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機(jī)器視覺與自動(dòng)化

機(jī)器視覺與自動(dòng)化

——— ——首屆國際圖像和機(jī)器視覺技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用研討會(huì)訪談
2004/6/24 15:48:00
機(jī)器視覺對(duì)于眾多的中國用戶來說無疑是個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域,為了更快更好地捕捉和傳遞這一新興技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用狀況,作為此次研討會(huì)的支持媒體,中國工控網(wǎng)藉參加首屆國際圖像和機(jī)器視覺技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用研討會(huì)的機(jī)會(huì)采訪到了該技術(shù)領(lǐng)域世界領(lǐng)先的企業(yè)代表及AIA協(xié)會(huì)理事之一Perry West先生。
(以下采訪對(duì)象簡(jiǎn)稱分別為:美國Cognex公司上海的TOM、加拿大Dalsa公司的David、 丹麥JAI公司的Watabe和Kiuchi)
高級(jí)應(yīng)用工程師Tom先生
高級(jí)應(yīng)用工程師Tom先生

中國工控網(wǎng):目前從事機(jī)器視覺與從事自動(dòng)化的企業(yè)似乎分屬兩個(gè)不同的領(lǐng)域,請(qǐng)問您是如何看待機(jī)器視覺與自動(dòng)化的融合問題的?
Tom:我不認(rèn)為這是兩個(gè)不同的領(lǐng)域,假如把整個(gè)自動(dòng)化設(shè)備想象為一個(gè)機(jī)器人,其他控制就是機(jī)器人的大腦,而機(jī)器視覺就是眼睛,如果是個(gè)瞎子的話,沒有眼睛只有大腦就是個(gè)殘缺。在國外,機(jī)器視覺一向和自動(dòng)化控制是分不開的,相輔相成的,機(jī)器視覺有了自動(dòng)控制的設(shè)備才能完好的體現(xiàn)他的性能與特點(diǎn),反過來自動(dòng)化有了機(jī)器視覺后他的水平、價(jià)值和科技門檻都會(huì)提高。在國外,其售價(jià)也有所不同,有機(jī)器視覺的設(shè)備就是比其他設(shè)備貴很多。
David先生
David先生

David:我認(rèn)為機(jī)器視覺與工業(yè)自動(dòng)化是二者不可缺一的,機(jī)器視覺是自動(dòng)化的一個(gè)分支,沒有自動(dòng)化就不可能有機(jī)器視覺。
Watabe:機(jī)器視覺和自動(dòng)化是不應(yīng)該相提并論的,機(jī)器視覺是自動(dòng)化的一部分,例如生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品,機(jī)器視覺會(huì)先看這個(gè)產(chǎn)品是好的還是不好的,然后傳遞給整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)去,如果整個(gè)系統(tǒng)是自動(dòng)化的,那么這個(gè)產(chǎn)品如果是好的就繼續(xù)進(jìn)行下一道工序,如果是不好的就把它剔出來。
Watabe和Kiuchi先生
Watabe和Kiuchi先生

中國工控網(wǎng):任何一個(gè)新技術(shù)的發(fā)展推廣都是要經(jīng)過一個(gè)漫長(zhǎng)的過程,且加速這一過程的進(jìn)程則是離不開一個(gè)很好的推動(dòng)者,往往系統(tǒng)集成商則是這一角色最好的人選,那么您是否認(rèn)為機(jī)器視覺的應(yīng)用推進(jìn)需要強(qiáng)有力的自動(dòng)化系統(tǒng)集成商?
