機(jī)器視覺和功能檢測技術(shù)發(fā)展帶動智能裝備行業(yè)快速發(fā)展研究

機(jī)器視覺和功能檢測技術(shù)發(fā)展帶動智能裝備行業(yè)快速發(fā)展研究

建設(shè)人工智能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，建立并完善基礎(chǔ)共性、互聯(lián)互通、安全隱私、行業(yè)應(yīng)用等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵業(yè)界積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。構(gòu)建人工智能產(chǎn)品評估評測體系，對重點(diǎn)智能產(chǎn)品和服務(wù)的智能水平、可靠性、安全性等進(jìn)行評估，提升人工智能產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量。研究建立人工智能技術(shù)專利協(xié)同運(yùn)用機(jī)制，支持建設(shè)專利協(xié)同運(yùn)營平臺和知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)平臺。到2020年，初步建立人工智能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，建成第三方試點(diǎn)測試平臺并開展評估評測服務(wù)；在模式識別、語義理解、自動駕駛、智能機(jī)器人等領(lǐng)域建成具有基礎(chǔ)支撐能力的知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)平臺。加快研發(fā)并應(yīng)用高精度、低成本的智能傳感器，突破面向云端訓(xùn)練、終端應(yīng)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片及配套工具，支持人工智能開發(fā)框架、算法庫、工具集等的研發(fā)，支持開源開放平臺建設(shè)，積極布局面向人工智能應(yīng)用設(shè)計的智能軟件，夯實(shí)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軟硬件基礎(chǔ)。機(jī)器視覺和功能檢測技術(shù)發(fā)展帶動智能裝備行業(yè)快速發(fā)展智能裝備旨在提供外部閉環(huán)控制機(jī)制，進(jìn)行自動誤差補(bǔ)償，并且保證制造流程的正確完成。智能制造的典型特征為動態(tài)感知、實(shí)時分析、自主決策和精準(zhǔn)執(zhí)行，工業(yè)機(jī)器人本身不具有智能特征，機(jī)器視覺和功能檢測相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)的演進(jìn)為智能裝備發(fā)展奠定了堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。1、機(jī)器視覺帶動智能裝備行業(yè)快速發(fā)展在整個智能制造系統(tǒng)中，原始信息的采集是最為基礎(chǔ)的工作，原始信息推動著整個系統(tǒng)的決策、執(zhí)行和學(xué)習(xí)。機(jī)器視覺技術(shù)具有高度的靈活性，能適應(yīng)各種生產(chǎn)環(huán)境，獲取檢測對象的圖像以進(jìn)行原始信息采集，并進(jìn)行分析、處理：機(jī)器視覺既可以引導(dǎo)定位進(jìn)行尺寸量測及外觀檢驗(yàn)，完成不合格的產(chǎn)品的精確剔除；還可以指導(dǎo)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更好的定位和篩選組裝工作，與整個智能制造流程密切相關(guān)。機(jī)器視覺概念于上世紀(jì)五六十年代首次被提出，北美、歐洲和日本等發(fā)達(dá)地區(qū)率先進(jìn)入該項研究領(lǐng)域，并于二十世紀(jì)八十年代將其應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)過程當(dāng)中。機(jī)器視覺技術(shù)依靠光學(xué)成像、機(jī)械運(yùn)動、電氣控制、分析算法、應(yīng)用軟件等核心技術(shù)，使得智能檢測、組裝設(shè)備具備高精度的2D/3D模型獲取能力，圖像處理、圖像識別、認(rèn)知決策等人工智能和抽象理解能力，并且能夠完成復(fù)雜工業(yè)的精密運(yùn)動任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)智能檢測、測量、定位和識別等功能。從全球范圍看，由于下游消費(fèi)電子、醫(yī)療、半導(dǎo)體、汽車等行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，全球各大經(jīng)濟(jì)主體的自動化水平的不斷提升，機(jī)器視覺的在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用率不斷提升的同時，不斷拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著全球制造中心向中國轉(zhuǎn)移，2020年度包括中國在內(nèi)的亞太區(qū)已是歐洲、北美之后的第三大機(jī)器視覺領(lǐng)域應(yīng)用市場，占全球市場份額的25．3%。相比于國外完整且成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，我國機(jī)器視覺起步較晚，源于上世紀(jì)八十年代的技術(shù)引進(jìn)。伴隨著我國工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展，機(jī)器視覺行業(yè)經(jīng)歷了啟蒙階段、初步發(fā)展階段，目前正處于快速發(fā)展階段?！吨袊圃?025》將推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合作為戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)之一，提出推進(jìn)制造過程智能化。