摘要：在制造環(huán)境中，條碼掃描器和機(jī)器視覺產(chǎn)品有助于減少成本、增加產(chǎn)出、提高產(chǎn)品質(zhì)量并符合工業(yè)規(guī)定。條碼掃描器可用于實(shí)時(shí)操作監(jiān)控的數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)追蹤。工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)可以用于自動(dòng)檢查和流程控制。在未來的幾年內(nèi)，隨著中國制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)于機(jī)器視覺的需求也逐漸增多；隨著機(jī)器視覺產(chǎn)品的增多、技術(shù)的提高，國內(nèi)機(jī)器視覺的應(yīng)用狀況將由初期的低端轉(zhuǎn)向高端。
關(guān)鍵詞：條碼 條碼掃描 機(jī)器視覺 制造 精益制造 邁思肯
    條碼是可供機(jī)器讀取的標(biāo)志，條碼可以印在標(biāo)簽上或直接印在零件、產(chǎn)品或包裝上。一般來說，條碼包含有特定含義的數(shù)據(jù)項(xiàng)，例如產(chǎn)品的唯一代碼、生產(chǎn)批次、商品種類等數(shù)據(jù)信息。條碼掃描器用來捕捉和讀取這些數(shù)據(jù)，從而能夠追蹤和確認(rèn)供應(yīng)鏈上的各個(gè)部件。在生產(chǎn)中，這些數(shù)據(jù)可以用于自動(dòng)化操作、質(zhì)量控制，節(jié)省時(shí)間、財(cái)力和人力。
    在當(dāng)今制造環(huán)境下，快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集對(duì)于生產(chǎn)線的高效快速運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少。穩(wěn)定可靠、在線聯(lián)網(wǎng)的條碼掃描器既可以獲得數(shù)據(jù)，也可以帶動(dòng)工廠操作中的活動(dòng)。條碼以及二維碼已經(jīng)成為大多數(shù)精益制造企業(yè)不可或缺的一部分。
    高速和準(zhǔn)確性是制造環(huán)境的關(guān)鍵要求。條碼技術(shù)可以輔助一些關(guān)鍵應(yīng)用，比如質(zhì)量控制、在線監(jiān)控（WIP）、分類和批次追蹤。條碼技術(shù)的一般應(yīng)用就是預(yù)防錯(cuò)誤措施或?qū)α鞒讨械哪硞�(gè)步驟進(jìn)行錯(cuò)誤矯正。比如，很多包裝系統(tǒng)都使用條碼技術(shù)，保證在裝箱前貨品與包裝盒相匹配。碼掃描器用于從一維或二維碼中提取和解碼數(shù)據(jù)。由于其高速和便于使用的特點(diǎn)，激光條碼掃描器最常用于一維條碼。讀碼器（像數(shù)碼相機(jī)一樣拍照）可以用來讀取一維和二維編碼和光學(xué)字符（OCR）。
    機(jī)器視覺系統(tǒng)是通過圖像攝取裝置（機(jī)器視覺產(chǎn)品）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，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。
機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。機(jī)器視覺易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。正是由于機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，而且易于自動(dòng)處理，也易于同設(shè)計(jì)信息以及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，人們將機(jī)器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。
    在制造環(huán)境中，條碼掃描器和機(jī)器視覺產(chǎn)品有助于減少成本、增加產(chǎn)出、提高產(chǎn)品質(zhì)量并符合工業(yè)規(guī)定。條碼掃描器可用于實(shí)時(shí)操作監(jiān)控的數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)追蹤。工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)可以用于自動(dòng)檢查和流程控制。成功的工業(yè)機(jī)器視覺和條碼應(yīng)用基于工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中穩(wěn)定的硬件和可靠的軟件。
機(jī)器視覺是從數(shù)字影像中自動(dòng)提取有用信息。在工業(yè)設(shè)置中，機(jī)器視覺系統(tǒng)把條碼讀碼器技術(shù)又向前推進(jìn)了一步，使用影像捕捉和分析，讓監(jiān)控、測(cè)量和計(jì)數(shù)等任務(wù)自動(dòng)完成，而不僅僅是讀取條碼和光學(xué)字符。機(jī)器視覺系統(tǒng)可使用先進(jìn)的硬件和軟件做同樣的工作，速度更快、可靠性高并且更加精確。機(jī)器視覺最適合要求高速、高精度、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和/或重復(fù)測(cè)量的檢查工作。
    在國外，機(jī)器視覺的應(yīng)用普及主要體現(xiàn)在半導(dǎo)體及電子行業(yè)，其中大概 40%-50%都集中在半導(dǎo)體行業(yè)。機(jī)器視覺系統(tǒng)在質(zhì)量檢測(cè)的各個(gè)方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且其產(chǎn)品在應(yīng)用中占據(jù)著舉足輕重的地位。在其他行業(yè)應(yīng)用方面，主要有制藥、包裝、汽車制造、紡織、煙草、交通、物流等行業(yè)。而在中國，視覺技術(shù)的應(yīng)用開始于 90 年代，因?yàn)樾袠I(yè)本身就屬于新興的領(lǐng)域，再加之機(jī)器視覺產(chǎn)品技術(shù)的普及不夠，導(dǎo)致以上各行業(yè)的應(yīng)用幾乎空白。