Tom:非常正確。在國外,機(jī)器視覺起步發(fā)展到現(xiàn)在共經(jīng)歷了15年,這個(gè)行業(yè)分三種人,一是底層開發(fā)人員,提供一個(gè)通用型的軟件、板卡或軟件工具包,而不是對(duì)于某個(gè)特定產(chǎn)品的檢測(cè),用戶可以買去隨便用。第二種是二次開發(fā)商也就是系統(tǒng)集成商,系統(tǒng)集成商買同樣的軟件包可能做完二次開發(fā)或技術(shù)改進(jìn)后再包裝完賣給半導(dǎo)體、食品行業(yè)。第三種人是最終用戶,比如半導(dǎo)體行業(yè)從我這邊買了最終的產(chǎn)品,他只是使用者?,F(xiàn)在國內(nèi)的企業(yè)正處于代理階段,而很少有人做二次開發(fā),主要原因一是沒有技術(shù)實(shí)力,二是作代理地經(jīng)濟(jì)效益反饋比較快――買來再賣出。
David:是的,系統(tǒng)集成商在機(jī)器視覺系統(tǒng)推廣中是個(gè)非常重要的角色,因?yàn)樗钦驹趹?yīng)用的最前端,把客戶各種各樣的元件組裝成客戶需求的系統(tǒng)。所以他們是最了解客戶現(xiàn)場(chǎng)和技術(shù)的需求的!
中國工控網(wǎng):作為智能檢測(cè),您認(rèn)為機(jī)器視覺能夠代替人做什么?他的優(yōu)勢(shì)到底在哪里?
Tom:太多了,這個(gè)概念相當(dāng)于電腦和人腦,首先機(jī)器視覺系統(tǒng)比人腦快,一秒鐘可以檢測(cè)10個(gè)、20個(gè)產(chǎn)品,人眼絕對(duì)是不可以的。第二是穩(wěn)定,人有各種自身和外界因素可能導(dǎo)致人不能夠正常工作。自動(dòng)化生產(chǎn)線和人工的生產(chǎn)線是不同的,它能看到零點(diǎn)零幾毫米或千分之幾毫米的精度,這是人做不到的。機(jī)器視覺能夠更精確、更高速、更準(zhǔn)確的進(jìn)行檢測(cè)。
David:這個(gè)要說起來真的有很多,舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子吧,如首先采用CCD照相機(jī)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào),傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào);圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征,如:面積、長(zhǎng)度、數(shù)量、位置等;最后,根據(jù)預(yù)設(shè)的容許度和其他條件輸出結(jié)果,如:尺寸、角度、偏移量、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無等。其中這些角度、偏移量個(gè)數(shù)是人眼所不能夠檢測(cè)出來的,而且對(duì)于合格/不合格率的多少也是無法在最短的時(shí)間內(nèi)傳遞給管理人員的。所以,機(jī)器視覺的特點(diǎn)是自動(dòng)化、客觀、非接觸和高精度,機(jī)器視覺強(qiáng)調(diào)的是精度和速度,以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的可靠性。
中國工控網(wǎng):機(jī)器視覺的解決方案固然優(yōu)化,但整個(gè)中國制造業(yè)水平相對(duì)較低,產(chǎn)品附加值較低,那么成本會(huì)否成為阻礙其應(yīng)用的因素?
