機器視覺檢測設(shè)備行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)查及投資策略

機器視覺檢測設(shè)備行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)查及投資策略機器視覺技術(shù)發(fā)展趨勢機器視覺技術(shù)是實現(xiàn)工業(yè)智能化的必要手段。隨著深度學(xué)習、機器學(xué)習、3D技術(shù)和機器視覺互聯(lián)互通技術(shù)的快速發(fā)展，機器視覺智能化水平不斷提升，機器視覺技術(shù)在工業(yè)智能領(lǐng)域的應(yīng)用會朝著智能識別、智能檢測、智能測量以及智能互聯(lián)的完整智能體系方向發(fā)展，從而更好地發(fā)揮其高精準度、高效率的作用，為中國智能產(chǎn)業(yè)開啟智慧之眼。機器視覺技術(shù)的發(fā)展還面臨很多問題。解決這些問題是機器視覺技術(shù)進一步發(fā)展的關(guān)鍵，也是未來機器視覺技術(shù)發(fā)展的趨勢。（一）國內(nèi)高端產(chǎn)品的硬件主要依賴進口國內(nèi)在智能相機與傳感器研發(fā)中，結(jié)合光學(xué)物理學(xué)科是機器視覺系統(tǒng)中的相機及傳感器發(fā)展的一個重要突破口。在工業(yè)鏡頭與光源上，研發(fā)高分辨率鏡頭和更小的光源是關(guān)鍵。（二）模塊化的通用型軟件平臺和結(jié)合AI技術(shù)軟件平臺是視覺軟件的發(fā)展方向視覺軟件會縮短開發(fā)周期并降低對開發(fā)技術(shù)人員的要求。由于與之相匹配的算法工具發(fā)展有限，導(dǎo)致機器視覺技術(shù)在智能性方面達不到工業(yè)場景應(yīng)用要求，因此需加快相關(guān)算法的升級創(chuàng)新，從而進一步提升機器視覺系統(tǒng)的智能性，其中模塊化的通用軟件平臺和結(jié)合AI技術(shù)軟件平臺是視覺軟件的發(fā)展方向。（三）機器視覺由2D視覺逐步向3D視覺發(fā)展隨著算法算力的不斷提升，為使機器視覺應(yīng)用于更多復(fù)雜工業(yè)場景中，如基于機器視覺的三維重建及修補技術(shù)、三維掃描以及3D識別等技術(shù)對3D視覺技術(shù)有更高的要求。（四）機器學(xué)習和深度學(xué)習在機器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用可將機器學(xué)習的算法應(yīng)用于機器視覺軟件，提升系統(tǒng)運算處理能力?？蓪⑸疃葘W(xué)習的特征學(xué)習能力和特征表達能力與機器視覺的實時性和高效性相結(jié)合，提升機器視覺的工作效率。（五）機器視覺行業(yè)標準亟待規(guī)范完善目前，一套機器視覺設(shè)備在實際應(yīng)用中往往需要搭配與之配套的硬件設(shè)備和專用的視覺軟件，導(dǎo)致機器視覺產(chǎn)品的通用性很低。需出臺完善的行業(yè)標準，提高相關(guān)設(shè)備的通用性，降低生產(chǎn)成本和維修費用，從而加快機器視覺行業(yè)的發(fā)展。（六）機器視覺行業(yè)發(fā)展趨勢及市場現(xiàn)狀機器視覺行業(yè)屬于技術(shù)密集型行業(yè)，跨越多個學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，需要在包括成像、算法、軟件、傳感器等領(lǐng)域積累大量的技術(shù)，研發(fā)投入大并且持續(xù)時間長。機器視覺的這種不斷增長的擴散正在與將工業(yè)系統(tǒng)連接到物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的趨勢融合。隨著傳感器變得越來越智能化（部分地由支持的計算機視覺算法驅(qū)動），因此生成的數(shù)據(jù)為工業(yè)系統(tǒng)的運行提供了寶貴的見解。反過來，這又開辟了監(jiān)視設(shè)備的新方式，將自主機器人系統(tǒng)（如無人機）連接到物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。我國機器視覺相關(guān)融資額整體呈增長態(tài)勢，2020年達到93．04億元，創(chuàng)下歷史新高隨著技術(shù)的快速發(fā)展，機器視覺下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。機器視覺雖然只有幾十年發(fā)展時間，但隨著全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革浪潮的興起，機器視覺行業(yè)順勢迎來快速發(fā)展。