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機(jī)器視覺(jué)行業(yè)如何完成“掘金”?

http://www.moduwu.com 2022-04-18 08:34 來(lái)源:界面新聞

  人工智能的應(yīng)用技術(shù)主要包括語(yǔ)音類(lèi)技術(shù)、視覺(jué)類(lèi)技術(shù)、自然語(yǔ)言處理 類(lèi)技術(shù)和基礎(chǔ)硬件等,其中,機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是機(jī)器人自主行動(dòng)的前提,能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)于外界環(huán)境的觀察、識(shí)別和判斷等功能,是人工智能范疇最重要的前沿分支之一。

  機(jī)器視覺(jué)技術(shù)涉及機(jī)械、電子、光學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理和模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域,在國(guó)內(nèi)外人工智能企業(yè)應(yīng)用技術(shù)中占比超過(guò)40%,應(yīng)用范圍十分廣泛。

  具備高成長(zhǎng)性

  機(jī)器視覺(jué)全球市場(chǎng)規(guī)模從2010年的31.7億美元增長(zhǎng)至2020年的107億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為14.47%。從地區(qū)分布來(lái)看,機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模最大的為歐洲地區(qū),占全球的36.4%;北美和亞太地區(qū)分別占比為29.3%、25.3%,南美、中東、非洲地區(qū)的占比為9.1%。

  受益于全球制造中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移,中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)發(fā)展迅速,成為歐洲、北美和日本外另一個(gè)國(guó)際機(jī)器視覺(jué)廠商的重要目標(biāo)市場(chǎng)。

  1990-2000年我國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)處于萌芽期,90年代國(guó)內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)代理企業(yè),主要從事機(jī)器視覺(jué)器件及技術(shù)的代理服務(wù);2001-2010 年,國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)處于起步期,在人民幣印鈔質(zhì)量檢測(cè),煙草和原棉異物剔除、郵政分揀等代表性下游應(yīng)用需求拉動(dòng)下,國(guó)內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)一批專(zhuān)業(yè)的機(jī)器,越來(lái)越多企業(yè)開(kāi)始探索與研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)器視覺(jué)軟硬件設(shè)備,隨著 USB2.0接口的相機(jī)和采集卡等器件方面逐漸占 據(jù)入門(mén)級(jí)市場(chǎng),產(chǎn)品性能不斷提升。

  2013年起,國(guó)家陸續(xù)發(fā)布相關(guān)政策與規(guī)劃為機(jī)器視覺(jué)行業(yè)提供支持。2016年發(fā) 布的《智能制造“十三五”發(fā)展規(guī)劃》,提出十大重點(diǎn)任務(wù),加快智能制造裝備發(fā)展并推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域智能轉(zhuǎn)型。發(fā)展規(guī)劃為高端裝備制造和自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展提供大力支持,而作為配套設(shè)備的機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品需求也逐漸增加。

  2019年發(fā)布的《加快培育共享制造新模式新業(yè)態(tài),促進(jìn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,提出要求支持平臺(tái)企業(yè)積極應(yīng)用人工智能技術(shù),發(fā)展智能檢測(cè)功能,不斷提升制造全流程的智能化水平。

  機(jī)器視覺(jué)技術(shù)為智能檢測(cè)提供便利,提高效率及降低人工成本。隨著行業(yè)的發(fā)展,客戶了解到機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用廣泛、增效降本等有利因素后,機(jī)器視覺(jué)在各行業(yè)的滲透率逐漸提升。

  2015-2018年,中國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模增速較快,維持在40%以上。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè),2020年中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模為115億元,同比增速 11.65%。2015-2020 年復(fù)合增長(zhǎng)率為 37.97%,較全球機(jī)器視覺(jué)行業(yè)2015-2020 年復(fù)合增長(zhǎng)率高24.31pct。

  根據(jù)CB Insigh數(shù)據(jù),2020年,中國(guó)已成為繼美、日之后的全球第三大市場(chǎng)。

  如何產(chǎn)業(yè)鏈掘金?