Tom:是的,沒錯(cuò)!主要有三個(gè)方面,一是國內(nèi)的商家本身就沒有國外企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng),這是個(gè)現(xiàn)實(shí)。國外大企業(yè)和國內(nèi)大企業(yè)完全是兩個(gè)概念,國外企業(yè)年?duì)I業(yè)額可能是幾億幾十億美金,而國內(nèi)企業(yè)可能是最多幾億人民幣,這似乎是近十倍的差距。但國內(nèi)的優(yōu)勢(shì)是人工便宜,我們所有的客戶首先的問題都會(huì)問我為什么花幾十萬買你們的系統(tǒng),我可以花很少的錢請(qǐng)很多個(gè)工人來做這項(xiàng)工作,所以成本是阻礙其應(yīng)用推廣的重要因素之一。
David:我想這在中國應(yīng)該是存在的,因?yàn)橹袊w經(jīng)濟(jì)實(shí)力和水平?jīng)Q定了這一點(diǎn),同時(shí)中國的加工制造業(yè)的生產(chǎn)線一般都比較成舊,需要改造,但是改造一次生產(chǎn)線設(shè)備需要的費(fèi)用如果比不改造前雇傭人工的費(fèi)用貴了幾十倍甚至幾百倍的話,企業(yè)肯定會(huì)要考慮有沒有必要上這套新生產(chǎn)線。另外一點(diǎn)是人們的意識(shí),很大程度上,中國企業(yè)的決策者對(duì)于這一新技術(shù)的認(rèn)知還不是很高,尤其需要花費(fèi)很多財(cái)力去購買這樣龐大昂貴的系統(tǒng),應(yīng)該是件非常大的事情,所以觀念也是構(gòu)成阻礙其應(yīng)用的因素之一。
AIA協(xié)會(huì)主席Perry
AIA協(xié)會(huì)主席Perry West先生

中國工控網(wǎng):這個(gè)問題我想問一下Perry West先生,您作為AIA協(xié)會(huì)成員之一,請(qǐng)問您認(rèn)為目前哪些行業(yè)是機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠得以很好發(fā)展的領(lǐng)域?另外,據(jù)您在機(jī)器視覺領(lǐng)域多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn),請(qǐng)您給中國即將進(jìn)入機(jī)器視覺領(lǐng)域的廠商和系統(tǒng)集成商提點(diǎn)建議,談?wù)勀J(rèn)為他們應(yīng)該選擇哪些有市場(chǎng)前景的行業(yè)去做機(jī)器視覺系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)和推廣?
Perry West先生:目前全球整個(gè)視覺市場(chǎng)總量大概在60~70億美元,其中大概40%-50%的應(yīng)用都是在半導(dǎo)體行業(yè),由于半導(dǎo)體是每5年一個(gè)起落周期,如果考慮到該行業(yè)的復(fù)蘇并將此預(yù)期考慮進(jìn)去的話,我認(rèn)為2003年到2004年半導(dǎo)體這個(gè)行業(yè)仍然有個(gè)比較大的增長(zhǎng)點(diǎn)。非常有趣的是,在北美一套機(jī)器視覺系統(tǒng)平均價(jià)格是要2萬美金,這個(gè)價(jià)格每年是按照1.4%的速度下降的。對(duì)于汽車行業(yè),機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠帶來的重復(fù)銷售并不多,因?yàn)槠囆袠I(yè)對(duì)機(jī)器視覺系統(tǒng)的需求太分散。而對(duì)于半導(dǎo)體市場(chǎng),機(jī)器視覺系統(tǒng)仍然是個(gè)主導(dǎo)市場(chǎng),原因是在半導(dǎo)體制作過程中機(jī)器視覺的應(yīng)用已經(jīng)是個(gè)非常標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用了,所以說機(jī)器視覺系統(tǒng)在該行業(yè)的應(yīng)用會(huì)帶來重復(fù)的購買力,但是半導(dǎo)體行業(yè)是個(gè)周期性行業(yè),每年都有個(gè)低谷和高高峰,所以大家應(yīng)該注意一下。
