中金普華機(jī)器視覺行業(yè)未來5年發(fā)展趨勢淺析

截至2018年全國機(jī)器視覺相關(guān)政策匯總及解讀

機(jī)器視覺是通過計算機(jī)或圖像處理器以及相關(guān)設(shè)備來模擬人類視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息進(jìn)行處理，以讓機(jī)器獲得相關(guān)視覺信息并加以理解，最終用于實(shí)際檢測和控制等領(lǐng)域。中金普華產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)：目前將近80%的工業(yè)視覺系統(tǒng)主要用在檢測方面，包括用于提高生產(chǎn)效率、控制生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量、采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)等。

2006年2月，國務(wù)院發(fā)布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》要求重點(diǎn)研究開發(fā)冶金、化工等流程工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)等主要高耗能領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)與裝備，重點(diǎn)研究開發(fā)工業(yè)用水循環(huán)利用技術(shù)和節(jié)水型生產(chǎn)工藝，重點(diǎn)研究開發(fā)綠色流程制造技術(shù)，高效清潔并充分利用資源的工藝、流程和設(shè)備。該《綱要》的發(fā)布，為我國機(jī)器視覺設(shè)備大規(guī)模在工業(yè)中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2015年5月，國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》，則正式將機(jī)器視覺設(shè)備在生產(chǎn)中的應(yīng)用推向了高潮?！吨袊圃?025》提出，加快機(jī)械、航空、船舶、汽車、輕工、紡織、食品、電子等行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的智能化改造，提高精準(zhǔn)制造、敏捷制造能力。統(tǒng)籌布局和推動智能交通工具、智能工程機(jī)械、服務(wù)機(jī)器人、智能家電、智能照明電器、可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

此外，隨后智能制造、高端裝備制造業(yè)、人工智能、工業(yè)機(jī)器人等一系列政策的發(fā)布實(shí)施，都將機(jī)器視覺提升到了國家戰(zhàn)略的核心部分。目前，機(jī)器視覺也成了人工智能發(fā)展最快的一個分支。

高性能、精密的專業(yè)設(shè)備制造領(lǐng)域中機(jī)器視覺的應(yīng)用十分廣泛，比較典型的是國際范圍內(nèi)最早帶動整個機(jī)器視覺行業(yè)崛起的半導(dǎo)體行業(yè)，從上游晶圓加工制造的分類切割，到末端電路板印刷、貼片，都依賴于高精度的視覺測量對于運(yùn)動部件的引導(dǎo)和定位。在國際市場上，半導(dǎo)體制造行業(yè)對于機(jī)器視覺的需求占全行業(yè)市場需求的40%-50%。

在電子制造領(lǐng)域，小到電容、連接器等元器件，大到手機(jī)鍵盤、PC主板、硬盤，在電子制造行業(yè)鏈條的各個環(huán)節(jié)，幾乎都能看到機(jī)器視覺系統(tǒng)的身影。機(jī)器視覺按應(yīng)用功能劃分，主要是四個方面：測量、檢測、識別、定位。在檢測環(huán)節(jié)中，3C自動化設(shè)備應(yīng)用最高，有70%的機(jī)器視覺單位應(yīng)用在該環(huán)節(jié)，在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)可以快速檢測排線的順序是誤，電子元器件是否錯裝漏裝，接插件及電池尺寸是否合規(guī)等。

具體來看，機(jī)器視覺在電子制造領(lǐng)域的應(yīng)用主要是引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行高精度PCB定位和SMT元件放置，還有表面檢測，主要應(yīng)用在PCB印刷電路、電子封裝、絲網(wǎng)印刷、SMT表面貼裝、SPI錫膏檢測、回流焊和波峰焊等。

數(shù)據(jù)顯示，2016年我國電子及半導(dǎo)體行業(yè)機(jī)器視覺規(guī)模為14.11億元，2010-2016年復(fù)合增長率為23.2%。從應(yīng)用領(lǐng)域的演變來看，最初機(jī)器視覺多用于電子及半導(dǎo)體行業(yè)，也有“國外機(jī)器視覺的崛起很大程度上是得益于其半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展”的說法。因?yàn)?，半?dǎo)體行業(yè)的諸如錫膏印刷機(jī)、貼片機(jī)、AOI檢測這類的設(shè)備必須使用高性能機(jī)器視覺組件。

在半導(dǎo)體工業(yè)大規(guī)模集成電路日益普及的帶動下，行業(yè)內(nèi)對產(chǎn)量的要求和質(zhì)量的苛求日益劇增，在需要減少生產(chǎn)力成本的前提下，機(jī)器視覺技術(shù)就扮演著不可或缺的角色，對機(jī)器視覺技術(shù)的要求也不斷推陳出新。在這種情況下，機(jī)器視覺需要圍繞半導(dǎo)體市場逐步滲透，擴(kuò)大在其領(lǐng)域內(nèi)的占有率，牢牢把握住這個掘金行業(yè)。

《中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》提出到2020年，我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入年復(fù)合增長率為20%，達(dá)到9300億元，我們預(yù)計其對機(jī)器視覺的需求增速將保持在22%左右，到2020年半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)C(jī)器視覺的需求規(guī)模達(dá)到30億元。

中金普華產(chǎn)業(yè)研究院分析

隨著機(jī)器視覺技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)的不斷提升，機(jī)器人與正常人之間的視覺能力差距在不斷縮小，視覺技術(shù)的成熟和發(fā)展會使其在制造企業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。未來，機(jī)器視覺技術(shù)將主要呈現(xiàn)以下三大趨勢：

首先，嵌入式的機(jī)器視覺系統(tǒng)將成為發(fā)展趨勢。嵌入式視覺系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)和各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)可以進(jìn)行實(shí)時視覺圖像采集、視覺圖像處理控制，具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、功耗低的特點(diǎn)，且絕大多數(shù)都采用C語言進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)效率高、周期短，產(chǎn)品可靠性高、易于維護(hù)和升級。

其次，機(jī)器視覺系統(tǒng)與其他傳感技術(shù)相融合。與單傳感器相比，多傳感器技術(shù)在探測、跟蹤和目標(biāo)識別方面能夠提高系統(tǒng)的可靠性和健壯性，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的可信度，提高精度，增加系統(tǒng)的實(shí)時性。機(jī)器視覺系統(tǒng)易于向多傳感器信息融合技術(shù)拓展，解決單一視覺系統(tǒng)的局限性。

最后，機(jī)器視覺的發(fā)展有數(shù)字化、智能化和實(shí)時化的趨勢。機(jī)器視覺的數(shù)字圖像處理、LED 光源控制器和目標(biāo)識別等方面都需要數(shù)字化;在智能專用裝備領(lǐng)域，機(jī)器視覺在智能化大型施工機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的應(yīng)用都在穩(wěn)步發(fā)展;而流水線對機(jī)器視覺的實(shí)時性要求都很高。