wersja mobilna
Online: 462 Poniedziałek, 2016.09.26

Raporty

Systemy wizyjne i termowizja

wtorek, 03 lutego 2015 09:04

Automatyzacja produkcji pozwoliła na znaczny wzrost szybkości wytwarzania wyrobów, ale też wymusiła zmiany w sposobach kontroli jakości. Z pomocą przyszły tu systemy wizyjne, które pozwoliły na wydajną kontrolę na różnych etapach produkcji, wspierając też procesy logistyczne i związane ze sterowaniem ruchem.

Spis treści » Część I: Czujniki, kamery i systemy wizyjne
» Jakość, jakość, jakość
» Po 2009 roku nie ma śladu
» Kamery inteligentne - to już nie nowość
»
» Odbiorcy i dostawcy systemów wizyjnych
» Perspektywy dla rynku są niezłe
» Część II: Kamery termowizyjne
» Ciągła ewolucja
» Przemysł i energetyka w czołówce
» Na plus: dobra koniunktura
» Na minus: duża konkurencyjność
» Duopol w branży?
» Energetyka w górę, budynki w dół
» Pokaż wszystko

W branży miał również miejsce ciekawy proces, gdzie z jednej strony powstawały urządzenia pozwalające na tworzenie systemów o dużej wydajności akwizycji i przetwarzania obrazów, z drugiej zaś producenci rozwinęli ofertę czujników wizyjnych, które cechują się możliwościami szybkiego uruchomienia i rekonfiguracji przez osoby niebędące specjalistami w omawianej dziedzinie.

Badania termowizyjne, biorąc pod uwagę urządzenia w nich stosowane, przeszły długą drogę - od użycia kamer specjalistycznych, z których korzysta wojsko, instytuty badawcze i duże firmy z branży energetycznej, do urządzeń będących na wyposażeniu służb utrzymania ruchu, diagnostów czy serwisantów.

Stało się tak zarówno ze względu na pojawienie się na rynku dostępnych cenowo kamer, w tym urządzeń mających funkcje wspierające specjalizowane pomiary w różnych branżach, jak też generalnej akceptacji termowizji jako metody detekcji stanów anomalnych i pomiarów w zastosowaniach profesjonalnych.

CZĘŚĆ I: CZUJNIKI, KAMERY I SYSTEMY WIZYJNE

Omawiana w pierwszej części raportu grupa produktów obejmuje szereg urządzeń, których cechą wspólną jest możliwość akwizycji i przetwarzania obrazów, ewentualnie pełnienie funkcji wspomagających te zadania. Zasadniczo stosowane są tu dwa rodzaje rozwiązań - bazujące na czujnikach wizyjnych i prostszych, jednokamerowych systemach wizyjnych oraz systemy zaawansowane, często wielokamerowe, o dużych możliwościach przetwarzania i analizy danych obrazowych. W każdym z przypadków stosowany jest dodatkowy osprzęt - taki jak przykładowo oświetlacze.

JAKOŚĆ, JAKOŚĆ, JAKOŚĆ

Zastosowania systemów wizyjnych są różnorodne, aczkolwiek wspólnym mianownikiem większości z nich są kwestie zapewniania jakości oraz weryfikacja wyrobów w czasie ich produkcji. To ostatnie może dotyczyć przykładowo pomiarów poziomu napełnienia butelek, sprawdzania poprawności wykonania elementów, zagwarantowania ich jednolitości pod względem kształtów, kolorów, itd. Wiele takich zastosowań związanych jest z systemami pakującymi oraz zrobotyzowanymi (patrz rys. 1), aczkolwiek kontrola wizyjna tak naprawdę stosowana może być praktycznie na każdym z etapów produkcji.

Rys. 1. Najczęstsze zastosowania systemów wizyjnych (kolor niebieski) i kamer termowizyjnych (kolor pomarańczowy)

Częstym użyciem czujników i kamer wizyjnych są aplikacje związane z odczytem kodów 1D i 2D, rozpoznawaniem liter (np. sprawdzaniem poprawności wykonania nadruków z terminem przydatności do spożycia), a także sprawdzaniem różnych etykiet - przykładowo w produkcji leków i materiałów medycznych.

