機(jī)器視覺檢測設(shè)備行業(yè)市場突圍戰(zhàn)略研究

機(jī)器視覺檢測設(shè)備行業(yè)市場突圍戰(zhàn)略研究機(jī)器視覺行業(yè)未來發(fā)展趨勢（一）機(jī)器視覺行業(yè)由2D機(jī)器視覺向3D機(jī)器視覺升級趨勢目前，2D目標(biāo)檢測算法不斷成熟，無論是精度還是檢測速度都已達(dá)到較高的水準(zhǔn)，在制造業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)取得廣泛的應(yīng)用，但由于2D視覺檢測無法獲得物體的空間坐標(biāo)信息，所以存在包括不支持與形狀相關(guān)的測量，無法區(qū)分相同顏色物體之間的特征或具有接觸側(cè)的物體之間的位置，同時特別依賴于光照和顏色/灰度的變化，測量精度易受照明環(huán)境的影響等檢測缺點。相比之下，3D機(jī)器視覺可以測量包括高度、角度、平面度、厚度、體積、顏色相近表面等信息，通過更豐富的數(shù)據(jù)采集獲取物體的三維圖像。3D測量技術(shù)可以根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)設(shè)置公差，進(jìn)而以超出公差為標(biāo)準(zhǔn)檢測缺陷，同時可以持續(xù)儲存產(chǎn)品缺陷的相關(guān)測量數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析以優(yōu)化和改進(jìn)前端的制造工藝，提高生產(chǎn)效率。此外，3D機(jī)器視覺還具備高測量穩(wěn)定性、高精度及可重復(fù)性等優(yōu)勢。近年來，隨著工業(yè)化及智能制造的大力發(fā)展對精確度的要求越來越高，3D機(jī)器視覺檢測應(yīng)用范圍愈發(fā)廣闊，目前機(jī)器視覺技術(shù)及產(chǎn)品由2D向3D邁進(jìn)已逐步成為行業(yè)的主要發(fā)展趨勢之一。（二）機(jī)器視覺行業(yè)人工智能深度學(xué)習(xí)+機(jī)器視覺的技術(shù)發(fā)展趨勢傳統(tǒng)的基于規(guī)則的機(jī)器視覺系統(tǒng)可以高精度地每分鐘檢查數(shù)百甚至數(shù)千個零件，但系統(tǒng)仍是通過逐步過濾和基于基本規(guī)則的算法運行的。而深度學(xué)習(xí)算法使用了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用卷積層提取出圖像特征，而卷積層的參數(shù)并非全部由人工設(shè)計而是通過數(shù)據(jù)訓(xùn)練所得。機(jī)器視覺系統(tǒng)與其結(jié)合后，將會形成以下幾個優(yōu)點：1）克服視覺應(yīng)用程序難以使用基于規(guī)則的算法，進(jìn)而進(jìn)行編程；2）維護(hù)應(yīng)用程序并在工廠車間重新訓(xùn)練新的圖像數(shù)據(jù)；3）無需重新編程核心網(wǎng)絡(luò)即可適應(yīng)新的示例；4）處理迷惑性較高的背景和零件外觀的變化等。近年來，得益于計算能力的提高和大規(guī)模數(shù)據(jù)集的出現(xiàn)，AI技術(shù)本身以及各類商業(yè)解決方案已日臻成熟，正在快速進(jìn)入工業(yè)化階段。人工智能深度學(xué)習(xí)+機(jī)器視覺可以幫助機(jī)器視覺設(shè)備快速進(jìn)行圖像分類、目標(biāo)檢測和分割，且已越來越多的應(yīng)用在3D機(jī)器視覺中，成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的未來主流發(fā)展趨勢之一。（三）機(jī)器視覺行業(yè)技術(shù)提升帶來的滲透率提升及加速進(jìn)口替代的趨勢受益于光源系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)以及相機(jī)等軟硬件領(lǐng)域的技術(shù)持續(xù)提升，機(jī)器視覺設(shè)備的成本端呈現(xiàn)逐年下降趨勢。在同等價格甚至性價比更高的條件下，機(jī)器視覺設(shè)備可以提供更多更快的圖像數(shù)據(jù)傳輸、更先進(jìn)的軟件算法，實現(xiàn)數(shù)字化、實時化和智能化的性能提升。性價比的提高加大了機(jī)器視覺設(shè)備的市場滲透率，同時，國內(nèi)企業(yè)在地域性及客戶服務(wù)上相較于境外企業(yè)有明顯優(yōu)勢，隨著國產(chǎn)機(jī)器視覺設(shè)備逐漸成熟，原先機(jī)器視覺行業(yè)較高的進(jìn)口依存度為進(jìn)口替代帶來廣闊的空間。