行業主要上市公司:矩子科技 ( 300802 ) 、天準科技 ( 688003 ) 、精測電子 ( 300567 ) 、淩雲光 ( 688400 ) 、美亞光電 ( 002680 ) 、先導智能 ( 300450 ) 、勁拓股份 ( 300400 ) 等
本文核心數據:中國機器視覺行業市場規模 ; 中國機器視覺行業企業份額
行業發展概述
——定義
機器視覺是人工智能正在快速發展的一個分支。根據美國制造工程師協會 ( SME ) 機器視覺分會和美國機器人工業協會 ( RIA ) 自動化視覺分會關于機器視覺的定義:機器視覺是通過光學的裝置和非接觸的傳感器,自動地接收和處理一個真實物體的圖像,以獲得所需信息或用于控制機器人運動的裝置。通俗地說,機器視覺就是用機器代替人眼。機器視覺模拟眼睛進行圖像采集,經過圖像識别和處理提取信息,最終通過執行裝置完成操作。
機器視覺 ( Machine Vision,MV ) 和計算機視覺 ( Computer Vision,CV ) 從學科分類上,二者都被認爲是人工智能的下屬科目,兩者既有聯系又有區别。
計算機視覺是采用圖像處理、模式識别、人工智能技術相結合的手段,着重于一幅或多幅圖像的計算機分析。機器視覺則偏重于計算機視覺技術工程化,能夠自動獲取和分析特定的圖像,以控制相應的行爲。具體的說,計算機視覺爲機器視覺提供圖像和景物分析的理論和算法基礎,機器視覺爲計算機視覺的實現提供傳感器模型、系統構造和實現手段。
從應用領域上,機器視覺大多應用在工業領域上,具體應用包括計量與檢測、智能制造等 ; 除了在工業領域應用外,在消費領域的衆多場景中,多是計算機視覺的具體應用。
——産業鏈剖析
機器視覺行業的上遊有光源、鏡頭、工業相機、圖像采集卡、機器視覺軟件等的提供商。行業下遊應用較廣,主要下遊市場是半導體和電子制造行業。除此之外還有應用到汽車、印刷包裝、農業、醫療設備和金屬加工等領域。
目前,機器視覺設備制造商中,天準科技、矩子科技和美亞光電的等展現出較強的市場競争力,機器視覺系統集成商的代表企業包括淩雲光、精測電子等,機器視覺系統解決方案代表企業有梅卡曼德、阿丘科技等。機器視覺産業鏈上遊硬件領域中,聯創電子、海康機器人、奧普特、北京君正分别爲光學鏡頭、工業相機、光源設備和圖像處理領域的典型廠商。
行業發展曆程
在中國,機器視覺應用起源于 20 世紀 80 年代的技術引進。中國機器視覺在中國起步較晚,真正在工業領域的廣泛應用還不到十年的時間,遠遠落後于中國工業自動化市場的發展速度和規模。
從 2004 年開始,本土機器視覺企業開始起步探索由更多自主核心技術承載的機器視覺軟硬件器件的研發,多個應用領域取得了關鍵性的突破。國内廠商陸續推出的全系列模拟接口和 USB2.0 的相機和采集卡,以及 PCB 檢測設備、SMT 檢測設備、LCD 前道檢測設備等,逐漸開始占據入門級市場。随後衆多機器視覺核心器件研發廠商不斷湧現,一大批真正的系統級工程師被不斷培養出來,推動了國内機器視覺行業的高速、高質量發展。
行業發展現狀
——供給:行業領軍企業逐漸顯現
工業領域應用方面,工業級的機器視覺通過光源、工業鏡頭、工業相機、工業視覺系統方案等産品生産出視覺檢測裝備、視覺識别裝備、視覺測量裝備、視覺引導裝備以及工業機器人等,并用于工業生産或制造過程中的檢測、測量等過程。由于工業機器視覺可以克服人眼标準的不一緻性,可以制定更高的行業品質管控的數字标準,還能在高速、高光譜、高分辨率、高靈敏度、高可靠性等方面全面超越人眼極限。目前工業機器視覺系統已廣泛應用于電子制造、包裝印刷、汽車制造、食品飲料等衆多生産性行業和服務性行業。
消費領域應用方面,目前主流消費級機器視覺應用包括:掃碼識别、生物識别 ( 人形 / 人臉 / 手勢等 ) 、安防監控、路線規劃、3D 成像等。其中生物識别及 3D 成像市場近年來尤其火熱,其所采用的主流機器視覺方案有三種:結構光、TOF、雙目立體成像。消費級機器視覺用到的硬件設施較少,其以機器視覺軟件或算法技術爲關鍵點。我國開展消費領域的機器視覺公司規模普遍較小,但也不乏行業領軍企業海康機器人和一些新貴,如曠視科技、商湯科技、雲從科技等。
——需求:下遊應用市場廣
從下遊應用滲透情況來看,中國機器視覺在汽車、電子與半導體應用市場的滲透率較高,包裝、醫療、制藥以及智能交通領域的滲透率一般,在煙草、紡織等其他行業的滲透率較低。
