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工业视觉系统被誉为“工业之眼”,通过利用机器代替人眼来进行丈量和判断,助力工业生产识别、丈量、勾引、检测等多重环节。受制造业人口红利消退、智能制造利好政策刺激以及工厂自动化、智能化升级等多重成分的共同影响,工业视觉系统在智能制造业领域的浸染越来越主要。
一、行业概况
1定义与分类
工业视觉通过视觉传感器进行图像采集,并在获取之后由图像处理系统进行图像处理和识别,具有速率快、信息量大、功能多等上风。工业视觉属于机器视觉的主要范畴,紧张运用于智能制造业领域。
常见的工业视觉系统紧张由灯源、光学传感器、图像采集设备、图像处理设备、工业视觉软件、赞助传感器、掌握单元和实行机构等构成。
工业视觉技能涉及人工智能、图像处理、模式识别、神经物理学等多个交叉学科,根据工业相机的数量和特性,紧张分为单目视觉技能、双目视觉技能、多目视觉技能。
单目视觉技能即安装单个工业相机进行图像采集,一样平常只能获取到二维图像,紧张用于智能机器人领域;
双目视觉技能则通过两个工业相机从外界采集一幅或多幅不同视角的图像,从而建立被测物体的三维坐标,紧张搭载于移动机器人、无人机等;
多目视觉技能采取多个工业相机,能战胜物体捕捉的盲区,精确识别和定位被测物体,从而降落缺点检测的几率,紧张用于物体运动丈量领域。
2行业发展进程
国外的工业视觉研究起源于20世纪50年代,紧张集中于欧美和日本地区,技能研究紧张集中于二维图像与剖析识别上。20世纪70年代,“工业视觉”成为研究热潮,涌现了一些视觉运动系统并逐渐走向家当化,尤其是在半导体及电子行业质量检测上运用较为成熟。
相较于国外,我国工业视觉家当发展起步较晚。
1999年—2003年,海内企业通过代理国外工业视觉产品,逐渐初步利用国外视觉软硬件产品搭建大略的工业视觉低级运用系统,跨专业的工业视觉人才逐渐涌现。
2004年开始,海内工业视觉开始进入家当化发展阶段,运用与理论同步发展。本土企业开始自主研发工业视觉软硬件,大量核心器件厂商、系统集成商开始涌现。运用领域从初期的食品,逐步拓展到3C电子、半导体、汽车制造等领域。
3政策支持
近年来,多部门出台不少支持工业视觉发展的政策及方案。
01
2021年12月,工业和信息化部、国家发展和改革委员会等8个部门印发《“十四五”智能制造发展方案》,个中提出大力发展监视掌握和数据采集系统等工业掌握装备、数字化非打仗精密丈量、在线无损检测、激光跟踪丈量等智能检测装备和仪器。
02
2020年12月,工业和信息化部印发《工业互联网创新发展行动操持(2021-2023年)》,支持工业视觉传感器及行业机理模型等根本软硬件的研发打破,全面提升研发设计、工艺仿真、生产制造、设备管理、产品检测等智能化水平,实现全流程动态优化和精准决策。
03
2020年3月,工业和信息化部印发《智能制造机器视觉在线检测系统通用哀求》,规定了机器视觉在线检测系统的架构、系统功能哀求、系统性能哀求等。
制造业智能化转型趋势助推工业视觉行业发展,使令下贱运用行业检测技能同步提升。
04
2018年12月,工业和信息化部印发《印制电路板行业规范条件》,2015年9月,工业和信息化部印发《锂离子电池行业规范条件》,分别对PCB、锂电池行业企业的工艺、装备及干系配套举动步伐的检测能力、检测精度等提出详细哀求。
4家当链剖析
工业视觉家当链本钱核心环节在于上游核心零部件及软件,约占80%,紧张由光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等构成。个中,灯源是国产化最充分的环节,图像采集卡国产技能目前发展较为成熟,但是高真个镜头、工业相机、图像处理软件等依然依赖入口。
家当链中游紧张由装备制造商和系统集成商构成。个中,装备制造商紧张针对视觉勾引、检测、识别、丈量等紧张功能生产相应的视觉装备,而系统集成商针对下贱运用行业供应相应的工业视觉系统办理方案。
