機器視覺提升生產線分析定位驗證能力
- DIGITIMES企劃
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在自動化生產線中，機器視覺設備能見度越來越高，因為機器視覺可以取代人工檢測遠遠達不到的速度與精確度，甚至搭配自動化製程整合，機器視覺還能輔助自動化設備進行關鍵製程，對於工業4.0擘劃的無人工廠概念，機器視覺甚至是其中關鍵的一環…
在規劃自動化產線時，機器視覺設備或內嵌機器視覺的自動生產機具，已經成為佈建自動化產線不可或缺的重要技術，若從應用領域區分，機器視覺系統主要用途為工業製造、航太工業、生物科技產業與傳統製造業…等，使用產業更是包羅萬象，包含半導體製造、電子代工製造、化學產品製造、汽車產業、石化產業與數位通訊等產業，大量的自動控制或生產程序均需導入機器視覺輔助。
機器視覺系統產業使用普遍 半導體生產賴以維持製程優化空間
在眾多產業使用機器視覺的程度，以半導體製作的機器視覺技術應用最深入，一方面半導體產業為最早投入智慧工廠製造優化，因為產業與製品特性使然，半導體晶圓加工精密度高、單片晶圓價值不斐，加上製程必須在無塵環境下進行，使用自動化生產程序與機具才能達到高精準度、低失誤率的生產流程，尤其是高精密度的進階製程，機器視覺系統更扮演產品加工品質與相關製程成功與否的重要關鍵角色。
加上全球對半導體產品的品管操作要求極致嚴苛，沒有透過機器視覺系統與自動化流程整合，將無法達到其生產管理的高要求標準，尤其在降低成本、提升產值方面，機器視覺系統可在前段製程扮演檢核組件瑕疵、輔助高階、微細加工工序的製程優化，在後段製程則可協助檢料、封裝處理、批量產品辨識生產履歷錄入等工序，達到工業4.0要求的高度自動化、無人化智能生產目標。
機器視覺市場需求強勁 相關應用技術持續升級
而在其他產業，如國防、航太產業，由於近年景氣成長趨緩、區域軍事威脅問題降低，導致相關研發、製造需求下滑，反而是生物科技產業使用與導入機器視覺的需求無逐步提升，而在電子產品製造、代工方面，隨著智慧手機產品產量與需求強勁，輕薄、高精密度的智慧手機組裝需求提升，為因應市場的巨量需求，高度智能化、自動化生產產線重要性漸增，機器視覺系統的要求也較以往單純產線自動化或部分自動視覺量測工作站點整合不同，以機器視覺搭配自動化控制的進階整合機台要求越來越高。
在要求高速生產、自動化/標準化的產線要求目標，導入接觸式、免治具輔助的自動化檢測程序，都需要大量的數位科技輔助進行完成，透過高效能圖像擷取、分析與處理決策，在驅動自動化設備達到高速化生產作業整合，不僅生產線的產速得以提升，製作或組裝工件的精準度、品質也能獲得改善，甚至完成製品的返工問題也減低了，同時，機器視覺與自動化生產過程恆時紀錄的視覺影像、操作紀錄數據不斷累積，可使製程優化人員運用BigData數據分析的技術挖掘改善製程的關鍵優化程序，進行整體製程或產線的極致優化與更精密的品質與成本控管。
即時分析、即時處理 自動化產線效能提升關鍵
而運用機器視覺系統透過圖像分析機制進行品質管控，再加上自動化工序進行串聯時，就可以做到發現問題料件隨即進行判斷、處理或挑出問題工件，提升自動化產線的效能與價值，也能避免針對問題工件浪費時間、料件進行組裝後，才發現整體產品原來在製造某個環節就有問題，減少成本浪費、也能增加生產效能，提升產線的自動化程度，同時也能大幅減省生產過程參與人力成本。
專注自動化系統整合的業者，對於機器視覺整合導入也更加關注，因為機器視覺導入後自動化生產設備可以完成更智慧的生產判斷、決策，讓自動生產程序效率大幅提升，同時自動化機具整合物聯網應用，再加上機器視覺技術整合後，就能透過設備上的參照條碼辨識身分或進行進階訊息溝通，不只能將機器視覺做為自動化整合的支援系統，甚至也能與NFC/RFID多元科技技術橫向整合，建構更完善的監控生產品質的產製流程。
圖像分析、決策系統為機器視覺效能優化關鍵
不管是高科技生產、或傳統產業的生產線智能化，機器視覺都可以在是當整合後實踐輔助生產流程控管的關鍵角色，針對降低產製成本或是提升產品品質不同面相需求，持續優化生產流程、或是讓生產進程更加流暢。在實際視覺設備的部署建置過程，並非圖像擷取的CCD或工業攝影機解析度越高越好，其實機器視覺系統真正嚴苛的挑戰關鍵在於後端圖像辨識系統的判別精準度與分析速度，加上工廠生產環境照明品質不佳，圖像辨識軟體與輔助光源部署就成為系統能否發揮效用的關鍵。
尤其是自動化系統的關鍵要求，其實就是對圖像分析、工件加工狀況識別的精準度，對加工件上面的油汙、陰影、灰塵等影響圖像品質的現象，都會導致辨識成效低落，影響導入機器視覺系統的分析效益，在實際生產環境下，產線的速度其實並不是追求的唯一目標，反而是一步到位的精準分析與處理才是機器視覺系統的導入重點，
生產履歷全紀錄 降低產品召回處理成本
機器視覺系統的另一種用途是，跟進目前流行的生產履歷、實時生產紀錄機制，在生產過程中即進行整個生產程序的紀錄與資料錄入，這種製作方式在產品組構零組件數量龐大的大型產品來說就相當常見，例如汽車產業就會在生產過程進行關鍵工序、零組件的生產履歷紀錄，當發生如重要車型的重複性產品瑕疵問題，可即時調閱分析同批量產製的車輛、與相關零配件的來源與生產紀錄進行分析，減少問題車輛召回檢修的返工成本。
以生產履歷用途，若是人工錄入關鍵工序或是零組件來源，很容易因為錄入資料不全或是資料錯亂而增加事後回溯追蹤查找問題困難度，而使用機器視覺系統輔助紀錄生產履歷，因為自動化產線本身即導入關鍵工序的視覺系統、可再搭配針對零件上的條碼、標籤進行即時分析辨識、錄入處理的自動化功能擴充，在生產行為進行時即時同步紀錄相關處理流程、時點、工序與使用零件清單，事後發生產品故障瑕疵需要大量召回產品時，也可有效限縮問題產品影響範圍，減輕召回產品反修的人力與處理成本負荷。
機器視覺系統用於檢測也是相關應用極為重要的一環，若用於定位檢測應用在後端分析軟體就是應用成功與否關鍵，因為辨識定位正確度的分析演算相對複雜，除須擷取正確、高品質影像外，圖像還須經過預處理、分析、影像辨識等，同時搭配自動機具(機器手臂)的定位控制，整組應用的繁複程度相當複雜。而在某些特殊測試的加工工序，如半導體的多晶片封裝接合、特殊材料加工、金屬件表面處理等，機器視覺都需要更高速、精密的動態分析技術支援，搭配高速影像擷取機制、即時進行圖像分析，或透過極高解析度的圖像擷取獲得更精密的檢測分析成果。
