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    機器視覺行業發展現狀及未來趨勢

    日期:2022-03-28 來源:三姆森科技

    機器視覺這個概念提出來已經有好多年了,一開始并沒有如開始人們所預想的那樣增長迅速。不過,2021年,機器視覺市場增速還不錯,據業內人士透露,2021年增長了30%左右,主要原因是隨著社會的發展,消費的升級,工業生產過程中,對產品的良率、質量標準有所提高,加上現在工人并不好招,以及疫情的影響,更多的高精度組裝、檢測等需求釋放出來了。

    在國內,人口老齡化問題越來越突出,人工成本越來越高,加上國家越來越注重智能制造的發展,為高端裝備、人工智能、及自動化生產領域發布了各項政策規劃,支持智能制造行業的產品研發和市場擴展。而高端裝備制造、人工智能和自動化生產行業都是機器視覺技術的主要應用場景。

    機器視覺行業現狀及市場格局

    正是在這些因素的推動下,國內的機器視覺行業也得到了不錯的發展機會。從國內企業數量上來看,2010年國內機器視覺企業僅有60家,隨著國內對自主技術產權的不斷研究,以及在光源、相機等領域的不斷摸索,在2019年時,國內機器視覺企業數量達到819家的峰值,2020年回落至637家,但相比2010年來說,仍然有10多倍的增長。

    根據中國機器視覺產業聯盟統計,國內機器視覺行業以中小企為主,主要集中在銷售額1~ 3千萬范圍,占31.8%;1千萬以下銷售額的企業占比為19.8%;3~5千萬銷售額的企業占比13.2%;5千萬~1億元銷售額的企業占比18.7%;1億元以上銷售額的企業僅占16.5%。從區域分布來看,機器視覺企業聚集較為集中,主要分布在廣東省(27.01%)、江蘇省(15.88%)、山東省(7.73%)、浙江省(7.63%)、上海市(4%)。

    可以明顯地看到,中國市場已成為全球機器視覺市場規模增長最快的市場之一。根據中國機器視覺產業聯盟的統計,中國機器視覺行業的銷售額從2018年的101.8億元增長至 2020 年的144.20 億元,復合增長率達 19.02% 。得益于宏觀經濟回暖、新基建投資增加、數據中心建設加速、制造業自動化推進等因素,預計2020年至2023年,中國機器視覺行業的銷售額將以 27.15% 的復合增長率增長,至2023年銷售額將達296.00億元。

    從全球市場規模來看,據Markets and Markets 統計, 2015 年至 2020 年,全球機器視覺器件市場以 13.83% 的復合增長率增長,市場規模至2020 年達到 107 億美元;2021年市場規模約為110億美元,預計 2022 年至 2025 年,全球機器視覺器件市場規模將以6.56%的復合增長率增長,至2025 年市場規模將達147 億美元。

    機器視覺以視覺器件、可配置視覺系統和智能視覺裝備等形態服務各產業應用,已經被廣泛應用于新型顯示、消費電子、印刷包裝、新能源等眾多行業,成為這些行業必不可少的數字化和智能化變革的支撐。

    機器視覺產業鏈

    機器視覺行業的上游包括相機、鏡頭、光源等硬件及算法軟件。相機是包含完整的機器視覺組成功能模塊(光源可自帶或借用外部光源),能獨立完成機器視覺信息處理的全流程,為系統輸出有效信息;鏡頭是機器視覺圖像采集部分重要的成像部件,其作用是把被攝物體成像于攝像機內的感光元件上;光源對于機器視覺中的圖像采集部分具有重要影響,為場景提供合適的照明,突出目標的圖像特征并與背景圖像分離;機器視覺算法與軟件緊密結合,軟件平臺是實現機器視覺算法的載體,使機器視覺在處理數據量和實時檢測效率性能上不斷地突破,匹配工業智能發展的需求。

    一般來說,機器視覺行業的算法庫由OpenCV等開源視覺算法庫,和第三方商業付費算法庫組成。因算法庫開發周期長、投入大,業內公司通?;陂_源算法庫開發自身應用算法,或自主開發與第三方集成并舉,較少公司完全自主開發底層算法。為提高效率與降低成本,集成第三方成熟工具包作為輔助開發手段是比較常見的方式。

    機器視覺行業的中游為視覺系統與智能裝備。視覺系統包含獨立完整的成像單元(光源、鏡頭、相機)和相應的算法軟件,集圖像采集、處理與通信功能于一身,可以靈活地進行配置和控制,適應各種復雜的應用,具有多功能、模塊化、高可靠性等特點。智能裝備以機器視覺的感知能力和分析決策能力為核心,在視覺系統的基礎上加入了自動化和智能化的功能,將設計、生產、檢測過程集成閉環,可實現多種功能。

