隨著“中國制造2025”規劃的實施，激光技術以其無法比擬的優勢，成為推動制造業轉型升級的重要工具。在激光產業鏈中，我國擁有大量激光設備集成商，同時也是激光應用的最主要市場之一。我國工業激光加工市場較晚，隨著國內產業的不斷升級，激光加工應用也從一開始的鐘表、食品封裝打標、服裝等輕工業過渡到了汽車制造、消費電子、醫療、航空航天、新能源等門檻較高的行業，激光的應用空間幾乎遍布了整個工業領域，因此其市場往往受整個經濟大環境的影響。隨著市場環境的不斷變化，激光打標在激光加工市場占據了較大份額。激光技術市場應用廣泛 激光產業鏈構成圖產業上游：比重小 空間大產業上游主要為激光材料及配套元器件。主要包括激光晶體、激光氣體、激光燈、激光電源、激光加工鍍膜、激光器元部件、激光配套軟件等。產業中游：攻關難 利潤高產業中游主要為各種激光器及其配套設備。主要包括固體激光器、光纖激光器、氣體激光器、液體激光器、其他激光器、激光器二極管、數控設備、計算機、設備及包裝、機電產品、儀器儀表、激光模塊等。產業下游：技術應用群雄并起 企業數量最多產業下游距離生活最近，主要為激光應用產品、消費產品及儀器設備等。主要包括激光加工、光通信、光存儲、激光醫療、激光打標機、激光照排和印刷、激光測量、激光顯示、激光武器。產業地域聚集性強中國四大激光產業集中帶格局圖目前，中國的激光產業在地域上呈現出很強的集聚性，已經形成華...
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2019
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近日，中國科學院空天信息研究院和中國科學技術大學等單位聯合研制出高速高精度激光湯姆遜散射儀。今年5月，在“科大一環”磁約束聚變等離子體裝置開展實驗中，基于重復頻率200赫茲、單脈沖能量5焦耳的激光脈沖，實現了小于5電子伏特的電子溫度測量精度，電子溫度安全預警時間間隔達5毫秒，所獲得的預警時間是國際同類系統的一半，指標提高一倍。這標志著我國在該領域進入國際領先水平行列，為我國未來磁約束聚變能裝置的高精度測量奠定了堅實基礎。據了解，在磁約束聚變反應裝置工作過程中，偏濾器將承受巨大的能量泄放，需要對等離子體電子溫度進行提前預警和實時反饋控制，實現脫靶而避免等離子體損傷器壁進而導致災難性后果。基于高頻高能激光的湯姆遜散射測量是精確測量等離子體電子溫度的唯一可靠測量手段，激光的工作頻率決定了溫度預警的采樣時間間隔，間隔越小系統預警越及時，裝置運行安全系數越高。受限于激光器能量和頻率水平，我國以往等離子體溫度診斷采用數十赫茲的低頻激光器，采樣間隔寬，遇到緊急情況無法及時預警，導致裝置運行存在巨大風險。雖然采用多臺低頻率激光器合束技術可以滿足預警時間間隔要求，但是這種方法可靠性大幅降低。歐洲和日本已經掌握了100赫茲工作頻率的高能激光技術，預警時間間隔達到10毫秒，但這個預警時間間隔仍然較長，無法完全保證裝置安全運行。從2015年起，空天信息研究院聯合中國科學院光電技術研究所和同濟大學等單位歷時...
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人工智能技術逐步與其他先進制造技術融合應用，實現對制造業流程中產品質檢、生產工藝優化、設備預測性維護等環節的運營效率優化，并促進了機器與人協同生產的智慧工廠新模式的誕生。其中，機器視覺的應用占比及未來應用潛力最大。機器視覺系統主要用于完成定位、識別、檢測、測量等任務，其使用可以提升生產線的檢測精度、自動化水平、柔性化能力，同時降低人工成本、保證工人人身安全。目前機器視覺在半導體及3C電子制造、汽車制造、包裝等行業已有廣泛應用，也逐步拓展到醫藥制造、食品加工、紡織制造等領域。雖然其使用仍收到環境光源、核心硬件設備性能、設備端計算資源、檢測對象多樣性、方案經濟性方面的限制，其技術上的不斷革新，以及更多先進制造行業對高精度、高效率、高靈活性制造工藝的需求，仍會加速機器視覺進一步的拓展應用。作者 | 楊行、樊曉芳一、工業機器視覺系統結構工業機器視覺系統構架主要分為硬件設備和軟件算法兩部分，其中硬件設備主要包括光源系統、鏡頭、攝像機、圖像采集卡和視覺處理器；軟件包中核心算法主要包括傳統的數字圖像處理算法和基于深度學習的圖像處理算法。工業機器視覺系統架構機器視覺系統的完整工作流程二、工業機器視覺系統產業及市場規模2017年全球機器視覺市場規模達到40億美元，2017～2025年復合增長率預計達到8.5%左右。機器視覺系統提供方主要集中于歐美地區，龍頭企業主要包括：康耐視、基恩士、ISRA等。但...