機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展概況（一）全球機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展歷經(jīng)多個階段，發(fā)展較為成熟以全球視角來看，機(jī)器視覺技術(shù)最初起源于顯微和航空圖像的分析與理解、各種光學(xué)字符識別、工業(yè)零件表面缺陷監(jiān)測等。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)日趨成熟，越來越多的制造企業(yè)考慮如何采用機(jī)器視覺來幫助生產(chǎn)線實現(xiàn)檢查、測量和自動識別等功能，以提高效率并降低成本，從而實現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化。1、全球機(jī)器視覺概念雛形階段（20世紀(jì)50年代-20世紀(jì)70年代）機(jī)器視覺應(yīng)用于二維圖像分析與識別的統(tǒng)計模式識別研究標(biāo)志著機(jī)器視覺技術(shù)的起源，當(dāng)時主要的研究領(lǐng)域為顯微和航空圖像的分析與理解、各種光學(xué)字符識別、工業(yè)零件表面缺陷監(jiān)測等。2、全球機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期（20世紀(jì)70年代-20世紀(jì)90年代）MIT人工智能實驗室Marr教授帶領(lǐng)的研究小組綜合了神經(jīng)生理學(xué)、圖像處理以及心理物理學(xué)等研究成果，提出了計算視覺理論，從信息處理的角度出發(fā)給出了視覺系統(tǒng)研究的三個層次：計算理論層次、表達(dá)與算法層次、硬件實現(xiàn)層次，奠定了機(jī)器視覺的理論基礎(chǔ)。同時，CPU、DSP等圖像處理硬件技術(shù)的飛速進(jìn)步，為機(jī)器視覺發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件，使得機(jī)器視覺獲得了快速的發(fā)展。3、全球機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)應(yīng)用發(fā)展期（20世紀(jì)90年代-21世紀(jì)）由于小波分析等現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具的出現(xiàn)，新概念、新方法和新理論不斷涌現(xiàn)，機(jī)器視覺應(yīng)用產(chǎn)品開始涌現(xiàn)，特別是在工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生了大量的可以實際應(yīng)用階段的產(chǎn)品。4、全球機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展期（21世紀(jì)以后）隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，特別是數(shù)字圖像傳感器、圖像處理和模式識別等技術(shù)的快速發(fā)展，視覺檢測技術(shù)擁有非接觸無損測量、高精度、高效率、靈活性高、穩(wěn)定性好、實時性強(qiáng)、易于維護(hù)等眾多優(yōu)勢。機(jī)器視覺應(yīng)用范圍已不僅僅局限于工業(yè)，在農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、國防、航空航天、機(jī)器人、交通管理等各行業(yè)均有廣泛的普及與推廣。（二）中國機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展迅速且潛力較大中國的機(jī)器視覺行業(yè)是伴隨著中國的工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展而崛起的，自90年代末開始起步，經(jīng)歷了啟蒙階段、初步發(fā)展階段和快速發(fā)展階段。1、中國機(jī)器視覺啟蒙階段（20世紀(jì)90年代-2003年）在啟蒙階段，中國機(jī)器視覺企業(yè)主要通過代理境外產(chǎn)品或技術(shù)的方式開展業(yè)務(wù)。國內(nèi)開始出現(xiàn)跨專業(yè)的機(jī)器視覺人才，從了解圖像的采集和傳輸過程、理解圖像的品質(zhì)優(yōu)劣開始，到初步利用境外視覺軟硬件產(chǎn)品搭建簡單的機(jī)器視覺初級應(yīng)用系統(tǒng)，開啟了國內(nèi)機(jī)器視覺行業(yè)的歷史進(jìn)程。在該階段，一些對品質(zhì)有較高要求同時對成本較為不敏感的工業(yè)領(lǐng)域成為第一批機(jī)器視覺產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，如人民幣特種印刷、煙草的異物剔除及包裝檢測等。