【光電智造】工業(yè)機(jī)器視覺的四大應(yīng)用領(lǐng)域及三大未來趨勢(shì)
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機(jī)器視覺是人工智能領(lǐng)域一個(gè)正在快速發(fā)展的分支,用機(jī)器代替人眼來做測(cè)量和判斷,通過光學(xué)的裝置和非接觸的傳感器,自動(dòng)接收和處理真實(shí)物體的圖像,以獲得所需信息或用于控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的裝置。工業(yè)機(jī)器視覺的核心是通過“機(jī)器眼”代替人眼,對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別、測(cè)量并做出判斷。
(資料圖片僅供參考)
從機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈角度來看,機(jī)器視覺行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)較長,上游由機(jī)器視覺系統(tǒng)硬件和軟件算法構(gòu)成,中游為設(shè)備商和系統(tǒng)集成商主要負(fù)責(zé)軟件的二次開發(fā)和設(shè)備制造,下游應(yīng)用場(chǎng)景和行業(yè)廣泛。工業(yè)是目前中國機(jī)器視覺行業(yè)最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域,工業(yè)領(lǐng)域的銷售額占比為81.2%,其中工業(yè)行業(yè)包括電子制造、顯示面板、汽車、印刷、半導(dǎo)體、食品飲料包裝等行業(yè)。其他、交通、娛樂、國防安防行業(yè)為輔。
工業(yè)機(jī)器視覺四大應(yīng)用
根據(jù)億歐智庫調(diào)研結(jié)果,隨著行業(yè)深度及廣度應(yīng)用的快速發(fā)展,工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用領(lǐng)域中,目前域值得關(guān)注的四大賽道分別是3C電子、半導(dǎo)體、鋰電、光伏。
從行業(yè)和產(chǎn)品屬性綜合來看,機(jī)器視覺在3C電子行業(yè)應(yīng)用最為成熟,3C電子的行業(yè)屬性及產(chǎn)品屬性都決定了機(jī)器視覺在該行業(yè)的滲透率將會(huì)更高。
賽道二:半導(dǎo)體行業(yè)未來將實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺全流程技術(shù)支持
機(jī)器視覺在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用,未來有望實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺全流程技術(shù)支持。在2019年的全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)銷售額為576億美元,其中中國市場(chǎng)規(guī)模129億美元,占比22.4%,預(yù)測(cè)未來幾年中國半導(dǎo)體投資會(huì)躍居全球第一。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)具有集成度、精細(xì)度高的特點(diǎn),是機(jī)器視覺技術(shù)最早大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域之一。機(jī)器視覺在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用涉及到半導(dǎo)體外觀缺陷、尺寸、數(shù)量、平整度、距離、定位、校準(zhǔn)、焊點(diǎn)質(zhì)量、彎曲度等的檢測(cè),尤其是晶圓制作中的檢測(cè)、定位、切割、封裝過程全程都需應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)。
賽道三:新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鋰電行業(yè)需求井噴,機(jī)器視覺應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)大
機(jī)器視覺廣泛應(yīng)用于動(dòng)力電池聲場(chǎng)過程中各關(guān)鍵工藝的缺陷檢測(cè)、尺寸測(cè)量和定位。隨著鋰電行業(yè)持續(xù)高景氣,新能源汽車蓬勃發(fā)展,電池廠擴(kuò)產(chǎn)帶來了機(jī)器視覺裝備需求井噴。同時(shí),鋰電池工藝復(fù)雜,也使得機(jī)器視覺應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富。國家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示,2021年中國鋰電池產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到232.6億只,同比增長23.4%。鋰電產(chǎn)能的快速增加帶動(dòng)機(jī)器視覺高速發(fā)展,2021年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到17.7億元,2019-2021年CAGR高達(dá)110%。
