中國機器視覺產業鏈分析

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，它是先進制造技術、信息技術和智能技術的集成和深度融合，體現了制造業智能化、數字化和網絡化的發展要求。智能制造裝備的水平已成為當今衡量一個國家工業化水平的重要標志。機器視覺作為智能制造領域典型的產業，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，是工業生產領域實現自動化生產的重要一步。

▍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備人眼的功能，是人工智能領域中重要的分支技術，其底層邏輯在于為機器植入“人眼與大腦”，從而進行對物體的識別、檢測、測量等。

機器視覺工作原理主要為通過包括工業相機與工業鏡頭的機器視覺產品捕捉被檢測物品的圖像，并將其信息轉換為圖像信號，隨后將傳送至圖像處理系統的亮度、顏色以及尺寸等信息轉化為數字信號，機器視覺系統最后將此類信號進行計算以抽取目標特征并利用其運算結果控制現場設備。

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

機器視覺的崛起源于工業自動化生產日益增長的技術需求，技術探索始于20世紀60年代中期美國學者L.R.羅伯茲關于理解多面體組成的積木世界的研究，其早期的發展主要集中于北美、歐洲和日本等發達地區。隨著全球制造業向中國轉移，中國機器視覺產業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，數十家機器視覺核心器件的國內研發制造廠商陸續涌現，中國正成為世界機器視覺發展最活躍的地區之一。隨著智能制造技術不斷發展，中國機器視覺產業也將迎來新的爆發，相關技術與產業鏈的完善性正在不斷強化，部分地區已開始重點布局機器視覺全產業鏈。

圖1：機器視覺系統概念圖（來源：機器視覺簡述）

▍我國機器視覺市場規模

我國機器視覺產業市場規模持續增長。

2021年，物流倉儲、新能源行業的蓬勃發展拉動了相關企業的擴產需求，視覺檢測產品需求增長明顯。據高工機器人產業研究所（GGII）數據顯示，2021年中國機器視覺市場規模138.16億元（該數據未包含自動化集成設備規模），同比增長46.79%。

其中，2D視覺市場規模約為126.65億元，3D視覺市場約為11.51億元；傳統工業產品的回暖也為機器視覺帶來生機，增長趨勢明顯。GGII預測，至2025年我國機器視覺市場規模將達到349億元，其中，2D視覺市場規模將超過291億元，3D視覺市場規模將超過57億元。

圖2：中國機器視覺市場規模

▍機器視覺產業鏈全景

機器視覺行業產業鏈中，上游硬件部分包括光源設備、工業鏡頭、工業相機、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。中游為工業視覺設備廠商與系統集成商。機器視覺下游應用廣泛，包括半導體、汽車、包裝、3C電子、工業機器人等行業。下圖是機器視覺產業鏈全景圖，包括了各環節主要產品及國內外廠商代表。

圖3：中國機器視覺產業鏈全景圖

工業機器視覺產業鏈上游

包括光源、工業鏡頭、工業相機、圖像采集卡、圖像處理器、軟件以及算法平臺，其中工業鏡頭、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，其成本占據工業視覺產品總成本的80%。

機器視覺產業鏈中游是產業鏈的核心環節

包括機器視覺設備廠商、系統集成廠商、技術合作伙伴等。中游廠商的核心聚焦于工程構建、算子與功能塊的鏈接，主要采取自主研發和外部協作的方式。中游廠商的產品主要包括檢測設備、測量設備、引導設備、識別設備。

機器視覺產業鏈下游市場主要為各種應用行業

其中從制造業應用分布來看，3C、半導體、鋰電池與汽車制造業競爭的進一步加劇，以及各制造產業的成本壓力的持續提升，直接驅動了機器視覺在制造業的滲透率。

根據頭豹研究院相關數據，截至2021年，機器視覺下游制造業中的3C電子為機器視覺最大的應用市場，其應用比例達31%；其次為半導體與鋰電池制造業，機器視覺的應用比例均為13%。

機器視覺技術可進一步幫助企業降本增效并減少產品制造過程中的錯誤，其在制造業中的應用將持續加深。而機器視覺在非制造業的應用中占比較大的為安防監控、物流分揀與智慧交通，三者應用比例合計達65%。

▍機器視覺產業鏈“鏈主”現狀及分布

中國機器視覺市場以國際參與者為主。

歐美、日本等發達國家在機器視覺技術與產業的發展要領先于中國，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地位，份額達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業發展較晚，且早期發展階段以代理模式為主，但隨著中國本土機器視覺企業數量的提升，同時本土廠商憑借為下游客戶提供定制化服務與性價比優勢，市場份額不斷提升，以天準科技、奧普特為代表的本土廠商市場份額進入國內前十，中國機器視覺產業有望進一步提升國產化率。

中國機器視覺技術在工業領域應用較多，因此產業分布與中國制造業發達地區的地理位置聯系較緊密，在廣東省、江浙滬等地區較集中。

同時，機器視覺作為人工智能領域中技術壁壘較高的領域，廣東省、江浙滬地區以及北京市具備較發達的金融協同環境與創業土壤，屬于中國人才主流輸入地區，因此這些地區誕生了多個中國機器視覺產業鏈上中游龍頭企業。

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