目前,3C电子、半导体、新能源汽车、锂电池、食品、制药、机器人、印刷是海内市场紧张的下贱运用领域。受益于市场需求的扩展、工业设备智能化升级等成分的影响,工业视觉产品在各下贱行业的渗透率将不断提升。个中,消费电子是工业视觉紧张运用领域,新型显示领域、印刷包装、半导体检测、新能源成运用渗透率的主要增长点。
5工业视觉成国产替代热门赛道
目前,康耐视和基恩士作为环球机器视觉行业的两大巨子,垄断了近50%的环球市场份额。海内工业视觉市场,天准科技、矩子科技、奥普特等企业霸占一定的市场份额,整体来看海内厂商竞争较为激烈,竞争格局较为分散。
目前,我国工业视觉企业数量(不包括代理商)每年保持20%旁边的数量增加。根据爱企查数据显示,目前我国工业视觉企业数量已超过3000家,工业视觉成国产替代热门赛道。
本土企业凭借着本钱比外资企业低、供货韶光短、可供应定制化做事等上风,市场份额逐年提升。有机构预测,受益于政策的支持和技能的持续打破,工业视觉在中国的市场规模将从2021年的178亿元增长至2026年的543亿元,年均复合增长率估量达25%,中国将成为环球增长最快的工业视觉市场。
二、工业视觉TOP10国产厂商
综合考量经营能力、技能研发实力、工业视觉业务等紧张指标的综合实力,天准科技、奥普特、海康威视、凌云光、大恒股份、华兴源创、矩子科技、先导智能、赛腾股份、深科达10家公司在国产工业视觉领域竞争力靠前。
天准科技:消费电子业务主导,半导体等领域营收飞速增长-
苏州天准科技株式会社(以下简称“天准科技”)成立于2005年,2019年7月在上交所创业板A股上市。总部位于江苏省苏州市,子公司分布在喷鼻香港、德国等地,员工规模靠近2000人。2021年度,天准实现业务收入 12.65亿元,比去年同期增长 31.23%。
天准科技工业视觉产品紧张包括视觉丈量装备、视觉检测装备、视觉制程装备和智能网联方案等,客户群体涵盖消费电子、半导体、PCB 、新能源、新汽车等精密制造行业。
2021 年,消费电子这个主营业务依然保持天准科技营收最高贡献率,而光伏半导体、汽车、PCB、智能网联等非消费电子行业领域也均取得了较大进展,占比上升至49.78%。
个中,在光伏半导体行业2021 年营收达2.94亿元,同比增长471.11%;汽车行业2021 年营收达 2.2亿元,同比增长422.67%;智能网联领域的AI边缘打算设备及车路协同方案2021 年营收达4969.49万元,同比增长330.68%。
值得一提的是,2021 年天准科技完成收购德国 MueTec 公司 100%股权,在此根本上,积极推进 MueTec 产品线技能升级,以覆盖55nm、28nm等工艺节点。作为对 MueTec 产品线的补充,天准科技瞄准高端装备领域,投资苏州矽行半导体有限公司,研发干系领域的关键零部件。
天准科技具备开拓机器视觉底层算法、平台软件,以及设计前辈视觉传感器和精密驱动掌握器等核心组件的能力,核心技能包括机器视觉算法、工业软件平台、前辈视觉传感器及精密驱控技能四大领域。目前拥有授权专利 174 项,个中发明专利占78 项。2021年,天准科技研发投入 2.17 亿元,占业务收入17.15%。
未来三年,天准科技将连续加大新研发基地培植投入,持续推进年产 1000 台/套基于机器视觉的智能检测系统及产线新建项目的投建进度。同时,将现有机器视觉技能运用范围进一步在消费类电子、PCB、新能源、半导体、新汽车和智能网联等运用领域进行推广。
奥普特:对标基恩士,致力于推进工业视觉核心软硬件国产替代
广东奥普特科技株式会社(以下简称“奥普特”)定位于自动化核心零部件供应商,是我国较早进入机器视觉领域的企业之一。
公司成立于2006年,2020年12月在上交所科创板A股上市,总部位于广东省东莞市,已在苏州、武汉、成都、宁德、深圳、喷鼻香港、台湾、马来西亚、德国、美国等多地建立子公司和做事点。2021年奥普特实现业务收入8.75亿元,同比增长 36.21%。
奥普特自主产品线已覆盖光源、光源掌握器、镜头、工业相机、视觉掌握系统等机器视觉核心软硬件产品,并在工业读码器、3D 激光传感器及深度学习产品方面完成布局,产品布局与有名企业—基恩士相似。
