机器视觉和功能检测技术发展带动智能装备行业快速发展
思瀚产业研究院 荣旗科技    2023-04-19

智能装备旨在提供外部闭环控制机制，进行自动误差补偿，并且保证制造流程的正确完成。智能制造的典型特征为动态感知、实时分析、自主决策和精准执行，工业机器人本身不具有智能特征，机器视觉和功能检测相关基础技术 的演进为智能装备发展奠定了坚实的技术基础。

①机器视觉

在整个智能制造系统中，原始信 息的采集是最为基础的工作，原始信息推动着整个系统的决策、执行和学习。机器视觉技术具有高度的灵活 性，能适应各种生产环境，获取检测对象的图像以进行原始信息采集，并进行分析、处理：机器视觉既可以引导定位进行尺寸量测及外观检验，完成不 合格的产品的精确剔除；还可以指导机器人实现更好的定位和筛选组装工作， 与整个智能制造流程密切相关。

机器视觉概念于上世纪五六十年代首次被提出，北美、欧洲和日本等发达地区率先进入该项研究领域，并于二十世纪八十年代将其应用于工业化生产过 程当中。机器视觉技术依靠光学成像、机械运动、电气控制、分析算法、应用软件等核心技术，使得智能检测、组装设备具备高精度的 2D/3D 模型获取能 力，图像处理、图像识别、认知决策等人工智能和抽象理解能力，并且能够完 成复杂工业的精密运动任务，从而实现智能检测、测量、定位和识别等功能。

从全球范围看，由于下游消费电子、医疗、半导体、汽车等行业规模持续 扩大，全球各大经济主体的自动化水平的不断提升，机器视觉的在传统产业的 应用率不断提升的同时，不断拓展新的应用领域。 随着全球制造中心向中国转移，2020 年度包括中国在内的亚太区已是欧 洲、北美之后的第三大机器视觉领域应用市场，占全球市场份额的 25.3%。

相比于国外完整且成熟的产业链，我国机器视觉起步较晚，源于上世纪八十年代的技术引进。伴随着我国工业化进程发展，机器视觉行业经历了启蒙阶段、初步发展阶段，目前正处于快速发展阶段。

《中国制造 2025》将“推进信息化与工业化深度融合”作为战略任务和重点之一，提出推进制造过程智能化。在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理等技术和装备在生产过程 中的应用。

我国将智能制造提升到国家战略层面，大力发展智能装备产业对于 加快制造业转型升级，提升生产效率、技术水平和产品质量，降低能源资源消耗，实现制造过程的智能化和绿色化发展具有重要意义。 机器视觉作为智能装备产业的重要抓手，受益于各项产业政策的支持和各 项技术的发展，其发展深度和广度逐步提升，广泛应用于自动化成套生产线、 智能测控系统、工业机器人等具有自主知识产权的重大智能装备。

未来几年，得益于经济持续稳定发展、产业结构转型升级、制造业自动化及智能化进程加 速、行业内企业自主研发能力增强、机器视觉产品应用领域的拓宽等因素，我国机器视觉行业规模有望实现持续、稳步增长。

②功能检测

功能检测是智能制造系统的重要组成部分，通过对计算机软件、算法、机构设计、控制理论、物理学、化学等学科及工艺的运用，利用软件算法配合自 动化设备的使用对产品的各项待测参数进行读取，从而验证待测产品，确认产 品的特性可以满足设计需求，实现生产效果的提升，为客户达到提质降本增效 的效果。

功能检测包含对待检测产品各类物理及化学属性的测试，目前被广泛应用于消费电子、汽车电子、医疗电子、工业电子及相关电子零部件产品的电学、 信号（无线射频）、声学、光学、传感、恒压力、磁性等方面的性能检测。以消费电子产品为例，其功能多样化和设计复杂化导致产品检测种类繁多、精度要 求高。

海外美国、日本等工业发达的国家凭借进入功能检测早的先发优势，目前在技术上依旧处于发展前沿的位置。此外，美国及日本等国家半导体行业的发 展也助力了海外功能检测行业的发展。功能检测作为自动化生产的重要组成部 分，多年来随着自动化行业的进步而不断发展。

近年来，我国制造业虽然已处 于加速发展的进程，但相比发达国家，仍然有一定的起步较晚的劣势。 对于使用功能检测设备的终端产品制造厂商而言,产品质量因关乎企业的品 牌及声誉，是企业经营管控的重要环节。就全球而言，在功能检测自动化设备 还未生产制造前,产品的功能检测通常由人工测试的方式完成。

因人工测试速度 有限、且容易受到检测人员主观或外界客观因素的干扰,故人工测试对质量缺陷 产品的甄别率普遍较低,一方面导致产品生产线运转效率低下,产能利用率下降, 拖延新产品上市推出时间；另一方面导致检测后产品质量参差不齐,对产品品牌造成负面影响。近年来，随着全球范围内劳动力成本的普遍提升，及人口老龄 化、出生率低造成的劳动力不足，以自动化检测代替人工检测成为检测发展的主流方向。

功能检测设备的使用规模随着工业自动化设备的广泛使用而不断增 加。由于工业自动化设备涉及的下游行业较多，不同行业的实际情况区别较大 导致实际的需求设备差异也较大，因此，工业自动化的蓬勃发展促进了功能检测需求的进一步发展。