機器視覺的應(yīng)用已經(jīng)從最初的汽車制造領(lǐng)域，擴展至如今消費電子、制藥、食品包裝等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展生命周期來看，國際機器視覺產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于成熟期，預(yù)期未來幾年內(nèi)，歐美日機器視覺技術(shù)仍將不斷有創(chuàng)新，國際機器視覺市場有望保持現(xiàn)有市場規(guī)模，并繼續(xù)增長。國內(nèi)機器視覺產(chǎn)業(yè)目前還處于成長期，從近幾年的情況來看，我國機器視覺產(chǎn)業(yè)已積累足夠技術(shù)、市場、行業(yè)經(jīng)驗，已步入快速發(fā)展階段。機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游原材料零部件、中游裝備制造以及下游終端應(yīng)用行業(yè)構(gòu)成。從深度來看，機器視覺的應(yīng)用覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈的多個環(huán)節(jié)。以手機的制造為例，機器視覺可應(yīng)用在結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)、模組生產(chǎn)、成品組裝、錫膏和膠體的全制造環(huán)節(jié)，例如IPhone生產(chǎn)全過程就需要70套以上的機器視覺系統(tǒng)。從廣度上看，機器視覺的下游行業(yè)眾多，包括汽車、3C電子、半導(dǎo)體、食品飲料、光伏、物流、醫(yī)藥、印刷、玻璃、金屬、木材等。機器視覺的這種不斷增長的擴散正在與將工業(yè)系統(tǒng)連接到物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的趨勢融合。隨著傳感器變得越來越智能化（部分地由支持的計算機視覺算法驅(qū)動），因此生成的數(shù)據(jù)為工業(yè)系統(tǒng)的運行提供了寶貴的見解。反過來，這又開辟了監(jiān)視設(shè)備的新方式，將自主機器人系統(tǒng)（如無人機）連接到物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。機器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支，不同權(quán)威機構(gòu)對機器視覺的定義略有差異，但簡單說來，機器視覺就是用機器代替人眼來做檢測、判斷和控制。機器視覺基于仿生的角度發(fā)展而來，比如模擬眼睛是通過視覺傳感器進行圖像采集，并在獲取之后由圖像處理系統(tǒng)進行圖像處理和識別。由于工業(yè)自動化生產(chǎn)日益增長的技術(shù)需求，全球機器視覺行業(yè)60年代開始興起，起步較早，90年代發(fā)展已趨于成熟，現(xiàn)階段繼續(xù)保持高速發(fā)展。中國機器視覺行業(yè)伴隨中國工業(yè)化進程的發(fā)展而崛起，于90年代末起步，相對全球較晚，目前正處于快速發(fā)展階段。機器視覺雖然只有幾十年發(fā)展時間，但隨著全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革浪潮的興起，機器視覺行業(yè)順勢迎來快速發(fā)展。機器視覺的應(yīng)用已經(jīng)從最初的汽車制造領(lǐng)域，擴展至如今消費電子、制藥、食品包裝等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展生命周期來看，國際機器視覺產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于成熟期，預(yù)期未來幾年內(nèi)，歐美日機器視覺技術(shù)仍將不斷有創(chuàng)新，國際機器視覺市場有望保持現(xiàn)有市場規(guī)模，并繼續(xù)增長。國內(nèi)機器視覺產(chǎn)業(yè)目前還處于成長期，從近幾年的情況來看，我國機器視覺產(chǎn)業(yè)已積累足夠技術(shù)、市場、行業(yè)經(jīng)驗，已步入快速發(fā)展階段。機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游原材料零部件、中游裝備制造以及下游終端應(yīng)用行業(yè)構(gòu)成。從深度來看，機器視覺的應(yīng)用覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈的多個環(huán)節(jié)。