1.機器視覺概述
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國機器視覺行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與未來投資預(yù)測報告(2024-2031年)》顯示,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。簡單說來,機器視覺就是用機器代替人眼來作各種測量和判斷。相比于人類視覺,機器視覺具有精確性、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)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(lǐng)域都發(fā)揮著較大的作用。
機器視覺與人類視覺對比情況
對比項目 | 機器視覺 | 人類視覺 |
精確性 | 強,可觀察微米級的目標 | 差,不能分辨微小目標 |
速度性 | 快,快門時間可達到10微秒 | 慢,無法看清較快運動的目標 |
適應(yīng)性 | 強,可適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境 | 弱,很多環(huán)境對人體有害 |
客觀性 | 高,數(shù)據(jù)可量化 | 低,數(shù)據(jù)無法量化 |
重復(fù)性 | 強,可持續(xù)工作 | 弱,易疲勞 |
可靠性 | 強,可持續(xù)工作 | 易疲勞,受情緒波動 |
效率性 | 效率高 | 效率低 |
資料來源:公開資料、觀研天下整理
2.多重因素驅(qū)動我國機器視覺行業(yè)發(fā)展
一是人口老齡化及用工成本上升,為機器視覺行業(yè)帶來大量需求。據(jù)悉,我國自2001年就已進入老齡化社會,近年來,人口老齡化程度逐漸加深。數(shù)據(jù)顯示,截至2023年末,我國60歲以上人口超過2.9億人,占全國人口的21.1%,整體已邁入中度老齡化社會。伴隨著人口老齡化程度逐步加深,人口紅利逐漸消退,近年來我國勞動力總體呈現(xiàn)下降趨勢,由2015年的80091萬人下降至2022年的76863萬人。
數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局、觀研天下整理
數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局、觀研天下整理
同時,我國制造業(yè)企業(yè)用人成本也在逐漸上升,規(guī)模以上企業(yè)就業(yè)人員平均工資由2016年的54338元上升至2022年的86933元。在人口老齡化加劇、勞動力減少及用人成本上升的背景下,越來越多的制造業(yè)企業(yè)開始使用機器視覺產(chǎn)品來替代傳統(tǒng)的人工檢測,催生了對機器視覺的大量需求。
數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局、觀研天下整理
二是國內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和相關(guān)技術(shù)進步,為機器視覺行業(yè)帶來更多需求。一方面,在“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略的指引下,我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐不斷加快,正向著高端化、智能化、綠色化等方向邁進。隨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,“機器替人”需求進一步拉升,助推機器視覺加速替代傳統(tǒng)人工檢測。另一方面,隨著深度學習、人工智能等技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用,機器視覺的性能和應(yīng)用范圍進一步提升和拓展。目前,機器視覺應(yīng)用領(lǐng)域已從早期的食品加工、印刷包裝等拓展至3C電子、半導體、鋰電池、醫(yī)藥、汽車、物流倉儲、光伏等領(lǐng)域,為機器視覺行業(yè)帶來更多需求。其中,3C電子已成為機器視覺下游最大應(yīng)用領(lǐng)域,2023年占比達到22.32%;其次是汽車和半導體,分別占比12.97%和10.74%。
數(shù)據(jù)來源:GGII、觀研天下整理
三是政策利好機器視覺行業(yè)發(fā)展。為了推動機器視覺研發(fā)和應(yīng)用,近年來我國相繼發(fā)布《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》《數(shù)字化助力消費品工業(yè)“三品”行動方案(2022-2025年)》《關(guān)于加快場景創(chuàng)新以人工智能高水平應(yīng)用促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》等多項利好政策,進一步助力行業(yè)發(fā)展。
我國機器視覺行業(yè)相關(guān)政策
發(fā)布時間 | 發(fā)布部門 | 政策名稱 | 主要內(nèi)容 |
2021年7月 | 工業(yè)和信息化部 中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會辦公室等十部門 | 5G應(yīng)用“揚帆”行動計劃(2021-2023年) | 推進5G模組與AR/VR、遠程操控設(shè)備、機器視覺、AGV等工業(yè)終端的深度融合,加快利用5G改造工業(yè)內(nèi)網(wǎng),打造5G全連接工廠標桿,形成信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)融合的網(wǎng)絡(luò)部署模式,推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”服務(wù)于生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)。 |
2021年12月 | 國務(wù)院 | “十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃 | 推動農(nóng)林牧漁業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和生產(chǎn)裝備智能化改造,推進機器視覺、機器學習等技術(shù)應(yīng)用。 |
