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2024年04月23日

我国自动识别技术发展现状与趋势分析

作者:中国自动识别技术协会 发布时间:2023-03-15 来源:中国自动识别技术杂志社 浏览次数:

几十年来,自动识别技术迅猛发展,形成了涉及光、机、电、计算机、等多种技术组合的高新技术体系,并以其鲜亮的技术特点和优势,在不同的应用领域显现出不可替代的作用。

近年来,自动识别技术在中国的发展成绩斐然,在多个领域取得了显著进展。从技术发展到产业应用已显现了广阔的前景,作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,自动识别技术渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点日益突出,成为我国现代化建设的重要工具之一。同时,我国持续推进企业的数字化转型,企业不断加大对IT投入。自动识别及数据采集技术是物联网感知层的关键技术,一批具有较强实力的国产自动识别与数据采集企业发展迅速,下游行业应用渗透率不断提高。

随着自动识别与数据采集行业的持续发展和商业应用的成熟,我国自动识别与数据采集行业的应用领域不断扩大,特别是在经济全球化趋势的背景下,自动识别技术被广泛应用于物流信息化、企业供应链和社会信息化管理等快速发展的领域,为我国整体信息化建设水平的提高、产品质量追溯等发挥了重要作用。

我国自动识别技术发展现状

随着科技的不断进步和人工智能行业的快速爆发,我国自动识别技术获得了快速发展,基于自动识别技术的应用产品层出不穷,应用场景不断丰富,识别和需求端规模不断扩大。由此可见,自动识别技术已经渗透到生活的方方面面,对人们的生活产生了巨大地影响。

码识别技术发展现状

条码技术作为一种很重要的信息标识和信息采集应用技术,目前在全球范围内得到了急速发展,而在中国,以条码技术为代表的自动识别技术,更是应用于国民经济各行业,自全球统一的物品编码技术引入我国以来,该技术一直与我国的国民经济发展呈“正相关”,条码技术已经成为信息化建设中的一个重要部分,是建设大市场、搞活大流通、实现国民经济现代化、促进企业参与国际经济大循环、增强国际竞争力不可或缺的技术工具和手段。

当前我国的物品编码技术已经从一维条码向二维码不断变迁。随着移动通信、移动商务的热潮席卷全球,二维码作为一种信息容量大、应用方便的数据载体受到人们的广泛关注。二维码支付、二维码追溯、二维码营销等应用迅速进入千家万户的日常生活,政府、企业、消费者真切地体验到了信息技术带来的便捷,《商品二维码》等相关国家标准也相继制定发布,这一切都标志着我国二维码技术的高度成熟,该技术的发展持续为国民经济提供持续发展的源动力。

我国的零售业是条码识别技术应用最先成熟的应用领域,商品条码用户已达近百万家,全国有上亿种商品印有商品条码。中国零售业产值的提高,促进了物流业的飞速发展。条码识别技术作为物流信息化的核心技术,在我国的应用实现了快速发展。近20年来,条码技术产业除了在商品零售、物流、电商、医疗卫生、食品追溯等领域被广泛应用外,在政府采购、企业生活资料和工业设备采购管理、工业化建造等领域逐步完善并得到应用。

随着应用的深入,条码技术装备也朝着多功能、远距离、小型化、软硬件并举、安全可靠、经济适用的方向发展,出现了许多新型技术装备。具体表现为:条码识读设备向小型化与常规通用设备的集成化、复合化发展;条码数据采集终端设备向多功能、便携式、集成多种现代通讯技术和网络技术的设备一体化方向得到更加广泛和深入的应用。条码生成设备向专用和小批量印制方向发展。未来,条码识别技术行业发展趋势主要体现在四个方面——高速发展、技术更新快、产业应用深化以及与物联网相结合。从市场发展层度,条码技术的创新将推动市场继续保持高增长;从技术发展程度,二维码作为数字经济发展中线上线下融合的关键入口,让商业成本更低廉,增值通道更畅通,将成为未来经济社会数字化转型的重要赋能技术之一;从产业应用深化方面看,条码识别技术与物联网相结合,实质是将IT 技术充分利用在各行各业,将信息化进行到底,其大规模应用能有效促进工业化和信息化“两化融合”,促进传统产业的转型升级。

RFID技术发展现状

中国的无线射频技术经过几十年的发展,现已颇具规模。目前,射频识别(RFID)产业是我国优先发展的产业之一,国内RFID技术的研究及应用重点主要在高频及超高频RFID上。