Czujniki, kamery i systemy wizyjne - oferta dostawców

Odczytywane są przy tym oznaczenia na różnych materiałach i wykonane w różnych technikach. Niejednokrotnie nakłada to na system wizyjny dodatkowe wymogi - gdy przykładowo konieczny jest odczyt w środowisku o silnie zmieniającym się oświetleniu, odczyt z opakowań połyskliwych czy powierzchni metalowych.

Nie należy również zapominać, że kontrola wizyjna to nie tylko gwarantowanie poprawności i jakości produkcji, ale też spełnianie przepisów oraz wymogów bezpieczeństwa. Dotyczy to szczególnie branż takich jak farmaceutyczna, kosmetyczna oraz spożywcza, gdzie rozwiązania te stanowią element systemów rejestrowania genealogii produktów.

Pozostałe zastosowania omawianych systemów przedstawiono na rysunku 1. Są one zasadniczo podobne do tych omawianych w poprzednich badaniach rynku (tj. w poprzednich raportach publikowanych w APA), przy czym warto zauważyć, że nastąpił wzrost w kategorii "pomiary gabarytów" oraz spadek w przypadku "zliczania produktów".

PO 2009 ROKU NIE MA ŚLADU

Rys. 2. Jaka jest sytuacja na omawianych rynkach? - ocena koniunktury w ocenie dostawców tytułowych urządzeń

Czas kryzysu finansowego i związanej z nim dekoniunktury na rynku był prawdopodobnie jednym z gorszych okresów również dla dostawców systemów wizyjnych. Stało się tak m.in. na skutek problemów branży motoryzacyjnej, która jest jednym z głównych odbiorców rozwiązań widzenia maszynowego. Pięć lat mijających od końca tamtego okresu - tj. od wiosny-lata 2010 roku, było powrotem koniunktury na rynek, a dla dostawców systemów wizyjnych - czasem rozwoju również poza sektorem "automotive".

Dzisiaj, A.D. 2015 koniunktura na polskim rynku systemów wizyjnych jest - w ocenie lokalnie działających dostawców - dobra lub wręcz bardzo dobra (patrz rys. 2). Prezentowane wyniki są nieco lepsze niż rezultaty badania rynku sprzed dwóch lat. Potwierdzeniem pozytywnego trendu jest też stopniowy wzrost wartości tego sektora w Polsce.

Sprzedaż systemów wizyjnych, co obejmuje zakres produktów od czujników, poprzez kamery, do urządzeń przetwarzania danych oraz oprogramowania, wynosi średnio około 30 mln zł rocznie. Jest to więcej niż kwota szacowana przez respondentów dwa lata temu (20-25 mln zł) i jeszcze więcej niż średnia publikowana w raporcie przed czterema laty (16 mln zł). Warto dodać, że w bieżącym badaniu rynku typowe wartości odpowiedzi wynosiły od 10 do 80 mln zł rocznie.

KAMERY INTELIGENTNE - TO JUŻ NIE NOWOŚĆ

Rys. 3. Popularność kamer do systemów wizyjnych z wbudowaną komunikacją sieciową i funkcjami przetwarzania danych obrazowych

Ostatnie lata to również wzrost wykorzystania kamer inteligentnych (smart cameras), czyli urządzeń integrujących standardową kamerę wizyjną z modułem przetwarzania obrazów na postać cyfrową oraz interfejsem komunikacyjnym. Tego typu kamery to kompaktowe urządzenia, która dają możliwość bezpośredniego podłączenia np. do komputera przemysłowego czy innego systemu komunikującego się w sieci cyfrowej.

Ponad 50% ankietowanych osób (patrz rys. 3) było zdania, że stały się one równie popularne jak standardowe kamery analogowe, zaś 25% osób stwierdziło, że wręcz zdominowały one rynek systemów wizyjnych. Należy przy tym uczynić zastrzeżenie, że zdaniem części respondentów sprawdzają się one w zadaniach o mniejszej skali złożoności - tam, gdzie wymogi lub skomplikowanie projektu jest duże, firmy stawiają często na wersje analogowe wraz z urządzeniami do przetwarzania i analizy obrazów.

Abstrahując od kamer inteligentnych, można stwierdzić, że tym, co napędza dzisiaj rozwój rynku systemów wizyjnych, jest rozwój możliwości komunikacyjnych oraz szybkość analizy obrazów. Kamery stosowane w inspekcji wyrobów muszą pracować z coraz krótszymi czasami cyklu, stąd też wyposażane są w szybkie interfejsy cyfrowe (przykładowo USB3 Vision) i współpracują ze specjalizowanymi urządzeniami do przetwarzania danych obrazowych (zazwyczaj są to wydajne komputery przemysłowe).

