行业趋势
机器视觉:工业检测从自动化迈å‘智能化
2009-01-19 09:40  ???:1592

  在机器视觉赖以普åŠå‘展的诸多因素中,有技术层é¢çš„,也有商业层é¢çš„,但制造业的需求是决定性的。制造业的å‘展,带æ¥äº†å¯¹æœºå™¨è§†è§‰éœ€æ±‚çš„æå‡ï¼›ä¹Ÿå†³å®šäº†æœºå™¨è§†è§‰å°†ç”±è¿‡åŽ»å•çº¯çš„采集ã€åˆ†æžã€ä¼ é€’æ•°æ®ï¼Œåˆ¤æ–­åŠ¨ä½œï¼Œé€æ¸æœç€å¼€æ”¾æ€§çš„æ–¹å‘å‘展,这一趋势也预示ç€æœºå™¨è§†è§‰å°†ä¸Žè‡ªåŠ¨åŒ–更进一步的èžåˆã€‚

  机器视觉自起步å‘展到现在,已有15å¹´çš„å‘展历å²ã€‚应该说机器视觉作为一ç§åº”用系统,其功能特点是éšç€å·¥ä¸šè‡ªåŠ¨åŒ–çš„å‘展而é€æ¸å®Œå–„å’Œå‘展的。

  目å‰å…¨çƒæ•´ä¸ªè§†è§‰å¸‚场总é‡å¤§æ¦‚在60~70亿美元,是按照æ¯å¹´8.8%的增长速度增长的。而在中国,这个数字目å‰çœ‹æ¥ä¼¼ä¹Žæœ‰äº›åºžå¤§ï¼Œä½†æ˜¯éšç€åŠ å·¥åˆ¶é€ ä¸šçš„å‘展,中国对于机器视觉的需求将承上å‡è¶‹åŠ¿ã€‚

  机器视觉的定义åŠç‰¹ç‚¹

  简言之,机器视觉就是用机器代替人眼æ¥åšæµ‹é‡å’Œåˆ¤æ–­ã€‚机器视觉系统是指通过机器视觉产å“(å³å›¾åƒæ‘„å–装置,分CMOSå’ŒCCD两ç§ï¼‰å°†è¢«æ‘„å–目标转æ¢æˆå›¾åƒä¿¡å·ï¼Œä¼ é€ç»™ä¸“用的图åƒå¤„ç†ç³»ç»Ÿï¼Œæ ¹æ®åƒç´ åˆ†å¸ƒå’Œäº®åº¦ã€é¢œè‰²ç­‰ä¿¡æ¯ï¼Œè½¬å˜æˆæ•°å­—化信å·ï¼›å›¾åƒç³»ç»Ÿå¯¹è¿™äº›ä¿¡å·è¿›è¡Œå„ç§è¿ç®—æ¥æŠ½å–目标的特å¾ï¼Œè¿›è€Œæ ¹æ®åˆ¤åˆ«çš„结果æ¥æŽ§åˆ¶çŽ°åœºçš„设备动作。

  机器视觉系统的特点是æ高生产的柔性和自动化程度。在一些ä¸é€‚åˆäºŽäººå·¥ä½œä¸šçš„å±é™©å·¥ä½œçŽ¯å¢ƒæˆ–人工视觉难以满足è¦æ±‚的场åˆï¼Œå¸¸ç”¨æœºå™¨è§†è§‰æ¥æ›¿ä»£äººå·¥è§†è§‰ï¼›åŒæ—¶åœ¨å¤§æ‰¹é‡å·¥ä¸šç”Ÿäº§è¿‡ç¨‹ä¸­ï¼Œç”¨äººå·¥è§†è§‰æ£€æŸ¥äº§å“è´¨é‡æ•ˆçŽ‡ä½Žä¸”精度ä¸é«˜ï¼Œç”¨æœºå™¨è§†è§‰æ£€æµ‹æ–¹æ³•å¯ä»¥å¤§å¤§æ高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信æ¯é›†æˆï¼Œæ˜¯å®žçŽ°è®¡ç®—机集æˆåˆ¶é€ çš„基础技术。

