消費性產(chǎn)品市場競爭激烈，生產(chǎn)線效率與產(chǎn)品品質成為製造系統(tǒng)建置時的主要考量，在此態(tài)勢下，高速、高精準度的機器視覺成為現(xiàn)在生產(chǎn)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)市調機構Markets and Markets預測指出，全球機器視覺產(chǎn)品營收將逐漸上揚，預估2018年平均營收將從2013年34.5億美元增加至51.2億美元，年複合成長率為8.2%，在臺灣市場，臺灣的ASMV (Application Specific Machine Vision Systems)每年約4300套(產(chǎn)值約新臺幣138億元)，其中應用於檢測為最大宗約佔45%。

近年來機器視覺的應用領域快速增加，不過整體來看，製造業(yè)仍佔其應用最大比例，現(xiàn)在製造業(yè)的生產(chǎn)模式是連續(xù)大量生產(chǎn)，在此同時對外觀品質仍有高度要求，過去通常這種帶有高度重複性和智慧性的工作，只能由人工檢測來完成，部分傳統(tǒng)製造工廠中，生產(chǎn)線後面可以看到數(shù)量龐大的檢測工人來執(zhí)行這道程序，但在增加了這些巨大的人工與管理成本的同時，卻仍然不能保證100%的良率，機器視覺的導入，則協(xié)助解決了這些問題。

機器手臂與3D檢測已成新趨勢

圖1 : 機器視覺與機器手臂整合的應用，以視覺導引手臂進行取放之應用最廣，其次是機器人整合視覺於檢測之應用(Source:PHASE1)

機器視覺的運作流程，主要是以鏡頭擷取圖像，再將該圖像傳送至處理單元，通過數(shù)位化處理，根據(jù)圖元分佈和亮度、顏色等資訊，來進行尺寸、形狀、顏色等的判別，進而根據(jù)判別的結果來控制製造現(xiàn)場的設備動作，機器視覺在製程上的建置方式，多是在生產(chǎn)線側面或上端設置工業(yè)相機，快速檢測產(chǎn)品的外觀、標籤位置等，雖然在演算的複雜性限制下，機器視覺在品質控制方面，仍不能完全取代人眼的運作，但相對而言，比起人類的疲勞與不專注所造成的誤差，機器視覺仍有一定程度可以取代前述問題。

近期智慧製造概念興起，「整合」成為新世代生產(chǎn)設備的重要設計，機器視覺在這一波整合浪潮中，最常見就是與機器手臂的結合，基於工業(yè)生產(chǎn)模式逐漸朝向智慧製造生產(chǎn)型態(tài)發(fā)展，全球許多生產(chǎn)型態(tài)逐漸導入整合視覺系統(tǒng)之智慧機器人應用於生產(chǎn)線做智慧製造，根據(jù)AMC Hofmann之Robot Vision市場調查報告指出，以視覺導引機器人進行取放(Pick & Place)之應用最廣，其次是機器人整合視覺於檢測之應用，機器視覺技術則包含2D與3D，其中尤以2D機器視覺技術居多，市場上的應用最為普遍。

圖2 : 為解決2D檢測的侷限性，機器視覺廠商已積極開發(fā)3D檢測技術 (Source:inspect-online)

不管是否為智慧製造體系，減少生產(chǎn)時間、提高生產(chǎn)效率向來都是生產(chǎn)系統(tǒng)的建置宗旨，在此設計核心下，系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)設備的功能都必須不斷進化，機器視覺也是如此，目前2D機器視覺雖為產(chǎn)品檢測的技術，不過為解決其侷限性，業(yè)界廠商都已積極開發(fā)3D檢測技術，目前看來也已有所成，3D檢測將廣泛被運用於各種產(chǎn)業(yè)中，例如汽車、半導體 消費性電子零件、金屬、玻璃等，其中亞太地區(qū)將是主要應用市場，其應用包含品質檢測定位導引，量測及識別等，應用於品質檢測及定位導引需求量將為最大。

