2019年中國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)迎來(lái)了快速發(fā)展，預(yù)計(jì)到2020年市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)120億元[圖]

    機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的原理是計(jì)算機(jī)或圖像處理器以及相關(guān)設(shè)備來(lái)模擬人類(lèi)視覺(jué)功能，從客觀(guān)事物的圖像中提取信息進(jìn)行處理，獲得相關(guān)視覺(jué)信息，并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)和控制等領(lǐng)域。機(jī)器視覺(jué)是將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理的技術(shù)，涉及人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域。

    機(jī)器視覺(jué)讓機(jī)器擁有了像人一樣的視覺(jué)功能，能更好地實(shí)現(xiàn)各種檢測(cè)、測(cè)量、識(shí)別和判斷功能。隨著各類(lèi)技術(shù)的不斷完善，機(jī)器視覺(jué)下游應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓寬，從最開(kāi)始主要用于電子裝配檢測(cè)，已發(fā)展到在識(shí)別、檢測(cè)、測(cè)量和機(jī)械手定位等越來(lái)越廣泛的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。速度快、信息量大、功能多也日益成為機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的主要特點(diǎn)。

    與人類(lèi)視覺(jué)相比，機(jī)器視覺(jué)的優(yōu)勢(shì)極為明顯。如，機(jī)器視覺(jué)可以在各種惡劣環(huán)境下進(jìn)行高速在線(xiàn)檢測(cè)，同時(shí)還能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不間斷進(jìn)行工作。

    一、機(jī)器視覺(jué)行業(yè)從萌芽到壯大

    一般而言，機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游的零部件級(jí)市場(chǎng)、中游的系統(tǒng)集成/整機(jī)裝備市場(chǎng)和下游的應(yīng)用市場(chǎng)。其中，上游零部件市場(chǎng)主要包括光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理軟件等軟硬件提供商;中游主要有集成和整機(jī)設(shè)備提供商;行業(yè)下游市場(chǎng)主要是電子制造業(yè)、汽車(chē)、物流、印刷包裝、煙草、食品飲料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

    2015年，全球機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)及部件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)42億美元，到了2016年全球機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)及部件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了46.8億美元，截止到2017年末，全球機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)及部件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了51.8億美元。2018年全球機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)及部件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)約55億美元。從產(chǎn)業(yè)地區(qū)分布看，2016年全球機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)主要分布于德國(guó)、美國(guó)和日本地區(qū)，占比分別為30%、24%和14%。

2008-2018年全球機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)及部件市場(chǎng)規(guī)模走勢(shì)

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    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢(xún)發(fā)布的《2019-2025年中國(guó)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)行業(yè)市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告》

    相比發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)起步較晚，市場(chǎng)規(guī)模不大。近年來(lái)，隨著智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求、國(guó)家政策的大力扶持，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)迎來(lái)了快速發(fā)展，行業(yè)專(zhuān)利數(shù)量不斷增加，市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。2011年我國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為10.8億元;2013年達(dá)到35.4億元，同比增長(zhǎng)55.9%;2015年為61.2億元，同比增長(zhǎng)28.6%;到2016年，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到69.4億元，同比增長(zhǎng)13.4%，約占全球市場(chǎng)15%的份額。預(yù)計(jì)到2020年，市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)120億元，2017-2020年年均增速將達(dá)15%以上。

2011-2020年我國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模(單位：億元)

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    由于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，而且易于自動(dòng)處理，也易于同設(shè)計(jì)信息以及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，人們將機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域?？梢灶A(yù)計(jì)的是，隨著機(jī)器視覺(jué)技術(shù)自身的成熟和發(fā)展，它將在現(xiàn)代和未來(lái)制造企業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

    二、視覺(jué)產(chǎn)品具備高毛利屬性

    （1）機(jī)器視覺(jué)是人工智能的最重要分支

    目前，人工智能在先進(jìn)工業(yè)中的應(yīng)用包括語(yǔ)音類(lèi)技術(shù)，視覺(jué)類(lèi)，自然語(yǔ)言處理和基礎(chǔ)硬件類(lèi)；其中，機(jī)器視覺(jué)作為一種基礎(chǔ)功能性技術(shù)，能夠幫助機(jī)器/計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行觀(guān)察，識(shí)別和判斷等行為，是目前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。目前，機(jī)器視覺(jué)在人工智能領(lǐng)域的市場(chǎng)份額可以達(dá)到30%以上；

