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机器视觉发展与未来之路

日期: 2020-07-14
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机器视觉发展与未来之路


机器视觉产品在整个自动化产品中属于新兴的一类。尽管在大约十年前,机器视觉的概念已经被引入到中国自动化用户面前,但在相当一段时间里,这类产品与技术还处于推广普及期。之前,在半导体、电子制造等领域的特殊需求,使这一类行业成为视觉应用相对较为活跃的领域。而近年来,视觉在汽车制造、包装乃至新能源行业的一些场合也开始了升温。 


  由于视觉产品属于比较高端的产品,所以其应用增长趋势也能够从一定程度上反映出自动化市场的需求环境。近两年,在经济回升趋势比较强劲的情况下,视觉产品也开始面临不断增加的需求,这也许可以体现出自动化市场的些许变化。 


  一方面,是新兴的应用行业正在为自动化开启更多的机遇。就视觉产品而言,无论是近年来新兴的太阳能制造、高速铁路等行业,还是在原有基础上扩大容量的高端生产、检测设备领域,都相当于充满真金白银的市场。 


  另外一方面,视觉产品开始增长的趋势也体现出人工成本的提升。在之前的一段时间,视觉产品为生产设备增加的成本与作用类似的人工成本相比,还处于偏高的位置,而现在的情况则发生了改变。这也成为了视觉产品市场的刺激因素之一。 


  以上两方面,说明了在广泛的意义上,无论是全产业对产品质量、检测水平的要求提高,还是人工成本的上扬,都倾向于转为一种常态化。那么,在这种常态化的挑战面前,打开的并不仅仅是机器视觉产业的机遇,也是整个自动化业界的机遇。 


  我们也注意到,在市场的要求不断变化之时,视觉产品的技术也在不断发生革新。从功能、性能指标的进步,到相关配套软件的升级,再到通讯方式的变化,无不体现出这种革新的趋势。 


  有力的需求助推 


  谈到机器视觉求的增长动力,新兴行业的作用可谓非常强劲。新兴行业往往代表着技术的革新,这不但体现在生产工艺和生产过程方面,也体现在为了实现这些生产工艺和过程中需要使用的创新技术。而机器视觉则正属于这样的典型应用。 


  正如前文所提及的轨道交通、光伏制造等行业,本身就具有非常巨大的潜力,在这些领域中的检测等环节,则正是视觉产品的用武之地。 


  据广州市施克传感器有限公司机器视觉产品经理刘雪飞介绍,在轨道交通行业中,视觉技术能提供铁轨在线缺陷检测、车身异物检查等解决方案;而在光伏制造行业,视觉技术也能在太阳能硅片生产的全过程中提供全套的检测方案,从而保证各环节的产品质量,比如:硅棒直径检测、硅片缺陷(崩口、裂缝、凸点)检测等。 


  除了用于检测之外,视觉产品还可以为一些设备提供定位功能,比如同样风光无限的机器人行业。据介绍,在工业机器人行业,视觉技术主要是充当机器人的“眼睛”,跟机器人配合用于各种产品的定位,为机器人抓取物体提供坐标信息。这样的组合,可谓新技术与新技术之间的强强组合,其潜力自然不言而喻。 


  而研拓自动化技术总监陈耀明先生则从劳动力成本上升的角度,阐释了这方面因素对视觉产品的助推作用。他认为,近来的“招工难”、制造业工资水平上涨等一些现象都表明了劳动力成本的上升趋势。这也刺激了以自动化技术代替人工的需求,视觉产品的应用也包含在其中。 


  他谈到,从这个角度来看,视觉产品的作用不仅在于简单代替人工。优秀的视觉系统在工作的效率、性能、准确程度等方面能够达到的水平,也是人工劳动所无法比拟的。 

机器视觉发展与未来之路

机器视觉发展与未来之路

  另外一个因素,则与国外企业进军中国本土息息相关。近年来,大量国际企业的本地化,使得其生产线部件的采购也已转移到了中国国内,这无疑会为视觉产品在中国的销量增长添一杯羹。这一类生产线等设备,其自动化水平相对较高,从国外直接引进到国内采购组装的生产线,现在则更多地在国内进行采购,当然也刺激了国内同类竞争者应用机器视觉的积极性。 


  方案式销售考验厂商能力 


  对视觉产品的销售来说,与其称之为“卖产品”,不如说是在“卖项目”、“卖方案”。其实,这正是视觉产品的一个特点,即注重方案式销售。所以,很多机器视觉厂商不仅要在产品本身的研发上下功夫,对于应用机器视觉的行业,也必须具备一定的了解。而具备较深行业资质、技术实力强的系统集成商,更是机器视觉厂商首选的合作伙伴。 


