 传感器尺寸 ÷ 视野。例如工作距离 300 mm、传感器 2/3 英寸（8.8 mm × 6.6 mm）、视野 100 mm，则 f ≈ 300 × 8.8 ÷ 100 ≈ 26.4 mm，选 25 mm 定焦镜头。量产环境建议选带锁紧螺钉的工业镜头，避免振动导致焦距漂移；光圈不宜开到最大，收 1～2 档可提升边缘锐度。

工控机：MERLIC 对 CPU 单核性能敏感，优先选高主频而非多核。建议配置：Intel i7 或 Xeon E 系列，主频 3.0 GHz 以上，内存 16 GB 起步（多相机或高分辨率场景 32 GB），系统盘用 NVMe SSD（≥512 GB），数据盘单独分区。机箱需支持 7×24 运行，工作温度 0～50℃，带看门狗和冗余电源接口。

网络设备：多相机场景必须使用工业级千兆/万兆交换机，支持 IGMP Snooping 和巨帧（Jumbo Frame，9000 字节）。相机与工控机建议独立网段，避免与办公网混用。网线选用屏蔽 Cat6 以上，长度不超过 100 m；超过则改用光纤。

三、配置基线清单

下表给出一套面向中等节拍（3～5 秒/件）、单相机或双相机场景的配置基线，可作为量产部署的起点。实际项目需根据节拍预算和缺陷判据调整。

四、配置基线的落地与验证

基线不是选完就结束，必须通过验证确认它真的满足节拍与稳定性。验证分三步：

1. 节拍实测：在 MERLIC 中开启处理时间统计，连续运行 1000 件，记录单件处理时间的 P95 值。若 P95 超过预算的 60%，说明余量不足，需优化算法或升级硬件。
2. 稳定性压测：连续运行 8 小时，记录丢帧数、触发丢失数、MERLIC 异常退出次数。丢帧率应低于 0.1%，异常退出应为 0。
3. 环境扰动测试：在产线正常照明波动、设备振动、温度变化条件下复测，确认识别率波动不超过 0.5%。

下面这张图把五类硬件的信号链与配置基线关系画在一起，帮助理解从触发到结果输出的完整链路，以及每一环的约束条件。

这张图的核心信息是：硬件选型不是孤立地挑参数，而是让触发、曝光、传输、处理、输出五个环节的时间之和落在节拍预算内，并留出足够余量。配置基线清单给出的是起点，真正的验收标准是节拍实测的 P95 值、8 小时压测的丢帧率和环境扰动下的识别率波动。把这三项测通，硬件基线才算真正落地。