中國機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈及未來發(fā)展前景分析

中國機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈及未來發(fā)展前景分析

機器視覺可克服人類視覺的缺陷.相比于人類視覺,機器視覺技術具有精確性、可靠性高、環(huán)境適應性好、可持續(xù)工作、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、智能制造、醫(yī)藥、食品包裝等領域都發(fā)揮著巨大的作用.機器視覺與人類視覺對比

一、機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈

機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游零部件供應商、中游裝備廠商以及下游應用行業(yè)構成.機器視覺是一種基礎功能性技術,整體包括相機、鏡頭、視覺控制器、圖像處理、傳感器、算法平臺等,其下游應用領域丌斷拓展,包括消費電子、汽車、半導體、虛擬現(xiàn)實、智能安防、健康醫(yī)療等.機器視覺行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

從機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈上中游來看,2015年機器視覺的總體成本分布中80%的成本來源于部件的購買以及軟件開發(fā).而在應用領域方面,工業(yè)機器視覺下游應用主要為半導體及電子制造,2015年占比達到46.6%,其次為汽車、食品與包裝機械等.機器視覺成本分布

全球機器視覺部件及系統(tǒng)市場分布

機器視覺下游應用需求快速增長.機器視覺應用以制造業(yè)為主,2017年銷售額占比為86%,其中,消費電子、汽車、半導體是機器視覺行業(yè)應用最廣泛的三大領域.目前消費類電子和半導體行業(yè)機器視覺市場規(guī)模年增長率在20%左右,預計2018年市場規(guī)模突破20億元,而汽車市場規(guī)模增速將近30%,下游應用需求快速增長.

二、機器視覺市場規(guī)模

在樂觀預測下,2023年全球機器視覺技術市場將達248億美元.隨著機器視覺在傳統(tǒng)行業(yè)的滲透率提升及下游應用領域的不斷開拓,全球機器視覺市場規(guī)模呈快速增長態(tài)勢,2017年全球機器市場規(guī)模突破80億美元,2008-2017年CAGR達到14%.由于受到制藥、食品和飲料以及汽車行業(yè)強勁需求的驅(qū)動,全球機器視覺技術市場在規(guī)模上已經(jīng)達到了一個新高度,其預測全球機器視覺技術市場將從2018年的160億美元,增長到2023年的248億美元,CAGR將為9.16%.全球機器視覺技術市場規(guī)模（億美元）

中國機器視覺處于快速成長期,國產(chǎn)替代空間廣闊.中國的機器視覺行業(yè)自從90年代末開始起步,經(jīng)歷了啟蒙階段、初步發(fā)展階段,目前正處于快速發(fā)展階段.目前機器視覺行業(yè)及其核心控制和功能部件行業(yè)的國際市場長期由少數(shù)國際知名廠商把持,如康耐視、基恩士等.目前國際機器視覺市場主要被美國和德國占據(jù),占比為29.76%、24.5%,隨著國家政策大力支持和國內(nèi)相關企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)技術水平的提升,國產(chǎn)替代將進一步加速.中國機器視覺行業(yè)處于快速成長期

中國機器視覺市場規(guī)模2023年將達到197億元.亞太機器視覺技術市場將從2018年的46億美元,增長到2023年的73億美元,復合年均增長率為9.7%.其中,中國、日本和印度是主要的市場.中國機器視覺市場起步較晚,但近年來發(fā)展迅速.2011-2017年中國機器視覺市場規(guī)模從10.8億元增長到80億元,CAGR近40%,且將持續(xù)增長,至2023年有望達到197億元.中國機器視覺市場規(guī)模及預測（億元）

中國機器視覺市場企業(yè)數(shù)量眾多,但國內(nèi)尚未出現(xiàn)有主導地位的龍頭企業(yè).目前進入中國市場的國際機器視覺企業(yè)和中國本土企業(yè)都已超過200家,產(chǎn)品代理商超過300家,專業(yè)的機器視覺系統(tǒng)集成商超過70家,且中國工業(yè)視覺企業(yè)數(shù)量（不包括代理商）目前每年保持20%左右的增速.雖然企業(yè)數(shù)量眾多,但國內(nèi)尚未出現(xiàn)有主導地位的龍頭企業(yè),GGII統(tǒng)計2015年中國機器視覺Top20公司營收僅占中國整體市場規(guī)模37%左右；此外,根據(jù)2017年底企業(yè)調(diào)查結(jié)果,營業(yè)收入超過1億元以上的企業(yè)占比16.5%.

三、機器視覺未來發(fā)展前景廣闊

1、機器視覺是人工智能最重要的分支之一

（1）機器視覺是一種基礎功能性技術最大應用是工業(yè)

機器視覺作為機器人的“眼睛”,是機器人自主行動的前提,能夠?qū)崿F(xiàn)計算機系統(tǒng)對于外界環(huán)境的觀察、識別以及判斷等功能,是人工智能范疇最重要的前沿分支之一.CSG科大智能研究院院長劉偉表示,人工智能市場規(guī)模2020年有望達到千億市場,中國機器視覺應用在人工智能領域占比達到34.9%,將受益人工智能發(fā)展熱潮,前景廣闊.機器視覺在國內(nèi)人工智能企業(yè)應用技術占比

