中國工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書 賽迪顧問計(jì)算，加速釋放AI發(fā)展新動(dòng)能

伴隨人工智能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域深入落地，工業(yè)機(jī)器視覺的發(fā)展愈發(fā)受到人們關(guān)注。從技術(shù)層面看，工業(yè)機(jī)器視覺讓傳統(tǒng)工業(yè)裝備具備了基本的圖像識(shí)別和分析能力，推動(dòng)了智能制造發(fā)展。站在產(chǎn)業(yè)角度，我國工業(yè)機(jī)器視覺的整體現(xiàn)狀況和未來前景如何？一文詳解。

工業(yè)機(jī)器視覺發(fā)展概述

機(jī)器視覺是與工業(yè)應(yīng)用結(jié)合最為緊密的人工智能技術(shù)，通過對(duì)圖像的智能分析，使工業(yè)裝備具有了基本的識(shí)別和分析能力。隨著工業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型逐漸深入，智能制造的逐步推進(jìn)，工業(yè)機(jī)器視覺逐漸形成規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)，并隨著人工智能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域落地而逐漸深入到工業(yè)生產(chǎn)的各種場景之中。

穩(wěn)定增長

2019年，全球工業(yè)機(jī)器視覺市場規(guī)模約為80億美元，相較2018年增長約為3%，但增長速度延續(xù)2017年開始的下降趨勢。中國工業(yè)機(jī)器視覺市場規(guī)模約為139億元，增速約為4.8%，同樣為過去三年增速最低的一年，但總量上持續(xù)保持增長，并且在全球市場的占比有所提升。

未來重點(diǎn)

隨著工業(yè)控制對(duì)精確度和自動(dòng)化的要求越來越高，3D機(jī)器視覺將在許多“痛點(diǎn)型應(yīng)用場景”中大顯身手，成為當(dāng)前智能制造最炙手可熱的技術(shù)之一。2D向3D的轉(zhuǎn)變將成為繼黑白到彩色、低分辨率到高分辨率、靜態(tài)圖像到動(dòng)態(tài)影像后的第四次視覺技術(shù)突破。

投資價(jià)值

工業(yè)機(jī)器視覺技術(shù)價(jià)值鏈主要集中于鏡頭、相機(jī)、圖像傳感器等核心零部件，從投資收益角度看，擁有向上游核心零部件領(lǐng)域拓展能力的機(jī)器視覺企業(yè)更容易實(shí)現(xiàn)較高的資本回報(bào)率。

工業(yè)機(jī)器視覺發(fā)展環(huán)境分析地方政策解讀

在國家政策的不斷鼓勵(lì)和支持下，多地結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)出臺(tái)相關(guān)的政策。上海、浙江、山東等地出臺(tái)了與智能工廠、未來工廠和智能化技術(shù)改造相關(guān)的政策，用以支持以工業(yè)機(jī)器視覺為代表的智能制造細(xì)分領(lǐng)域發(fā)展。

上海

《上海市建設(shè)100+智能工廠專項(xiàng)行動(dòng)方案（2020—2022年）》

三年共推動(dòng)建設(shè)100家智能工廠，打造10家標(biāo)桿性智能工廠，新增機(jī)器人應(yīng)用10000臺(tái);培育10家年?duì)I業(yè)收入超過10億元（1～2家超過100億元）具備行業(yè)一流水平的智能制造系統(tǒng)集成商，搭建10個(gè)垂直行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

浙江

《浙江省培育建設(shè)“未來工廠”試行方案》

深度融合應(yīng)用新一代信息技術(shù)，充分依托和發(fā)揮國家智能制造新模式、試點(diǎn)示范企業(yè)和省智能制造數(shù)字化車間/智能工廠的創(chuàng)建優(yōu)勢，從2020年起，每年探索培育建設(shè)10家左右“未來工廠”，示范引領(lǐng)我省制造業(yè)數(shù)字化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型發(fā)展，成為制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和全球先進(jìn)制造業(yè)基地的展示窗口。

山東

《山東省傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智能化技術(shù)改造三年行動(dòng)計(jì)劃（2020—2022年）》

力爭到2022年底，每年完成萬項(xiàng)技改、推動(dòng)萬企轉(zhuǎn)型、完成4000億元投資，全省工業(yè)企業(yè)智能化水平躍上新臺(tái)階;重點(diǎn)行業(yè)智能化水平達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)，龍頭骨干企業(yè)智能化水平達(dá)到國際先進(jìn);規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)智能化技術(shù)改造覆蓋面達(dá)到70%。