在以上行業(yè)的成功應(yīng)用以及類似技術(shù)在其他行業(yè)的后續(xù)拓展，也讓更多國內(nèi)企業(yè)關(guān)注到機(jī)器視覺技術(shù)帶給自動化產(chǎn)業(yè)的獨特價值和廣泛應(yīng)用前景。2、中國機(jī)器視覺初步發(fā)展階段（2004-2007年）在這一階段，國內(nèi)機(jī)器視覺企業(yè)起步探索由自主核心技術(shù)承載的機(jī)器視覺軟硬件器件的研究開發(fā)，同時在多個應(yīng)用領(lǐng)域取得了關(guān)鍵的技術(shù)性突破。隨著機(jī)器視覺技術(shù)在相關(guān)設(shè)備中的蓬勃發(fā)展，如PCB檢測、SMT檢測等領(lǐng)域的國產(chǎn)設(shè)備迅速興起，憑借產(chǎn)品性價比和服務(wù)的優(yōu)勢填補(bǔ)了國內(nèi)市場需求。3、中國機(jī)器視覺高速發(fā)展階段（2008年至今）近十余年來，在機(jī)器視覺上游的相機(jī)、采集卡、光源技術(shù)、鏡頭及圖像處理軟件等領(lǐng)域，涌現(xiàn)出大量機(jī)器視覺核心器件的國內(nèi)研發(fā)制造商，上游技術(shù)取得大幅進(jìn)步的同時，相關(guān)產(chǎn)品也在實踐中不斷完善，在中游領(lǐng)域如PCB、SMT及行業(yè)下游如電子、半導(dǎo)體、太陽能、汽車等多個行業(yè)得到廣泛的嘗試、應(yīng)用。目前，中國正成為世界機(jī)器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，應(yīng)用范圍幾乎涵蓋國民經(jīng)濟(jì)的各個行業(yè)，而工業(yè)領(lǐng)域是機(jī)器視覺應(yīng)用比重最大的領(lǐng)域，其重要原因是中國已經(jīng)成為全球制造業(yè)的加工中心，高要求的零部件加工及其相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)線，使許多具有國際先進(jìn)水平的機(jī)器視覺系統(tǒng)和應(yīng)用經(jīng)驗也進(jìn)入了中國。整合碎片化場景，標(biāo)準(zhǔn)化一體化設(shè)備將是機(jī)器視覺下一代發(fā)展方向隨著工業(yè)自動化的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，智能制造模式下的產(chǎn)品多品種、小批量、個性化生產(chǎn)。企業(yè)開始向批量化定制生產(chǎn)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，但機(jī)器視覺技術(shù)在自動化生產(chǎn)線中只能對少數(shù)產(chǎn)品進(jìn)行識別和分類，難以滿足碎片化場景。為解決此情況，整合碎片化場景、打造一體化設(shè)備將會極大地促進(jìn)信息技術(shù)與運營技術(shù)的快速融合。同時，打造全流程數(shù)字化閉環(huán)也將是重要舉措之一。機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展規(guī)模（一）機(jī)器視覺行業(yè)全球市場情況1、機(jī)器視覺行業(yè)市場規(guī)模情況根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)，2020年全球機(jī)器視覺市場規(guī)模約為107億美元，2010-2020年市場年均復(fù)合增長率為12．83%，近5年年均復(fù)合增長率達(dá)到13．83%，市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的態(tài)勢。2、機(jī)器視覺行業(yè)市場分布情況從行業(yè)分布來看，目前境外機(jī)器視覺主要應(yīng)用于電子及半導(dǎo)體行業(yè)，具體包括PCB印刷電路、SMT表面貼裝、半導(dǎo)體及集成電路制造設(shè)備等，同時在質(zhì)量檢測的各個領(lǐng)域亦得到了廣泛的應(yīng)用，并且在應(yīng)用中占據(jù)著越來越重要的地位。從地區(qū)分布來看，機(jī)器視覺發(fā)展早期，市場主要集中在歐美和日本，隨著全球制造中心向中國轉(zhuǎn)移，中國機(jī)器視覺市場已逐步成為國際機(jī)器視覺廠商的重要目標(biāo)市場。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前中國已是繼美國、日本之后的第三大機(jī)器視覺領(lǐng)域應(yīng)用市場，占全球市場份額的7%。（二）機(jī)器視覺行業(yè)國內(nèi)市場情況經(jīng)過了近年來的市場孕育和技術(shù)積累，以國內(nèi)經(jīng)濟(jì)整體的持續(xù)增長為契機(jī)，同時受益于下游各領(lǐng)域的政策鼓勵和自動化、智能化轉(zhuǎn)型的需要，機(jī)器視覺行業(yè)實現(xiàn)了較為高速的增長。