鋰電在機(jī)器視覺的應(yīng)用場(chǎng)景、制作工藝復(fù)雜,多個(gè)工序需要機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)。隨著電芯、模組、PACK 測(cè)量要求的不斷提高,被測(cè)物體條件愈發(fā)復(fù)雜,全線視覺檢測(cè)已逐步成為動(dòng)力電池廠商標(biāo)配。
賽道四:光伏行業(yè)持續(xù)加速成長,硅片質(zhì)檢是太陽能電池的質(zhì)量保證、發(fā)展關(guān)鍵
2021年,中國太陽能電池產(chǎn)量CAGR達(dá)35%,2021年同比增速達(dá)42%,行業(yè)迎來加速成長期。同期帶動(dòng)機(jī)器視覺的光伏行業(yè)應(yīng)用規(guī)模由2019年2.6億元快速提升至2021年的6.5億元,CAGR高達(dá)58%。
在整個(gè)電池片生產(chǎn)過程中,來料硅片質(zhì)量監(jiān)控、過程電池片的缺陷監(jiān)控以及成品電池片的質(zhì)量檢測(cè)是生產(chǎn)出高質(zhì)量電池片的保證。電池片生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的每個(gè)工藝段都有提供對(duì)應(yīng)的光機(jī)視覺模組(相機(jī)、光源、鏡頭等),可快速配置,提供高質(zhì)量的視覺成像效果。
工業(yè)機(jī)器視覺未來趨勢(shì)
隨著工業(yè)4.0的到來,工業(yè)場(chǎng)景對(duì)機(jī)器視覺技術(shù)的需求持續(xù)推進(jìn)著工業(yè)機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展。這其中包括了:3D技術(shù)要求的提高、國產(chǎn)化替代逐步占據(jù)主導(dǎo)地位、碎片化場(chǎng)景的一體化整合。
趨勢(shì)一:在巨大的應(yīng)用場(chǎng)景下,3D技術(shù)將發(fā)展更加成熟且普遍
2D視覺發(fā)展的同時(shí),3D技術(shù)也在崛起。從目前的趨勢(shì)來看,3D機(jī)器視覺的發(fā)展勢(shì)頭要遠(yuǎn)大于2D。盡管當(dāng)前工業(yè)機(jī)器視覺發(fā)展較為成熟,但是3D技術(shù)國內(nèi)依然屬于發(fā)展初期,國外的公司和產(chǎn)品在微觀高精度檢測(cè)方面較國內(nèi)的領(lǐng)先,且占據(jù)市場(chǎng)的大部分份額。國內(nèi)企業(yè)開始在硬件軟件等方面逐漸替代國外企業(yè)。
趨勢(shì)二:國產(chǎn)化替代成為主旋律,中外廠商競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步加劇,市場(chǎng)格局重構(gòu)
當(dāng)前機(jī)器視覺替代率達(dá)50%,但多局限于2D機(jī)器視覺領(lǐng)域。未來隨著國產(chǎn)品牌協(xié)作共贏,產(chǎn)品功能專業(yè)、種類精細(xì)化,替代率將逐步升高。行業(yè)將趨向于專業(yè)化分工,自主化視覺平臺(tái)、視覺系統(tǒng)與裝備將協(xié)同作戰(zhàn),逐步超越國外品牌,成長為中國智能制造工業(yè)視覺的主力軍。
國產(chǎn)化替代三大技術(shù)領(lǐng)域趨勢(shì):
趨勢(shì)三:整合碎片化場(chǎng)景,標(biāo)準(zhǔn)化一體化設(shè)備將是機(jī)器視覺下一代發(fā)展方向
隨著工業(yè)自動(dòng)化的規(guī)模逐漸擴(kuò)大,智能制造模式下的產(chǎn)品多品種、小批量、個(gè)性化生產(chǎn)。企業(yè)開始向批量化定制生產(chǎn)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,但機(jī)器視覺技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中只能對(duì)少數(shù)產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別和分類,難以滿足碎片化場(chǎng)景。為解決此情況,整合碎片化場(chǎng)景、打造一體化設(shè)備將會(huì)極大地促進(jìn)信息技術(shù)與運(yùn)營技術(shù)的快速融合。同時(shí),打造全流程數(shù)字化閉環(huán)也將是重要舉措之一。
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