文︱朵啦
图︱现场拍摄
人工智能已经成为新一轮产业变革的核心驱动力,正在对世界经济、社会进步和人类生活产生广泛的影响,机器视觉在产业和消费升级的大潮中将发挥重要的作用。根据中国机器视觉产业联盟发布的数据显示,2020年,机器视觉在电子电气、半导体、汽车、印刷包装、食品加工等领域得到广泛应用,其中电子电气行业应用占比52．9%。今年7月中旬,工信部联合十部门共同印发《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》,其中机器视觉被列为5G+工业互联网方向的重要业务之一。这意味着随着5G等新技术的发展,机器视觉在国内将释放巨大的市场潜力。
图:中国(北京)机器视觉展览会开幕式
7月21-22日,机器视觉助力智能制造创新发展大会暨VisionChina(北京)2021在北京隆重举办。根据展会报道,本次展会设计6大机器视觉前沿主题,成功发布43场技术专题报告,部署42家创新产品展示区,三千余人沉浸体验业内专家带来各领域内的精彩演讲。会上,中国电子技术标准化研究院首次公开发布《机器视觉发展白皮书(2021版)》,白皮书对机器视觉产业状况进行了深度分析,并得出结论——我国机器视觉产业的发展正处于高速成长阶段。
机器视觉价值涌现,市场刺激技术创新
“视觉”是人类感知世界的重要信息来源,而机器视觉是通过计算机来模拟人类的视觉功能,让计算机获得相关的细节信息并且加以理解的技术。机器视觉作为“机器之眼”,相对于人类视觉具有高效率、高度自动化、高持续性等特点。智能制造势不可挡,机器视觉是重要技术手段。
一方面产业伴随着要素成本上升、产线效率亟待提高、用工难等问题,另一方面,人工智能、大数据、云计算等新兴技术愈发成熟,信息技术和制造技术加快融合,工业制造业的数字化、智能化改造升级是大势所趋也是顺势而为。作为人工智能范畴最重要的前沿分支之一,机器视觉已服务工业30余年。在智能制造部署中,机器视觉可实现机器替代人眼来做测量与判断,通过非接触检测、测量,提高加工精度、发现产品缺陷并进行自动分析决策,目前基于大量数据集的物体检测、分割和识别,在智能家居、安防、工业检测等领域做出了突出的贡献。在5G、工业互联网与制造业深度融合的今天,机器视觉成为实现工业智能的控制系统。
广阔的应用市场以及丰富的应用场景需求,驱动机器视觉企业开展技术创新。在VisionChina(北京)2021展会期间,可看出搭载机器视觉技术的新产品不断涌现。探索科技走访了解到,海康机器人展出8k网口系列工业线阵相机、3D激光轮廓传感器、深度学习缺陷检测、ID系列工业读码器等最新产品;堡盟(上海)展出了LX系列万兆网接口相机、集成JPEG图像压缩技术的LXT相机以及软硬一体的AX系列AI智能相机等产品;大恒图像带来了处理速度快、集成了功能强大的图形化视觉软件PALLAS系列智能相机等。在42家创新产品展示区中,从业者们激情与耐心的讲解拉高了观众的热情,现场气氛高涨。
图:VisionChina2021展出产品
中国制造靠机器视觉搭乘智能快车
在国际市场上,机器视觉发展已是历久弥新、应用广泛,中国机器视觉市场正在需求驱动下经历黄金时代。上世纪九十年代初,我国机器视觉才开始萌芽。在国家促进智能制造建设的号召下,机器视觉市场需求强劲,入局机器视觉领域的玩家不断增多。根据中国机器视觉产业联盟的统计显示,近三年中国机器视觉产业规模保持高水平增长,2020年达到144亿元。未来,制造业智能化发展趋势只会更加明显,5G+工业互联网将在制造业中得到更广泛应用,对机器视觉的需求也将进一步释放,预计到“十四五”期末,中国机器视觉行业市场规模有望达到500亿元。
图:中国机器视觉行业市场特征
机器视觉产业链可以分为底层开发商(核心零部件和软件提供商)、集成和软件服务商(二次开发),核心零部件及软件又可以再细分为光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等。在目前的整个机器视觉系统成本构成中,零部件及软件开发占据了80%的比例,是产业链中绝对的核心环节和价值获取者。在上述产业链环节中,如中国电子技术标准化研究院张晖博士在展会期间的演讲提到的:“机器视觉集‘光’‘机’‘电’‘算’‘软’为一体,尤其算法是灵魂。”国内自动化进程时间不长,不过目前国内如大恒图像、华睿科技、康视达等企业已经完成底层算法的研究,并且在多个领域进行应用,而其他核心零部件,包括光源、镜头、工业相机表现较为理想。
另一方面,中国机器视觉在面对机遇的同时,面临着高精度和高效率的规模化生产、定制化生产的挑战。张晖博士指出,机器视觉仍需要解决传统自动化装配、以及促进解决定制化装配的柔性生产问题。他提到,我国在半导体生产重要环节上的技术水平、相关生产测试设备与国际先进企业人存在巨大差距;目前国内还没有国产的可以应用于机器视觉的大型工控管理软件和联络各子系统的通用管理平台;国际局势的变化给我国机器视觉的发展带来了一定阻力和不确定性。
新资本引入,机器视觉潜力巨大
机器视觉行业发展前景广阔,不断吸引资本入局。根据IT桔子发布的机器视觉投融资数据,2019-2021年国内机器视觉行业投资规模均在100亿元以上,尤其是2021年上半年投资规模就达到了118亿元。除了此次大会带来精彩的技术报告的阿里巴巴、华为、百度、海康、大恒等机器视觉行业顶尖的硬件、软件和解决方案企业,小冰、未来机器人、埃瓦科技、大族机器人等机器视觉企业也成为热门投资对象或资本方参与主体。
“VisionChina是一个为海康机器人增加行业影响力的同时还能广泛接触到新老客户的展会。VisionChina (北京) 汇聚了更多专业观众,每年也有大量研究类型的科研机构及事业单位客户来参观。我们还发觉一些新的客户正逐渐关注机器视觉领域,我们也遇到众多有合作意向的客户。”海康机器人北京业务部总经理蔡化在接受采访时表示。
如今,作为机器感知能力的基石,机器视觉与自然语言处理、边缘算力、其他智能终端传感器结合,势必会在千行百业继续铺开应用。伴随着半导体行业进入新一轮景气周期,软件设计公司如雨后春笋,其中涉及的深度学习以及算法的研究与开发将结合机器视觉,助力产业升级。另一方面,5G应用在物联网中逐渐铺开落地,未来的工业4．0所使用到的的无线传输也将借力5G,无人工厂将是机器视觉进一步释放的应用场景。堡盟(上海)产品经理陈田在采访中表示,目前中国多数机器视觉设备研发商尚处于产品开发期,包括工业、制造业、物流等领域在内的未来领域还存在很大的探索空间。
