中(zhōng)國機器視覺發展趨勢

     在機器視覺賴以普及發展的諸多因素中(zhōng),有技術層面的,也有商(shāng)業層面的,但制造業的需求是決定性的。制造業的發展,帶來了對機器視覺需求的提升;也決定了機器視覺将由過去(qù)單純的采集、分(fēn)析、傳遞數據,判斷動作,逐漸朝着開(kāi)放(fàng)性的方向發展,這一(yī)趨勢也預示着機器視覺将與自動化更進一(yī)步的融合。 

     機器視覺自起步發展到現在,已有15年的發展曆史。應該說機器視覺作爲一(yī)種應用系統,其功能特點是随着工(gōng)業自動化的發展而逐漸完善和發展的。 
   
     目前全球整個視覺市場總量大(dà)概在60~70億美元,是按照每年8.8%的增長速度增長的。而在中(zhōng)國,這個數字目前看來似乎有些龐大(dà),但是随着加工(gōng)制造業的發展,中(zhōng)國對于機器視覺的需求将承上升趨勢。 
   
機器視覺的定義及特點 
   
     簡言之,機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是指通過機器視覺産品(即圖像攝取裝置,分(fēn)CMOS和CCD兩種)将被攝取目标轉換成圖像信号,傳送給專用的圖像處理系統,根據像素分(fēn)布和亮度、顔色等信息,轉變成數字化信号;圖像系統對這些信号進行各種運算來抽取目标的特征,進而根據判别的結果來控制現場的設備動作。 
   
     機器視覺系統的特點是提高生(shēng)産的柔性和自動化程度。在一(yī)些不适合于人工(gōng)作業的危險工(gōng)作環境或人工(gōng)視覺難以滿足要求的場合,常用機器視覺來替代人工(gōng)視覺;同時在大(dà)批量工(gōng)業生(shēng)産過程中(zhōng),用人工(gōng)視覺檢查産品質量效率低且精度不高,用機器視覺檢測方法可以大(dà)大(dà)提高生(shēng)産效率和生(shēng)産的自動化程度。而且機器視覺易于實現信息集成,是實現計算機集成制造的基礎技術。 
   
     正是由于機器視覺系統可以快速獲取大(dà)量信息,而且易于自動處理,也易于同設計信息以及加工(gōng)控制信息集成,因此,在現代自動化生(shēng)産過程中(zhōng),人們将機器視覺系統廣泛地用于工(gōng)況監視、成品檢驗和質量控制等領域。在中(zhōng)國,這種應用也在逐漸被認知(zhī),且帶來最直接的反應就是國内對于機器視覺的需求将越來越多。 
   
機器視覺在國内外(wài)的應用現狀 
   
     在國外(wài),機器視覺的應用普及主要體(tǐ)現在半導體(tǐ)及電(diàn)子行業,其中(zhōng)大(dà)概40%-50%都集中(zhōng)在半導體(tǐ)行業。具體(tǐ)如PCB印刷電(diàn)路:各類生(shēng)産印刷電(diàn)路闆組裝技術、設備;單、雙面、多層線路闆,覆銅闆及所需的材料及輔料;輔助設施以及耗材、油墨、藥水藥劑、配件;電(diàn)子封裝技術與設備;絲網印刷設備及絲網周邊材料等。SMT表面貼裝:SMT工(gōng)藝與設備、焊接設備、測試儀器、返修設備及各種輔助工(gōng)具及配件、SMT材料、貼片劑、膠粘劑、焊劑、焊料及防氧化油、焊膏、清洗劑等;再流焊機、波峰焊機及自動化生(shēng)産線設備。電(diàn)子生(shēng)産加工(gōng)設備:電(diàn)子元件制造設備、半導體(tǐ)及集成電(diàn)路制造設備、元器件成型設備、電(diàn)子工(gōng)模具。機器視覺系統還在質量檢測的各個方面已經得到了廣泛的應用,并且其産品在應用中(zhōng)占據着舉足輕重的地位。除此之外(wài),機器視覺還用于其他各個領域。 
   