  正是由于机器视觉系统å¯ä»¥å¿«é€ŸèŽ·å–大é‡ä¿¡æ¯ï¼Œè€Œä¸”易于自动处ç†ï¼Œä¹Ÿæ˜“于åŒè®¾è®¡ä¿¡æ¯ä»¥åŠåŠ å·¥æŽ§åˆ¶ä¿¡æ¯é›†æˆï¼Œå› æ­¤ï¼Œåœ¨çŽ°ä»£è‡ªåŠ¨åŒ–生产过程中,人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视ã€æˆå“检验和质é‡æŽ§åˆ¶ç­‰é¢†åŸŸã€‚在中国,这ç§åº”用也在é€æ¸è¢«è®¤çŸ¥ï¼Œä¸”带æ¥æœ€ç›´æŽ¥çš„å应就是国内对于机器视觉的需求将越æ¥è¶Šå¤šã€‚

  机器视觉在国内外的应用现状

  在国外,机器视觉的应用普åŠä¸»è¦ä½“现在åŠå¯¼ä½“åŠç”µå­è¡Œä¸šï¼Œå…¶ä¸­å¤§æ¦‚40%-50%都集中在åŠå¯¼ä½“行业。具体如PCBå°åˆ·ç”µè·¯ï¼šå„类生产å°åˆ·ç”µè·¯æ¿ç»„装技术ã€è®¾å¤‡ï¼›å•ã€åŒé¢ã€å¤šå±‚线路æ¿ï¼Œè¦†é“œæ¿åŠæ‰€éœ€çš„ææ–™åŠè¾…料;辅助设施以åŠè€—æã€æ²¹å¢¨ã€è¯æ°´è¯å‰‚ã€é…件;电å­å°è£…技术与设备;å°åˆ·äº§å“的检测与过程控制;ä¸ç½‘å°åˆ·è®¾å¤‡åŠä¸ç½‘周边æ料等。SMT表é¢è´´è£…:SMT工艺与设备ã€ç„ŠæŽ¥è®¾å¤‡ã€æµ‹è¯•ä»ªå™¨ã€è¿”修设备åŠå„ç§è¾…助工具åŠé…件ã€SMTææ–™ã€è´´ç‰‡å‰‚ã€èƒ¶ç²˜å‰‚ã€ç„Šå‰‚ã€ç„Šæ–™åŠé˜²æ°§åŒ–æ²¹ã€ç„Šè†ã€æ¸…洗剂等;å†æµç„Šæœºã€æ³¢å³°ç„ŠæœºåŠè‡ªåŠ¨åŒ–生产线设备。电å­ç”Ÿäº§åŠ å·¥è®¾å¤‡ï¼šç”µå­å…ƒä»¶åˆ¶é€ è®¾å¤‡ã€åŠå¯¼ä½“åŠé›†æˆç”µè·¯åˆ¶é€ è®¾å¤‡ã€å…ƒå™¨ä»¶æˆåž‹è®¾å¤‡ã€ç”µå­å·¥æ¨¡å…·ã€‚机器视觉系统还在质é‡æ£€æµ‹çš„å„个方é¢å·²ç»å¾—到了广泛的应用,并且其产å“在应用中å æ®ç€ä¸¾è¶³è½»é‡çš„地ä½ã€‚除此之外,机器视觉还用于其他å„个领域。

  而在中国,以上行业本身就属于新兴的领域,å†åŠ ä¹‹æœºå™¨è§†è§‰äº§å“技术的普åŠä¸å¤Ÿï¼Œå¯¼è‡´ä»¥ä¸Šå„行业的应用几乎空白,å³ä¾¿æ˜¯æœ‰ï¼Œä¹Ÿåªæ˜¯ä½Žç«¯æ–¹é¢çš„应用。目å‰åœ¨æˆ‘国éšç€é…套基础建设的完善,技术ã€èµ„金的积累,å„è¡Œå„业对采用图åƒå’Œæœºå™¨è§†è§‰æŠ€æœ¯çš„工业自动化ã€æ™ºèƒ½åŒ–需求开始广泛出现,国内有关大专院校ã€ç ”究所和ä¼ä¸šè¿‘两年在图åƒå’Œæœºå™¨è§†è§‰æŠ€æœ¯é¢†åŸŸè¿›è¡Œäº†ç§¯æžæ€ç´¢å’Œå¤§èƒ†çš„å°è¯•ï¼Œé€æ­¥å¼€å§‹äº†å·¥ä¸šçŽ°åœºçš„应用。其主è¦åº”用于制è¯ã€å°åˆ·ã€çŸ¿æ³‰æ°´ç“¶ç›–检测等领域。这些应用大多集中在如è¯å“检测分装ã€å°åˆ·è‰²å½©æ£€æµ‹ç­‰ã€‚真正高端的应用还很少,因此,以上相关行业的应用空间还比较大。当然ã€å…¶ä»–领域如指纹检测等等领域也有ç€å¾ˆå¥½çš„å‘展空间。