談到電子行業(yè),該行業(yè)是機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用的第二大行業(yè),它跟半導(dǎo)體行業(yè)一樣都是大家公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)性行業(yè),它會(huì)帶來不斷的購買,但是它也是個(gè)周期性的行業(yè)。再則,機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用的市場(chǎng)較大的如醫(yī)藥和醫(yī)療器械行業(yè),主要一個(gè)驅(qū)動(dòng)因素是由于政府強(qiáng)加的一些特殊管制,例如在藥品包裝上必須貼上標(biāo)簽或出廠日期等,所以這個(gè)給機(jī)器視覺系統(tǒng)帶來了一些生機(jī)。同樣容器檢測(cè)方面的特點(diǎn)是檢測(cè)容器高低和容量大小,其中一個(gè)原因是對(duì)質(zhì)量控制非常嚴(yán)格,這是醫(yī)療器械所不能避免的,該行業(yè)也是個(gè)能夠帶來重復(fù)購買的行業(yè)。另外,食品的分檢也是機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)領(lǐng)域,但機(jī)器視覺在該行業(yè)應(yīng)用年頭并不多,它所面臨的挑戰(zhàn)是有些食品是自然生長(zhǎng)的,并不是所有食品都是人工的,所以用機(jī)器視覺對(duì)這些食品檢測(cè)并不是很理想,同時(shí)該行業(yè)的特點(diǎn)也是能夠給機(jī)器視覺帶來重復(fù)的購買。印刷行業(yè)對(duì)于檢測(cè)的要求比較高,尤其對(duì)于分辨率的挑戰(zhàn)和對(duì)顏色檢測(cè)是機(jī)器視覺面臨較大的問題,另外不同廠家對(duì)于檢測(cè)的要求是不同的,所以它的市場(chǎng)比較分散,基于以上,印刷行業(yè)只能為機(jī)器視覺帶來非常小的增長(zhǎng)。
什么是最理想的機(jī)器視覺市場(chǎng),一是要有很大的潛在購買力,這是對(duì)于購買機(jī)器視覺系統(tǒng)的很重要的因素;還有一個(gè)是在選擇市場(chǎng)時(shí)要選擇穩(wěn)定的市場(chǎng),不要選擇上下起伏比較大周期比較大的市場(chǎng);第三點(diǎn)是選擇機(jī)器視覺市場(chǎng)是要選擇這個(gè)市場(chǎng)的產(chǎn)品能夠有層出不窮的新品出現(xiàn);另一點(diǎn)國內(nèi)的用戶或供應(yīng)商根本沒有想到的是,有的視覺產(chǎn)品供應(yīng)商想要壟斷市場(chǎng)即他創(chuàng)造了一個(gè)視覺產(chǎn)品后他不希望其他競(jìng)爭(zhēng)者進(jìn)入該市場(chǎng),所以對(duì)于后續(xù)的視覺系統(tǒng)供應(yīng)商,一定要看清楚該行業(yè)或該產(chǎn)品有沒有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問題,如果有的話千萬別盲目的進(jìn)入該市場(chǎng),這是中國在對(duì)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)還沒有提到高度的認(rèn)識(shí)的一個(gè)問題。
這里再舉幾個(gè)處于上升階段的市場(chǎng),例如安全市場(chǎng)如指紋的檢測(cè)、人臉的檢測(cè)等,這些檢測(cè)很多應(yīng)用于安全檢測(cè)如機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所。還有興起的如牙齒的檢測(cè),現(xiàn)在視覺系統(tǒng)可以幫助診斷病人的牙齒或者做牙齒方面的測(cè)試。在農(nóng)業(yè)上機(jī)器視覺可以撒播種子和農(nóng)藥!
還有一點(diǎn)是大家的一個(gè)誤解,雖然說機(jī)器視覺是一個(gè)朝陽行業(yè),但不是所有的事情機(jī)器視覺都能夠做的。另外一個(gè)誤區(qū)是這個(gè)行業(yè)里經(jīng)常有人忽視光源,認(rèn)為圖像處理是最重要的,但是一個(gè)質(zhì)量非常差的圖片不要指望經(jīng)過機(jī)器視覺系統(tǒng)處理后會(huì)出來一個(gè)質(zhì)量非常好的圖片。另外,機(jī)器視覺是個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),不要想象為一個(gè)人就可以完成整個(gè)工作,通常需要很多產(chǎn)品技術(shù)的支持配合,大家不要獨(dú)斷專行。另外一定要注意的是知識(shí)產(chǎn)權(quán),不要盲目的走入別人已經(jīng)設(shè)好的圈套里,目前已經(jīng)有越來越多的企業(yè)都在盡最大的努力做知識(shí)產(chǎn)權(quán)來保護(hù)自己的產(chǎn)品。最后建議大家不要涉足相機(jī)和光源的研究,因?yàn)樵撔袠I(yè)的企業(yè)比較多,而且進(jìn)入的門檻不高,你進(jìn)入了但不一定會(huì)是個(gè)成功的企業(yè)。對(duì)于系統(tǒng)集成商的建議是一定要專注某一個(gè)行
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