全面布局 打造完整方案

除了與機器手臂整合和發(fā)展3D檢測技術外，產(chǎn)品的全面布局也是機器視覺廠商因應智慧製造趨勢的重要關鍵，由於機器視覺是自動化系統(tǒng)的一環(huán)，整合功能相當重要，因此系統(tǒng)整合商必須全方位佈局，提供軟硬體元件與技術支援，包括攝影機、鏡頭、光源、影像卡以及軟體，另外像是PC-Based所需的影像擷取卡、單機應用需求的Smart Camera等，也都是必須，由於機器視覺的應用包羅萬象，各產(chǎn)業(yè)都會有其可應用發(fā)揮的空間，在臺灣除了電子業(yè)之外，像是食品包裝業(yè)、製藥產(chǎn)業(yè)、玻璃、鋼鐵、造紙等各產(chǎn)業(yè)，也都有其不同的機器視覺需求，因此不能僅以一種裝置或解決方案，處理各產(chǎn)業(yè)需要解決的問題，唯有整合，才能擴大自動化生產(chǎn)的完整性。

目前機器視覺市場的客戶，主要有三類，第一類是製造業(yè)者，也就是設備的終端使用者，第二類為系統(tǒng)整合商，最後則是產(chǎn)業(yè)機器設備製造商；而機器視覺本身，亦可區(qū)分為兩大主軸，分別是PC-Based及單機型。

PC-Based的使用者，大多需要具備程式能力，前段影像擷取的部份可由硬體工程師進行整合；軟體部份則需要具有程式能力的軟體工程師，來進行系統(tǒng)開發(fā)與設計，這一類設備的開發(fā)時程較長，適用於有獨特需求、並具備軟體開發(fā)能力的使用者。

圖3 : 機器視覺在製程上的建置方式，多是在生產(chǎn)線側面或上端設置工業(yè)相機，快速檢測產(chǎn)品的外觀、標籤位置等(Source: Conceptsystem)

這三大客戶群，各有不同的技術背景與需求，終端使用者的需求，較多在於簡單易操作、All in one的單機型設備，只需要對機器視覺有一定程度的概念與實務經(jīng)驗，即可透過套裝軟體完成單機型設備參數(shù)的設定。

像是在工廠製造螺帽與螺絲，機器視覺的檢測就包含了GIGI的四個面向與其他技術的整合，在運作中，系統(tǒng)先透過攝影機辨識螺絲的方向，指示機械手臂的夾取，再由相機擷取影像，同時進行螺距的量測及品質的控管，最後指示手臂將其放入合格或不合格的欄位，這些步驟必須整合演算及運動控制，基本上每個動作都不困難，但困難的問題在於如何整合成順暢的生產(chǎn)線流程。

審慎評估 選擇最適合系統(tǒng)

至於如何選擇適用的元件，業(yè)者建議要從硬體與軟體兩方面分析，在軟體方面，不論是PC-Based或單機版本，軟體的靈活控制為最優(yōu)先項目，因應不同需求，機器視覺必須有不同的作法以及客戶群，各有其優(yōu)勢與特點，來滿足多元的應用，而在硬體方面，則必須取決於技術整合，如何配合機構限制及功能需求，選擇最適宜的產(chǎn)品，是從經(jīng)驗學習而來，就此來看，經(jīng)驗將是自動化系統(tǒng)整合時最關鍵的一環(huán)，由於現(xiàn)在資訊發(fā)達，各廠商之間的技術差距並不大，技術已成為市場競爭的必要條件，經(jīng)驗才是決勝條件，豐富的經(jīng)驗將可再有限的成本中，組裝出最適化、性價比最高的系統(tǒng)，因此製造業(yè)者在面對市場眾多選擇時，可以從經(jīng)驗多寡的面向來挑選廠商，而非一味只從價格考量，否則其結果將會得不償失。