自動光學檢測技術,也稱為機器視覺檢測技術或自動視覺檢測技術。在有些行業,如平板顯示、半導體、太陽能等制造行業,AOI這一術語更加流行,被人知曉。但是AOI和MVI/AVI在概念和功能上還是有細微差別的。
一、自動光學檢測的概念
自動光學檢測技術,也稱為機器視覺檢測技術或自動視覺檢測技術。在有些行業,如平板顯示、半導體、太陽能等制造行業,AOI這一術語更加流行,被人知曉。但是AOI和MVI/AVI在概念和功能上還是有細微差別的。
從狹義上來說,MVI是一種集成了圖像傳感技術、數據處理技術、運動控制技術,在工業生產過程中,執行測量、檢測、識別和引導等任務的一種新興的科學技術。MVI的基本原理可用如圖表,它采用光學成像方法(如相機,或者一個復雜的光學成像系統)模擬人眼的的視覺成像功能,用計算機處理系統代替人腦執行數據處理,最后把結果反饋給執行機構(如機械手)代替人手完成各種規定的任務。
從廣義上來說,MVI是一種模擬和拓展人類眼、腦、手的功能的一種技術,在不同的應用領域其定義可能有著細微的差別,但都離開不了兩個根本的方法與技術,即從圖像中獲取所需信息,然后反饋給自動化執行機構完成特定的任務。可以說基于任何圖像傳感方法(如可見光成像、紅外成像、X光成像、超聲成像等等)的自動化檢測技術都可以認為是MVI或AVI。當采用光學成像方法時,MVI實際上就變為AOI。因此AOI可以認為是MVI的一種特例。
根據成像方法的不同,AOI又可分為三維(3D)AOI和二維(2D)AOI,三維AOI 主要用于物體外形幾何參數的測量、零件分組、定位、識別、機器人引導等場合;二維AOI主要用于產品外觀(色彩、缺陷等)檢測、不同物體或外觀分類、良疵品檢測與分類等場合。
在產業界用得最多的AOI系統是由相機、鏡頭、光源、計算機等通用器件集成的簡單光學成像與處理系統。在光源照明下利用相機直接成像,然后由計算機處理實現檢測。這種簡單系統的優點是成本低、集成容易、技術門檻相對不高,在制造過程中能夠代替人工檢測,滿足多數場合的要求。但對于大幅面或復雜結構物體的視覺檢測,由于受到視場和分辨率(或精度)的相互制約,或生產節拍對檢測速度有特殊的要求,單相機組成的AOI系統有時難以勝任,因此可能需要有多個基本單元集成在一起,協同工作,共同完成高難度檢測任務。
根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國自動光學檢測(AOI)行業市場全景調研與發展前景預測報告》顯示:
全球機器視覺市場增長主要有以下四大驅動力:一是工業方面對質量檢查和自動化的需求不斷增長;二是視覺引導機器人系統的需求不斷增長;三是3D機器視覺系統的不斷采用;四是混合動力和電動汽車的生產的增加。在這種環境下,全球及中國自動光學檢測設備在未來幾年將經歷快速發展。2015年,中國AOI檢測行業市場規模達到76.24億元,2015-2018年中國AOI市場規模的年均復合增長率達到16.8%。
2020全球機器視覺市場規模為107億美元,到2025年,該市場將增長至127億美元.預測期內(2020—2025年)的年復合增長率為13.6%。
自動光學檢測產業上游包括機器視覺零配件(含視覺光源、工業鏡頭、工業相機、圖像采集卡、算法軟件)、電氣零配件(工業電源、PLC、步進、伺服、HMI、工業傳感器等)及機械結構零配件(主要有絲桿、滑臺、夾爪等)。目前,AOI主要應用于PCB、半導體、FPD三大行業,其它行業基本處于開發探索階段或采用其它替代品。
從全球范圍來看,全球市場占有率較高的AOI廠商主要集中在以色列、日本、韓國,這些企業包括奧寶科技(2018年被KLA-Tencor收購)、歐姆龍、高永、康代、網屏等。
從中國AOI市場來看,2004年以前,我國沒有一家企業能生產AOI設備,此前AOI設備主要從以色列、日本、韓國,及我國臺灣地區等地進口。自2004年東莞神州視覺的前身AOI研發團隊開發制造出中國第一臺AOI以來,我國越來越多的AOI公司成立,進行AOI設備的研發、生產、銷售。因此,中國市場AOI設備廠商主要是2005年之后成立的,這些企業主要分布在電子信息行業發達的地區,如以深圳為龍頭的珠三角地區、以上海為龍頭的長三角地區、以北京為龍頭的環渤海地區。
目前,中國AOI廠商主要生產用于PCB檢測的AOI設備,在PCB行業之外的FPD行業、半導體行業、太陽能電池行業,我國AOI設備國產化率極低,基本依賴進口。在中國本土企業中,較知名的有東莞神州視覺、上海矩子智能、深圳易科訊、深圳振華興、浙江歐威科技、深圳勁拓股份等。
隨著我國政府對精密、超精密加工等基礎性產業的政策支持,研發投入的不斷加大,培育出了一批技術與裝備先進、自動化程度較高、有較強的品質保證與過程控制能力的光學元件制造企業。中國光學儀器行業迅速發展,朝著高性能、高精度、高靈敏、高可靠性、智能化、自動化等方向發展。
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2022-2027年中國自動光學檢測(AOI)行業市場全景調研與發展前景預測報告
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