機(jī)器視覺(jué)在人工智能領(lǐng)域的市場(chǎng)份額超過(guò)30%

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機(jī)器視覺(jué)在人工智能企業(yè)應(yīng)用技術(shù)中的占比達(dá)46%

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    （2）機(jī)器視覺(jué)替代人眼是精密測(cè)試機(jī)組裝的必然趨勢(shì)

    機(jī)器視覺(jué)替代人眼是實(shí)現(xiàn)設(shè)備精密控制，智能化及自動(dòng)化的有效途徑，其重要優(yōu)勢(shì)包括：

    （2.1）精確性，客觀(guān)性和可靠性由于人類(lèi)視覺(jué)在物理上有天生的限制，其在精確性尤其是當(dāng)下消費(fèi)電子產(chǎn)品的精細(xì)化背景下，人類(lèi)視覺(jué)的精確性有著明顯的劣勢(shì)；而機(jī)器視覺(jué)可以利用專(zhuān)用的光敏元件，實(shí)現(xiàn)人眼無(wú)法/難以捕獲的缺陷及問(wèn)題。

    （2.2）環(huán)境適應(yīng)性和工作持續(xù)性

    在3C領(lǐng)域的實(shí)際生產(chǎn)中，由于測(cè)量/組裝產(chǎn)品的多樣性和相應(yīng)機(jī)器設(shè)備的誤差，人眼幾乎不能在整個(gè)過(guò)程保持平穩(wěn)的狀態(tài)，這在當(dāng)下對(duì)產(chǎn)品精細(xì)化，一致性要求高的背景下，測(cè)試組裝工人的出錯(cuò)率也不斷提升。而機(jī)器視覺(jué)可以通過(guò)圖像對(duì)比保證在任何環(huán)境下的高一致性和可靠性。另外，以富士康為代表的代工廠(chǎng)的工作強(qiáng)度較大，疲勞導(dǎo)致工人不可能持續(xù)工作。

    （2.3）經(jīng)濟(jì)型和高效性

    由于機(jī)器的效率遠(yuǎn)高于人類(lèi)，一臺(tái)自動(dòng)視覺(jué)檢測(cè)機(jī)器能夠替代多人任務(wù)，而且不需要休息，能夠連續(xù)工作；另一方面，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的操作和維持成本非常低，能夠節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。

機(jī)器視覺(jué)非常適合精細(xì)測(cè)量/組裝

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視覺(jué)系統(tǒng)在3C和新能源汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用

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    整體來(lái)說(shuō)，由于產(chǎn)品種類(lèi)的不同，加工工藝的差異，生產(chǎn)制程的多樣化等特點(diǎn)；3C產(chǎn)品產(chǎn)線(xiàn)的集成和整合的難度依舊較大，主要人力也集中在產(chǎn)品的組裝和測(cè)試環(huán)節(jié)。但由于（1）人力成本的提升；（2）手機(jī)等產(chǎn)品的復(fù)雜化，工人檢測(cè)的短板會(huì)被迅速放大；（3）人力應(yīng)用有上限，主要代工廠(chǎng)已出現(xiàn)難以滿(mǎn)足客戶(hù)的吞吐量及交貨周期的問(wèn)題；（4）產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)上看，縱觀(guān)各個(gè)領(lǐng)域的代工廠(chǎng)（比如半導(dǎo)體領(lǐng)域的臺(tái)積電），一直性/良品率和規(guī)模效應(yīng)是立身之本；單人均產(chǎn)值存在天然上限，因此自動(dòng)化是必然趨勢(shì)：

    （3）行業(yè)現(xiàn)狀與競(jìng)爭(zhēng)格局

    行業(yè)增長(zhǎng)方面：自2000年以后，機(jī)器視覺(jué)進(jìn)入快速發(fā)展的階段，中國(guó)也成為全球機(jī)器視覺(jué)發(fā)展最為活躍的地區(qū)之一；其中，最具代表性的行業(yè)即為消費(fèi)電子行業(yè)，2015-2017年，機(jī)器視覺(jué)行業(yè)的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到36.4%；

機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展過(guò)程

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    市場(chǎng)空間方面：根據(jù)統(tǒng)計(jì)，富士康在全球電信設(shè)備制造市場(chǎng)的市占率在20%左右，而其16-17年在組裝測(cè)試等環(huán)節(jié)的設(shè)備投資在200-300億左右（其中組裝設(shè)備占比約2/3），那么保守估計(jì)，17年3C組裝測(cè)試設(shè)備的市場(chǎng)空間在1000億上下。