     而在中(zhōng)國,以上行業本身就屬于新興的領域,再加之機器視覺産品技術的普及不夠,導緻以上各行業的應用幾乎空白(bái),即便是有,也隻是低端方面的應用。目前在我(wǒ)國随着配套基礎建設的完善,技術、資(zī)金的積累,各行各業對采用圖像和機器視覺技術的工(gōng)業自動化、智能化需求開(kāi)始廣泛出現,國内有關大(dà)專院校、研究所和企業近兩年在圖像和機器視覺技術領域進行了積極思索和大(dà)膽的嘗試,逐步開(kāi)始了工(gōng)業現場的應用。其主要應用于制藥、印刷、礦泉水瓶蓋檢測等領域。這些應用大(dà)多集中(zhōng)在如藥品檢測分(fēn)裝、印刷色彩檢測等。真正高端的應用還很少,因此,以上相關行業的應用空間還比較大(dà)。當然、其他領域如指紋檢測等等領域也有着很好的發展空間。 
   
中(zhōng)國機器視覺未來發展趨勢 
   
     在機器視覺賴以普及發展的諸多因素中(zhōng),有技術層面的,也有商(shāng)業層面的,但制造業的需求是決定性的。制造業的發展,帶來了對機器視覺需求的提升;也決定了機器視覺将由過去(qù)單純的采集、分(fēn)析、傳遞數據,判斷動作,逐漸朝着開(kāi)放(fàng)性的方向發展,這一(yī)趨勢也預示着機器視覺将與自動化更進一(yī)步的融合。 
   
需求決定産品,隻有滿足需求的産品才有生(shēng)存的空間,這是不變的規律。機器視覺也是如此。 
   
未來,中(zhōng)國機器視覺發展主要表現爲以下(xià)一(yī)些特性: 
   
1、随着産業化的發展對機器視覺的需求将呈上升趨勢 
     機器視覺發展空間較大(dà)的部分(fēn)在半導體(tǐ)和電(diàn)子行業,而據我(wǒ)國相關數據顯示,全球集成電(diàn)路産業複蘇迹象明顯;與此同時,全球經濟衰退使我(wǒ)國集成電(diàn)路産業獲取了市場優勢、成本優勢、人才回流等優勢;國家加大(dà)對集成電(diàn)路産業這一(yī)戰略領域的規劃力度,“信息化帶動工(gōng)業化”,走“新興工(gōng)業化道路”爲集成電(diàn)路産業帶來了巨大(dà)的發展機遇,特别是高端産品和創新産品市場空間巨大(dà),設計環節、國家戰略領域、3C應用領域、傳統産業類應用領域成爲集成電(diàn)路産業未來幾年的重點投資(zī)領域。 
   
     此外(wài),中(zhōng)國已成爲全球集成電(diàn)路的一(yī)個重要需求市場。據相關數據顯示,2002年我(wǒ)國集成電(diàn)路市場需求規模爲1135.5億元人民币,占世界市場規模的9.76%。2002年中(zhōng)國集成電(diàn)路市場總銷量爲283.2億塊,總銷售額爲1135.5億元,同比增長26.2%。中(zhōng)國已成爲近年來世界半導體(tǐ)投資(zī)的熱點。在全國許多地區,特别是長江三角洲地區,都有新的IC制造線和封裝測試線投資(zī)興建,IC設計公司的數量每年成倍增長。在産業政策的引導下(xià),上海、北(běi)京、天津和深圳等地出現投資(zī)IC的好勢頭:天津Motorola投資(zī)15億美元,月投2.5萬片的8英寸芯片生(shēng)産線和上海中(zhōng)芯國際投資(zī)14億美元,月投8英寸芯片矽片4.2萬片的項目已經投入運行。另外(wài),中(zhōng)國半導體(tǐ)行業協會最新調研數據表明,2000年6月到2002年8月兩年間,中(zhōng)國IC産業的投資(zī)總額約300億元,相當于過去(qù)40年的投資(zī)總和。全國IC設計單位數量兩年之間翻兩番,已激增到389家,收入過億元的達7~8家;專業測試公司已有10家左右,我(wǒ)國的IC測試業初具雛形。 
   