在重點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)建設(shè)智能工廠/數(shù)字化車間，加快人機(jī)智能交互、工業(yè)機(jī)器人、智能物流管理等技術(shù)和裝備在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。我國將智能制造提升到國家戰(zhàn)略層面，大力發(fā)展智能裝備產(chǎn)業(yè)對于加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提升生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源資源消耗，實(shí)現(xiàn)制造過程的智能化和綠色化發(fā)展具有重要意義。機(jī)器視覺作為智能裝備產(chǎn)業(yè)的重要抓手，受益于各項產(chǎn)業(yè)政策的支持和各項技術(shù)的發(fā)展，其發(fā)展深度和廣度逐步提升，廣泛應(yīng)用于自動化成套生產(chǎn)線、智能測控系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重大智能裝備。未來幾年，得益于經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、制造業(yè)自動化及智能化進(jìn)程加速、行業(yè)內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)能力增強(qiáng)、機(jī)器視覺產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬等因素，我國機(jī)器視覺行業(yè)規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)步增長。2、功能檢測帶動智能裝備行業(yè)快速發(fā)展功能檢測是智能制造系統(tǒng)的重要組成部分，通過對計算機(jī)軟件、算法、機(jī)構(gòu)設(shè)計、控制理論、物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科及工藝的運(yùn)用，利用軟件算法配合自動化設(shè)備的使用對產(chǎn)品的各項待測參數(shù)進(jìn)行讀取，從而驗(yàn)證待測產(chǎn)品，確認(rèn)產(chǎn)品的特性可以滿足設(shè)計需求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效果的提升，為客戶達(dá)到提質(zhì)降本增效的效果。功能檢測包含對待檢測產(chǎn)品各類物理及化學(xué)屬性的測試，目前被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車電子、醫(yī)療電子、工業(yè)電子及相關(guān)電子零部件產(chǎn)品的電學(xué)、信號（無線射頻）、聲學(xué)、光學(xué)、傳感、恒壓力、磁性等方面的性能檢測。以消費(fèi)電子產(chǎn)品為例，其功能多樣化和設(shè)計復(fù)雜化導(dǎo)致產(chǎn)品檢測種類繁多、精度要求高。海外美國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)的國家憑借進(jìn)入功能檢測早的先發(fā)優(yōu)勢，目前在技術(shù)上依舊處于發(fā)展前沿的位置。此外，美國及日本等國家半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展也助力了海外功能檢測行業(yè)的發(fā)展。功能檢測作為自動化生產(chǎn)的重要組成部分，多年來隨著自動化行業(yè)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。近年來，我國制造業(yè)雖然已處于加速發(fā)展的進(jìn)程，但相比發(fā)達(dá)國家，仍然有一定的起步較晚的劣勢。對于使用功能檢測設(shè)備的終端產(chǎn)品制造廠商而言，產(chǎn)品質(zhì)量因關(guān)乎企業(yè)的品牌及聲譽(yù)，是企業(yè)經(jīng)營管控的重要環(huán)節(jié)。就全球而言，在功能檢測自動化設(shè)備還未生產(chǎn)制造前，產(chǎn)品的功能檢測通常由人工測試的方式完成。因人工測試速度有限、且容易受到檢測人員主觀或外界客觀因素的干擾，故人工測試對質(zhì)量缺陷產(chǎn)品的甄別率普遍較低，一方面導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下，產(chǎn)能利用率下降，拖延新產(chǎn)品推出時間；另一方面導(dǎo)致檢測后產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，對產(chǎn)品品牌造成負(fù)面影響。近年來，隨著全球范圍內(nèi)勞動力成本的普遍提升，及人口老齡化、出生率低造成的勞動力不足，以自動化檢測代替人工檢測成為檢測發(fā)展的主流方向。功能檢測設(shè)備的使用規(guī)模隨著工業(yè)自動化設(shè)備的廣泛使用而不斷增加。由于工業(yè)自動化設(shè)備涉及的下游行業(yè)較多，不同行業(yè)的實(shí)際情況區(qū)別較大導(dǎo)致實(shí)際的需求設(shè)備差異也較大，因此，工業(yè)自動化的蓬勃發(fā)展促進(jìn)了功能檢測需求的進(jìn)一步發(fā)展。加快人才培養(yǎng)貫徹落實(shí)《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，深化人才體制機(jī)制改革。以多種方式吸引和培養(yǎng)人工智能高端人才和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，支持一批人才和青年拔尖人才成長。依托重大工程項目，鼓勵校企合作，支持高等學(xué)校加強(qiáng)人工智能相關(guān)學(xué)科專業(yè)建設(shè)，引導(dǎo)職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需的技能型人才。