  机器视觉之所以在销售上形成这样的特点,主要是因为和其他不少自动化产品相比,机器视觉属于一类专业性非常高的产品,对于很多用户来说,具备一定的应用门槛。视觉厂商往往比较熟悉产品与技术本身的功能与参数,而用户方则更多考虑从自身出发的应用需求,如何将这两方面很好地结合起来,是打造成功视觉解决方案的一个前提。 


  对此,堡盟电子(上海)有限公司视觉产品经理李智勇谈到:“视觉客户在选择厂商时,越来越注重厂商能否针对他的应用特点和需求,提供有针对性的解决方案。”他认为,这涉及到厂商在视觉硬件、软件等各个环节的技术能力。比如在硬件方面,厂商提供的产品系列越丰富,尤其是可以提供一些防护等级高、抗干扰能力强的产品,在方案的配置上也就越灵活,对于一些比较特殊的环境,还可以提供专用的解决方案。 


  李智勇谈到,堡盟会与合作伙伴一起为客户进行完善的支持,从确定参数、选择硬件、调试产品,一直到对整个系统运行后的性能进行检验,都涵盖在这一过程内。而为了确保方案的适用性,测试产品的过程往往要长达几周甚至两个月,在系统投运之后,堡盟还会及时对客户在使用中反馈的问题进行解决。此外,堡盟还积极与第三方软件厂商进行合作,让用户能够最大程度发挥视觉系统的功能和效果。 


  而研拓的陈耀明指出,一个视觉方案的成功实施,需要考虑到的因素包含方方面面,如客户需求属于动态应用还是静态应用,采用何种光源,需要达到的帧率是多少等,这些都要根据客户的需求与条件,进行详细的选择。 


  他也指出,对于很多客户而言,软件也成为了关注的一个重要方面。对于整个系统来说,硬件产品相当于眼睛,而软件部分则相当于大脑,负责对图像的处理,与用户最终需要实现的功能直接相关。而这就需要厂商能够提供兼容性强、功能多样化的视觉软件包,以满足客户的多样化需求。在这方面,研华的优势十分突出。 


  机器视觉新技术一览 


  机器视觉技术经过多年的发展,至今还在不断变革。究其原因,仍然是多样化的需求在不断策动厂商对新技术进行研发和应用。 


  谈到视觉技术未来的发展方向,施克的刘雪飞对此做出了简要的概括。他认为未来视觉产品将可以采集更多的信息量(从2D到3D),具有更快的检测速度、更强大的软件功能模块和更简单的使用界面。他指出,由于用户的需求也在变化,生产的产品种类会更加复杂,使用视觉产品的场合也会越来越多,对系统的开发周期而言,必然是越短越好。 


  据刘雪飞介绍,施克推出的Ranger高速3D相机就代表了上面的一些技术趋势。这款Ranger高速3D相机具有扫描速度高(高达35000帧/秒)、多重扫描(能同时输出2D和3D图像信息)、易于与第三方软件兼容等特点,主要应用于电子、太阳能、轨道交通等行业,具体用于电子行业锡膏检测、太阳能硅片缺陷检测、铁轨表面缺陷检测等工艺环节。 


  谈到视觉产品的发展,康耐视技术人士认为,随着机械视觉检测产品的日渐普及与应用的多元化,越来越多的行业将尝试使用机械视觉来取代传统的人工检测,尤其是人工检测较为困难或判断不一致的部分。这使得硬件和软件在发展上将呈现下列趋势。 


  在硬件上,随着机器视觉的普及,用户将追求体积更小、功能更强大的产品。他谈到,康耐视提供了相关的智能芯片(VSoC)来对应满足客户在各种应用上的需求。例如,康耐视最新的DataMan 500系列读码器,由于得到了VSoC技术的支持,在视觉功能上得到了大幅提升,甚至超越了激光读码器,激光读码器无法完成的应用,DataMan500也可以轻松地完成任务,这在以前是无法实现的。 


  他谈到,在软件功能上,随着量测、定位等应用的普及,预计将会有越来越多的客户转向产品外观的检测。而在这方面康耐视不论在智能相机还是在PC base软件上,也会更多提供满足相关应用的产品,用户将能够更加直接地完成应用。 


  综合上面这些因素可以看到,视觉产品的发展,将不局限于某一特定的方向,而是针对各种不同的应用需求而呈现多样化的发展。视觉产品的未来,必将百花齐放。


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