黑龍江

《黑龍江省工業(yè)強(qiáng)省建設(shè)規(guī)劃（2019—2025年）》

全面實(shí)施工業(yè)強(qiáng)省戰(zhàn)略，到2025年全省現(xiàn)代化工業(yè)新體系基本建成，工業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)穩(wěn)中有升，“百千萬”工程取得明顯成效，工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展取得積極進(jìn)展，形成質(zhì)量更高、效益更好、結(jié)構(gòu)更優(yōu)、優(yōu)勢充分釋放的全面振興發(fā)展新局面，支撐經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的作用不斷凸顯。

江蘇

《關(guān)于進(jìn)一步加快智能制造發(fā)展的意見》

到2020年，全省建成1000家智能車間，試點(diǎn)創(chuàng)建50家左右省級(jí)智能制造示范工廠，試點(diǎn)創(chuàng)建10家左右省級(jí)智能制造示范區(qū)。

深圳

《深圳市新一代人工智能發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2019—2023年）》

到2023年，我市人工智能基礎(chǔ)理論取得突破，部分技術(shù)與應(yīng)用研究達(dá)到世界先進(jìn)水平，開放創(chuàng)新平臺(tái)成為引領(lǐng)人工智能發(fā)展的標(biāo)桿，有力支撐粵港澳大灣區(qū)建設(shè)國際科技創(chuàng)新中心，成為國際一流的人工智能應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)。

行業(yè)發(fā)展環(huán)境

工業(yè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)恢復(fù)

2019年，我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)基本保持了5%左右的同比增長和6%左右的累計(jì)增長。2020年初，受新冠肺炎疫情影響，工業(yè)經(jīng)濟(jì)增速放緩。截至8月份，由于我國統(tǒng)籌疫情防控和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展各項(xiàng)政策成效持續(xù)顯現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)繼續(xù)向好，多數(shù)產(chǎn)品和行業(yè)持續(xù)回升。具體表現(xiàn)為工業(yè)生產(chǎn)增長，累計(jì)增速由負(fù)轉(zhuǎn)正，多數(shù)產(chǎn)品和行業(yè)實(shí)現(xiàn)增長，增長面持續(xù)擴(kuò)大，尤其是能源和原材料行業(yè)明顯好轉(zhuǎn)，帶動(dòng)了工業(yè)增速回升。作為具有工業(yè)增長二階導(dǎo)屬性的工業(yè)非標(biāo)自動(dòng)化細(xì)分行業(yè)，工業(yè)機(jī)器視覺受疫情影響逐漸減弱，并有望在2020年下半年迎來持續(xù)增長。

制造業(yè)市場活躍度持續(xù)提升

2019年，我國制造業(yè)PMI持續(xù)在榮枯線上下徘徊。并于年底穩(wěn)定在榮枯線以上。2020年，新冠肺炎疫情對(duì)制造業(yè)PMI的影響僅在2月有明顯體現(xiàn)。3月以來隨著全國各地復(fù)工復(fù)產(chǎn)持續(xù)推進(jìn)，加之醫(yī)療物資市場需求持續(xù)走高，制造業(yè)PMI穩(wěn)定至榮枯線以上并有持續(xù)上升趨勢。

行業(yè)發(fā)展環(huán)境

工業(yè)機(jī)器視覺在生產(chǎn)環(huán)境中的應(yīng)用屬于企業(yè)的技術(shù)改造投資行為，對(duì)于盈利能力越強(qiáng)的企業(yè)，越有動(dòng)力進(jìn)行前沿技術(shù)的探索，即使用機(jī)器視覺技術(shù)提高產(chǎn)線智能化水平。而隨著技改投資覆蓋范圍逐漸擴(kuò)大，基于工業(yè)機(jī)器視覺的技改項(xiàng)目逐漸成為企業(yè)技改投資的重點(diǎn)項(xiàng)目，為工業(yè)機(jī)器視覺發(fā)展提供了資金保障。

3C、電力、汽車等工業(yè)企業(yè)利潤較高

與上年同期累計(jì)值相比，3C、電力、汽車等行業(yè)的規(guī)上企業(yè)在2020年仍保持了較高的利潤。其中，計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)（3C）規(guī)上企業(yè)利潤累計(jì)值相較于上年同期增長約30%，采礦業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)品制造業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)、黑色金屬冶煉和延壓加工業(yè)規(guī)上企業(yè)利潤累計(jì)值相較于去年同期有較為明顯的下降。

