中國(guó)机器视觉发展趋势

     在机器视觉赖以普及发展的诸多(duō)因素中,有(yǒu)技术层面的,也有(yǒu)商(shāng)业层面的,但制造业的需求是决定性的。制造业的发展,带来了对机器视觉需求的提升;也决定了机器视觉将由过去单纯的采集、分(fēn)析、传递数据,判断动作,逐渐朝着开放性的方向发展,这一趋势也预示着机器视觉将与自动化更进一步的融合。 

     机器视觉自起步发展到现在,已有(yǒu)15年的发展历史。应该说机器视觉作為(wèi)一种应用(yòng)系统,其功能(néng)特点是随着工业自动化的发展而逐渐完善和发展的。 
   
     目前全球整个视觉市场总量大概在60~70亿美元,是按照每年8.8%的增長(cháng)速度增長(cháng)的。而在中國(guó),这个数字目前看来似乎有(yǒu)些庞大,但是随着加工制造业的发展,中國(guó)对于机器视觉的需求将承上升趋势。 
   
机器视觉的定义及特点 
   
     简言之,机器视觉就是用(yòng)机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分(fēn)CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用(yòng)的图像处理(lǐ)系统,根据像素分(fēn)布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 
   
     机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合,常用(yòng)机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用(yòng)人工视觉检查产品质量效率低且精度不高,用(yòng)机器视觉检测方法可(kě)以大大提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息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。 
   
     正是由于机器视觉系统可(kě)以快速获取大量信息,而且易于自动处理(lǐ),也易于同设计信息以及加工控制信息集成,因此,在现代自动化生产过程中,人们将机器视觉系统广泛地用(yòng)于工况监视、成品检验和质量控制等领域。在中國(guó),这种应用(yòng)也在逐渐被认知,且带来最直接的反应就是國(guó)内对于机器视觉的需求将越来越多(duō)。 
   
机器视觉在國(guó)内外的应用(yòng)现状 
   
     在國(guó)外,机器视觉的应用(yòng)普及主要體(tǐ)现在半导體(tǐ)及電(diàn)子行业,其中大概40%-50%都集中在半导體(tǐ)行业。具體(tǐ)如PCB印刷電(diàn)路:各类生产印刷電(diàn)路板组装技术、设备;单、双面、多(duō)层線(xiàn)路板,覆铜板及所需的材料及辅料;辅助设施以及耗材、油墨、药水药剂、配件;電(diàn)子封装技术与设备;丝网印刷设备及丝网周边材料等。SMT表面贴装:SMT工艺与设备、焊接设备、测试仪器、返修设备及各种辅助工具及配件、SMT材料、贴片剂、胶粘剂、焊剂、焊料及防氧化油、焊膏、清洗剂等;再流焊机、波峰焊机及自动化生产線(xiàn)设备。電(diàn)子生产加工设备:電(diàn)子元件制造设备、半导體(tǐ)及集成電(diàn)路制造设备、元器件成型设备、電(diàn)子工模具。机器视觉系统还在质量检测的各个方面已经得到了广泛的应用(yòng),并且其产品在应用(yòng)中占据着举足轻重的地位。除此之外,机器视觉还用(yòng)于其他(tā)各个领域。 
   
     而在中國(guó),以上行业本身就属于新(xīn)兴的领域,再加之机器视觉产品技术的普及不够,导致以上各行业的应用(yòng)几乎空白,即便是有(yǒu),也只是低端方面的应用(yòng)。目前在我國(guó)随着配套基础建设的完善,技术、资金的积累,各行各业对采用(yòng)图像和机器视觉技术的工业自动化、智能(néng)化需求开始广泛出现,國(guó)内有(yǒu)关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试,逐步开始了工业现场的应用(yòng)。其主要应用(yòng)于制药、印刷、矿泉水瓶盖检测等领域。这些应用(yòng)大多(duō)集中在如药品检测分(fēn)装、印刷色彩检测等。真正高端的应用(yòng)还很(hěn)少,因此,以上相关行业的应用(yòng)空间还比较大。当然、其他(tā)领域如指纹检测等等领域也有(yǒu)着很(hěn)好的发展空间。 
   
中國(guó)机器视觉未来发展趋势 
   
     在机器视觉赖以普及发展的诸多(duō)因素中,有(yǒu)技术层面的,也有(yǒu)商(shāng)业层面的,但制造业的需求是决定性的。制造业的发展,带来了对机器视觉需求的提升;也决定了机器视觉将由过去单纯的采集、分(fēn)析、传递数据,判断动作,逐渐朝着开放性的方向发展,这一趋势也预示着机器视觉将与自动化更进一步的融合。 
   
需求决定产品,只有(yǒu)满足需求的产品才有(yǒu)生存的空间,这是不变的规律。机器视觉也是如此。 
   
未来,中國(guó)机器视觉发展主要表现為(wèi)以下一些特性: 
   
1、随着产业化的发展对机器视觉的需求将呈上升趋势 
     机器视觉发展空间较大的部分(fēn)在半导體(tǐ)和電(diàn)子行业,而据我國(guó)相关数据显示,全球集成電(diàn)路产业复苏迹象明显;与此同时,全球经济衰退使我國(guó)集成電(diàn)路产业获取了市场优势、成本优势、人才回流等优势;國(guó)家加大对集成電(diàn)路产业这一战略领域的规划力度,“信息化带动工业化”,走“新(xīn)兴工业化道路”為(wèi)集成電(diàn)路产业带来了巨大的发展机遇,特别是高端产品和创新(xīn)产品市场空间巨大,设计环节、國(guó)家战略领域、3C应用(yòng)领域、传统产业类应用(yòng)领域成為(wèi)集成電(diàn)路产业未来几年的重点投资领域。 
   