奥普特做事的客户紧张集中于3C行业、新能源行业。个中,2021年度,3C行业收入5.18亿元,同比增长4.39%;新能源行业收入 2.58亿元,同比增长 241.69%,是公司业务里增速最快的行业。
奥普特的发卖模式均为买断式发卖,紧张依托向客户供应办理方案带动产品的发卖,紧张客户类型包括设备制造商、设备利用方、系统集成商/贸易商等。2021年,奥普特机器视觉业务收入达8.75亿元,同步增长36.21%,毛利率高达66.51%。
未来,奥普特将连续以光源技能、光源掌握器技能、镜头技能、视觉剖析技能为核心,重点发展深度学习技能、3D 处理与剖析技能、图像感知和领悟技能、图像处理剖析的硬件加速等视觉前沿技能,并持续在光源及其掌握技能、镜头技能、智能相机技能、视觉处理剖析软件方面进行强化。
海康威视:兼具软硬件集成家当链上风
杭州海康威视数字技能株式会社(以下简称“海康威视”)成立于2001年,并于2010年在厚交所中小企业板上市。个中,工业视觉业务由子公司杭州海康机器人技能有限公司(以下简称“海康机器人”)卖力。目前,海康威视正预备海康机器人至厚交所创业板上市事宜。
目前,海康机器人的三大产品线包括2D 视觉产品线、智能 ID 产品线、3D 视觉产品线,同时以 VM 算法软件平台为核心,培养视觉运用生态,携手行业互助伙伴,共同开拓知足碎片化的工业场景需求的各种运用,逐渐从2D视觉拓展至3D 视觉,产品布局涵盖全系列工业相机、智能相机、智能读码器、立体相机、视觉掌握器、算法平台、镜头及干系配件。
海康威视的工业视觉业务紧张聚焦工业视觉传感运用,专注底层算法软件和硬件技能,为客户供应卓越的机器视觉产品和算法平台,可广泛运用于3C、电子半导体、物流等工业自动化各领域,实现定位勾引、丈量、毛病检测、读码、OCR识别等运用。
海康机器人分拆完成后,仍为海康威视控股子公司,独立性、投融资能力、市场竞争力和发展创新能力等将得到进一步提升。目前,海康机器人机器视觉产品也已大规模运用于动力电池制造的极耳丈量、极片毛病检测、叠片位置纠偏等环节。
凌云光:苹果/华为/小米家当链互助伙伴
凌云光技能株式会社(以下简称“凌云光”)是海内较早进入机器视觉领域的企业之一,成立于2002年,并于2022年7月在上交所科创板A股上市。2021年,凌云光实现营收24.36亿元,同比增长38.77%,机器视觉发卖额达15.11亿元,业务收入占营收62.03%,毛利贡献率为 78.36%。
创始初期,凌云光同步开始从事机器视觉自主研发和代理业务。2000年,凌云光与上海印钞厂互助开拓“公民币大张凹印在线质量检测系统”,开启机器视觉研发之路。
自此往后,凌云光计策聚焦机器视觉业务,成为可配置视觉系统、智能视觉装备与核心视觉器件的专业供应商,已研发出消费电子精密装置/加工智能对位/丈量/检测系统、印钞/标签/软包装/彩盒单张高速在线质量检测装备、LCD/OLED/ Mini LED/Micro LED 显示屏全自动质量检测装备等产品。
2021年度,凌云光自研的消费电子可配置视觉系统、立体视觉可配置视觉系统两项业务合计收入2.01亿元,共占营收13.66%。
此外,凌云光代理发卖境外有名品牌的视觉器件、光纤器件与仪器产品,并与国际有名机器视觉器件企业计策互助,为海内客户供应国际有名的视觉器件产品及技能支持做事。
凌云光机器视觉业务发展进程
凌云光与清华大学、清华大学深圳研究院等多家科研机构建立了深度互助关系,共同实现原创科研性的运用技能落地,互助项目包含“新一代立体视觉关键技能及家当化”“编码摄像关键技能及运用”等。
从客户端来看,在消费电子领域,凌云光长期做事于苹果公司、华为、小米的家当链,前五大客户的工业富联、瑞声科技均为苹果公司家当链的互助伙伴。
未来,凌云光将进一步做强视觉自主核心器件,提升对客户多变需求的做事能力,扩展多领域运用。快速做大消费电子、聪慧交通、科学图像、立体视觉等已经形成先发上风产品的领域,全面赋能消费电子、新型显示、印刷包装、新能源等行业的工厂智能化,持续研发并对已有软件、算法进行升级迭代。