企業(yè)技改投資成為企業(yè)智能化改造重要支撐

2019年，全國工業(yè)技術(shù)改造投資共計(jì)3350億元，同比增長9.8%，自2017年開始連續(xù)三年正增長。

技術(shù)發(fā)展趨勢

作為人工智能技術(shù)發(fā)展的重要分支，機(jī)器視覺是通過圖像傳感器接收和處理真實(shí)物體的圖像，以獲得所需信息或控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的技術(shù)。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)向著智能化方向演進(jìn)，工業(yè)場景對(duì)機(jī)器視覺技術(shù)的需求持續(xù)推進(jìn)著工業(yè)機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展。

行業(yè)龍頭動(dòng)態(tài)

聯(lián)合研發(fā)

工業(yè)機(jī)器視覺的核心零部件主要包括光源、鏡頭、相機(jī)和圖像采集卡，供應(yīng)商龍頭企業(yè)大多分散在歐洲、日本和美國，產(chǎn)品研發(fā)也相對(duì)自成體系。最近，逐漸呈現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合開發(fā)新方案的趨勢，如CCS和Basler在光源與相機(jī)的方案中通力合作，共同向終端客戶需求傾斜。

工業(yè)機(jī)器視覺核心零部件龍頭企業(yè)主要包括：

光源：CCS，奧普特;

鏡頭：MYUTRON，KOWA，Moritex，騰龍，施耐德;

工業(yè)相機(jī)：Basler，Baumer，AVT，JAI，DALSA，Imaginesource;

圖像采集卡：DALSA，Euresys，Silicon Software，Cognex，研華。

快速高效

工業(yè)機(jī)器視覺軟件AI服務(wù)商主要以集成了通用算法的軟件開發(fā)包和AI加速平臺(tái)服務(wù)商為主。知名機(jī)器視覺開發(fā)軟件HALCON不斷更新版本，在改進(jìn)用戶使用體驗(yàn)的同時(shí)，優(yōu)化了基于形狀的核心匹配技術(shù)，能夠更快地匹配3D模型，并借助深度學(xué)習(xí)進(jìn)行精確地邊緣識(shí)別。

工業(yè)機(jī)器視覺軟件龍頭企業(yè)主要包括：

開發(fā)軟件：康耐視，MVTec，OpenCV，Euresys，Omron Adept，NI，MathWorks;

AI服務(wù)：Intel，NVIDIA，AMD，ARM，百度，阿丘科技。

標(biāo)準(zhǔn)化模塊

工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)及解決方案集成商以工業(yè)自動(dòng)化非標(biāo)設(shè)備及方案為主要業(yè)務(wù)，針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化實(shí)際需求為產(chǎn)線提供基于視覺的解決方案?；谧陨碓诠I(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域積累，基恩士在產(chǎn)品中布局更多標(biāo)準(zhǔn)化可選模塊，使機(jī)器視覺裝備在應(yīng)用場景中能夠盡可能以自動(dòng)化產(chǎn)品形式解決客戶的痛點(diǎn)。

工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)及解決方案集成商龍頭企業(yè)主要包括：基恩士，康耐視，歐姆龍，天準(zhǔn)科技，矩子科技，奧普特，凌云光。

工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈及市場分析

工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的零部件（光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、軟件，及算法平臺(tái)）、中游裝備（視覺引導(dǎo)裝備、視覺識(shí)別裝備、視覺檢測裝備、視覺測量裝備）和下游相關(guān)應(yīng)用。2019年，中國工業(yè)機(jī)器視覺市場規(guī)模約為139億元，相較于上年增長5.3%。

工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈

工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈上游分析

上游零部件核心軟硬件占工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)品總成本的80%左右。

上游零部件行業(yè)利潤可觀

工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈上游包括光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、軟件，及算法平臺(tái)，其中工業(yè)鏡頭、相機(jī)、采集卡等核心零部件與算法軟件是機(jī)器視覺價(jià)值最高的部分，其成本占據(jù)工業(yè)視覺產(chǎn)品總成本的80%。尤其是在工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機(jī)、底層軟件系統(tǒng)等技術(shù)壁壘高，利潤率高的部分，康耐視和基恩士等國外企業(yè)有著深厚的研發(fā)技術(shù)積累，具備軟硬件的技術(shù)優(yōu)勢，占據(jù)了絕大部分市場，且毛利率較高。