从技术发展程度上看,中国高频技术已经成熟。核心技术主要包括:防碰撞算法、低功耗芯片设计、UHF电子标签天线设计、测试认证等方面。国内在超高频自动识别技术研发上也形成一批专利技术,从事RFID超高频核心技术开发且具有自主知识产权的国产厂商也持续增加,研发出了一系列相关产品。2023年,中国电科网络通信研究院研发的超高频射频识别芯片陆续交付用户。据悉,该款芯片是国内首款完全符合特定标准的射频识别芯片,已成功应用于标识牌系统中,为个人信息标识、相关信息存储提供安全保障。该芯片在基带、射频、存储器等方面取得大量原始技术创新成果,在灵敏度、可靠性等指标上相较于同类型产品实现较大提升。

从应用范围上看,2014年起,RFID的应用范围不再拘泥于门票、食品等行业,开始进入航空、建筑等领域。2020年至今,随着RFID下游行业应用的不断拓展,对RFID 技术的要求与日俱增,超高频RFID的技术开始在其他领域展开了普及和应用,行业进入高速发展期。后疫情时代,“无接触经济”推动了RFID在无人零售以及医药器械溯源等场景下的快速发展,线上购物的持续走高以及物资流转可视化需求的提升拉动了RFID在仓储物流行业的普及推广,工厂的柔性化生产与数字化运营也在RFID的助力下实现了更加高效的数据采集以及供应链管理,也正是在多点开花的落地应用中,超高频RFID市场得到了长足的发展。

从产业发展上看,近年来,射频识别技术得到了社会各界前所未有的关注。国家有关宏观政策的实施对我国的自主创新、吸收引进再创新、集成创新带来了良好的发展机遇。读写器、标签的研发及制造、中间件及平台的建设也正随着市场需求的不断加大,取得了实质性的推进。不同领域的应用试点、成功的解决方案以及与条码识别技术的集成应用,正在应市场的需求向纵深发展。

未来,在中国市场中,高频RFID技术的应用依然是行业发展的主流趋势,而超高频则是未来发展趋势。随着中国RFID高频技术的持续突破,为响应“一带一路”政策,越来越多的RFID企业将陆续出海,与海外的巨头厂商角逐、抢夺市场份额。而在超高频RFID领域,随着其在鞋服新零售、无人便利店、图书管理、医疗健康、航空、物流、交通等诸多领域的不断普及、发展,也意味着未来超高频RFID将成为行业发展的重点突破口。

生物特征识别技术发展现状

生物特征识别技术包括指纹识别、掌纹识别、声纹识别、人脸识别、虹膜识别、静脉识别、基因识别等。随着经济全球化、信息化进程、城市化进程的加快,社会保障问题日益突出,人类对赖以生存的社会环境提出了更高的安全防范要求,特别是对个人身份的确认。而悄然兴起的生物特征识别技术由于个人的生物特性具有终生不变、因人而异和携带方便等特性,在军队、政法、银行、物业、海关、互联网等领域正发挥着不可替代的作用。

目前,我国的生物识别技术已经相对成熟,并且被广泛应用于智能安防、智能门锁、智能小区、医疗信息、智能考勤系统、金融等领域。智能考勤系统是我国生物特征识别技术的主要应用领域。受2019年开始的新冠病毒等因素影响,许多企事业单位考勤对体温检测、健康码检查、身份验证等提出了新的要求,使得非接触式生物识别考勤产品受到很多公司的青睐。

与此同时,为适应未来发展需要,我国对于生物识别技术的研发与投资力度也在不断加大,从事生物特征识别技术研究的机构也越来越多,诸如指纹、虹膜等技术已达到国际先进水平,尤其在人脸识别技术和虹膜识别技术方面不断出现新的突破。在人脸识别方面,国内已有众多厂商做到了超过99%的准确率。在人脸识别数据库LFW新的排名上,国内的人脸识别厂商大华股份的准确率达高达99.78%,腾讯和平安科技均达到了99%以上的准确率,技术上的进步有望推动生物识别技术应用的进一步普及。

可以说,中国生物识别技术经过过去十几年的发展和演变,技术水平不断完善,核心技术开始普及,产品生产商的门槛逐渐降低,这些因素都使得生物识别产业将以一种较高的增长速度递增。未来,生物特征识别技术在以下四方面仍有待进一步研究。一是将生物识别与量子密码技术相结合,构建二元身份认证体系。前者可实现更为准确可靠的身份认证,保证只拥有相关授权的人才能接触到关键数据,后者则能为这些数据提供更难破解的加密措施,进一步提升用户在数据访问过程中的安全性;二是保证生物识别系统的安全性。与其他信息安全技术一样,生物识别系统也可能受到各种攻击。除了伪造他人的生物特征样本外,其他潜在攻击包括:在采集装置和计算机的通信链路上修改样本数据、修改识别结果、替换匹配程序、攻击生物特征模板数据库等。因此,提高保护系统自身的安全性以及对各种黑客攻击的抵抗能力至关重要;三是进行活体检测研究,即研究出有效区分真人声音与录音、真人面部与照片以及仿造的生物特征的方法,加强系统防骗性;四是探索生物特征识别技术在保障国家安全与侵犯公民隐私和自由之间的平衡,并规定在使用生物特征识别技术时必需的国内或国际的限制。