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未來的工廠必然會采用更尖端的技術，而現在是一些新技術剛開始被主流采用的時候。CB Insights發布了2019年值得關注的14大先進制造趨勢，覆蓋新的生產方法和工人所運用的高科技裝備等，包括：通用物聯網、工業機器人、工業無人機、邊緣計算和3D打印等。1.IIOT平臺工廠擁有大量數據，2019年制造商想出應對方法了嗎？通用物聯網平臺（Universal IoT platforms）是物聯網領域的一個子集，可以驅動提取和集成工廠所生成數據。今年，市場尋求從風險投資和工業重量級企業加大對先進制造業物聯網的投資。下圖顯示Predix的運作，這是一家提供通用工業物聯網平臺的先進制造初創公司。2.工業傳感器工業傳感器更便宜、更容易部署，制造商正在利用這類設備提供其他解決方案。由于業內涌入大量的風險投資，預計2019年將會出現新型且性能更好的產品，支撐先進制造業IIoT。下圖顯示物聯網傳感器的價格，從今年到2018年已經下降了66％，這是今年值得關注的先進制造趨勢之一。3. 工業機器人2019年另一個值得關注的先進制造趨勢是工業機器人變得更小、更智能，與人類的聯系更緊密。機器人靈活性、計算機視覺和人機交互的改進使機器人用例更具吸引力。今年，我們期望機器人能夠更深入地進入生產過程，并進入有限的結構化環境。4. 預測分析分析技術從過去事件的反應性分析，朝著對未來進行更具規范性的預測性分析發展。隨著...
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制造升級，激光產業鏈蓬勃發展激光已成為現代高端制造的基礎性技術之一，具有舉足輕重的地位。與激光相關的產品和服務已經遍布全球，形成了豐富和龐大的激光產業。激光應用已經滲透到各行各業，形成了較為完備的產業鏈分布。2013-2017年，全球激光器行業收入規模持續增長，從2013年的89.07億美元增加至2017年的124.3億美元，年復合增長率為8.50%，得益于激光設備的不斷升級換代和新應用場景的拓展，預計未來激光器行業將持續增長。國內光纖激光器市場增長迅速，2018年市場規模為60-70億元，預計到2020年將達到100億元，年復合增長率預計在20%以上。整個激光產業鏈呈現出蓬勃發展的態勢。應用場景不斷拓展，行業需求前景可期激光產業的應用領域發展迅猛，主要是激消費電子、智能制造、人工智能、新型顯示等應用等方向。除了傳統加工業的替代升級，新興產業的行業級應用市場不斷打開促使激光設備需求持續增長，如無縫激光屏、無人駕駛、激光雷達、環境監測等領域的快速發展也拉動了對相關設備的需求。我國處于激光應用領域的企業相對較多，整體保持穩步增長。產業下游行業級應用場景的擴展以及核心部件激光器的價格下降，為我國激光應用市場快速成長創造了有利條件。隨著光纖激光器國產替代步伐的加快，能夠實現核心器件自產和產業鏈垂直整合的企業，可以顯著降低生產成本，從而增加市場競爭力。激光設備無論在傳統的焊接、打標應用，以及...
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走進現代化生產車間，你會看見一臺臺激光器正無間斷成批生產零部件的工業繁榮景象。作為制造行業的新晉技術，激光制造近年來已迅速躥升為薄鈑切割與焊接的主流制造技術，人們甚至寄望未來將激光技術投入到大批量的生產中。憑借著在可靠性、成本和生產效率等方面的顯著優勢，激光技術不僅被冠以現代制造的中流砥柱的稱號，它也顛覆了傳統的制造模式，令“不可能”成為現實。增材制造、自動化機器人以及遠程切割和焊接就是十分典型的應用案例。下面就讓我們共同回顧一下工業激光的發展史，以及它是如何奠定如今的行業地位的。從二氧化碳激光器到二極管激光器20世紀60年代初期，二氧化碳激光器開始進入人們的視野。當時，二氧化碳激光器主要應用于工業切割和焊接領域，不過礙于采購成本、運營和維護等問題導致它并沒有得到廣泛使用。另一方面，技術人員得不到專業化的培訓也是它沒有普及的原因。隨著二氧化碳激光器功率持續增高，到20世紀80年代，他們成為工業領域中應用廣泛的高功率激光器。盡管如此，大量損耗氣體所帶來的高昂成本依然為二氧化碳激光器的生存帶來挑戰。為了保持設備的穩定運行，替換鼓風機、電極、真空泵以及鏡面清潔與校準等維護工作的成本是十分昂貴的。圖1：由多家制造商提供的纖芯105μm，波長915nm光纖耦合二極管激光器的功率與時間的對比圖。從圖中可看出激光器的輸出功率隨時間的推進不斷提升。曲線中兩個最高的數據點分別對應了恩耐泵浦二極管與恩...
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