Nowościami w przypadku tych ostatnich jest wykorzystanie układów programowalnych oraz zastosowanie systemów z macierzami dyskowymi. Warto też wspomnieć o oprogramowaniu, bowiem to ono definiuje możliwości całego systemu wizyjnego. W tym przypadku ma miejsce implementacja coraz bardziej zaawansowanych algorytmów obliczeniowych, w tym zwiększających pewność odczytu przy zmieniających się warunkach oświetleniowych, a także wzrostu możliwości przetwarzania obrazów i łatwości konfiguracji całego systemu.

Rys. 4. Odpowiedzi na pytanie: jak sprzedają się kamery i czujniki wizyjne?

Ważną nowością i jednocześnie szybko rozwijającym się rynkiem jest dziedzina skanowania 3D. Pomiar trójwymiarowy umożliwia określenie wysokości, a często też kształtu i objętości obiektu. Może to być zrealizowane z wykorzystaniem systemu wielokamerowego, rozwiązania składającego się z kamery i lasera liniowego, jak też jednej kamery o odpowiedniej funkcjonalności. Zaawansowane kamery 3D mogą mierzyć również dodatkowe cechy obiektów - takie jak, co ma miejsce w przypadku kamer firmy Sick, stopień wnikania światła do materiału.

"BĘDZIE PAN ZADOWOLONY"

Rys. 5. Najważniejsze dla polskich odbiorców cechy systemów wizyjnych

Spójrzmy na omawiany temat nieco szerzej, tj. pod kątem najważniejszych dla rodzimych odbiorców cech systemów wizyjnych. Generalnie udana sprzedaż tych produktów sprowadza się do zadowolenia klienta, czyli sprawienia, aby system jak najlepiej sprawdził się w jego aplikacji. Wyróżnić tu można kilka czynników o znaczeniu kluczowym:

  • Cena - powinna być oczywiście jak najniższa, przy czym dotyczy ona całego systemu, który obejmować może kilka kamer, oświetlacze, urządzenia do przetwarzania i analizy danych obrazowych oraz osprzęt. Ogólnym trendem, jak informują przedstawiciele firm z branży, jest zmniejszanie się kosztów jednostkowych omawianych urządzeń, a także rosnące możliwości czujników wizyjnych. Te ostatnie mogą być stosowane w coraz większej liczbie prostszych aplikacji wizyjnych, stanowiąc pod względem współczynnika koszty/możliwości bardzo atrakcyjną alternatywę w stosunku do "tradycyjnych" systemów.
  • Kompleksowość rozwiązania - czy kamery i czujniki wizyjne to komponenty dostarczane do klientów osobno, pojedynczo, czy raczej w kompletacjach i gotowych systemach? W większości przypadków ma miejsce ostatnia z sytuacji (patrz rys. 4), co jest pochodną faktu sprzedaży kamer przez integratorów systemów oraz generalnie dostarczania kompletacji obejmujących kamery, oświetlacze i urządzenia do przetwarzania danych obrazowych. Występuje przy tym następująca zależność: kamery dostarczane są zazwyczaj w większych systemach, z kolei czujniki wizyjne - najczęściej samodzielnie. Pewną praktyką, która zdaniem wielu dostawców sprawdza się w tej branży, jest wypożyczanie urządzeń klientom w celu ich sprawdzenia we własnej aplikacji przed zakupem.
  • Łatwość implementacji - o ile dawniej systemy wizyjne kojarzone były z rozwiązaniami specjalistycznymi, o tyle ich użytkownicy wymagają obecnie, aby były one łatwe w konfiguracji, obsłudze, a także aby modyfikacji działania mógł dokonywać ich własny personel. Można sądzić, że odpowiedzią producentów na te wymagania był rozwój oferty czujników wizyjnych, które zazwyczaj mają wbudowane funkcje uczenia się, przez co mogą być skonfigurowane do pracy w kilku prostych krokach.

Rys. 6. Najważniejsi w kraju odbiorcy systemów wizyjnych

Na kolejnych miejscach zestawienia znalazły się m.in. jakość urządzeń i bezawaryjność pracy w przemysłowych, często niesprzyjających warunkach środowiskowych oraz ich możliwości - zarówno w zakresie odczytu, jak też przetwarzania danych (odsyłamy tu do wykresu 5). Należy zaznaczyć, że bieżący ranking ma zasadniczo charakter jak poprzednie zestawienia na ten temat publikowane w APA - ergo: nic zasadniczo się nie zmieniło.

