▍導(dǎo)語

智能制造裝備是指具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，它是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合，體現(xiàn)了制造業(yè)智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展要求。智能制造裝備的水平已成為當(dāng)今衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。機器視覺作為智能制造領(lǐng)域典型的產(chǎn)業(yè)，可以在識別、檢測、測量等場景極大地減少勞動力的投入并保持精確度，是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)的重要一步。

▍機器視覺概念

機器視覺是指利用相機、攝像機等傳感器，配合機器視覺算法賦予智能設(shè)備人眼的功能，是人工智能領(lǐng)域中重要的分支技術(shù)，其底層邏輯在于為機器植入“人眼與大腦”，從而進(jìn)行對物體的識別、檢測、測量等。

機器視覺工作原理主要為通過包括工業(yè)相機與工業(yè)鏡頭的機器視覺產(chǎn)品捕捉被檢測物品的圖像，并將其信息轉(zhuǎn)換為圖像信號，隨后將傳送至圖像處理系統(tǒng)的亮度、顏色以及尺寸等信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，機器視覺系統(tǒng)最后將此類信號進(jìn)行計算以抽取目標(biāo)特征并利用其運算結(jié)果控制現(xiàn)場設(shè)備。

機器視覺是一個包含大量技術(shù)、軟硬件產(chǎn)品、集成系統(tǒng)、動作、方法和專業(yè)知識的一門系統(tǒng)工程學(xué)科，涉及圖像處理、機械工程、光源照明、光學(xué)、傳感、算法以及計算機技術(shù)等技術(shù)，試圖以新的方式整合現(xiàn)有技術(shù)，并將其應(yīng)用于解決現(xiàn)實世界中的問題。

機器視覺的崛起源于工業(yè)自動化生產(chǎn)日益增長的技術(shù)需求，技術(shù)探索始于20世紀(jì)60年代中期美國學(xué)者L.R.羅伯茲關(guān)于理解多面體組成的積木世界的研究，其早期的發(fā)展主要集中于北美、歐洲和日本等發(fā)達(dá)地區(qū)。隨著全球制造業(yè)向中國轉(zhuǎn)移，中國機器視覺產(chǎn)業(yè)迎來了奮起直追的階段。

近十年來，從相機、采集卡、光源、鏡頭到圖像處理軟件，數(shù)十家機器視覺核心器件的國內(nèi)研發(fā)制造廠商陸續(xù)涌現(xiàn)，中國正成為世界機器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一。隨著智能制造技術(shù)不斷發(fā)展，中國機器視覺產(chǎn)業(yè)也將迎來新的爆發(fā)，相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈的完善性正在不斷強化，部分地區(qū)已開始重點布局機器視覺全產(chǎn)業(yè)鏈。

圖1：機器視覺系統(tǒng)概念圖（來源：機器視覺簡述）

▍我國機器視覺市場規(guī)模

我國機器視覺產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長。

2021年，物流倉儲、新能源行業(yè)的蓬勃發(fā)展拉動了相關(guān)企業(yè)的擴產(chǎn)需求，視覺檢測產(chǎn)品需求增長明顯。據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2021年中國機器視覺市場規(guī)模138.16億元（該數(shù)據(jù)未包含自動化集成設(shè)備規(guī)模），同比增長46.79%。

其中，2D視覺市場規(guī)模約為126.65億元，3D視覺市場約為11.51億元；傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品的回暖也為機器視覺帶來生機，增長趨勢明顯。GGII預(yù)測，至2025年我國機器視覺市場規(guī)模將達(dá)到349億元，其中，2D視覺市場規(guī)模將超過291億元，3D視覺市場規(guī)模將超過57億元。

圖2：中國機器視覺市場規(guī)模

▍機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈全景

機器視覺行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，上游硬件部分包括光源設(shè)備、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機、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。中游為工業(yè)視覺設(shè)備廠商與系統(tǒng)集成商。機器視覺下游應(yīng)用廣泛，包括半導(dǎo)體、汽車、包裝、3C電子、工業(yè)機器人等行業(yè)。下圖是機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈全景圖，包括了各環(huán)節(jié)主要產(chǎn)品及國內(nèi)外廠商代表。