     此外,中國(guó)已成為(wèi)全球集成電(diàn)路的一个重要需求市场。据相关数据显示,2002年我國(guó)集成電(diàn)路市场需求规模為(wèi)1135.5亿元人民(mín)币,占世界市场规模的9.76%。2002年中國(guó)集成電(diàn)路市场总销量為(wèi)283.2亿块,总销售额為(wèi)1135.5亿元,同比增長(cháng)26.2%。中國(guó)已成為(wèi)近年来世界半导體(tǐ)投资的热点。在全國(guó)许多(duō)地區(qū),特别是長(cháng)江三角洲地區(qū),都有(yǒu)新(xīn)的IC制造線(xiàn)和封装测试線(xiàn)投资兴建,IC设计公司的数量每年成倍增長(cháng)。在产业政策的引导下,上海、北京、天津和深圳等地出现投资IC的好势头:天津Motorola投资15亿美元,月投2.5万片的8英寸芯片生产線(xiàn)和上海中芯國(guó)际投资14亿美元,月投8英寸芯片硅片4.2万片的项目已经投入运行。另外,中國(guó)半导體(tǐ)行业协会最新(xīn)调研数据表明,2000年6月到2002年8月两年间,中國(guó)IC产业的投资总额约300亿元,相当于过去40年的投资总和。全國(guó)IC设计单位数量两年之间翻两番,已激增到389家,收入过亿元的达7~8家;专业测试公司已有(yǒu)10家左右,我國(guó)的IC测试业初具雏形。 
   
     就以上数据显示,中國(guó)的半导體(tǐ)和電(diàn)子市场已初具规模,而如此强大的半导體(tǐ)产业将需要高质量的技术做后盾。同时他(tā)对于产品的高质量、高集成度的要求将越来越高。恰巧,机器视觉将能(néng)帮助他(tā)们解决以上的问题,因此该行业将是机器视觉最好的用(yòng)武之地。同时,对于机器视觉的需求将蒸蒸日上。 
   
2、统一开放的标准是机器视觉发展的原动力 
     目前國(guó)内有(yǒu)近数家机器视觉产品厂商(shāng),与國(guó)外机器视觉产品相比,國(guó)内产品最大的差距并不单纯是在技术上,而且还包括品牌和知识产权上。另一现状是目前國(guó)内的机器视觉产品主要以代理(lǐ)國(guó)外品牌為(wèi)主,以此来逐渐朝着自主研发产品的路線(xiàn)靠近,起步较晚。未来,机器视觉产品的好坏不能(néng)够通过单一因素来衡量,应该逐渐按照國(guó)际化的统一标准判定,随着中國(guó)自动化的逐渐开放,将带领与其相关的产品技术也逐渐开放。因此,依靠封闭的技术难以促进整个行业的发展,只有(yǒu)形成统一而开放的标准才能(néng)让更多(duō)的厂商(shāng)在相同的平台上开发产品,这也是促进中國(guó)机器视觉朝國(guó)际化水平发展的原动力。 
   
3、基于嵌入式的产品将取代板卡式产品 
     从产品本身看,机器视觉会越来越趋于依靠PC技术,并且与数据采集等其他(tā)控制和测量的集成会更紧密。且基于嵌入式的产品将逐渐取代板卡式产品,这是一个不断增長(cháng)的趋势。主要原因是随着计算机技术和微電(diàn)子技术的迅速发展,嵌入式系统应用(yòng)领域越来越广泛,尤其是其具备低功耗技术的特点得到人们的重视。另外,嵌入式操作系统绝大部分(fēn)是以C语言為(wèi)基础的,因此使用(yòng)C高级语言进行嵌入式系统开发是一项带有(yǒu)基础性的工作,使用(yòng)高级语言的优点是可(kě)以提高工作效率,缩短开发周期,更主要的是开发出的产品可(kě)靠性高、可(kě)维护性好、便于不断完善和升级换代等。因此,嵌入式产品将会取代板卡式产品。 
   
4、标准化、一體(tǐ)化解决方案也将是机器视觉的必经之路 
     另外,由于机器视觉是自动化的一部分(fēn),没有(yǒu)自动化就不会有(yǒu)机器视觉,机器视觉软硬件产品正逐渐成為(wèi)协作生产制造过程中不同阶段的核心系统,无论是用(yòng)户还是硬件供应商(shāng)都将机器视觉产品作為(wèi)生产線(xiàn)上信息收集的工具,这就要求机器视觉产品大量采用(yòng)“标准化技术”,直观的说就是要随着自动化的开放而逐渐开放,可(kě)以根据用(yòng)户的需求进行二次开发。当今,自动化企业正在倡导软硬一體(tǐ)化解决方案,机器视觉的厂商(shāng)在未来5-6年内也应该不单纯是只提供产品的供应商(shāng),而是逐渐向一體(tǐ)化解决方案的系统集成商(shāng)迈进。 
   
     在未来的几年内,随着中國(guó)加工制造业的发展,对于机器视觉的需求也逐渐增多(duō);随着机器视觉产品的增多(duō),技术的提高,國(guó)内机器视觉的应用(yòng)状况将由初期的低端转向高端。由于机器视觉的介入,自动化将朝着更智能(néng)、更快速的方向发展。另外,由于用(yòng)户的需求是多(duō)样化的,且要求程度也不相同。那么,个性化方案和服務(wù)在竞争中将日益重要,即用(yòng)特殊定制的产品来代替标准化的产品也是机器视觉未来发展的一个取向。  
   
     机器视觉的应用(yòng)也将进一步促进自动化技术向智能(néng)化发展。