2022年6月 | 工業(yè)和信息化部 商務(wù)部等五部門 | 數(shù)字化助力消費品工業(yè)“三品”行動方案(2022-2025年) | 推動企業(yè)加快智能化升級,推廣應(yīng)用工業(yè)APP、智能傳感器、機器視覺、自動化控制等關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備,提升現(xiàn)代化管理水平、安全生產(chǎn)保障能力和資源配置效率。 |
2022年7月 | 科技部等六部門 | 關(guān)于加快場景創(chuàng)新以人工智能高水平應(yīng)用促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的指導意見 | 制造領(lǐng)域優(yōu)先探索工業(yè)大腦、機器人協(xié)助制造、機器視覺工業(yè)檢測、設(shè)備互聯(lián)管理等智能場景。 |
2023年1月 | 工業(yè)和信息化部等十七部門 | “機器人+”應(yīng)用行動實施方案 | 推進 5G、人工智能、智能語音、機器視覺、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等技術(shù)與機器人技術(shù)融合應(yīng)用,積極培育機器人校園服務(wù)新模式和新形態(tài),深化機器人在教學科研、技能培訓、校園安全等場景應(yīng)用。 |
2023年12月 | 國家發(fā)展和改革委員會 | 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄(2024年本) | 互聯(lián)網(wǎng)+協(xié)同設(shè)計與制造、機器視覺及智能質(zhì)檢、智能生產(chǎn)排程、預(yù)測性維護、智慧庫存管理、工業(yè)大腦等技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用納入鼓勵類目錄。對鼓勵類投資項目,按照國家有關(guān)投資管理規(guī)定進行審批、核準或備案;鼓勵金融機構(gòu)按照市場化原則提供信貸支持。對鼓勵類投資項目的其他優(yōu)惠政策,按照國家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 |
2024年1月 | 工業(yè)和信息化部 國家發(fā)展改革委 | 制造業(yè)中試創(chuàng)新發(fā)展實施意見 | 推動機器視覺、機器學習、人工智能大模型在中試環(huán)節(jié)的應(yīng)用,通過全面感知、實時分析、科學決策和精準執(zhí)行,優(yōu)化工藝過程,提升試驗效率。 |
資料來源:觀研天下整理
3.我國機器視覺行業(yè)正處于快速發(fā)展期,市場規(guī)模不斷擴大
我國機器視覺行業(yè)發(fā)展始于20世紀90年代,相較于歐美等發(fā)達國家,其起步較晚,但發(fā)展速度較快,已成為繼美國之后的全球第二大機器視覺市場。近年來,在人口老齡化、用工成本上升、制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、技術(shù)進步及政策等多重因素驅(qū)動下,我國機器視覺行業(yè)已步入快速發(fā)展階段,市場規(guī)模不斷擴容,由2017年的55.5億元上升至2023年的185.12億元,年均復(fù)合增長率達到22.23%。根據(jù)預(yù)測,到2028年其市場規(guī)模將進一步擴容至395.29億元,2023-2028年的年均復(fù)合增長率達到16.38%,行業(yè)未來發(fā)展前景可觀。
數(shù)據(jù)來源:GGII、觀研天下整理
注:該數(shù)據(jù)未包含自動化集成設(shè)備規(guī)模
4.2D視覺占據(jù)主導地位,但3D視覺市場規(guī)模占比持續(xù)上升
根據(jù)圖像信息獲取維度、處理數(shù)據(jù)類型的不同,機器視覺可劃分為2D視覺與3D視覺。其中2D視覺憑借著技術(shù)起步時間早、技術(shù)和算法相對成熟、成本相對較低等優(yōu)勢,在機器視覺市場中占據(jù)主導地位,2023年市場規(guī)模占比達到87.24%。但隨著智能制造不斷深入,下游市場對機器視覺精度、準確性等性能要求逐漸提高,3D視覺市場規(guī)模占比呈現(xiàn)持續(xù)上升態(tài)勢,由2017年的3.57%增長至2023年的12.76%,預(yù)計2028年將達到20.23%。
2D視覺與3D視覺弱勢對比
分類 | 優(yōu)勢 | 弱勢 |
2D視覺 | 2D視覺技術(shù)起步較早,技術(shù)和算法也相對成熟;在成本上更具優(yōu)勢,系統(tǒng)通常更簡單、更便宜;在處理速度上通常比3D視覺技術(shù)更快,適合需要快速響應(yīng)的生產(chǎn)線環(huán)境。 | 易受變量照明條件的影響;依賴于測量物體的對比度(邊緣數(shù)據(jù));難以處理復(fù)雜的物件辨識和尺寸量度任務(wù)等。 |
3D視覺 | 精度和精確性相對高;環(huán)境適應(yīng)性強,對較小的照明變化或環(huán)境光不敏感;對堆疊、遮擋、變形各種復(fù)雜的情況的適應(yīng)性比較強。 | 成本高、數(shù)據(jù)處理和算法復(fù)雜度大,對硬件和算法要求高。 |
資料來源:公開資料、觀研天下整理
數(shù)據(jù)來源:GGII、觀研天下整理
5.國產(chǎn)品牌市場份額不斷提升
由于機器視覺技術(shù)門檻高,加之外資企業(yè)整體布局相對較早,很長一段時間里,我國機器視覺市場競爭格局主要由康耐視、Halcon等外資企業(yè)主導。但隨著海康機器人、美亞光電、精測電子、矩子科技等本土企業(yè)競爭實力提升和利好政策推動,我國機器視覺行業(yè)國產(chǎn)替代進程加快,國產(chǎn)品牌市場份額不斷提升,并在2020年首次超過外資品牌,達到52%;其后國產(chǎn)品牌市場份額始終保持領(lǐng)先地位,至2023年上升至60.76%。
數(shù)據(jù)來源:中國機器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、GGII、觀研天下整理(WJ)
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