大恒股份:专业工业视觉核心部件及办理方案供应商
大恒新纪元科技株式会社(以下简称“大恒股份”)的机器视觉业务由中国大恒(集团)有限公司图像分公司、中国大恒(集团)有限公司图像奇迹部、中国大恒控股子公司北京图像视觉有限公司及其下属子公司青岛恒纺视觉科技等控股子公司承揽。2021年度,大恒股份机器视觉业务实现业务收入10.8亿元,同比增长23.01%。
大恒股份紧张为客户供应包括图像采集卡、图像处理软件、工业数字摄像机和智能摄像机等机器视觉系统中的核心零部件,同时基于印刷包装、空瓶、纺织、医药包装、标签、印钞造币、核工业平分歧领域的企业客户需求供应机器视觉系统办理方案。
目前,大恒股份已自主研发、生产及发卖三维印刷版锡膏涂层自动检测、二维印刷版焊后自动检测、三维印刷版焊后自动检测等智能检测设备及检测系统。为锂电子行业设备制造企业供应基于机器视觉技能的智能检测系统,可在涂布、辊压、分切、卷绕、组装等阶段供应锂电池 2D/3D 检测系统,并配套自主研发的视觉纠偏闭环实行系统。
此外,控股子公司北京大恒图像视觉有限公司“面向高端制造的机器视觉技能北京市工程实验室创新能力培植项目”及“多用场工业数字摄像机技能升级改造项目”通过验收,合计影响利润金额约2100万元。
华兴源创:平板显示检测设备领先供应商
苏州华兴源创科技株式会社(以下简称“华兴源创”)是海内领先的检测设备与整线检测系统办理方案供应商,成立于2005年,并于2019年在上交所科创板A股上市,是全国第一家荣获中国证监会注册通过的科创板上市企业。2021年,华兴源创实现营收20.2亿元,同比增长20.43%。
华兴源创紧张从事平板显示及集成电路的检测设备研发、生产和发卖运用于 LCD 与OLED 平板显示、集成电路、汽车电子等行业。核心技能包含柔性 OLED 的机器视觉检测技能、柔性 OLED 的裂纹毛病检测技能、一种基于光场技能的视觉检测系统的研发等。
苹果公司是华兴源创的紧张终端客户,测试办理方案已经用于苹果公司的手机、平板、腕表、耳机等主力产品的测试,在测试工艺节点上已经覆盖了整机、系统、模块以及 SIP 系统级芯片的测试。除此之外,也与三星、索尼、LG、夏普(鸿海)、京东方、JDI、晶方科技、立讯精密、歌尔股份、富士康、韦尔股份、嘉盛半导体等国内外有名企业建立了互助关系。
2022年,华兴源创将重点开拓平板显示、半导体、智能穿着、新能源汽车电子检测领域,将持续加强研究开拓的研发投入,在量产及储备研发项目上积极投入。
矩子科技:自动光学检测优质厂商
上海矩子科技株式会社(以下简称“矩子科技”)成立于2007年,2019年在厚交所创业板A股上市。旗下拥有苏州矩子智能科技有限公司、苏州矩墨科技有限公司、苏州矩浪科技有限公司、深圳矩子科技有限公司4家全资子公司,研发中央位于日本。2021年,矩子科技实现营收5.88亿元,同比增长21.99%。
矩子科技互助客户涵盖苹果、华为、小米、OPPO、VIVO等有名企业或其代工厂商。工业视觉设备紧张为自动光学检测设备和高端自动化生产设备,工业视觉技能广泛运用于消费类电子、通信终端设备、电脑及周边设备、家用电器、工业掌握、汽车电子、光源节能产品和医药生产等领域。
目前,矩子科技自主研发的2D、3D机器视觉检测设备的检测速率、检测精度、检出率、遗漏率、误判率等关键性能指标已处于国际领先地位。2021年,视觉设备实现营收2.79亿元,占整年营收47.49%。高精度自动3D检测系统研发项目、Mini LED 背光检测设备研发项目等4个工业视觉项目已实现量产。
先导智能:3C视觉丈量设备优质厂商
无锡先导智能装备株式会社(以下简称“先导智能”)成立于2002年,2015年在厚交所创业板A股上市。2021年,先导智能实现营收100.4亿元,同比增长71.39%。
先导智能通过3D玻璃视觉丈量等3C智能设备的研发生产及机器人视觉识别定位系统研发布局机器视觉业务,开拓出的智好手表组装全自动整线、眇小零部件的全尺寸丈量与检测、毛病智能检测等产品成功运用到客户端。
