成都汇阳:机器视觉商场成长性未来可期国产品牌锋芒毕露

来源:优游ub8     发布日期:2024-04-18 09:42:47

  机器视觉商场规划安稳扩张,国产代替闪现,国家方针助力职业安稳开展机器视觉运用场景广泛,规划安稳扩张,国产品牌逐步兴起

  机器视觉指一种运用于工业和非工业范畴的硬件和软件组合,它依据捕获并处理的图画为设备履行其功用供给操作辅导。因而,成像和图画处理剖析是机器视觉两大首要构成部分。继续拆分机器视觉体系,可知其首要包含光源及光源控制器、镜头、相机、视觉控制体系(视觉处理剖析软件及视觉控制器硬件)等。机器视觉的成像功用部分由光源及光源控制器、镜头、相机等硬件构成;对构成的图画进行剖析处理、输出剖析成果至智能设备的其他履行组织的作业交给了视觉控制体系。

  机器视觉职业工业链首要由上游零部件、中游配备及下流运用商场构成。上游的零部件一般包含光源、工业镜头、工业相机、图画收集卡、软件及算法渠道,其间工业镜头、相机、收集卡、软件算法渠道等要害软硬件是机器视觉的要害价值组成部分。全球商场中,康耐视(COGNEX)及基恩士(KEYENCE)有着深沉的技能支撑,占有商场比例较大,归于职业界抢先企业。《我国工业机器视觉工业开展白皮书》说到,我国品牌奥普特近年来在上游零部件的制作上也逐步发力,成为国内市占率最高的公司。

  职业中游中的配备帮忙企业对产品进行引导、辨认、检测、丈量及其他智能制作相关运用。这些配备随即可广泛运用于电子及半导体制作、食物饮料、轿车、制药等下流商场。依据中商情报网数据,我国机器视觉下流需求商场一半以上由电子电气构成,占比 52.90%,其次为半导体,占比 10.30%。除此之外,运用较为广泛的下流商场还有轿车、印刷包装、以及食物加工,别离占比 8.80%、5.50%、4.90%。机器视觉的体系本钱由零部件制作、软件开发、拼装集成以及维护进程发生的本钱构成,其间以零部件为首要构成部分,占有的百分比挨近一切本钱值的一半。零部件出产和软件开发是上游企业的中心业务规划,二者算计占比高达 80%。

  机器视觉职业自 1959 年起开端萌发,神经生理学家 David Hubel 和 Torsten Wiesel 研讨视觉皮层神经元的中心反响特性,同年 Russell 研制了一台可以把图片转化为被二进制机器所了解的灰度值的仪器;1969 年,贝尔实验室成功研制出了 CCD 传感器(电荷耦合器件图画传感器),可以直接把图画转换为数字信号并储存到电脑中参加核算与剖析,奠定了机器视觉柱石。

  90 时代中后期开端,我国开端在机器视觉范畴进行探究,开端在航空、航天、军工、及高端科研(地理、力学研讨)等中心组织及职业运用。1998 年我国开端引进机器视觉体系。

  现在机器视觉现已到达了工业开展阶段,运用和算力的进步一起促进机器视觉工业开展,各大出产范畴纷繁布局于机器视觉工业。

  机器视觉相较于人眼视觉有较多优势,如在观测精度方面,机器视觉具有更详尽的观测才能,可观测至微米级的方针;在观测速度方面,机器视觉快门速度可达 10 微秒左右,使其具有高速且安稳的剖析处理图画的才能。除此之外,机器视觉体系在感光规划、对环境的要求、效果客观性及牢靠性方面均强于人眼视觉,这也是机器视觉广泛运用的重要原因。

  依据我国机器视觉工业联盟(CMVU)发布的《我国工业机器视觉工业开展白皮书》,2015年至 2021 年我国工业机器视觉商场规划由64.23 亿元增至 165 亿元,CAGR 为 17.03%,其间 2021 年同比添加 10%。2020 年之前,我国机器视觉商场我国外品牌的比例高于国内品牌;2020 年上半年疫情对国外产品影响较大,CMVU 数据显现上半年出售额同比下降50%,而我国自主品牌产品应对较好,出售额同比下降 12%左右。2020 年全年国内品牌出售额为 77 亿元,超越了国外品牌的 73 亿元。我国机器视觉相关品牌正在逐步兴起,CMVU 猜测 2022 年国内机器视觉品牌商场规划将达 100 亿元,国外品牌 80 亿元。