機器視覺在國外人工智能企業(yè)應用技術占比

中國人工智能市場中機器視覺份額

工業(yè)是目前機器視覺應用中比重最大的領域之一.由于制造業(yè)競爭加劇,成本壓力迫使企業(yè)重視生產(chǎn)效率并促進了機器視覺技術的應用.為了提高生產(chǎn)效率,降低人力成本、減少生產(chǎn)過程中的錯誤,工業(yè)生產(chǎn)和管理中的某些人工環(huán)節(jié)逐漸被機器替代.機器視覺系統(tǒng)的特點是提高生產(chǎn)的柔性和智能化程度.此外,機器視覺易于實現(xiàn)信息集成,是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎核心技術之一.因此,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中,機器視覺系統(tǒng)與智能制造如影隨形,被廣泛地應用于產(chǎn)品尺寸檢測、缺陷檢測、產(chǎn)品識別、裝配定位等方面.機器視覺在工業(yè)生產(chǎn)不同下游行業(yè)均有運用

（2）工業(yè)領域三類應用

機器視覺在工業(yè)領域主要有三類應用,包括尺寸與缺陷檢測、智能制造以及自主導航等.尺寸與缺陷檢測：主要包括高精度定量檢測（例如工業(yè)零部件的尺寸檢測）和定性檢測（例如產(chǎn)品的外觀檢查、缺陷性檢測與裝配完全性檢測）.在一些人工視覺難以滿足要求的場合,機器視覺可高效地替代人工視覺；同時,在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中,用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不足,用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動化程度.

智能制造是機器視覺技術目前應用最廣的技術方向之一.機器視覺系統(tǒng)可用于指引工業(yè)機器人在大范圍內(nèi)的操作和行動,如從雜亂的零件堆中撿取零部件并按一定的方位放在傳輸帶或裝配到其他設備上.還可以融合多傳感器技術引導工業(yè)機器人在小范圍內(nèi)的操作和行動.

機器視覺在導航領域可以模擬人眼來識別環(huán)境,通過大腦分析,來指導行走.機器視覺技術用攝像頭攝取場景圖像,通過算法進行圖像分析和識別,找出與已設置路徑的相對位置,從而引導裝置行走的一種導航方法.例如：裝備有機器視覺自動導引裝置的無人物流車,能夠自主行駛,具有安全保護等功能.

2、增長驅(qū)動力=工業(yè)自動化+技術需求

（1）15-17年行業(yè)復合增長超過35%

2015-2017年機器視覺行業(yè)快速增長,銷售額年均復合增長率達到36.4%,遠高于同期中國GDP增長率（6.8%,以當年價格計算）.機器視覺行業(yè)的全球發(fā)展過程

與此同時,機器視覺產(chǎn)品的應用范圍也逐步擴大,由起初的半導體和消費電子行業(yè),擴展到汽車制造、光伏半導體等領域,在交通、機器人等行業(yè)也有大量應用,進一步增加了機器視覺行業(yè)的發(fā)展前景.

目前進入中國市場的國際機器視覺企業(yè)和中國本土的機器視覺企業(yè)（不包括代理商）都已經(jīng)超過200家,產(chǎn)品代理商超過300家,專業(yè)的機器視覺系統(tǒng)集成商超過70家,覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈各端.

3、消費類電子行業(yè)為機器視覺最主要的應用行業(yè)

從工業(yè)領域下游行業(yè)看,機器視覺應用以制造業(yè)為主,2017年銷售額占比為86.0%；非制造業(yè)為輔,銷售額占比為14.0%.在制造業(yè)中,消費電子、汽車、半導體是機器視覺行業(yè)應用最廣泛的三大領域.

消費類電子行業(yè)為機器視覺最主要的應用行業(yè),從市場規(guī)模來看,目前消費類電子行業(yè)和半導體行業(yè)機器視覺市場規(guī)模年增長率在25%左右,預計2018年市場規(guī)模能夠突破20億元.

汽車銷量的不斷提升使汽車制造業(yè)保持快速發(fā)展.在近年來工業(yè)視覺下游應用領域不斷拓展的過程中,一些新的領域呈現(xiàn)出更快的增長勢頭.例如在標準化程度更高的汽車制造領域,盡管汽車是傳統(tǒng)制造業(yè),但中國機器視覺取代人眼的趨勢在近幾年才開始爆發(fā),市場規(guī)模增速將近30%.

機器視覺技術廣泛應用于半導體生產(chǎn)的全過程.機器視覺技術在半導體生產(chǎn)的硅片制造、晶圓制造、封裝測試階段應用廣泛.在硅片制造階段,機器視覺主要用于對硅片的檢測和分選；在晶圓制造階段,機器視覺主要用于精密定位和最小刻度檢測；在封裝測試階段,機器視覺技術的重要性更加凸顯,晶圓在切割過程中需要利用機器視覺系統(tǒng)進行精確快速定位,如果定位出錯,則整個晶圓將會報廢,在整個切割過程中也需要機器視覺系統(tǒng)的全程定位引導,目前的機器視覺產(chǎn)品在引導過程中已兼具焊線掉線檢測功能；晶圓切割完成后將繼續(xù)利用機器視覺產(chǎn)品識別出非缺陷品進入貼片流程；在貼片過程中,核心構架為視覺加運動——需通過機器視覺產(chǎn)品識別晶片位置及