  機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的成功取決于所用的關(guān)鍵組件。

  機(jī)器視覺(jué)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中,上游硬件部分包括光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像處理器、圖像采集卡;軟件包括圖像處理軟件和底層算法。

  中游為設(shè)備制造商與系統(tǒng)集成商。

  下游應(yīng)用廣泛,包括半導(dǎo)體、汽車(chē)、包裝、醫(yī)藥、工業(yè)機(jī)器人等行業(yè)。

  在機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品中,上游軟硬件共占總成本的80%,分別占比為45%、35%, 組裝集成和維護(hù)分別占總成本的15%、5%。因此,產(chǎn)業(yè)鏈上游是整個(gè)行業(yè)附加值最高的環(huán)節(jié)。

  光源照明是影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要因素之一,它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。機(jī)器視覺(jué)光源主要采用LED照明為主,主要是形狀自由度高,使用壽命長(zhǎng)、 響應(yīng)速度快、單色性好、顏色多樣、綜合性價(jià)比高等特點(diǎn)在行業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用。

  2020年,中國(guó)LED照明市場(chǎng)規(guī)模為8627億元,同比增長(zhǎng)14.30%,2017-2020 年復(fù)合增長(zhǎng)率為10.71%。從LED照明行業(yè)來(lái)看,年銷(xiāo)售收入20億元以上為第一梯隊(duì),分別有飛利浦、歐普照明、雷士照明、佛山照明、陽(yáng)光照明等國(guó)內(nèi)外企業(yè);第二梯隊(duì)為5-20億元年銷(xiāo)售收入,包括雪萊特、勤上光電等企業(yè)。

  鏡頭的主要作用是將目標(biāo)成像在圖像傳感器的感光面上,是機(jī)器視覺(jué)圖像采集的重要成像部件。

  海外品牌經(jīng)過(guò)多年在鏡頭領(lǐng)域布局、業(yè)務(wù)累積和技術(shù)升級(jí),徠卡、施耐德、尼康、富士等領(lǐng)頭企業(yè)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)形成領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)企業(yè)起步晚,2008 年之前國(guó)內(nèi)光學(xué)鏡頭市場(chǎng)被德、日系品牌壟斷。

  隨著產(chǎn)業(yè)的崛起,中國(guó)工業(yè)鏡頭行業(yè)的國(guó)內(nèi)企業(yè)迅速發(fā)展,主要以低端市場(chǎng)為主,以高性價(jià)比與海外品牌競(jìng)爭(zhēng)。高端市場(chǎng)方面,國(guó)內(nèi)仍依賴(lài)進(jìn)口高端產(chǎn)品,主要以日本、德國(guó)等老牌制造商的產(chǎn)品為主。

  工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,而圖像傳感器是相機(jī)的核心,按芯片類(lèi)型可分為CCD(電荷耦合器件)和CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器。

  目前,全球工業(yè)相機(jī)行業(yè)以歐美品牌為主,2018 年北美品牌占全球工業(yè)相機(jī)市場(chǎng)的 62%,歐洲品牌占15%。

  中國(guó)在CMOS領(lǐng)域占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì),到2014年,格科微(20.720, 0.89, 4.49%)已經(jīng)成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)第一的CMOS圖像傳感器供應(yīng)商,并將這一榮譽(yù)保持至今。2014年,格科微CMOS圖像傳感器出貨量超過(guò)9.4億顆,顯示驅(qū)動(dòng)芯片的出貨量超過(guò)1億顆,全年銷(xiāo)售總額突破3.5億美元。

  按出貨量口徑統(tǒng)計(jì),2020年,格科微實(shí)現(xiàn)了20.4億顆CMOS圖像傳感器出貨,占據(jù)了全球29.7%的市場(chǎng)份額,位居行業(yè)第一,把三星、索尼等老牌知名廠商甩在身后。

  2020 年,中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度為 246 臺(tái)/ 萬(wàn)人,較 2019 年增加 59 臺(tái)/萬(wàn)人,從全球第 15 名提升至第 9 名。中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度已高于全球水平,但仍低于發(fā)達(dá)水平國(guó)家,其中韓國(guó)、新加坡、日本長(zhǎng)期霸占全球各國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度榜首,分別為 932 臺(tái)/萬(wàn)人、605 臺(tái)/萬(wàn)人、390 臺(tái)/萬(wàn)人;德國(guó)和美國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度分別為 371 臺(tái)/萬(wàn)人、255 臺(tái)/萬(wàn)人。

  對(duì)比發(fā)達(dá)國(guó)家,中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人密度仍有較大的上升空間,將拉動(dòng)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備需求,細(xì)分領(lǐng)域機(jī)器視覺(jué)需求也將增加。此外,產(chǎn)業(yè)鏈上游零部件成本占總成本的 80%,主要以低端市場(chǎng)為主,仍未能打破海外企業(yè)在高端市場(chǎng)的壟斷局面,這將是未來(lái)一個(gè)重要的掘金方向。

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