  我国自 1998 年开端引进机器视觉体系以来,参加机器视觉工业开展的企业逐年添加。依据企查查中得到的数据,2010 年至 2019 年每年新增职业界相关企业呈现逐年添加的趋势,抵达 2019 年时,当年新增机器视觉企业数已达 819 个,到达近年来新增值的高峰。2020年以来,受疫情影响以及职业界集中度的进步,每年新增企业数逐步放缓,2021 年合计新增 278 家机器视觉相关企业。

  机器视觉是与工业运用结合最为严密的人工智能技能,在智能制作高速开展的时代,国家关于这一有助于智能制作继续进步的技能也是给予了屡次方针鼓舞与支撑。

  2021 年 12 月,工业和信息化部、国家开展和革新委员会、教育部、科技部、财政部、人力资源和社会保证部、国家商场监督办理总局、国务院国有资产监督办理委员会联合发布《“十四五”智能制作开展规划》,其间说到,要大力开展智能制作配备,推进先进工艺、信息技能与制作配备深度交融。推进数字孪生、人工智能等新技能立异运用,研制一批国际先进的新式智能制作配备。

  2020 年 9 月,国家开展革新委、科技部、工业和信息化部以及财政部一起发布的《关于扩展战略性新兴工业出资培养强大新添加点添加极的辅导定见》中特别强调,要要点支撑工业机器人、修建、医疗等特种机器人、高端仪器仪表、轨道交通配备等高端配备出产,施行智能制作、智能制作试点演示。研制推行城市市政根底设施运维、农业出产专用传感器、智能配备、主动化体系和办理渠道,建造一批立异中心和演示基地、试点县。鼓舞龙头企业建造“互联网+”协同制作演示工厂,树立高规范工业互联网渠道。

  国家经过各政府部门在不同方面发布的辅导定见与规划,从智能制作、新工业开展、电子元器件等多个视点对机器视觉职业开展供给助力,为机器视觉工业链内一切产品的研制和出产供给良好环境,对职业界相关公司的出产经营情况做出高度肯定。

  当时,我国现已站在消费电子职业的立异潮头,工业链中各项产品的研制出产规划均比肩国际抢先水平,一起,我国居民消费水平也跟着经济开展的进程逐步进步,关于消费电子的需求日益添加。获益于各方面原因,消费电子职业商场规划近年来安稳开展。依据中商情报网数据,2017 年至 2021 年商场规划由 16120 亿元增至 18113 亿元,CAGR 为2.96%。在国内疫情逐年转好的布景下,按年均复合添加率预算,估量 2022 年商场规划将到达 18649 亿元。

  消费电子作为人们日子中首要运用的电子产品,一般运用于文娱、通讯、便民以及文书用处。智能、平板电脑、可穿戴设备等归于消费电子的首要细分商场类型,现在广泛运用于我国居民的日常日子中。

  依据工信部数据,我国智能手机出售情况在 2017 年阅历了一次高速开展,当年出货量到达 4.44 亿台,商场逐步挨近饱满。自那今后,顾客关于智能手机的需求有放缓的气势,2018 年至 2020 年出货量均呈现下滑趋势。在 2021 年这种趋势被打破,当年智能手机出货量上升,为 3.43 亿台,同比添加 3.94%。截止至 2022 年二季度,我国当年智能手机共出货 1.4 亿台,同比下降 14.40%。

  平板电脑作为一种便携式输入设备,在人们的学习和作业中运用得越来越广泛。IDC 数据显现,2021 年,我国平板电脑出货量为 0.28 亿台,同比添加 21.74%。截止至 2022 年二季度,我国平板电脑出货量为 0.14 亿台,同比添加 4.47%。

  常见的可穿戴技能类型包含智能手表和智能眼镜。可穿戴电子设备一般挨近或在皮肤外表,对如生命体征和/或环境数据信息进行检测、剖析和传输,在某些情况下答应对穿戴者进行即时生物反馈。跟着技能的开展和商场的扩展,可穿戴设备的用例也在不断添加。

  IDC 数据显现,我国可穿戴设备的出货量自 2017 年至 2021 年由 0.57亿台增至 1.4 亿台,CAGR 为 25.19%,其间 2021年出货量同比添加 30.84%。截止至 2022 年二季度,受微观消费环境影响,当年总出货量有所下降,共 0.54 亿台,同比削减 14.29%。

  因为消费电子元器件一般尺度较小,且产品对各元件精密度要求较高,因而运用机器视觉检测抵消费电子产品制作大有裨益,可以使元器件完结尺度更精准、作业功率更高。一起,消费电子对产品精密程度的高要求也促进了机器视觉检测职业的技能革新与开展。