ODBIORCY I DOSTAWCY SYSTEMÓW WIZYJNYCH

Kluczowymi odbiorcami systemów wizyjnych są u nas zakłady przemysłowe i tzw. inni klienci końcowi - tak uznało aż 70% respondentów. Niewiele mniejszą grupę stanowią integratorzy systemów, a więc firmy odpowiadające de facto za tworzenie systemów wizyjnych do różnych instalacji. W stosunku do poprzedniego badania rynku nieco wzrósł udział tych ostatnich, podobnie jak producentów OEM - trzeciej z największych grup odbiorców (patrz rys. 6).

Rys. 7. Popularne w kraju marki czujników, kamer i systemów wizyjnych (kolor niebieski) i kamer termowizyjnych (kolor pomarańczowy); wielkość napisu jest proporcjonalna do rozpoznawalności firmy

Jeżeli chodzi o stronę podażową, to w branży działa wielu wyspecjalizowanych dostawców czujników, kamer oraz innej aparatury wchodzącej w skład systemów wizyjnych. Część z tych firm - przykładowo Keyence, Sick, Omron czy Balluff - jest u nas obecnych bezpośrednio, tj. poprzez krajowe oddziały, część marek jest oferowana przez dystrybutorów branżowych.

Rys. 8. Konkurencja na omawianych rynkach; w przypadku kamer termowizyjnych 6% respondentów wybrało odpowiedź "niewielka"

Na rynku działa kilkadziesiąt takich firm - zarówno dostawców lokalnych specjalizujących się w omawianej dziedzinie, jak też dystrybutorów szerokiego asortymentu wyrobów (odsyłamy do tabel raportowych). Wiele z nich świadczy także usługi związane z doborem urządzeń, uruchomianiem oraz serwisem systemów.

Za wiodącego oferenta urządzeń z zakresu "machine vision" uznana została w tegorocznym rankingu popularności amerykańska firma Cognex (patrz rys. 7). Warto dodać, że w ocenie większości respondentów konkurencja w omawianym sektorze jest standardowa, czyli podobna jak w innych branżach. Niecałe 40% osób uznało ją za silną (patrz rys. 8).

PERSPEKTYWY DLA RYNKU SĄ NIEZŁE

Rys. 9. Najbardziej perspektywiczne branże będące odbiorcami systemów wizyjnych

W kolejnych latach największego popytu na systemy wizyjne można spodziewać się ze strony branży motoryzacyjnej - wynika z odpowiedzi rodzimych dostawców (patrz rys. 9). Jest to istotna zmiana w stosunku do lat poprzednich, gdy praktycznie na równo z sektorem "automotive" typowane były branże spożywcza i farmaceutyczna. Tym razem motoryzacja wyszła na zdecydowane prowadzenie, zaś w dalszej kolejności pojawiły się sektory: medyczny, ogólnoprodukcyjny i powtórnie spożywczy (wraz z opakowaniowym). Są to jednocześnie rynki będące typowymi użytkownikami systemów wizyjnych na świecie.



 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Pakiet oprogramowania do symulacji i testów produktów

2016-09-26   | SIEMENS Sp. z o.o.
Pakiet oprogramowania do symulacji i testów produktów

Siemens PLM Software wprowadził do oferty nową rodzinę produktów Simcenter - rozbudowany pakiet rozwiązań programowych do symulacji i testów. Simcenter łączy te ostatnie z inteligentnym raportowaniem i analityką danych, tak aby móc przedstawić produkt na wszystkich etapach jego rozwoju, a także jego przewidywaną wydajność działania.
czytaj więcej

Linkowy czujnik przemieszczenia o zakresie pomiarowym do 10,2 mm

2016-09-26   |
Linkowy czujnik przemieszczenia o zakresie pomiarowym do 10,2 mm

Wachendorff Automation udostępnia nową serię precyzyjnych linkowych czujników przemieszczenia SZG140, których zakres pomiaru zwiększono do 10,2 m. Mogą być one wykorzystywane do pomiaru położenia, szybkości liniowej i odległości np. w dźwigach, cylindrach hydraulicznych i przenośnikach ślimakowych.
czytaj więcej

Nowy numer APA