    行業(yè)格局方面：目前中國(guó)本土的機(jī)器視覺(jué)企業(yè)（不含代理商）超過(guò)200家（從事集成的偏多），進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的國(guó)際企業(yè)也在200家上下，而軟硬件的技術(shù)和行業(yè)利潤(rùn)幾乎被這些國(guó)外龍頭壟斷；目前，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)企業(yè)的平均銷(xiāo)售額為7000w（17年數(shù)據(jù)），主要集中在1000-3000萬(wàn)元的檔位，超過(guò)1億元銷(xiāo)售額的企業(yè)不到17%；而先導(dǎo)3C板塊18年的訂單達(dá)到了1億元以上；

中國(guó)機(jī)器視覺(jué)企業(yè)目前難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模銷(xiāo)售（銷(xiāo)售額（萬(wàn)元））

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    國(guó)內(nèi)外主流公司毛利均超過(guò)50%

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    三、機(jī)器視覺(jué)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

    機(jī)器視覺(jué)發(fā)展至今，早已不是單一的應(yīng)用產(chǎn)品。機(jī)器視覺(jué)的軟硬件產(chǎn)品已逐漸成為生產(chǎn)制造各個(gè)階段的必要部分。在機(jī)器視覺(jué)行業(yè)，新標(biāo)準(zhǔn)和新技術(shù)正在以前所未有的速度發(fā)展。

    一是人工智能(AI)技術(shù)將在機(jī)器視覺(jué)行業(yè)中得到深度應(yīng)用。AI技術(shù)的運(yùn)用，將使機(jī)器視覺(jué)具有超越現(xiàn)有解決方案的能力，勝任更具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用，使機(jī)器思考得更像人類(lèi)。過(guò)去十年的一些發(fā)展使得在機(jī)器視覺(jué)中應(yīng)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。如，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)、圖形處理單元(GPU)足夠強(qiáng)大的計(jì)算能力以及豐富的數(shù)據(jù)，ViDi Systems公司(2017年4月被康耐視公司收購(gòu))開(kāi)發(fā)了一款深度學(xué)習(xí)工業(yè)圖像分析軟件ViDi Suite。該軟件基于最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，是一款優(yōu)化可靠的可現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的軟件解決方案。它可以完成缺陷探測(cè)、零件定位、分類(lèi)等任務(wù)中諸多艱巨挑戰(zhàn)。

    二是基于嵌入式的產(chǎn)品將取代板卡式產(chǎn)品。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品可靠性高、可維護(hù)性好、易于升級(jí)換代?；谇度胧降漠a(chǎn)品將逐漸取代板卡式的產(chǎn)品是整個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。這并不是說(shuō)板卡式產(chǎn)品已經(jīng)毫無(wú)意義，相比嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品而言，板卡式的產(chǎn)品需要更高的技術(shù)水平。引進(jìn)更高技術(shù)水平的板卡式視覺(jué)產(chǎn)品對(duì)于提升國(guó)內(nèi)的機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品研發(fā)實(shí)力有很大的幫助。

    三是非工業(yè)應(yīng)用或?qū)⒊蔀闄C(jī)器視覺(jué)增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。無(wú)人駕駛汽車(chē)、自動(dòng)農(nóng)場(chǎng)設(shè)備、無(wú)人機(jī)應(yīng)用、智能交通系統(tǒng)、引導(dǎo)性手術(shù)和機(jī)器視覺(jué)的其他非工業(yè)用途正在迅速普及，并且通常要求機(jī)器視覺(jué)的功能不同于工業(yè)應(yīng)用。例如，亞馬遜正在其公司總部進(jìn)行無(wú)人商店的測(cè)試，顧客利用機(jī)器視覺(jué)相機(jī)、傳感器和RFID標(biāo)簽，完成購(gòu)物。當(dāng)顧客離開(kāi)商店時(shí)，購(gòu)物費(fèi)用將從客戶(hù)的亞馬遜賬戶(hù)中被自動(dòng)扣除，這就使得不再發(fā)生排隊(duì)結(jié)賬的情況。阿里巴巴、京東等也都在部署這樣的無(wú)人超市。預(yù)計(jì)在未來(lái)的3-5年內(nèi)，越來(lái)越多的零售商會(huì)積極擁抱機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，并希望這種“移動(dòng)商店”會(huì)成為他們實(shí)體店的救星。