以手機的制造為例，機器視覺可應(yīng)用在結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)、模組生產(chǎn)、成品組裝、錫膏和膠體的全制造環(huán)節(jié)，例如IPhone生產(chǎn)全過程就需要70套以上的機器視覺系統(tǒng)。從廣度上看，機器視覺的下游行業(yè)眾多，包括汽車、3C電子、半導(dǎo)體、食品飲料、光伏、物流、醫(yī)藥、印刷、玻璃、金屬、木材等。機器視覺市場前景廣闊。在智能制造的浪潮下，下游應(yīng)用中的消費電子市場、汽車市場、半導(dǎo)體市場、醫(yī)療市場等行業(yè)的不斷發(fā)展，主要國家的工業(yè)自動化水平穩(wěn)步提升，機器視覺的市場規(guī)模將持續(xù)擴大，預(yù)計到2025年全球機器視覺市場規(guī)模將達到130億美元。未來隨著中國智造2025戰(zhàn)略的加速推進，工業(yè)制造自動化、智能化程度有望不斷加深，機器視覺這一技術(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用。我國制造業(yè)在智能制造領(lǐng)域里還將繼續(xù)發(fā)力，機器視覺行業(yè)也將迎來新一輪發(fā)展契機。隨著工業(yè)4．0時代的到來，機器視覺在智能制造業(yè)領(lǐng)域的作用越來越重要，機器視覺是一門學(xué)科技術(shù)，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造檢測等工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域，用來保證產(chǎn)品質(zhì)量、控制生產(chǎn)流程、感知環(huán)境等，也是集成自動化解決方案的核心構(gòu)成要素。機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷的一個系統(tǒng)應(yīng)用。簡單地理解機器視覺，初期是一門在工業(yè)生產(chǎn)過程中代替人類視覺自動對產(chǎn)品外形特征做檢測（100%全檢）的技術(shù)。已成為解決各行業(yè)制造商大批量高速高精度產(chǎn)品檢測的主要趨勢。與人類視覺相比，機器視覺在量化程度、灰度分辨力、空間分辨力和觀測速度等方面都存在顯著優(yōu)勢。其利用相機、鏡頭、光源和光源控制系統(tǒng)采集目標物體數(shù)據(jù)，借助視覺控制系統(tǒng)、智能視覺軟件和數(shù)據(jù)算法庫進行圖形分析和處理，軟硬系統(tǒng)相輔相成，為下游自動化、智能化制造行業(yè)賦予視覺能力。隨著深度學(xué)習、3D視覺技術(shù)、高精度成像技術(shù)和機器視覺互聯(lián)互通技術(shù)的發(fā)展，機器視覺性能優(yōu)勢進一步提升，應(yīng)用領(lǐng)域也向多個維度延伸。十四五期間，中國將進一步深化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推進制造業(yè)的科技創(chuàng)新和智能制造水平，著力從要素驅(qū)動向技術(shù)及創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變。通過強化研發(fā)、設(shè)計能力，提高配套能力、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)元器件的研發(fā)和系統(tǒng)集成水平，促進細分市場、專業(yè)化分工和集群發(fā)展，推動先進裝備制造業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)從以組裝為主向自主研發(fā)制造為主轉(zhuǎn)變。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級以及制造業(yè)的進一步智能化將推動機器視覺行業(yè)的發(fā)展。機器視覺行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及未來發(fā)展趨勢（一）機器視覺行業(yè)定義根據(jù)美國制造工程師協(xié)會（SocietyofManufacturingEngineers，SME）機器視覺分會和美國機器人工業(yè)協(xié)會（RoboticIndustriesAssociation，RIA）自動化視覺分會對于機器視覺的定義，機器視覺是通過光學(xué)的裝置與非接觸的傳感器自動地接收和處理一個真實場景的圖像，以獲得所需信息或用于控制機器人運動的裝置。通俗來講，機器視覺是以機器替代人眼，但功能范圍不僅僅包括人眼對信息的接收，同時還延伸至大腦對信息的處理與判斷。本質(zhì)上，機器視覺是圖像分析技術(shù)在工廠自動化中的應(yīng)用，通過使用光學(xué)系統(tǒng)、工業(yè)相機和圖像處理軟件等，模擬人類的視覺能力，并做出對應(yīng)的決策，最終通過指揮某種特定的控制裝置執(zhí)行以上決策。