    機器視覺行業的下游為各行業集成應用和服務。下游應用行業的發展決定了機器視覺裝備及服務的市場需求量,目前下游應用領域以電子制造為主,其次為汽車、醫藥、印刷包裝等領域。下游產業豐富多樣,集成服務更加有的放矢,面向應用市場才能更加蓬勃。

    主要應用領域

    機器視覺有一個好處就是拓展不受行業的限制,應用范圍非常廣,無論是在哪個行業,只要是需要檢測、定位、測量和識別的地方,都可以使用機器視覺。目前機器視覺技術主要應用在以下幾個領域:

    1 )消費電子是機器視覺主要應用領域消費電子具有技術革新迅速、產品迭代快等特性,消費者對消費電子的質量需求推動了消費電子產品需要通過更高效、更精細的機器視覺檢測技術以提升產能和質量。

    目前,中國已經成為全球最大的消費電子產品研發和制造基地。在消費電子產業鏈上,機器視覺技術已經基本覆蓋從元器件、部件和成品全制造環節的自動化及品質檢測與量測。此外,機器視覺在連接器檢測、 PCB 檢查、 SMT 、硬盤檢測、元器件在線分類篩選、二維碼讀取等場景的應用滲透率也逐步提高。

    2 )新型顯示領域的機器視覺應用增長空間巨大新型顯示是機器視覺重要的應用領域。在新型顯示領域,機器視覺技術作為非接觸、高精度、高速度的生產、檢測技術手段,已被廣泛應用于各類型的新型顯示的生產過程中。國產顯示面板廠商出于成本和供應鏈安全的考慮更傾向于與國產供應鏈廠商,機器視覺市場的國產普及率將有所提高,這將利好國產機器視覺廠商。

    3 )印刷包裝成為機器視覺應用的重要增長點包裝行業對印刷品質要求較高,包裝印刷廠須具備獨特的技術和質量優勢方能滿足該行業對質量和色彩的特殊要求。當前印刷機最快生產速度已達 800m/min ,且檢測精度高,已超出人眼識別極限,現有人工檢測已無法滿足要求,因此必須采用高速、高精度、一致性和穩定性的機器視覺檢測設備才能保障印刷質量。

    4) 機器視覺已被廣泛應用于半導體檢測在半導體領域,機器視覺已被應用于半導體外觀缺陷、尺寸、數量、平整度、距離、定位、校準、焊點質量、彎曲度等檢測,廣泛應用于晶圓制造和封裝測試中的檢測、定位、切割和封裝過程。隨著中國半導體產業的興起,半導體技術的更新換代,未來國產半導體視覺裝備必然會得到廣泛應用,中國本土企業的發展巨大。

    此外,機器視覺還在新能源汽車、光伏等新能源領域、以及工業機器人、掃地機器人等領域都有廣泛的應用。

    機器視覺行業發展趨勢

    1 )應用領域持續拓寬經過一段時間的普及與推廣,機器視覺應用范圍逐漸擴大。目前,機器視覺的應用范圍已從最初的消費電子等領域,逐步拓展至印刷包裝、汽車、運輸、醫療等領域。預計未來,除了傳統的應用領域外,在AI 、自動駕駛、人臉識別等新興技術興起的帶動下,機器視覺將進一步拓寬應用領域。

    2 )嵌入式視覺應用持續增長嵌入式視覺系統是指在嵌入式系統中使用機器視覺技術,是嵌入式系統和機器視覺兩種技術的整合,可獨立完成從接收光信號到系統輸出的整個信號處理過程。處理能力、存儲器密度和系統集成度的提升, 促進了嵌入式視覺在傳統和新興應用領域的滲透。未來,得益于越來越多的行業應用程序的支持,嵌入式視覺將被更廣泛地應用在自動駕駛等領域新興領域。

    3)2D 機器視覺向 3D 機器視覺升級相比2D機器視覺,3D機器視覺具有顯著優勢,例如測量速度快、精度高、抗干擾能力強、操作簡便等,能有效解決2D機器視覺對于高度、厚度、體積、平面度等測量因素缺失的問題。3D視覺技術的突破,將進一步推動視覺技術在高端場景的應用,傳統的2D機器視覺將快速向3D機器視覺升級,推動機器視覺市場持續增長。

    結語

    雖然國內企業進入機器視覺行業的時間比較晚,但相對國外企業來說,他們更具有市場優勢,目前我國智能制造發展程度還不高,工業數字自動化普及的程度也不高。隨著未來我國工業制造領域的自動化和智能化程度的加深,機器視覺將會得到更加廣闊的發展空間。橫向上,機器視覺可以用在更多的行業領域;縱向上,機器視覺在現有領域的深度拓展將會帶來新的行業增長。

    文章出處:【微信公眾號:電子發燒友網】


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