人工智慧之機器視覺|焦點行業

人工智慧之機器視覺|焦點行業

受益於全球製造中心向中國轉移,中國機器視覺市場發展迅速,成為歐洲、北美和日本外另一個國際機器視覺廠商的重要目標市場。

文/每日財報 蘇鋒

人工智慧的應用技術主要包括語音類技術、視覺類技術、自然語言處理 類技術和基礎硬體等,其中,機器視覺技術是機器人自主行動的前提,能夠實現計算機系統對於外界環境的觀察、識別和判斷等功能,是人工智慧範疇最重要的前沿分支之一。

機器視覺技術涉及機械、電子、光學、自動控制、計算機科學、影象處理和模式識別等諸多領域,在國內外人工智慧企業應用技術中佔比超過40%,應用範圍十分廣泛。

具備高成長性

機器視覺全球市場規模從2010年的31。7億美元增長至2020年的107億美元,年複合增長率為14。47%。從地區分佈來看,機器視覺市場規模最大的為歐洲地區,佔全球的36。4%;北美和亞太地區分別佔比為29。3%、25。3%,南美、中東、非洲地區的佔比為9。1%。

人工智慧之機器視覺|焦點行業

受益於全球製造中心向中國轉移,中國機器視覺市場發展迅速,成為歐洲、北美和日本外另一個國際機器視覺廠商的重要目標市場。

1990-2000年我國機器視覺行業處於萌芽期,90年代國內開始出現機器視覺代理企業,主要從事機器視覺器件及技術的代理服務;2001-2010 年,國內機器視覺行業處於起步期,在人民幣印鈔質量檢測,菸草和原棉異物剔除、郵政分揀等代表性下游應用需求拉動下,國內開始出現一批專業的機器,越來越多企業開始探索與研發具有自主智慧財產權的機器視覺軟硬體裝置,隨著 USB2。0介面的相機和採集卡等器件方面逐漸佔 據入門級市場,產品效能不斷提升。

2013年起,國家陸續釋出相關政策與規劃為機器視覺行業提供支援。2016年發 布的《智慧製造“十三五”發展規劃》,提出十大重點任務,加快智慧製造裝備發展並推動重點領域智慧轉型。發展規劃為高階裝備製造和自動化生產的發展提供大力支援,而作為配套裝置的機器視覺產品需求也逐漸增加。

2019年釋出的《加快培育共享製造新模式新業態,促進製造業高質量發展的指導意見》,提出要求支援平臺企業積極應用人工智慧技術,發展智慧檢測功能,不斷提升製造全流程的智慧化水平。

機器視覺技術為智慧檢測提供便利,提高效率及降低人工成本。隨著行業的發展,客戶瞭解到機器視覺技術的應用廣泛、增效降本等有利因素後,機器視覺在各行業的滲透率逐漸提升。

2015-2018年,中國機器視覺行業市場規模增速較快,維持在40%以上。根據中商產業研究院預測,2020年中國機器視覺市場規模為115億元,同比增速 11。65%。2015-2020 年複合增長率為 37。97%,較全球機器視覺行業2015-2020 年複合增長率高24。31pct。

根據CB Insigh資料,2020年,中國已成為繼美、日之後的全球第三大市場。

如何產業鏈掘金

機器視覺系統的成功取決於所用的關鍵元件。

機器視覺行業產業鏈中,上游硬體部分包括光源、鏡頭、工業相機、影象處理器、影象採集卡;軟體包括影象處理軟體和底層演算法。

中游為裝置製造商與系統整合商。

下游應用廣泛,包括半導體、汽車、包裝、醫藥、工業機器人等行業。

在機器視覺產品中,上游軟硬體共佔總成本的80%,分別佔比為45%、35%, 組裝整合和維護分別佔總成本的15%、5%。因此,產業鏈上游是整個行業附加值最高的環節。

光源照明是影響機器視覺系統輸入的重要因素之一,它直接影響輸入資料的質量和應用效果。機器視覺光源主要採用LED照明為主,主要是形狀自由度高,使用壽命長、 響應速度快、單色性好、顏色多樣、綜合性價比高等特點在行業內廣泛應用。

2020年,中國LED照明市場規模為8627億元,同比增長14。30%,2017-2020 年複合增長率為10。71%。從LED照明行業來看,年銷售收入20億元以上為第一梯隊,分別有飛利浦、歐普照明、雷士照明、佛山照明、陽光照明等國內外企業;第二梯隊為5-20億元年銷售收入,包括雪萊特、勤上光電等企業。

鏡頭的主要作用是將目標成像在影象感測器的感光面上,是機器視覺影象採集的重要成像部件。

海外品牌經過多年在鏡頭領域佈局、業務累積和技術升級,徠卡、施耐德、尼康、富士等領頭企業已經在全球範圍內形成領先優勢。國內企業起步晚,2008 年之前國內光學鏡頭市場被德、日系品牌壟斷。

隨著產業的崛起,中國工業鏡頭行業的國內企業迅速發展,主要以低端市場為主,以高性價比與海外品牌競爭。高階市場方面,國內仍依賴進口高階產品,主要以日本、德國等老牌製造商的產品為主。

工業相機是機器視覺系統的關鍵組成部分,而影象感測器是相機的核心,按晶片型別可分為CCD(電荷耦合器件)和CMOS(互補金氧半導體)影象感測器。

目前,全球工業相機行業以歐美品牌為主,2018 年北美品牌佔全球工業相機市場的 62%,歐洲品牌佔15%。

中國在CMOS領域佔據明顯優勢,到2014年,格科微已經成長為國內第一的CMOS影象感測器供應商,並將這一榮譽保持至今。2014年,格科微CMOS影象感測器出貨量超過9。4億顆,顯示驅動晶片的出貨量超過1億顆,全年銷售總額突破3。5億美元。

按出貨量口徑統計,2020年,格科微實現了20。4億顆CMOS影象感測器出貨,佔據了全球29。7%的市場份額,位居行業第一,把三星、索尼等老牌知名廠商甩在身後。

2020 年,中國工業機器人密度為 246 臺/ 萬人,較 2019 年增加 59 臺/萬人,從全球第 15 名提升至第 9 名。中國工業機器人密度已高於全球水平,但仍低於發達水平國家,其中韓國、新加坡、日本長期霸佔全球各國工業機器人密度榜首,分別為 932 臺/萬人、605 臺/萬人、390 臺/萬人;德國和美國工業機器人密度分別為 371 臺/萬人、255 臺/萬人。

對比發達國家,中國的工業機器人密度仍有較大的上升空間,將拉動自動化生產裝置需求,細分領域機器視覺需求也將增加。此外,產業鏈上游零部件成本佔總成本的 80%,主要以低端市場為主,仍未能打破海外企業在高階市場的壟斷局面,這將是未來一個重要的掘金方向。

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