  中国机器视觉未æ¥å‘展趋势  

  在机器视觉赖以普åŠå‘展的诸多因素中,有技术层é¢çš„,也有商业层é¢çš„,但制造业的需求是决定性的。制造业的å‘展,带æ¥äº†å¯¹æœºå™¨è§†è§‰éœ€æ±‚çš„æå‡ï¼›ä¹Ÿå†³å®šäº†æœºå™¨è§†è§‰å°†ç”±è¿‡åŽ»å•çº¯çš„采集ã€åˆ†æžã€ä¼ é€’æ•°æ®ï¼Œåˆ¤æ–­åŠ¨ä½œï¼Œé€æ¸æœç€å¼€æ”¾æ€§çš„æ–¹å‘å‘展,这一趋势也预示ç€æœºå™¨è§†è§‰å°†ä¸Žè‡ªåŠ¨åŒ–更进一步的èžåˆã€‚

  需求决定产å“,åªæœ‰æ»¡è¶³éœ€æ±‚的产å“æ‰æœ‰ç”Ÿå­˜çš„空间,这是ä¸å˜çš„规律。机器视觉也是如此。

[next]

  未æ¥ï¼Œä¸­å›½æœºå™¨è§†è§‰å‘展主è¦è¡¨çŽ°ä¸ºä»¥ä¸‹ä¸€äº›ç‰¹æ€§ï¼š

  1ã€éšç€äº§ä¸šåŒ–çš„å‘展对机器视觉的需求将呈上å‡è¶‹åŠ¿

  机器视觉å‘展空间较大的部分在åŠå¯¼ä½“和电å­è¡Œä¸šï¼Œè€Œæ®æˆ‘国相关数æ®æ˜¾ç¤ºï¼Œå…¨çƒé›†æˆç”µè·¯äº§ä¸šå¤è‹è¿¹è±¡æ˜Žæ˜¾ï¼›ä¸Žæ­¤åŒæ—¶ï¼Œå…¨çƒç»æµŽè¡°é€€ä½¿æˆ‘国集æˆç”µè·¯äº§ä¸šèŽ·å–了市场优势ã€æˆæœ¬ä¼˜åŠ¿ã€äººæ‰å›žæµç­‰ä¼˜åŠ¿ï¼›å›½å®¶åŠ å¤§å¯¹é›†æˆç”µè·¯äº§ä¸šè¿™ä¸€æˆ˜ç•¥é¢†åŸŸçš„规划力度,“信æ¯åŒ–带动工业化â€ï¼Œèµ°â€œæ–°å…´å·¥ä¸šåŒ–é“è·¯â€ä¸ºé›†æˆç”µè·¯äº§ä¸šå¸¦æ¥äº†å·¨å¤§çš„å‘展机é‡ï¼Œç‰¹åˆ«æ˜¯é«˜ç«¯äº§å“和创新产å“市场空间巨大,设计环节ã€å›½å®¶æˆ˜ç•¥é¢†åŸŸã€3C应用领域ã€ä¼ ç»Ÿäº§ä¸šç±»åº”用领域æˆä¸ºé›†æˆç”µè·¯äº§ä¸šæœªæ¥å‡ å¹´çš„é‡ç‚¹æŠ•èµ„领域。

