新机器视觉:中国工业机器视觉技术的十年

Posted By: Dz Optics In: 行业资讯 On: Friday, August 10, 2018 Comment: 0 Hit: 53

导读:过去十年,我们有幸见证了中国工业机器视觉技术的蓬勃发展以及市场的风起云涌。面对如此重要的十年,非常有必要围绕狭义的面阵工业数字相机最重要的感光元件(CCD、CMOS等)以及数字接口等技术迭代和市场变幻,尽量简洁地回顾一下2008-2017这十年间工业相机在中国市场的发展,以便总结过去并窥视未来。

  发展历程:中国工业机器视觉技术的十年。

  过去十年,我们有幸见证了中国工业机器视觉技术的蓬勃发展以及市场的风起云涌。面对如此重要的十年,非常有必要围绕狭义的面阵工业数字相机最重要的感光元件(CCD、CMOS等)以及数字接口等技术迭代和市场变幻,尽量简洁地回顾一下2008-2017这十年间工业相机在中国市场的发展,以便总结过去并窥视未来。

  一、2008年:风雪交加、市场低迷

  5.12汶川地震,举国悲痛,而后北京奥运,举国为之一振。但就中国工业相机市场而言,这一年至关重要,甚至说以一年成就未来十年之发展也不为过。这一年,IEEE1394相机大行其道,针对机器视觉应用的标准IIDC(Version1.32)最终版本发布;经过两年的蛰伏,基于标准GigE Vision的工业相机已经面世并崭露头角。IEEE1394和GigE工业相机,将在未来五年内在工业领域完成对模拟相机的最终绞杀,并奠定今天中国之市场格局。同年,刚刚成立一年的初创公司CMOSIS推出了自己的CMV系列CMOS芯片,开启了高端CMOS与CCD的角逐时代。这一年,苹果iPhone 3G发布,Android操作系统中的第一个正式版本Android 1.0发布,开启智能手机时代。此后,这两件事情将把国内工业机器视觉市场推向了一个又一个高峰。

  二、2009年:“四万亿”+十大产业振兴计划

  以资本为驱动,中国开启了基础设施大跃进时代,尤其以高铁建设为代表,这也奠定了未来中国工业相机的重要市场基础之一。同时,GigE相机开始真正锋芒毕露,挑战当时共占据75%市场份额的模拟相机和IEEE1394相机。然而好戏总是以出人意料的方式上演,首先登场的竟是相机价格大跳水。在工业相机动辄接近万元人民币的时代,部分GigE相机厂商放出了千元人民币的价格,让市场惊掉下巴。但是,相比较IEEE1394和模拟相机即插即用的优点,GigE技术需要客户针对网卡进行系列配置,CPU资源占用率相对较高,在当时最困难的事情是说服客户接受GigE技术。尽管困难重重,到年2009年底,GigE相机在国内的市场份额已经从上一年的不足5%跃升到15%左右。

  三、2010年:上海世博会

  中国经济走出低谷,并跃升为世界第一制造大国。工业数字相机在ITS(智能交通)领域彻底让位给国产监控相机,宣告在一个行业应用领域的终结。Kodak推出2900万像素CCD,未来几年将在LCD检测领域独步天下。同年,苹果公司发布iPhone4以及iPad产品,在市场为之疯狂的同时,国内工业视觉行业也迎来了以智能手机和平板电脑等驱动的市场繁荣期。自此之后,智能手机和平板电脑衍生的相关工业视觉应用将成为行业内一个永恒话题,并的确成就了国内一批工业机器视觉相关企业,甚至智能装备制造企业。

  四、2011年:中国高铁跃居世界第一

  中国高铁营运里程达8358公里,工业机器视觉在该行业的应用爆发。这一年,GigE Vision最终版本发布,GenICam成为工业相机编程接口的强制标准,这给工业相机厂家带来了部分阵痛,但协议的标准化更强有力地推动了GigE Vision的发展。这一年,GigE工业相机市场份额超过30%,模拟相机出现断崖式下跌,由2008年的55%跌至不到20%。

  五、2012年:富士康百万机器人计划

  该计划的推出犹如在已经翻滚的工业视觉这锅热油里面又浇了一壶开水,爆了!我们且不管该计划后续如何,总之,这一概念带火了工业机器人,更成就了工业机器视觉。作为工业自动化和工业机器人的“眼睛”,工业相机协助机械手实现装配、定位、抓取、分拣和检测等高度自动化应用。而GigE工业相机天生具有的长距离传输(单根网线最长100米)、抗强电磁干扰、多相机应用、高柔性等特点,几乎就是为工业机械手所准备的。由此,GigE相机在这一年以使用数量计算市场份额超过55%,盛行一时的模拟相机下降到不足6%,在工业领域基本宣告出局,而IEEE1394相机也不足18%。如此快速的市场技术更迭,也让一批传统相机品牌付出了惨痛代价。

  六、2013年:德国4.0登场

  源自德国的工业4.0概念在国内引发了工业4.0热,同时也极大地促进了中国政府开始反思自己的智能制造模式。2013年1月,工业相机USB3 Vision标准协议发布,然而,这次市场的反馈却极其谨慎。因为在此标准协议发布之前的两年,个别公司携SuperUSB3,以“工业相机步入USB3.0时代”为口号,积极赠送免费样品给客户测试,没想到问题频出,导致其后相当长一段时间内,客户依然严重怀疑USB3 Vision 相机的稳定性,并影响至今。

  七、2014年:中国制造2025

  中国制造2025的核心是力图通过“工业化和信息化”引领中国制造,用十年时间迈向制造强国。该年,中国占到全球工业机器视觉市场15%以上的份额,此后更是成为整个行业的全球发动机。同时,国产工业相机品牌开始登上舞台,将相机价格拉到百元人民币水平,开启了更为可怕的价格大战。与此同时,LCD及OLED行业的崛起,成就了2900万像素CCD相机和CoaXpress相机等高端市场,这也刺激了未来更高分辨率相机的技术革新。

  八、2015年:“互联网+”概念提出

  同时,一个“马桶盖”引发了国内关于产业升级的大讨论。该年,SONY宣布停止CCD业务,芯片将陆续供货至2025年。IEEE1394接口相机市场占有率下降到不足10%,而仅仅4年前其还占据着30%以上的市场份额。于此同时,USB3 Vision、CameraLink HS和Thunderbolt等新的接口技术开始出现。同年,ams AG收购CMOSIS,但谁也未曾想到来年就出现了严重的交货问题,并对整个工业相机行业造成了严重打击。

  九、2016年:AlphaGo带火了人工智能

  人工智能概念加上大数据,让机器深度学习成为工业视觉的新增长点。同时,美的收购德国库卡,根据VDMA的统计数据,截至2016年,中国在运行的各种工业机器人达到8.7万台,在库机器人达34万台,而到2020年,预计将达到95万台。由此,该年又被很多公司称为“中国工业机器人元年”。这一年,SONY和安森美半导体分别携Pregius和Python系列芯片开启了工业相机行业的CMOS时代。

  十、2017年:人机协作与智能制造

  经过多年的积累,工业视觉行业终于实现大爆发,“缺货”成为年度关键词。是年7月,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,将人工智能前所未有地提升到了国家战略层面,并提出“成为经济发展的新引擎”,期望其带动相关产业规模超过5万亿元。对于工业相机和工业机器视觉而言,一切都看似前景一片光明。

  回顾过去十年,我们可以明显看到中国制造业的崛起,中国智能制造业的崛起已是大势所趋。

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