个中,3C 视觉丈量设备为先导智能拳头产品,包括通用3D 视觉丈量平台、3D 玻璃视觉丈量、2D 高速闪测平台。
未来,先导智能将持续巩固在3C行业地位,积极拓展在锂电池设备、光伏电池和组件工艺迭代设备、汽车产线等行业的检测业务。
赛腾股份:晶圆检测新星
苏州赛腾精密电子株式会社(以下简称“赛腾股份”)成立于2007年,2017年在上交所主板A股上市。2021年,赛腾股份实现营收23.19亿元,同比增长14.35%。
赛腾股份通过收购环球领先的晶圆检测设备供应商日本 OPTIMA 涉足晶圆检测装备领域,通过“环球技能+中国市场”的运营策略,顺利实现 OPTIMA 的中日两地协同运营并在海内晶圆产能大幅扩展的背景下迅速拓展海内海内高端集成电路设备市场。此外,智能制造检测设备为赛腾股份消费电子智能装备领域主要产品,公司拟在检测全系列设备横向扩展。
未来,赛腾股份将在连续深耕消费电子产品制造行业的同时,全面拓展新能源汽车及零部件、锂电池、半导体、医疗东西、光伏等行业智能制造装备运用市场。
深科达:深耕平板显示家当,兼具组装和检测双重能力
深圳市深科达智能装备株式会社(以下简称“深科达”)是海内具备平板显示模组全自动组装和检测设备研发和制造能力的企业之一。公司成立于2004年,2021年3月在上交所科创板A股上市。
2021年,深科达实现营收9.1亿元,同比增长40.57%。2021年12月,深科达第三届董事会第十四次会议审议通过了360万元投资设立控股子公司“深圳市明测科技有限公司”,该公司紧张从事机器视觉系统的研发、生产及发卖。
工业视觉业务是深科达主营业务之一,干系核心技能包含“精密视觉对位技能”“图像识别技能”“机器人与视觉领悟技能”等,紧张运用于贴合设备、邦定设备、检测设备、半导体设备、摄像模组设备和赞助设备等产品。
接下来,深科达将重点针对 AMOLED 柔性贴合、大尺寸高清显示贴合、高精度 3D 曲面贴合、车载显示器件组装、5G 通信、半导体领域自动化封测、摄像头微组装、智能装备关键零部件等技能课题进行深入研究,快速知足新技能发展对精密自动扮装备的需求。同时,将借助召募资金投资项目的履行,对公司生产线进行延伸,加快新产品研发进度。
三、技能趋势
01
运用领域持续拓宽,行业赛道进一步细分
目前,工业视觉紧张运用于3C电子、半导体、新能源汽车、锂电池、食品、制药、机器人、印刷等下贱行业。随着AI、算力、5G通信等技能发展,运用领域将持续拓宽。同时,国产工业视觉企业将进一步细分行业赛道,“可针对不同行业供应定制化产品”成为“国产替代”紧张上风。
02
2D 机器视觉向3D机器视觉升级,成本热度同比显著提升
相较于2D视觉技能,3D视觉技能成像更立体、更精准,办理的场景也更丰富。在食品、汽车、制药和半导体运用中,3D视觉技能在丈量领域、检测领域、建榜样畴具有2D视觉技能无法比拟的上风。有机构统计,2022年第一季度,3D视觉领域发生融资超10起,而2021年上半年3D视觉领域融资事宜总计才14起,成本热度同比显著提升。
03
嵌入式视觉运用持续增长,集成化、小型化成发展方向
工业视觉技能将与嵌入式系统技能进行整合,光学模组、通讯模组和打算模组将集成到一个单一设备,可独立完成从吸收光旗子暗记到系统输出的全体旗子暗记处理过程,处理能力、存储器密度和系统集成度将显著提升。整体上来看,工业视觉系统将往集成化、小型化方向发展。
04
干系技能助推工业视觉系统性能和利用效率同步提升
算力、剖析算法、5G通信等干系技能的发展算力的发展提升了工业视觉系统的性能和利用效率。基于云平台的信息处理可以供应险些无限的算力将提升了工业视觉系统的决策速率;剖析算法的优化升级也使工业视觉的识别和分类变得更加准确;5G 通信技能增加了旗子暗记数据通量、降落了旗子暗记时延、缓解了旗子暗记滋扰等问题;光谱技能推动工业视觉实现目标的多种特色剖析;打算成像技能的提升增强了工业视觉的图像信息获取能力;新型光学元器件的发展为供应个性化的图像采集和智能方案奠定了根本。
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