根據(jù)數(shù)據(jù)，2020年中國機(jī)器視覺市場規(guī)模79億元，同比增長20．61%。2014-2020年復(fù)合增長率為27．03%，行業(yè)整體增速較快。未來幾年內(nèi)，受益于機(jī)器視覺技術(shù)在工業(yè)自動化、智能制造等應(yīng)用領(lǐng)域的需求提升、國內(nèi)機(jī)器視覺企業(yè)自主研發(fā)能力增強(qiáng)、進(jìn)口替代及出口規(guī)模進(jìn)一步提升、產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬、國內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢持續(xù)穩(wěn)定向好等驅(qū)動因素，機(jī)器視覺行業(yè)市場規(guī)模有望持續(xù)增長。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院研究數(shù)據(jù)，預(yù)計國內(nèi)機(jī)器視覺行業(yè)市場規(guī)模將由2021年的98億元提升至2026年的214億元，年均復(fù)合增長率約為16．91%。機(jī)器視覺行業(yè)進(jìn)入壁壘目前，機(jī)器視覺行業(yè)在技術(shù)、人才、客戶、品牌、規(guī)模等方面存在較為明顯的壁壘。未來，行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)有望憑借技術(shù)及人才優(yōu)勢、客戶資源及品牌優(yōu)勢、規(guī)模優(yōu)勢等方面不斷提升市場占有率。（一）機(jī)器視覺行業(yè)技術(shù)壁壘機(jī)器視覺設(shè)備制造屬于技術(shù)密集型及科技創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)，設(shè)備及相關(guān)零部件對生產(chǎn)工藝的智能化及精細(xì)化程度要求較高，相關(guān)技術(shù)亦需融合計算機(jī)科學(xué)、人工智能、圖像處理、模式識別、神經(jīng)生物學(xué)、機(jī)械及自動化等多個學(xué)術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)難度較大，行業(yè)內(nèi)的企業(yè)需要經(jīng)過長期的跟蹤、研究才能掌握機(jī)器視覺設(shè)備的核心技術(shù)及生產(chǎn)工藝，并深刻理解下游客戶的核心需求，進(jìn)而研發(fā)與生產(chǎn)出滿足下游企業(yè)要求的設(shè)備。目前，行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先廠商已具有較強(qiáng)的自主研發(fā)及創(chuàng)新能力，可以根據(jù)不斷變化的市場需求，快速開發(fā)出高品質(zhì)的新產(chǎn)品，并率先占領(lǐng)市場，這對市場新入者構(gòu)成較高的技術(shù)壁壘。（二）機(jī)器視覺行業(yè)人才壁壘機(jī)器視覺技術(shù)融合了多種高新技術(shù)，對復(fù)合型專業(yè)人才的要求極高。目前國內(nèi)相關(guān)人才的數(shù)量和人員知識結(jié)構(gòu)均較為不足，在行業(yè)高速發(fā)展的背景下，人才短缺的現(xiàn)象仍將持續(xù)，如何加大培養(yǎng)效率及吸引招聘相關(guān)領(lǐng)域的人才是機(jī)器視覺行業(yè)內(nèi)企業(yè)面臨的核心問題之一。復(fù)合型人才的短缺對進(jìn)入市場的新企業(yè)構(gòu)成了較高的人才壁壘。（三）機(jī)器視覺行業(yè)客戶壁壘由于電子制造業(yè)終端及相關(guān)組件、電子元器件對生產(chǎn)工藝的精細(xì)度及技術(shù)含量均要求較高，對相應(yīng)機(jī)器視覺檢測設(shè)備的專業(yè)性要求也同步提高，故下游客戶對供應(yīng)商的選擇會較為謹(jǐn)慎，通常需要綜合考察供應(yīng)商的產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性、技術(shù)研發(fā)能力、品牌形象、管理體系、生產(chǎn)管理流程等多方面因素，因此進(jìn)入下游客戶采購體系需要經(jīng)歷較長時間的考察。同時，由于客戶對自身產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定性、及時性有較高需求，而供應(yīng)商取得認(rèn)證需要較高的時間和資金投入，故已經(jīng)進(jìn)入客戶采購體系的供應(yīng)商一般會與客戶形成穩(wěn)定的合作關(guān)系，對市場新入者形成一定的客戶壁壘。