圖3：中國機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

工業(yè)機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈上游

包括光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機、圖像采集卡、圖像處理器、軟件以及算法平臺，其中工業(yè)鏡頭、相機、采集卡等核心零部件與算法軟件是機器視覺價值最高的部分，其成本占據(jù)工業(yè)視覺產(chǎn)品總成本的80%。

機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈中游是產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)

包括機器視覺設(shè)備廠商、系統(tǒng)集成廠商、技術(shù)合作伙伴等。中游廠商的核心聚焦于工程構(gòu)建、算子與功能塊的鏈接，主要采取自主研發(fā)和外部協(xié)作的方式。中游廠商的產(chǎn)品主要包括檢測設(shè)備、測量設(shè)備、引導(dǎo)設(shè)備、識別設(shè)備。

機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈下游市場主要為各種應(yīng)用行業(yè)

其中從制造業(yè)應(yīng)用分布來看，3C、半導(dǎo)體、鋰電池與汽車制造業(yè)競爭的進(jìn)一步加劇，以及各制造產(chǎn)業(yè)的成本壓力的持續(xù)提升，直接驅(qū)動了機器視覺在制造業(yè)的滲透率。

根據(jù)頭豹研究院相關(guān)數(shù)據(jù)，截至2021年，機器視覺下游制造業(yè)中的3C電子為機器視覺最大的應(yīng)用市場，其應(yīng)用比例達(dá)31%；其次為半導(dǎo)體與鋰電池制造業(yè)，機器視覺的應(yīng)用比例均為13%。

機器視覺技術(shù)可進(jìn)一步幫助企業(yè)降本增效并減少產(chǎn)品制造過程中的錯誤，其在制造業(yè)中的應(yīng)用將持續(xù)加深。而機器視覺在非制造業(yè)的應(yīng)用中占比較大的為安防監(jiān)控、物流分揀與智慧交通，三者應(yīng)用比例合計達(dá)65%。

▍機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈“鏈主”現(xiàn)狀及分布

中國機器視覺市場以國際參與者為主。

歐美、日本等發(fā)達(dá)國家在機器視覺技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要領(lǐng)先于中國，全球機器視覺主要參與者為以基恩士（KEYENCE）、康耐視（COGNEX）、巴斯勒（BASLER）等為代表的國際廠商為主，中國廠商處于加速追趕階段。2021年全球機器視覺市場集中度較高，其中基恩士處于主導(dǎo)地位，份額達(dá)54.9%，在中國市場的份額為38%，其次為康耐視。

盡管中國機器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，且早期發(fā)展階段以代理模式為主，但隨著中國本土機器視覺企業(yè)數(shù)量的提升，同時本土廠商憑借為下游客戶提供定制化服務(wù)與性價比優(yōu)勢，市場份額不斷提升，以天準(zhǔn)科技、奧普特為代表的本土廠商市場份額進(jìn)入國內(nèi)前十，中國機器視覺產(chǎn)業(yè)有望進(jìn)一步提升國產(chǎn)化率。

中國機器視覺技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多，因此產(chǎn)業(yè)分布與中國制造業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的地理位置聯(lián)系較緊密，在廣東省、江浙滬等地區(qū)較集中。

同時，機器視覺作為人工智能領(lǐng)域中技術(shù)壁壘較高的領(lǐng)域，廣東省、江浙滬地區(qū)以及北京市具備較發(fā)達(dá)的金融協(xié)同環(huán)境與創(chuàng)業(yè)土壤，屬于中國人才主流輸入地區(qū)，因此這些地區(qū)誕生了多個中國機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈上中游龍頭企業(yè)。

機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈重點企業(yè)的具體分布如下圖所示。其中，廣東省在機器視覺檢測設(shè)備、算法與集成布局較為完善，江蘇省與浙江省的設(shè)備制造及系統(tǒng)集成商較多。中國中部、西部與北部地區(qū)的機器視覺企業(yè)較少，仍處于發(fā)展中階段。

圖4：我國機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈代表區(qū)域分布圖（來源：《中國機器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》）