機器視覺具有自動化、高效率、高精度、非接觸以及信息數(shù)字化等特點，被譽為制造業(yè)的眼睛，對于促進制造業(yè)向智能化升級發(fā)展具有重要意義。（二）機器視覺系統(tǒng)工作原理及應(yīng)用情況1、機器視覺系統(tǒng)工作原理具體來說，一個典型的機器視覺系統(tǒng)系使用相機將被檢測的目標以圖像的形式傳輸給專用的圖像處理系統(tǒng)，再將圖像的特征信息，包括顏色、亮度、像素、字符、間距等，轉(zhuǎn)化為可處理的數(shù)字化信號，進而通過不同算法抽取目標的特征，如面積、位置、長度、數(shù)量等，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度或其他條件輸出運算結(jié)果，包括合格/不合格、有/無、尺寸、角度、個數(shù)等，實現(xiàn)自動識別、檢測測量、引導(dǎo)定位等功能。2、機器視覺技術(shù)因其獨有的優(yōu)勢已在工業(yè)中被廣泛引用隨著技術(shù)的進步及成本的下降，機器視覺因其獨有的優(yōu)勢，在工業(yè)中的滲透率日益提升。在現(xiàn)代化的大生產(chǎn)中，產(chǎn)品質(zhì)量的檢測和生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制不可或缺，工業(yè)中例如印刷品質(zhì)量檢測、機械零件的外觀檢測、產(chǎn)品包裝的外觀檢測等都可運用機器視覺設(shè)備。在傳統(tǒng)的人工密集型檢測行業(yè)，機器視覺系統(tǒng)可以替代大量的檢測工人，將人眼+簡單工具的檢測模式升級為高精度快速的自動檢測。機器視覺技術(shù)因其具備的高分辨力、高精確度、高速度、客觀性、可靠性等眾多優(yōu)勢，逐步躋身于制造業(yè)的關(guān)鍵位置，推動了工業(yè)發(fā)展智能化的進程，具有較高的市場需求。3、電子及半導(dǎo)體汽車制造為當前機器視覺最重要的下游應(yīng)用領(lǐng)域在工業(yè)領(lǐng)域中，國內(nèi)市場機器視覺應(yīng)用比重最大的是電子及半導(dǎo)體行業(yè)，但根據(jù)公開信息，機器視覺設(shè)備在電子行業(yè)的滲透率依舊較低，遠低于境外同行業(yè)水平。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，機器視覺技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于電子及半導(dǎo)體、汽車制造、食品包裝、制藥等領(lǐng)域，其中電子及半導(dǎo)體、汽車制造是當前機器視覺最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，電子及半導(dǎo)體占據(jù)市場需求約為46．6%，主要用于集成電路制造、半導(dǎo)體分立器件制造、PCB制造、SMT表面貼裝、LED制造等高精度制造和質(zhì)量檢測領(lǐng)域；汽車制造占據(jù)市場需求約為10．2%，主要用于車身裝配檢測、PCB印刷質(zhì)量檢測、零件尺寸的精密測量等系統(tǒng)和部件的制造流程。近年來，隨著電子及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，機器視覺技術(shù)在相關(guān)設(shè)備中的應(yīng)用也得以蓬勃發(fā)展，例如SMT檢測等國產(chǎn)設(shè)備的迅速興起，憑借產(chǎn)品性價比及服務(wù)的優(yōu)勢填補了國內(nèi)市場的相關(guān)需求。未來，隨著人力成本上升、產(chǎn)品品質(zhì)要求提高、生產(chǎn)效率提升，機器視覺設(shè)備行業(yè)將進入高速增長期，具備良好的市場前景。4、機器視覺系統(tǒng)在下游領(lǐng)域中的具體應(yīng)用環(huán)節(jié)目前，機器視覺的具體應(yīng)用主要可以分為四大類：缺陷檢測、尺寸測量、視覺定位及模式識別/計數(shù)，當前的應(yīng)用也基本是基于這四大類功能來展開。（1）機器視覺行業(yè)缺陷檢測產(chǎn)品表面出現(xiàn)缺陷不僅僅影響產(chǎn)品的外觀，更可能對產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性能造成嚴重損害。檢測產(chǎn)品的外觀缺陷，最常見的包括表面裝配缺陷（如漏裝、混料、錯配等）、表面印刷缺陷（如多印、漏印、重印等）以及表面形狀缺陷（如崩邊、凸起、凹坑等）。由于產(chǎn)品外觀缺陷種類繁雜，故外觀檢測功能在機器視覺中的應(yīng)用中屬于相對較難的類別，對視覺技術(shù)的要求相比較高。