图像识别技术发展现状

就目前而言,我国图像识别技术其本身具有一定的优势,具体体现在处理精度高、再现性好、灵活性高、适用面宽、信息压缩潜力大等方面。进入21世纪,随着国家对自动化产业的大力支持,以及国内各大高校及各大公司加大对图像识别技术的研究投入,我国图像识别相关技术和理论逐渐成熟;图像识别技术已深入到家庭、社会生活中,并已广泛应用于遥感、医用图像处理、工业、军事、公安、文化艺术等领域。

近年来,图像识别在我国的需求量大幅增加,已然成为我国自动识别产业中不可忽视的一部分,也成为该领域新的经济增长点。我国图像识别近几年来发展速度已经十分迅猛:一方面图像识别技术产业链中原料和供应商的进一步推动有利于产业原端的重组升级,优化产业流程;另一方面图像识别技术的发展、图像识别产品品质与性能的提高、以及产品品种的更新迭代,有利于该技术相关产品的不断升级和质量改进,进一步满足了行业用户在新时代下的新需求,极大丰富了图像识别技术的应用场景,推动了产业的爆发式发展。

可以预见,在21世纪初图像识别技术将经历一个飞跃发展的成熟阶段,为深入人民生活创造新的文化环境,成为提高生产自动化、智能化水平的基础科学之一。图像技术的基础性研究,特别是结合当今的人工智能技术与数据处理新算法,从更高水平提取图像信息的丰富内涵,成为人类运算量最大、直观性最强,与现实世界直接联系的视觉和“形象思维”。这一种技能的模拟和复现是一个艰难而重要的任务。


综上所述,随着自动识别技术与计算机技术、软件技术、互联网技术、通信技术、半导体技术关联程度的日益紧密,自动识别技术正在逐步发展成为我国信息产业的重要组成部分,正迎来前所未有的发展机遇。伴随各种新技术的进一步出现和发展,自动识别技术将会出现更多的分支技术,并将广泛地应用于社会信息化建设及人们的生活中。

我国自动识别技术发展趋势

信息资源已经成为当代和未来社会最重要的战略资源之一,人类认识世界和改造世界的一切有意义的活动都离不开对信息资源的开发、加工和利用。信息技术的突飞猛进,使得它的应用已经渗透到社会的各行各业和科学的各门学科,极大地提高了社会的生产力水平,同时也促进了许多相关技术的飞速发展,其中就包括自动识别技术。

目前,中国的自动识别技术发展很快,相关技术的产品正向多功能、远距离、小型化、软硬件并举、信息传递快速、安全可靠、经济适用等多维度方向发展,出现了许多新型技术装备。其应用也正在向纵深方向发展,面向企业信息化管理的深层集成应用是未来应用发展的趋势。随着人们对自动识别技术认识的加深,其应用领域的日益扩大、应用层次的提高以及中国市场巨大的增长潜力,为中国自动识别技术产业的发展带来了良机。

自动识别技术具有广阔的市场前景,各项技术各有所长,面对各行业的信息化应用,自动识别技术将形成互补的局面,并将更广泛地应用于各行各业。

国家政策支持促进自动识别产业有序发展

近几年来,国务院及相关部门陆续发布了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》《物联网发展专项行动计划》《中国制造2025》《深入推进移动物联网全面发展的通知》,“十四五规划”等政策,强调了物联网产业的战略性地位,是政府扶持的重点,也是建设数字中国不可或缺的因素。同时,党的二十大报告做出了加快建设“智造强国、质量强国、数字中国”,支持“专精特新”企业发展、推动经济社会高质量发展的重要指示,要求物联网技术助力制造业快速实现智能化、数字化转型升级,解决“卡脖子”技术难题,由“制造大国”向“智造强国”迈进。从国家层面看,数字经济、数字社会、数字政府无不需要庞大的海量数据资源,而自动识别技术能够自动完成原始数据的采集工作,解决了人工数据输入速度慢、误码率高、劳动强度大、工作重复性高等问题,提高了计算机信息数据处理的效率。随着物联网行业日趋成长,政府近年来也开始重视行业细分领域的发展,进一步细化政策支持,为自动识别及数据采集产业提供了政策保障。

物联网、人工智能(AI)、5G 促进自动识别行业技术水平不断提高

近年来,物联网、人工智能、5G等新兴技术的快速发展大大提升了自动识别及数据采集设备行业的技术水平,如物联网技术中的标识技术满足序列化、可追溯性等;人工智能技术促进更高效、更精确的识别效果;5G技术有效提高自动识别与数据采集设备的通信能力。