    國內(nèi)現(xiàn)在也開始意識(shí)到機(jī)器視覺的重要性，并開始研發(fā)自主的機(jī)器視覺產(chǎn)品。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，3D 機(jī)器視覺也開始進(jìn)入人們的視野。用機(jī)器視覺技術(shù)取代人工，可以提高生產(chǎn)效率和保障產(chǎn)品質(zhì)量。
    中國已經(jīng)成為一座世界工廠，上百種商品生產(chǎn)位居世界第一，它們遍布 10 多個(gè)工業(yè)行業(yè)。中國有完整的復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)，每個(gè)行業(yè)都可能使用機(jī)器視覺產(chǎn)品，但不能期待每一個(gè)大的制造商都安裝視覺系統(tǒng)，因?yàn)樵谥袊�人力資源豐富，有的制造商寧愿使用人工來取得較好的效果。但人力成本的不斷上升，對(duì)制造商提出了新的挑戰(zhàn)。他們會(huì)從產(chǎn)品質(zhì)量提高和節(jié)約人工方面綜合評(píng)價(jià)投入產(chǎn)出比。一個(gè)由原始供應(yīng)商、有資質(zhì)的代理商、富有經(jīng)驗(yàn)的集成商、足夠的應(yīng)用工程師以及其他角色構(gòu)成的完整產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的形成，比開發(fā)新產(chǎn)品更加重要。
    機(jī)器視覺賴以普及發(fā)展的諸多因素中，包含了技術(shù)層面以及商業(yè)層面，但起決定作用的是來自制造業(yè)的需求。制造業(yè)的發(fā)展，提升了市場(chǎng)對(duì)機(jī)器視覺產(chǎn)品的需求；也決定了機(jī)器視覺將由過去單純的采集、分析、傳遞數(shù)據(jù)，判斷動(dòng)作等功能，逐漸朝著開放性的方向發(fā)展，這一趨勢(shì)也預(yù)示著機(jī)器視覺將與自動(dòng)化更進(jìn)一步的融合。
    在未來的幾年內(nèi)，隨著中國制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)于機(jī)器視覺的需求也逐漸增多；隨著機(jī)器視覺產(chǎn)品的增多、技術(shù)的提高，國內(nèi)機(jī)器視覺的應(yīng)用狀況將由初期的低端轉(zhuǎn)向高端。由于機(jī)器視覺的介入，自動(dòng)化將朝著更智能、更快速的方向發(fā)展。用戶的需求多樣化且要求程度也不相同，個(gè)性化方案和服務(wù)在競(jìng)爭(zhēng)中將日益重要，即用特殊定制的產(chǎn)品來代替標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品也是機(jī)器視覺未來發(fā)展的方向之一。機(jī)器視覺的應(yīng)用將進(jìn)一步促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)向智能化發(fā)展。
    在自動(dòng)識(shí)別和機(jī)器視覺領(lǐng)域從業(yè) 30 年的美國邁思肯公司，自從 1982 年邁思肯公司創(chuàng)始人 Mike Mertel 先生將激光二極管集成到條碼掃描器中，發(fā)明了體積更小、更為快捷和更為安全的條碼識(shí)別解決方案以來，公司一直致力于不斷推出各種創(chuàng)新性的面向全球制造業(yè)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集解決方案，包括發(fā)明行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二維碼制 Data Matrix 碼。隨著 2008 年并購西門子機(jī)器視覺業(yè)務(wù)部以來，邁思肯公司的業(yè)務(wù)范圍不僅包括由 Mike Mertel 先生創(chuàng)立的自動(dòng)識(shí)別產(chǎn)品，還包括有跨越 30 多年歷史的機(jī)器視覺技術(shù)和包括多項(xiàng)里程碑式核心產(chǎn)品的發(fā)展，美國邁思肯公司 30 年發(fā)展歷程，匯聚了不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域但同樣具有創(chuàng)新性的發(fā)展過程。Mike Mertel 先生曾在 1989 年預(yù)言“在條碼掃描器行業(yè)里如今正發(fā)生著其他先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域里曾發(fā)生過的急速增長和快速擴(kuò)張，這對(duì)于用戶和發(fā)明者來說都是令人振奮的。因?yàn)檫@些新的技術(shù)將會(huì)應(yīng)用于我們的日常生活中�，F(xiàn)在，條碼掃描器的實(shí)際、可靠的且經(jīng)濟(jì)性的用途比這領(lǐng)域里的大多數(shù)人幾年前預(yù)想到的要大的多，甚至更大。”
    中國機(jī)器視覺市場(chǎng)將迎來一個(gè)迅速發(fā)展階段，在不遠(yuǎn)的將來，我們可以看到來自不同領(lǐng)域的不同的商業(yè)模式和不同類型的公司。隨著市場(chǎng)的發(fā)展，跨國公司將呈在產(chǎn)品的生產(chǎn)組裝、服務(wù)、技術(shù)支持以及財(cái)政政策方面本地化的趨勢(shì)；有更多的國內(nèi)公司自己或者聯(lián)合外國公司開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的視覺產(chǎn)品；一些國內(nèi)的工程公司和系統(tǒng)集成商依賴他們?cè)谝曈X和其他自動(dòng)化技術(shù)方面的綜合能力來幫助客戶解決問題。我們希望有一天中國的工程師能夠自由而且在合理的價(jià)位上選擇他們喜歡的視覺組件并且快速構(gòu)造自己的系統(tǒng)。