  作为机器视觉运用最为广泛的下业,消费电子产品生命周期短、更新换代快的特征使智能手机、平板电脑、可穿戴设备等至少两年需求从头购入一批,导致其上游机器视觉工业需求继续添加,推进机器视觉商场蓬勃开展。

  半导体工业现已成为衡量国家归纳实力规范之一,全球职业迎来新添加周期。半导体工业作为信息时代的根底,已成为衡量国家工业竞赛力以及归纳国力的重要目标。

  据美国半导体工业协会计算,从 2017 年至 2021 年,全球半导体出售额由 4122.21 亿美元增至 5569.87 亿美元,CAGR 为 7.81%。截止至 2022 年 8 月,全球半导体出售额为 4015.84亿美元,同比添加 13.88%。我国半导体商场出售额开展趋势根本与全球总额涨跌规则附近,2021 年全国共完结半导体出售额 1877.40 亿美元,同比添加 24.84%。按比例来说,我国半导体商场出售额在全球总额的比重近五年内处于 31%-35%之间,截止至 2022 年 8月,我国半导体出售比例为 32.71%。

  在半导体工业链中,从单晶片到制制品等各项产品的制作进程中都离不开检测工艺环节,其商场规划跟着新式技能及工艺环节不断添加,职业对检测的技能办法与功率提出了更高的要求,检测职业商场规划随即逐年进步。

  依据 VLSI Research 计算,全球半导体检测和量测设备商场规划自 2016 年至 2021 年由47.6 亿美元增至 84.4 亿美元,CAGR 为 12.14%,其间 2020 年同比添加到达最高,为 20.09%,2021 年同比添加 10.33%。我国半导体检测和量测设备商场规划在同一时间区间内则由 7亿美元增至 25.8 亿美元,CAGR 达 29.81%,高于国际平均水平。VLSI Research 猜测 2022年全球和我国半导体检测和量测设备商场规划将别离到达 92.1 亿美元及 31.1 亿美元。

  与消费电子同理,半导体设备的制作进程中,小到单晶片,大到制制品,外观缺点、尺度、数量、平整度、间隔、定位、校准、焊点质量、弯曲度等方面的参数均离不开机器视觉体系的检测。自上个世纪 80 时代起,国外现已开端研讨机器视觉体系在半导体检测工艺环节的运用。

  1980 年,Y. Y. HSIEH 和 K. S. Fu 提出一个主动视觉查看和终究包装体系的组合,用于集成电路(IC)芯片的主动视觉检测和线装,为机器视觉在半导体检测职业的运用提出可行性。而我国在这方面的研讨起步相对较晚,经过几十年的学习与测验,近年来国内的一些企业也在半导体检测设备研讨方面也有所开展。如矩子科技部分产品布局于制作工艺外观缺点 3D,2D 检测,详细包含晶圆外表缺点,杂物,裂纹,切开崩裂等检测;封装工艺(DB,WB)晶片不良,胶水不良,焊线不良,焊球不良,以及杂物等缺点检测。

  轿车制作业是我国国民经济重要的工业之一,开展十分敏捷。跟着人们寻求高质量日子的志愿不断变强,轿车成为现代人最常运用的交通工具之一,需求日益添加。

  依据我国轿车工业协会的数据,2020 年受疫情影响,我国轿车产值全年不及上年水平,全年产值合计 2522.5 万辆;自 2021 年起,因为防控妥当,轿车产值值高速添加,其间2021 年 2 月末以及 3 月末总产值增速到达89.94%、82.84%,全年共产 2608.2 万辆。2022年上半年,因为芯片缺少及微观经济环境低迷,我国轿车产值小幅度下降,7 月后情况有所好转,到 8 月末,当年共出产轿车 1696.7 万辆,同比添加 4.95%。

  从规划以上工业添加值方面看,2022 年上半年工业添加值增速呈现逐月负添加的趋势,2022 年 6 月-8 月轿车制作业工业添加值别离同比添加 16.20%、22.50%、30.50%,高于同期工业企业工业添加值增速。

  我国轿车制作业中企业竞赛剧烈,据国家计算局发表,2022 年起职业界企业数超越 1.7万家,截止至 2022 年 8 月底,合计 17369 个,同比添加 6.81%。在这 1.7 万余家企业的一起努力下,2021 年我国轿车制作业出货值为 4933.9 亿元,同比添加 39.49%;截止至 2022 年 8 月底,出货值为 3899 亿元,同比添加 23.83%。受国内上半年疫情影响,经营赢利跟着轿车产值的下滑呈现小幅度削减,2022 年 8 月底我国轿车制作业完结赢利共 3162.8 亿元,同比削减-8.01%。