     就以上數據顯示,中(zhōng)國的半導體(tǐ)和電(diàn)子市場已初具規模,而如此強大(dà)的半導體(tǐ)産業将需要高質量的技術做後盾。同時他對于産品的高質量、高集成度的要求将越來越高。恰巧,機器視覺将能幫助他們解決以上的問題,因此該行業将是機器視覺最好的用武之地。同時,對于機器視覺的需求将蒸蒸日上。 
   
2、統一(yī)開(kāi)放(fàng)的标準是機器視覺發展的原動力 
     目前國内有近數家機器視覺産品廠商(shāng),與國外(wài)機器視覺産品相比,國内産品最大(dà)的差距并不單純是在技術上,而且還包括品牌和知(zhī)識産權上。另一(yī)現狀是目前國内的機器視覺産品主要以代理國外(wài)品牌爲主,以此來逐漸朝着自主研發産品的路線靠近,起步較晚。未來,機器視覺産品的好壞不能夠通過單一(yī)因素來衡量,應該逐漸按照國際化的統一(yī)标準判定,随着中(zhōng)國自動化的逐漸開(kāi)放(fàng),将帶領與其相關的産品技術也逐漸開(kāi)放(fàng)。因此,依靠封閉的技術難以促進整個行業的發展,隻有形成統一(yī)而開(kāi)放(fàng)的标準才能讓更多的廠商(shāng)在相同的平台上開(kāi)發産品,這也是促進中(zhōng)國機器視覺朝國際化水平發展的原動力。 
   
3、基于嵌入式的産品将取代闆卡式産品 
     從産品本身看,機器視覺會越來越趨于依靠PC技術,并且與數據采集等其他控制和測量的集成會更緊密。且基于嵌入式的産品将逐漸取代闆卡式産品,這是一(yī)個不斷增長的趨勢。主要原因是随着計算機技術和微電(diàn)子技術的迅速發展,嵌入式系統應用領域越來越廣泛,尤其是其具備低功耗技術的特點得到人們的重視。另外(wài),嵌入式操作系統絕大(dà)部分(fēn)是以C語言爲基礎的,因此使用C高級語言進行嵌入式系統開(kāi)發是一(yī)項帶有基礎性的工(gōng)作,使用高級語言的優點是可以提高工(gōng)作效率,縮短開(kāi)發周期,更主要的是開(kāi)發出的産品可靠性高、可維護性好、便于不斷完善和升級換代等。因此,嵌入式産品将會取代闆卡式産品。 
   
4、标準化、一(yī)體(tǐ)化解決方案也将是機器視覺的必經之路 
     另外(wài),由于機器視覺是自動化的一(yī)部分(fēn),沒有自動化就不會有機器視覺,機器視覺軟硬件産品正逐漸成爲協作生(shēng)産制造過程中(zhōng)不同階段的核心系統,無論是用戶還是硬件供應商(shāng)都将機器視覺産品作爲生(shēng)産線上信息收集的工(gōng)具,這就要求機器視覺産品大(dà)量采用“标準化技術”,直觀的說就是要随着自動化的開(kāi)放(fàng)而逐漸開(kāi)放(fàng),可以根據用戶的需求進行二次開(kāi)發。當今,自動化企業正在倡導軟硬一(yī)體(tǐ)化解決方案,機器視覺的廠商(shāng)在未來5-6年内也應該不單純是隻提供産品的供應商(shāng),而是逐漸向一(yī)體(tǐ)化解決方案的系統集成商(shāng)邁進。 
   
     在未來的幾年内,随着中(zhōng)國加工(gōng)制造業的發展,對于機器視覺的需求也逐漸增多;随着機器視覺産品的增多,技術的提高,國内機器視覺的應用狀況将由初期的低端轉向高端。由于機器視覺的介入,自動化将朝着更智能、更快速的方向發展。另外(wài),由于用戶的需求是多樣化的,且要求程度也不相同。那麽,個性化方案和服務在競争中(zhōng)将日益重要,即用特殊定制的産品來代替标準化的産品也是機器視覺未來發展的一(yī)個取向。  
   
     機器視覺的應用也将進一(yī)步促進自動化技術向智能化發展。