依托于5G技术的低延时、高可靠性、大宽带特性,在未来技术发展层面,5G技术将被运用到物联网的多个场景中,包括无人驾驶、VR技术、智能制造、智能远程医疗等多个领域,多个行业都将会产生新的应用和商业模式,自动识别技术可以提供快速、精准、低成本的数据采集方法,自动识别技术与5G技术和物联网相融合,可实现海量数据的快速采集与处理。例如,5G智能家居融合自动识别技术,将来会与人们的家居生活息息相关,洗衣机冰箱等家电智能化,自动判别衣服种类,选择洗衣模式,自动识别技术辅助自动识别菜品新鲜程度,并通过网络形式进行反馈……

5G和物联网相辅相成,相互作用共同为人类社会的发展提供技术福利。商用5G的全面使用对物联网产生强大影响的同时,也极大地推动了全球经济产业的深远发展。5G是为物联网服务的,且未来的通信协议和技术的革新都将为物联网技术进行优化和革新,同时利用自动识别技术为数字化转型赋能实现真正的万物互联。

未来,包括物联网、人工智能、5G等新兴技术在自动识别与数据采集设备行业的应用将变得愈加广泛,能进一步高效的采集、整合、管理数据资源,推动企业数字化转型升级,将促进自动识别技术更加广泛的应用。

自动识别技术海外市场潜力巨大

加快建设数字中国,国家提出积极参与数字经济国际合作,推动构建网络空间命运共同体。加快贸易数字化发展,大力发展跨境电商,继续加强跨境电商综试区建设,打造跨境电商产业链和生态圈。务实推进数字经济交流合作,推动“数字丝绸之路”走深走实,拓展“丝路电商”全球布局。鼓励数字经济企业“走出去”,提升国际化运营能力,高质量开展智慧城市、电子商务、移动支付等领域合作,为我们勾画了发展蓝图。

目前,自动识别及数据采集设备在欧美等发达国家已经有较高的渗透率,但在印度、马来西亚、印尼、巴西、泰国等新兴市场国家的普及程度还较低,自动识别及数据采集行业在海外市场仍具有巨大的发展空间。

健全完善自动识别标准体系成为未来规范行业发展重点

近几十年来,新的自动识别技术标准不断涌现,标准体系日趋完善。其应用最广泛、最成功的当属国际物品编码组织(GS1)制定的覆盖全供应链的编码与标识标准、各种形式的载体技术标准和全流程数据共享标准,相关标准帮助条码技术在零售、物流、产品追溯、供应链、电子商务等领域得到广泛应用,其成功经验值得其他类自动识别技术借鉴和学习。射频识别技术无论在国内还是国外,都是自动识别技术中最引人注目的新技术。射频识别技术的标准化工作在国际上正在从纷争逐步走向规范。国内在射频识别的标准化工作也基本上开始远离纷争,走向合作开发的道路,相关的产品标准已经制定了团体标准。但从长远来看,射频识别标准制定工作还远不能满足技术开发和市场应用需求。相关标准体系的建立将是我国射频识别产业面临的重要课题。生物识别技术方面,从技术成熟度看,我国处于世界先进水平。但因缺乏行业应用与关键技术的统一规范与标准,造成了不必要的内耗。目前,国内相关科研机构已认识到此类问题,积极制定生物识别技术类国际和国内标准,促使生物识别技术在全球范围内更安全、更规范地推广应用。

绿色环保激发自动识别产业新增亮点

我国对世界承诺,力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。“双碳”问题不仅仅是节约能源的问题,人类生活、企业活动的各个环节都存在碳足迹。从原材料到生产销售、从包装标识到物流仓储以及垃圾回收等,都和碳排放密切相关。自动识别技术可以为企业完善产业链、充分实现信息共享、控制运输成本等提供技术支持和数字化服务,帮助更多的传统工厂、企业顺利过渡到现代化、智能化生产模式。关注全过程的优化,推进全面端到端的数字化服务,节约资源、提高产品社会利用率,实现绿色环保。

综上所述,中国自动识别与数据采集技术已经取得了傲人成绩。随着人们对自动识别技术认识的加深,其应用领域的日益扩大、应用层次不断提高,市场潜力的不断增长,中国自动识别技术产业的发展仍然会不断提速。未来十年,中国经济的新标签将会是数字化经济、智能化经济。产业数字化将发生在每一个领域,并渗透进每个人的生活当中。全产业数字化转型更需要各种底层数字化技术的支持。自动识别和数据采集技术是数字化转型进程当中最重要的技术之一。在数据量逐渐爆发、数据采集效率要求逐渐提升的当下,中国自动识别和数据采集行业的发展也将随之加速,行业地位也会越发重要。




中国自动识别技术协会

本文刊登于《中国自动识别技术》杂志2023年第1期总第100期








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