（2）機器視覺行業(yè)尺寸測量生產(chǎn)線上產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工過程均涉及大量的測量任務(wù)，例如生產(chǎn)過程控制、形變測量等。機器視覺設(shè)備將獲取的圖像像素信息標定成常用的度量計算單位，然后在圖像中精確的計算出幾何尺寸，其優(yōu)勢在于對高精度、高通量以及復(fù)雜形態(tài)的測量速度更快、精度更高，例如部分高精度的產(chǎn)品由于人眼測量的局限性只能抽檢，而應(yīng)用機器視覺檢測設(shè)備后即可實現(xiàn)全檢，且誤檢率顯著下降。（3）機器視覺行業(yè)視覺定位利用視覺定位技術(shù)相當于為機器裝上眼睛，引導(dǎo)機器正確的完成一些抓取動作或?qū)y量信息與指定位置進行比較。視覺定位在機器視覺應(yīng)用中是非?；A(chǔ)且核心的功能，可以在識別出物體的基礎(chǔ)上精確給出物體的坐標和角度信息。（4）機器視覺行業(yè)模式識別/計數(shù)機器視覺在識別方面的應(yīng)用已非常普遍，一般指對已知規(guī)律的物品進行分辨，比較容易的包含外形、顏色、圖案、數(shù)字、條碼等信息的識別，信息數(shù)據(jù)量更大或更抽象的識別包括人臉、指紋、虹膜識別等?？傮w而言，從技術(shù)水平及應(yīng)用情況上，檢測、測量、定位、識別的難度是逐步遞減的，而基于四大基礎(chǔ)功能延伸出的多種細分功能在實現(xiàn)難度上也各有差異，目前3D的視覺功能是當前機器視覺應(yīng)用技術(shù)中最先進的應(yīng)用方向之一。3D機器視覺檢測設(shè)備在檢測、測量、定位及識別等功能上均有應(yīng)用。成為主旋律，中外廠商競爭進一步加劇，市場格局重構(gòu)當前機器視覺替代率達50%，但多局限于2D機器視覺領(lǐng)域。未來隨著國產(chǎn)品牌協(xié)作共贏，產(chǎn)品功能專業(yè)、種類精細化，替代率將逐步升高。行業(yè)將趨向于專業(yè)化分工，自主化視覺平臺、視覺系統(tǒng)與裝備將協(xié)同作戰(zhàn)，逐步超越國外品牌，成長為中國智能制造工業(yè)視覺的主力軍。中國機器視覺行業(yè)現(xiàn)狀（一）市場規(guī)模中國市場已成為全球機器視覺市場規(guī)模增長最快的市場之一。據(jù)統(tǒng)計，2018-2021年，中國機器視覺市場規(guī)模由102億元增至181億元，期間CAGR為21．07%。出于宏觀經(jīng)濟回暖、新基建投資增加、數(shù)據(jù)中心建設(shè)加速、制造業(yè)自動化等推進因素，預(yù)計2021年至2025年，中國機器視覺行業(yè)市場規(guī)模將以21．4%的復(fù)合增長率增長，至2025年將達393億元，下游應(yīng)用拓展為行業(yè)主要增長點，市場潛力巨大。（二）投融資情況資本推動是機器視覺行業(yè)高速發(fā)展的重要因素之一。機器視覺領(lǐng)域是近幾年融資熱點領(lǐng)域，近年來國內(nèi)主要機器視覺生產(chǎn)研究參與者多次獲得大額融資，大量的資本投入加速了行業(yè)的研發(fā)過程，并進一步帶動市場拓展。2015年以來，我國機器視覺領(lǐng)域的投融資事件數(shù)量和融資金額整體上呈增長態(tài)勢。據(jù)IT桔子數(shù)據(jù)，2021年，我國機器視覺行業(yè)投融資事件達到91起，較2020年增加30起，完成投融資金額193．4億元，同比增長72．9%。（三）自主及代理銷售情況國內(nèi)機器視覺行業(yè)起步于20世紀90年代，最開始主要從事國外產(chǎn)品代理，進入21世紀后，隨著本土廠商技術(shù)和經(jīng)驗的積累，國內(nèi)機器視覺企業(yè)開始憑借更定制化的本土服務(wù)和顯著的成本優(yōu)勢參與市場競爭，自主研發(fā)產(chǎn)品比例不斷擴大，國產(chǎn)化進程加快。2019-2021年，中國機器視覺行業(yè)自主業(yè)務(wù)銷售額由85．9億元增長至134．7億元，自主業(yè)務(wù)占比由76．5%增長至83．2%。中國機器視覺自主研發(fā)產(chǎn)品比例不斷上升，在鏡頭、光源、工業(yè)相機等技術(shù)上不斷突破和創(chuàng)新，取得實質(zhì)性進展，發(fā)展態(tài)勢良好。全球機器視覺行業(yè)現(xiàn)狀（一）市場規(guī)模機器視覺市場前景廣闊。全球機器視覺市場規(guī)模近年來不斷擴張，市場規(guī)模從2016年的62億美元增長至2019年的102美元，2020年，受新冠肺炎疫情影響，全球供應(yīng)鏈中斷，項目停擺，給全球機器視覺行業(yè)帶來了沖擊，市場規(guī)模下降至96億美元，同比下滑5．9%。在智能制造的浪潮下，下游應(yīng)用