2021 年,物流倉儲、新能源行業的蓬勃發展拉動了相關企業的擴産需求,視覺檢測産品需求增長明顯,GGII 數據顯示,2021 年中國機器視覺市場規模 138.16 億元 ( 該數據未包含自動化集成設備規模 ) ,同比增長 46.79%。其中,2D 視覺市場規模約爲 126.65 億元,3D 視覺市場約爲 11.51 億元 ; 傳統工業産品的回暖也爲機器視覺帶來生機,增長趨勢明顯。
行業競争格局
——企業:國産品牌競争力加強
從視覺業務規模的角度看,2021 年,各大廠商均有較爲亮眼的業務增速,尤其國産廠商,海康機器人機器視覺業務 2021 年實現超過 100% 的增長,國内業務規模超過基恩士、康耐視,位居第一,其他國産廠商如奧普特、華睿科技亦有較高的增速。
注:此處僅統計機器視覺軟硬件業務營收,包括相機、鏡頭、光源、智能相機、軟件算法包、圖像采集卡、視覺控制器、圖像處理系統、視覺設備集成等,自動化設備集成、專機設備等相關業務不在統計範疇内,下同。
從市場集中度來看,據高工機器人産業研究所 ( GGII ) 發布的數據顯示,2021 年中國市場機器視覺各大核心部件的國産化份額均已超過 70%,其中光源國産化率超過 90%,鏡頭國産化率 80% 左右,工業相機國産化率超過 70%。得益于中國制造在成本端的巨大優勢,當前硬件環節的門檻已經大幅降低,國内市場競争加劇。
中國機器視覺行業的市場競争日益激烈,市場份額不斷得到分散,市場集中度将會逐漸變小。根據機器視覺産業聯盟 ( CMVU ) 2021 年度企業調查結果,本土機器視覺廠商的市場集中度呈下降趨勢。2019-2021 年,銷售額 CR5 從 37.7% 下降至 31.3%,銷售額 CR10 從 51.3% 下降至 43.1%。
——區域:廣東地區競争優勢明顯
根據中國企業數據庫企查貓,目前中國機器視覺企業注冊地主要分布在珠三角地區和長三角地區,特别以廣東省和江蘇省爲代表。截至 2022 年末,廣東共有相關機器視覺企業數 2837 家,江蘇則有 736 家。
從中國機器視覺行業主要競争者的區域分布來看,中國機器視覺廠商主要分布在南方地區,其中以廣東最爲集中,奧普特、勁拓股份等業内上市企業均位于廣東深圳 ; 其次,北京和浙江地區也是機器視覺企業分布較爲集中的地區,代表企業有海康機器人、淩雲光等。
行業發展趨勢和前景
目前在我國随着配套基礎建設的完善,技術、資金的積累,各行各業對采用圖像和機器視覺技術的工業自動化、智能需求開始廣泛出現,國内有關大專院校、研究所和企業近兩年在圖像和機器視覺技術領域進行了積極思索和大膽的嘗試,逐步開始了工業現場的應用。未來,中國機器視覺行業将朝着 3D 機器視覺、深度學習、下遊滲透加深等趨勢發展。
中國的機器視覺行業是伴随中國工業化進程的發展而崛起的,中國正在成爲世界機器視覺發展最活躍的地區之一,應用範圍幾乎涵蓋了國民經濟中的各個領域。2021 年受物流倉儲、新能源行業的等下遊需求增長影響,視覺檢測産品需求增長明顯。根據高工機器人産業研究所數據,2021 年中國機器視覺市場規模達到 138.16 億元,同比增長其中 2D 視覺市場規模 126.65 億元,3D 視覺市場約爲 11.51 億元。根據 GGII 預測,到 2025 年我國機器視覺市場規模将達到 469 億元,2021-2025 年複合增速達到 36%。前瞻結合中國機器視覺行業市場規模的增長情況和高工機器人産業研究所的預測,預計 2026-2028 年中國機器視覺行業将繼續保持高速增長,其中,随着 2D 視覺逐漸向 3D 視覺升級,保守預測 3D 視覺市場以 50% 的增速增長,2D 視覺市場以 10% 的增速增長。至 2028 年,中國機器視覺行業市場規模将達到億 837 元。
更多本行業研究分析詳見前瞻産業研究院《中國機器視覺産業發展前景與投資預測分析報告》,同時前瞻産業研究院還提供産業大數據、産業研究、産業規劃、園區規劃、産業招商、産業圖譜、産業鏈咨詢、技術咨詢、IPO 募投可研、IPO 業務與技術撰寫、IPO 工作底稿咨詢等解決方案。
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