2023自動光學(xué)檢測(AOI)行業(yè)需求及市場規(guī)模分析

• 黃文玉 2023年6月6日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1086 69
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自動光學(xué)檢測(automated optical inspection, AOI)技術(shù)，也稱為機(jī)器視覺檢測技術(shù)或自動視覺檢測技術(shù)。在有些行業(yè)，如平板顯示、半導(dǎo)體、太陽能等制造行業(yè)，AOI這一術(shù)語更加流行，被人知曉。

一、自動光學(xué)檢測的概念

自動光學(xué)檢測(automated optical inspection, AOI)技術(shù)，也稱為機(jī)器視覺檢測技術(shù)或自動視覺檢測技術(shù)。在有些行業(yè)，如平板顯示、半導(dǎo)體、太陽能等制造行業(yè)，AOI這一術(shù)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(xì)微差別的。

自動光學(xué)檢測是基于光學(xué)原理來對焊接生產(chǎn)中遇到的常見缺陷進(jìn)行檢測的設(shè)備。AOI是新興起的一種新型測試技術(shù)，但發(fā)展迅速，很多廠家都推出了AOI測試設(shè)備。當(dāng)自動檢測時(shí)，機(jī)器通過攝像頭自動掃描PCB，采集圖像，測試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過圖像處理，檢查出PCB上缺陷，并通過顯示器或自動標(biāo)志把缺陷顯示/標(biāo)示出來，供維修人員修整。

從狹義上來說，MVI是一種集成了圖像傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，執(zhí)行測量、檢測、識別和引導(dǎo)等任務(wù)的一種新興的科學(xué)技術(shù)。MVI的基本原理可用如圖表，它采用光學(xué)成像方法(如相機(jī)，或者一個(gè)復(fù)雜的光學(xué)成像系統(tǒng))模擬人眼的的視覺成像功能，用計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)代替人腦執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，最后把結(jié)果反饋給執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如機(jī)械手)代替人手完成各種規(guī)定的任務(wù)。

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(shù)，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域其定義可能有著細(xì)微的差別，但都離開不了兩個(gè)根本的方法與技術(shù)，即從圖像中獲取所需信息，然后反饋給自動化執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成特定的任務(wù)?？梢哉f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(shù)都可以認(rèn)為是MVI或AVI。當(dāng)采用光學(xué)成像方法時(shí)，MVI實(shí)際上就變?yōu)锳OI。因此AOI可以認(rèn)為是MVI的一種特例。

二、自動光學(xué)檢測行業(yè)發(fā)展分析

運(yùn)用高速高精度視覺處理技術(shù)自動檢測PCB板上各種不同貼裝錯(cuò)誤及焊接缺陷。PCB板的范圍可從細(xì)間距高密度板到低密度大尺寸板，并可提供在線檢測方案，以提高生產(chǎn)效率，及焊接質(zhì)量。通過使用AOI作為減少缺陷的工具，在裝配工藝過程的早期查找和消除錯(cuò)誤，以實(shí)現(xiàn)良好的過程控制。早期發(fā)現(xiàn)缺陷將避免將壞板送到隨后的裝配階段，AOI將減少修理成本將避免報(bào)廢不可修理的電路板。

根據(jù)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(shù)的測量、零件分組、定位、識別、機(jī)器人引導(dǎo)等場合;二維AOI主要用于產(chǎn)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(chǎn)業(yè)界用得最多的AOI系統(tǒng)是由相機(jī)、鏡頭、光源、計(jì)算機(jī)等通用器件集成的簡單光學(xué)成像與處理系統(tǒng)。在光源照明下利用相機(jī)直接成像，然后由計(jì)算機(jī)處理實(shí)現(xiàn)檢測。這種簡單系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是成本低、集成容易、技術(shù)門檻相對不高，在制造過程中能夠代替人工檢測，滿足多數(shù)場合的要求。但對于大幅面或復(fù)雜結(jié)構(gòu)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(chǎn)節(jié)拍對檢測速度有特殊的要求，單相機(jī)組成的AOI系統(tǒng)有時(shí)難以勝任，因此可能需要有多個(gè)基本單元集成在一起，協(xié)同工作，共同完成高難度檢測任務(wù)。

除了普遍使用的0402元件，印刷電路板的第一次合格率(FPY)必須達(dá)到95%，而且必須根據(jù)印刷電路協(xié)會(IPC)的2級標(biāo)準(zhǔn)來檢測缺陷。例如，在有608個(gè)焊點(diǎn)的168元件的情況下，相當(dāng)于要求誤報(bào)率是百萬分之65。為了達(dá)到FPY的要求，在檢測缺陷時(shí)必須考慮以下條件：元件長度的公差、元件供應(yīng)商、貼片公差、在25 個(gè)AOI系統(tǒng)上的全球檢測數(shù)據(jù)庫、有80個(gè)獨(dú)特產(chǎn)品的全球檢測數(shù)據(jù)庫、無鉛焊料、不同的電路板供應(yīng)商以及檢測質(zhì)量要達(dá)到IPC的2級標(biāo)準(zhǔn)。

三、自動光學(xué)檢測(AOI)行業(yè)需求及市場規(guī)模分析

數(shù)據(jù)顯示，2020全球機(jī)器視覺市場規(guī)模為107億美元，到2025年，該市場將增長至127億美元.預(yù)測期內(nèi)(2020—2025年)的年復(fù)合增長率為13.6%。全球機(jī)器視覺市場增長主要有以下四大驅(qū)動力：一是工業(yè)方面對質(zhì)量檢查和自動化的需求不斷增長;二是視覺引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)的需求不斷增長;三是3D機(jī)器視覺系統(tǒng)的不斷采用;四是混合動力和電動汽車的生產(chǎn)的增加。

在這種環(huán)境下，全球及中國自動光學(xué)檢測設(shè)備在未來幾年將經(jīng)歷快速發(fā)展。2015年，中國AOI檢測行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到76.24億元，2015-2018年中國AOI市場規(guī)模的年均復(fù)合增長率達(dá)到16.8%。

四、自動光學(xué)檢測市場未來前景

全球機(jī)器視覺市場增長主要有以下四大驅(qū)動力：一是工業(yè)方面對質(zhì)量檢查和自動化的需求不斷增長;二是視覺引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)的需求不斷增長;三是3D機(jī)器視覺系統(tǒng)的不斷采用;四是混合動力和電動汽車的生產(chǎn)的增加。在這種環(huán)境下，全球及中國自動光學(xué)檢測設(shè)備在未來幾年將經(jīng)歷快速發(fā)展。

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