  此外,中国已æˆä¸ºå…¨çƒé›†æˆç”µè·¯çš„一个é‡è¦éœ€æ±‚市场。æ®ç›¸å…³æ•°æ®æ˜¾ç¤ºï¼Œ2002年我国集æˆç”µè·¯å¸‚场需求规模为1135.5亿元人民å¸ï¼Œå ä¸–界市场规模的9.76%。2002年中国集æˆç”µè·¯å¸‚场总销é‡ä¸º283.2亿å—,总销售é¢ä¸º1135.5亿元,åŒæ¯”增长26.2%。中国已æˆä¸ºè¿‘å¹´æ¥ä¸–ç•ŒåŠå¯¼ä½“投资的热点。在全国许多地区,特别是长江三角洲地区,都有新的IC制造线和å°è£…测试线投资兴建,IC设计公å¸çš„æ•°é‡æ¯å¹´æˆå€å¢žé•¿ã€‚在产业政策的引导下,上海ã€åŒ—京ã€å¤©æ´¥å’Œæ·±åœ³ç­‰åœ°å‡ºçŽ°æŠ•èµ„IC的好势头:天津Motorola投资15亿美元,月投2.5万片的8英寸芯片生产线和上海中芯国际投资14亿美元,月投8英寸芯片硅片4.2万片的项目已ç»æŠ•å…¥è¿è¡Œã€‚å¦å¤–,中国åŠå¯¼ä½“行业å会最新调研数æ®è¡¨æ˜Žï¼Œ2000å¹´6月到2002å¹´8月两年间,中国IC产业的投资总é¢çº¦300亿元,相当于过去40年的投资总和。全国IC设计å•ä½æ•°é‡ä¸¤å¹´ä¹‹é—´ç¿»ä¸¤ç•ªï¼Œå·²æ¿€å¢žåˆ°389家,收入过亿元的达7~8家;专业测试公å¸å·²æœ‰10家左å³ï¼Œæˆ‘国的IC测试业åˆå…·é›å½¢ã€‚

  就以上数æ®æ˜¾ç¤ºï¼Œä¸­å›½çš„åŠå¯¼ä½“和电å­å¸‚场已åˆå…·è§„模,而如此强大的åŠå¯¼ä½“产业将需è¦é«˜è´¨é‡çš„技术åšåŽç›¾ã€‚åŒæ—¶ä»–对于产å“的高质é‡ã€é«˜é›†æˆåº¦çš„è¦æ±‚将越æ¥è¶Šé«˜ã€‚æ°å·§ï¼Œæœºå™¨è§†è§‰å°†èƒ½å¸®åŠ©ä»–们解决以上的问题,因此该行业将是机器视觉最好的用武之地。åŒæ—¶ï¼Œå¯¹äºŽæœºå™¨è§†è§‰çš„需求将蒸蒸日上。

  2ã€ç»Ÿä¸€å¼€æ”¾çš„标准是机器视觉å‘展的原动力

  目å‰å›½å†…有近数家机器视觉产å“厂商,与国外机器视觉产å“相比,国内产å“最大的差è·å¹¶ä¸å•çº¯æ˜¯åœ¨æŠ€æœ¯ä¸Šï¼Œè€Œä¸”还包括å“牌和知识产æƒä¸Šã€‚å¦ä¸€çŽ°çŠ¶æ˜¯ç›®å‰å›½å†…的机器视觉产å“主è¦ä»¥ä»£ç†å›½å¤–å“牌为主,以此æ¥é€æ¸æœç€è‡ªä¸»ç ”å‘产å“的路线é è¿‘,起步较晚。未æ¥ï¼Œæœºå™¨è§†è§‰äº§å“的好åä¸èƒ½å¤Ÿé€šè¿‡å•ä¸€å› ç´ æ¥è¡¡é‡ï¼Œåº”该é€æ¸æŒ‰ç…§å›½é™…化的统一标准判定,éšç€ä¸­å›½è‡ªåŠ¨åŒ–çš„é€æ¸å¼€æ”¾ï¼Œå°†å¸¦é¢†ä¸Žå…¶ç›¸å…³çš„产å“技术也é€æ¸å¼€æ”¾ã€‚因此,ä¾é å°é—­çš„技术难以促进整个行业的å‘展,åªæœ‰å½¢æˆç»Ÿä¸€è€Œå¼€æ”¾çš„标准æ‰èƒ½è®©æ›´å¤šçš„厂商在相åŒçš„å¹³å°ä¸Šå¼€å‘产å“,这也是促进中国机器视觉æœå›½é™…化水平å‘展的原动力。