鼓勵領(lǐng)先企業(yè)、行業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)等培養(yǎng)高水平的人工智能人才隊伍，面向重點(diǎn)行業(yè)提供行業(yè)解決方案，推廣行業(yè)最佳應(yīng)用實(shí)踐。構(gòu)建支撐體系面向重點(diǎn)產(chǎn)品研發(fā)和行業(yè)應(yīng)用需求，支持建設(shè)并開放多種類型的人工智能海量訓(xùn)練資源庫、標(biāo)準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)集和云服務(wù)平臺，建立并完善人工智能標(biāo)準(zhǔn)和測試評估體系，建設(shè)知識產(chǎn)權(quán)等服務(wù)平臺，加快構(gòu)建智能化基礎(chǔ)設(shè)施體系，建立人工智能網(wǎng)絡(luò)安全保障體系。（一）行業(yè)訓(xùn)練資源庫面向語音識別、視覺識別、自然語言處理等基礎(chǔ)領(lǐng)域及工業(yè)、醫(yī)療、金融、交通等行業(yè)領(lǐng)域，支持建設(shè)高質(zhì)量人工智能訓(xùn)練資源庫、標(biāo)準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)集并推動共享，鼓勵建設(shè)提供知識圖譜、算法訓(xùn)練、產(chǎn)品優(yōu)化等共性服務(wù)的開放性云平臺。到2020年，基礎(chǔ)語音、視頻圖像、文本對話等公共訓(xùn)練數(shù)據(jù)量大幅提升，在工業(yè)、醫(yī)療、金融、交通等領(lǐng)域匯集一定規(guī)模的行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)，用于支持創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新。（二）標(biāo)準(zhǔn)測試及知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)平臺建設(shè)人工智能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，建立并完善基礎(chǔ)共性、互聯(lián)互通、安全隱私、行業(yè)應(yīng)用等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵業(yè)界積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。構(gòu)建人工智能產(chǎn)品評估評測體系，對重點(diǎn)智能產(chǎn)品和服務(wù)的智能水平、可靠性、安全性等進(jìn)行評估，提升人工智能產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量。研究建立人工智能技術(shù)專利協(xié)同運(yùn)用機(jī)制，支持建設(shè)專利協(xié)同運(yùn)營平臺和知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)平臺。到2020年，初步建立人工智能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，建成第三方試點(diǎn)測試平臺并開展評估評測服務(wù)；在模式識別、語義理解、自動駕駛、智能機(jī)器人等領(lǐng)域建成具有基礎(chǔ)支撐能力的知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)平臺。（三）智能化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施加快高度智能化的下一代互聯(lián)網(wǎng)、高速率大容量低時延的第五代移動通信（5G）網(wǎng)、快速高精度定位的導(dǎo)航網(wǎng)、泛在融合高效互聯(lián)的天地一體化信息網(wǎng)部署和建設(shè)，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，逐步形成智能化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施體系，提升支撐服務(wù)能力。到2020年，全國90%以上地區(qū)的寬帶接入速率和時延滿足人工智能行業(yè)應(yīng)用需求，10家以上重點(diǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)覆蓋生產(chǎn)全流程的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范建設(shè)，重點(diǎn)區(qū)域車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施初步建成。（四）網(wǎng)絡(luò)安全保障體系針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能家居等人工智能重點(diǎn)產(chǎn)品或行業(yè)應(yīng)用，開展漏洞挖掘、安全測試、威脅預(yù)警、攻擊檢測、應(yīng)急處置等安全技術(shù)攻關(guān)，推動人工智能先進(jìn)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的深度應(yīng)用，加快漏洞庫、風(fēng)險庫、案例集等共享資源建設(shè)。到2020年，完善人工智能網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)業(yè)布局，形成人工智能安全防控體系框架，初步建成具備人工智能安全態(tài)勢感知、測試評估、威脅信息共享以及應(yīng)急處置等基本能力的安全保障平臺?；驹瓌t（一）系統(tǒng)布局把握人工智能發(fā)展趨勢，立足國情和各地區(qū)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，頂層引導(dǎo)和區(qū)域協(xié)作相結(jié)合，加強(qiáng)體系化部署，做好分階段實(shí)施，構(gòu)建完善新一代人工智能產(chǎn)業(yè)體系。