  现如今,轿车制作现已完结高度主动化,在这个进程中,机器视觉可以使出产进程更高效、产品质量更有保证、出产环境更安全牢靠。在轿车制作工业链中,机器视觉存在于原材料质检、轿车零部件质检、制作进程工艺检测、整车质量把控等全进程中。《我国工业机器视觉工业开展白皮书》说到,机器视觉检测体系可用于车身安装检测、面板印刷质量检测、字符检测、零件尺度的精密丈量、工件外表缺点检测、自在曲面检测、空隙检测等简直一切体系和部件的制作流程。跟着新能源轿车逐步遍及,轿车制作进程中的精密零部件数量将会进一步添加,对机器视觉体系的需求随之上升。

  包装是产品的必要组成部分,除了维护产品不受磕碰损伤,优异的包装规划也可以为产品带来额定的广告效应,招引更多顾客来购买,进步产品的出售量。海关总署数据显现,截止至 2022 年 8 月,我国包装机械产品每月出口数量为 150.65 万台,

  从产值方面看,依据国家计算局数据,2021 年起包装专用设备每月产值开端大幅度添加,每月产值均超越 40000 台,同比增速根本都超越 100%。到 2022 年,我国包装专用设备单月产值受上半年疫情影响呈现动摇,在 6 月疫情局势转好后,设备产值逐步康复,6月-7 月出产设备数别离为 139,005 台及 118,701 台,同比添加 81.44%以及 165.08%。

  一般来说,产品的包装进程由专门的工人担任完结,但囿于人工功率低于机器,且具有本钱高、劳动强度大等缺点,机器视觉体系在包装职业现已逐步替代人工。高效、精准、制品尺度规整等特征促进机器视觉体系在包装制作职业开展的进程中占有重要的一部分。一起,机器视觉还可以运用于包装检测中,经过选用先进的机器视觉技能,主动辨认所包装产品的缺点情况,并主动从出产线上除掉破损及不合格产品。

  现在,机器视觉体系广泛运用于食物饮料包装出产与检测中,机械化工业线可以处理人工制作与检测功率不行的问题。经过输送链将待检测空瓶顺次传送到视觉成像工位,获取图画,图画经工控机处理后,履行组织除掉不合格产品,完结产品质量检测。

  相同,玻璃药瓶与食物包装相似,跟着制药机械主动化程度的进步,工厂有必要检测药品包装的缺点,以保证药品的运送和运用安全,防止呈现缺粒、包装破损和搀杂异物等问题。药瓶相较于一般食物包装具有特殊性,玻璃药瓶在形状、精度等方面都需求精准的检测。《西林瓶缺点主动视觉检测办法与体系研讨》一文中,张寒乐团队开发了一套医药西林瓶在线视觉检测体系。依据关于检测体系的机械与电气结构的研讨,团队规划了机械传动与图画收集设备。该设备能依据西林瓶不同部位的检测要求,选用瓶口、瓶身与瓶底 3 种成像计划,对玻璃药瓶进行精准检测。

  机器视觉具有体系实时性好、定位精度高级长处,能有效地添加机器人的灵活性与智能化程度,是完结工业主动化和智能化的重要手法之一。因而,机器视觉体系技能的研讨为工业机器人的工业开展奠定了根底。在当下日子中,机器视觉技能现已逐步融入各项工业开展进程中,在必定程度上改进了人们的日子质量,进步了出产力与主动化水平。主动化设备的开展将在机器视觉技能的不断进步下更智能、更敏捷,一起在各下流范畴中,机器视觉的效果将呈现出更牢靠、更高效的趋势。

  机器人被各国视为推进工业转型晋级的重要切入点,可广泛运用于各种职业。依据我国电子学会发布的《我国机器人工业开展陈述(2022)》,其间说到,全球工业机器人商场规划在 2021 年到达 175 亿美元,同比添加 25.90%;特种机器人商场规划为 82 亿美元,同比添加 24.24%。我国工业机器人 2021 年商场规划到达 75 亿美元,同比添加 15.38%;特种机器人为 18 亿美元,同比添加 38.46%。机器人职业正处于上升期,添加幅度安稳,依据我国电子学会猜测估量,2024 年全球工业机器人和特种机器人商场规划将到达 230亿美元及 140 亿美元,我国商场别离为 115 亿美元及 34 亿美元。

  依据国家计算局数据,截止至 2022 年 8 月,我国工业机器人单月出产 41261 台,同比添加 25.69%,环比添加 8.06%;累计产值为 277536 台,同比添加 16%。比照 2017 年至今的工业机器人产值月度数据,2021 年开端显着多于前四年,现在仍处于产能扩展阶段。

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