  3ã€åŸºäºŽåµŒå…¥å¼çš„产å“å°†å–代æ¿å¡å¼äº§å“

  从产å“本身看,机器视觉会越æ¥è¶Šè¶‹äºŽä¾é PC技术,并且与数æ®é‡‡é›†ç­‰å…¶ä»–控制和测é‡çš„集æˆä¼šæ›´ç´§å¯†ã€‚且基于嵌入å¼çš„产å“å°†é€æ¸å–代æ¿å¡å¼äº§å“,这是一个ä¸æ–­å¢žé•¿çš„趋势。主è¦åŽŸå› æ˜¯éšç€è®¡ç®—机技术和微电å­æŠ€æœ¯çš„迅速å‘展,嵌入å¼ç³»ç»Ÿåº”用领域越æ¥è¶Šå¹¿æ³›ï¼Œå°¤å…¶æ˜¯å…¶å…·å¤‡ä½ŽåŠŸè€—技术的特点得到人们的é‡è§†ã€‚å¦å¤–,嵌入å¼æ“作系统ç»å¤§éƒ¨åˆ†æ˜¯ä»¥C语言为基础的,因此使用C高级语言进行嵌入å¼ç³»ç»Ÿå¼€å‘是一项带有基础性的工作,使用高级语言的优点是å¯ä»¥æ高工作效率,缩短开å‘周期,更主è¦çš„是开å‘出的产å“å¯é æ€§é«˜ã€å¯ç»´æŠ¤æ€§å¥½ã€ä¾¿äºŽä¸æ–­å®Œå–„å’Œå‡çº§æ¢ä»£ç­‰ã€‚因此,嵌入å¼äº§å“将会å–代æ¿å¡å¼äº§å“。

  4ã€æ ‡å‡†åŒ–ã€ä¸€ä½“化解决方案也将是机器视觉的必ç»ä¹‹è·¯

  å¦å¤–,由于机器视觉是自动化的一部分,没有自动化就ä¸ä¼šæœ‰æœºå™¨è§†è§‰ï¼Œæœºå™¨è§†è§‰è½¯ç¡¬ä»¶äº§å“æ­£é€æ¸æˆä¸ºå作生产制造过程中ä¸åŒé˜¶æ®µçš„核心系统,无论是用户还是硬件供应商都将机器视觉产å“作为生产线上信æ¯æ”¶é›†çš„工具,这就è¦æ±‚机器视觉产å“大é‡é‡‡ç”¨â€œæ ‡å‡†åŒ–技术â€ï¼Œç›´è§‚的说就是è¦éšç€è‡ªåŠ¨åŒ–的开放而é€æ¸å¼€æ”¾ï¼Œå¯ä»¥æ ¹æ®ç”¨æˆ·çš„需求进行二次开å‘。当今,自动化ä¼ä¸šæ­£åœ¨å€¡å¯¼è½¯ç¡¬ä¸€ä½“化解决方案,机器视觉的厂商在未æ¥5-6年内也应该ä¸å•çº¯æ˜¯åªæ供产å“的供应商,而是é€æ¸å‘一体化解决方案的系统集æˆå•†è¿ˆè¿›ã€‚

  在未æ¥çš„几年内,éšç€ä¸­å›½åŠ å·¥åˆ¶é€ ä¸šçš„å‘展,对于机器视觉的需求也é€æ¸å¢žå¤šï¼›éšç€æœºå™¨è§†è§‰äº§å“的增多,技术的æ高,国内机器视觉的应用状况将由åˆæœŸçš„低端转å‘高端。由于机器视觉的介入,自动化将æœç€æ›´æ™ºèƒ½ã€æ›´å¿«é€Ÿçš„æ–¹å‘å‘展。å¦å¤–,由于用户的需求是多样化的,且è¦æ±‚程度也ä¸ç›¸åŒã€‚那么,个性化方案和æœåŠ¡åœ¨ç«žäº‰ä¸­å°†æ—¥ç›Šé‡è¦ï¼Œå³ç”¨ç‰¹æ®Šå®šåˆ¶çš„产å“æ¥ä»£æ›¿æ ‡å‡†åŒ–的产å“也是机器视觉未æ¥å‘展的一个å–å‘。

  机器视觉的应用也将进一步促进工业检测自动化技术å‘智能化å‘展。