（二）重點(diǎn)突破針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)，集中優(yōu)勢力量和創(chuàng)新資源，支持重點(diǎn)領(lǐng)域人工智能產(chǎn)品研發(fā)，加快產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用部署，帶動產(chǎn)業(yè)整體提升。（三）協(xié)同創(chuàng)新發(fā)揮政策引導(dǎo)作用，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，支持龍頭企業(yè)與上下游中小企業(yè)加強(qiáng)協(xié)作，構(gòu)建良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。（四）開放有序加強(qiáng)國際合作，推動人工智能共性技術(shù)、資源和服務(wù)的開放共享。完善發(fā)展環(huán)境，提升安全保障能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。突破核心基礎(chǔ)加快研發(fā)并應(yīng)用高精度、低成本的智能傳感器，突破面向云端訓(xùn)練、終端應(yīng)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片及配套工具，支持人工智能開發(fā)框架、算法庫、工具集等的研發(fā)，支持開源開放平臺建設(shè)，積極布局面向人工智能應(yīng)用設(shè)計的智能軟件，夯實(shí)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軟硬件基礎(chǔ)。開源開放平臺針對機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、智能語義理解等共性技術(shù)和自動駕駛等重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用，支持面向云端訓(xùn)練和終端執(zhí)行的開發(fā)框架、算法庫、工具集等的研發(fā)，支持開源開發(fā)平臺、開放技術(shù)網(wǎng)絡(luò)和開源社區(qū)建設(shè)，鼓勵建設(shè)滿足復(fù)雜訓(xùn)練需求的開放計算服務(wù)平臺，鼓勵骨干龍頭企業(yè)構(gòu)建基于開源開放技術(shù)的軟件、硬件、數(shù)據(jù)、應(yīng)用協(xié)同的新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)。到2020年，面向云端訓(xùn)練的開源開發(fā)平臺支持大規(guī)模分布式集群、多種硬件平臺、多種算法，面向終端執(zhí)行的開源開發(fā)平臺具備輕量化、模塊化和可靠性等特征。加強(qiáng)組織實(shí)施強(qiáng)化部門協(xié)同和上下聯(lián)動，建立健全企業(yè)、行業(yè)組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、智庫等的協(xié)同推進(jìn)機(jī)制，加強(qiáng)在技術(shù)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)制定等方面的協(xié)調(diào)配合。加強(qiáng)部省合作，依托國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè)等工作，支持有條件的地區(qū)發(fā)揮自身資源優(yōu)勢，培育一批人工智能領(lǐng)軍企業(yè)，探索建設(shè)人工智能產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，促進(jìn)人工智能產(chǎn)業(yè)突破發(fā)展。面向重點(diǎn)行業(yè)和關(guān)鍵領(lǐng)域，推動人工智能標(biāo)志性產(chǎn)品應(yīng)用。建立人工智能產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計體系，關(guān)鍵產(chǎn)品與服務(wù)目錄，加強(qiáng)跟蹤研究和督促指導(dǎo)，確保重點(diǎn)工作有序推進(jìn)。加大支持力度充分發(fā)揮工業(yè)轉(zhuǎn)型升級（中國制造2025）等現(xiàn)有資金以及重大項目等國家科技計劃（專項、基金）的引導(dǎo)作用，支持符合條件的人工智能標(biāo)志性產(chǎn)品及基礎(chǔ)軟硬件研發(fā)、應(yīng)用試點(diǎn)示范、支撐平臺建設(shè)等，鼓勵地方財政對相關(guān)領(lǐng)域加大投入力度。以重大需求和行業(yè)應(yīng)用為牽引，搭建典型試驗(yàn)環(huán)境，建設(shè)產(chǎn)品可靠性和安全性驗(yàn)證平臺，組織協(xié)同攻關(guān)，支持人工智能關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)研發(fā)及適配，支持創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)集成和產(chǎn)業(yè)化。支持人工智能企業(yè)與金融機(jī)構(gòu)加強(qiáng)對接合作，通過市場機(jī)制引導(dǎo)多方資本參與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在首臺（套）重大技術(shù)裝備保險保費(fèi)補(bǔ)償政策中，探索引入人工智能融合的技術(shù)裝備、生產(chǎn)線等關(guān)鍵領(lǐng)域。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片面向機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練應(yīng)用，發(fā)展高性能、高擴(kuò)展性、低功耗的云端神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，面向終端應(yīng)用發(fā)展適用于機(jī)器學(xué)習(xí)計算