（四）機(jī)器視覺行業(yè)品牌壁壘國內(nèi)機(jī)器視覺市場經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)形成了較為穩(wěn)定的競爭格局。主流的機(jī)器視覺設(shè)備供應(yīng)商均具備一支技術(shù)優(yōu)良、經(jīng)驗豐富的專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊，亦在各自的領(lǐng)域樹立了自己的品牌地位，形成了較強(qiáng)的品牌效應(yīng)。由于機(jī)器視覺檢測設(shè)備的穩(wěn)定運行對客戶的生產(chǎn)穩(wěn)定性及生產(chǎn)效率具有至關(guān)重要的作用，且品牌知名度亦是產(chǎn)品及服務(wù)質(zhì)量的保障，故在兼具性價比的情況下，客戶會選擇更加有品牌實力的設(shè)備供貨商規(guī)避變更供應(yīng)商的更換成本。因此，品牌壁壘導(dǎo)致新設(shè)立的企業(yè)很難在行業(yè)內(nèi)快速發(fā)展。（五）機(jī)器視覺行業(yè)規(guī)模壁壘機(jī)器視覺行業(yè)下游客戶涵蓋消費電子、汽車電子、半導(dǎo)體、通信設(shè)備等多個產(chǎn)品領(lǐng)域，對技術(shù)水平要求較高，導(dǎo)致機(jī)器視覺企業(yè)一般需預(yù)先投入大量資金進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)及生產(chǎn)。為了滿足不同客戶對設(shè)備檢測精度及可靠性要求，行業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)需要針對客戶產(chǎn)品質(zhì)量檢測要求投入大量資金研發(fā)相應(yīng)配套的視覺檢測設(shè)備，對研發(fā)能力要求較高。中國機(jī)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(jī)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(jī)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(jì)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(jìn)因素，預(yù)計2021年至2025年，中國機(jī)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(dá)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(jī)器視覺行業(yè)高速發(fā)展的重要因素之一。機(jī)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(jī)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(jìn)一步帶動市場拓展。2015年以來，我國機(jī)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(jī)器視覺行業(yè)投融資事件達(dá)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(jī)器視覺行業(yè)起步于20世紀(jì)90年代，最開始主要從事國外產(chǎn)品代理，進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著本土廠商技術(shù)和經(jīng)驗的積累，國內(nèi)機(jī)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(kuò)大，國產(chǎn)化進(jìn)程加快。2019-2021年，中國機(jī)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(jī)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(jī)等技術(shù)上不斷突破和創(chuàng)新，取得實質(zhì)性進(jìn)展，發(fā)展態(tài)勢良好。3C行業(yè)作為工業(yè)視覺行業(yè)應(yīng)用標(biāo)桿，現(xiàn)階段仍有技術(shù)難點待攻克全球當(dāng)前3C電子產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，伴隨著3C行業(yè)高精度、換代快等特點，助推機(jī)器視覺技術(shù)迭代，應(yīng)用場景延伸和品類拓展有望持續(xù)推動我國3C行業(yè)機(jī)器視覺滲透率提升。從行業(yè)和產(chǎn)品屬性綜合來看，機(jī)器視覺在3C電子行業(yè)