光源領(lǐng)域競爭激烈

在工業(yè)機(jī)器視覺零部件中，光源產(chǎn)品的競爭較為激烈。國外知名光源廠商有日本CCS和美國Ai等，多年的行業(yè)積累讓國外品牌在高端市場擁有較高占有率，產(chǎn)品價(jià)格也相對(duì)較高，而國內(nèi)廠商主打性價(jià)比優(yōu)勢，并依托進(jìn)入行業(yè)早、技術(shù)門檻較低的特點(diǎn)快速發(fā)展，使得光源領(lǐng)域成為我國工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)展較好的一環(huán)。國內(nèi)工業(yè)視覺光源廠家主要坐落在華南地區(qū)的東莞、深圳，也有不少企業(yè)分布在江蘇、浙江、上海和北京。東莞的OPT（奧普特）是國內(nèi)市場占有率最大的生產(chǎn)商，擁有38大系列標(biāo)準(zhǔn)光源產(chǎn)品和近萬余種型號(hào)非標(biāo)光源，并將業(yè)務(wù)延伸至系統(tǒng)集成服務(wù)和其他核心零部件的研發(fā)。其他出貨量較大的企業(yè)包括東莞的沃德普、上海的緯朗光電等。

國產(chǎn)工業(yè)鏡頭逐漸成熟

國產(chǎn)工業(yè)鏡頭在光學(xué)指標(biāo)上雖已經(jīng)具備一定競爭力，但也僅在低端市場的應(yīng)用相對(duì)比較成熟。目前我國工業(yè)鏡頭市場的國外品牌有德國施耐德、Linos，美國Navitar，意大利Opto，日本CBC Computar、KOWA等，大多是老牌鏡頭廠商，技術(shù)積累雄厚，品牌影響力較大，在高端市場優(yōu)勢仍較大。國內(nèi)廠商在工業(yè)鏡頭領(lǐng)域發(fā)展迅速，大多體量相對(duì)較小，走高性價(jià)比路線，布局中低端市場，如東莞普密斯。不過部分企業(yè)已經(jīng)能夠提供全系列工業(yè)鏡頭，涉足高端產(chǎn)品，如深圳東正光學(xué)、昆山慕藤光等，東正光學(xué)的線掃系列鏡頭已應(yīng)用在華為、比亞迪、富士康的生產(chǎn)檢測當(dāng)中。從技術(shù)來看，國內(nèi)廠商的鏡頭制作工藝雖然和國外老牌廠商相比還有差距，但已經(jīng)能夠滿足視覺系統(tǒng)的基本需要，品牌知名度和市場信任度或成為國產(chǎn)鏡頭需要攻克的難點(diǎn)。

智能工業(yè)相機(jī)逐漸成為主流，并成為國產(chǎn)工業(yè)相機(jī)有利切入點(diǎn)

從全球市場來看，智能工業(yè)相機(jī)市場的集中度遠(yuǎn)高于板卡式相機(jī)市場，率先布局智能相機(jī)的康耐視和基恩士目前市場占比總計(jì)已超過70%，而板卡式相機(jī)前八大企業(yè)的市場份額之和僅為61%。智能相機(jī)的一大優(yōu)勢在于易用性，而易用性主要通過軟件的使用所體現(xiàn)，許多國外知名企業(yè)有視覺軟件的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，通常會(huì)配套相應(yīng)的定制軟件，方便系統(tǒng)開發(fā)人員編程智能相機(jī)，如康耐視的In-Sight系列智能相機(jī)的配套軟件EasyBuilder就允許開發(fā)者從菜單中選擇一系列功能，來實(shí)現(xiàn)模式圖像匹配和OCR等任務(wù)。

目前，歐美品牌在國內(nèi)市場仍然占有一定優(yōu)勢，如瑞士Baumer、德國Basler、德國AVT、加拿大PointGrey等，是國內(nèi)工業(yè)相機(jī)市場占有率較高的品牌。國外品牌由于布局較早，在近年國內(nèi)工業(yè)相機(jī)需求增長下率先收益。雖然國外產(chǎn)品軟硬件優(yōu)勢明顯，但智能工業(yè)相機(jī)產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)較高，對(duì)中國市場的應(yīng)用針對(duì)性開發(fā)還不足，這將成為國產(chǎn)工業(yè)相機(jī)廠商的有利切入點(diǎn)。經(jīng)過多年的研發(fā)和實(shí)踐積累，國產(chǎn)工業(yè)相機(jī)廠商也在一些關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。部分以安防監(jiān)控產(chǎn)品為主的龍頭企業(yè)依托自身在軟件、算法、硬件、結(jié)構(gòu)，以及測試等方面的研發(fā)優(yōu)勢，開始布局工業(yè)相機(jī)市場，并取得一定的知名度。以專業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)品為主的零部件供應(yīng)商也不斷推出智能相機(jī)系列產(chǎn)品，從中低端產(chǎn)品開始切入市場。