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工業(yè)4.0時(shí)代，我國(guó)各行各業(yè)對(duì)采用圖像和機(jī)器視覺技術(shù)的工業(yè)自動(dòng)化、智能化需求開始廣泛出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺行業(yè)將迎來規(guī)模化快速發(fā)展黃金期。
隨著機(jī)器視覺行業(yè)的發(fā)展，這也對(duì)機(jī)器視覺執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也提出了更高的要求。無論是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，還是智能制造、柔性制造等熱門話題，其核心都在于生產(chǎn)流程的數(shù)字化以及智能化升級(jí)。
傳統(tǒng)機(jī)器視覺在解決問題時(shí)，通常需要專業(yè)人才根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)圖像處理算法，對(duì)調(diào)試人員水平依賴性強(qiáng)，且穩(wěn)定性差。而現(xiàn)如今深度學(xué)習(xí)已被廣泛的運(yùn)用在機(jī)器視覺領(lǐng)域，通過卷積運(yùn)算，使用大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練自動(dòng)生成最適合產(chǎn)品的檢測(cè)邏輯，做到了對(duì)傳統(tǒng)算法檢測(cè)能力的補(bǔ)充。
PART1
機(jī)器視覺應(yīng)用場(chǎng)景
測(cè)量應(yīng)用
主要用于測(cè)量零部件以及各類產(chǎn)品的尺寸否合格。除了利用工業(yè)相機(jī)進(jìn)行二維的尺寸測(cè)量外，目前可利用結(jié)構(gòu)光、3D TOF等技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維尺寸測(cè)量。對(duì)產(chǎn)品的基本特征尺寸、裝配效果、提供高精度監(jiān)控。
視覺在測(cè)量上的應(yīng)用，一方面減少了人力測(cè)量的需求，降低了人力成本；另一方面，視覺測(cè)量具有高精度的特性，誤測(cè)誤判的可能性極低。
圖像識(shí)別
圖像識(shí)別，簡(jiǎn)單講就是使用機(jī)器視覺處理、分析和理解圖像，識(shí)別各種各樣的的對(duì)象和目標(biāo)，功能非常強(qiáng)大。目前主要識(shí)別的內(nèi)容有人、車輛等各類目標(biāo)物。在工業(yè)領(lǐng)域?qū)в忻鞔_信息的標(biāo)識(shí)，OCR、一維碼、二維碼等常有識(shí)別需求。
對(duì)明確信息的標(biāo)識(shí)進(jìn)行識(shí)別，有助于提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。圖像識(shí)別大多商用場(chǎng)景還屬于藍(lán)海，潛力有待開發(fā)。同時(shí)，圖片數(shù)據(jù)大多被大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)所掌握，創(chuàng)業(yè)公司數(shù)據(jù)資源稀少。
定位應(yīng)用
在工業(yè)應(yīng)用中，利用機(jī)器視覺對(duì)部件或產(chǎn)品進(jìn)行定位。這種定位應(yīng)用多會(huì)輔助機(jī)器人或者其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)相關(guān)的動(dòng)作。一般來說，定位可協(xié)助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)噴漆、涂膠、抓取、焊接等動(dòng)作。
物體分揀
在機(jī)器視覺應(yīng)用環(huán)節(jié)中，物體分揀應(yīng)用是建立在識(shí)別、檢測(cè)之后的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)將圖像進(jìn)行處理，結(jié)合機(jī)械臂的使用實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品分揀。
在過去的產(chǎn)線上，是用人工的方法將物料安放到注塑機(jī)里，再進(jìn)行下一步工序?，F(xiàn)在則是使用自動(dòng)化設(shè)備分料，其中使用機(jī)器視覺系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品圖像抓取、圖像分析、輸出結(jié)果，再通過機(jī)器人把對(duì)應(yīng)的物料放到固定的位置上，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化、現(xiàn)代化、自動(dòng)化。
視頻/監(jiān)控分析
人工智能技術(shù)可以對(duì)結(jié)構(gòu)化的人、車、物等視頻內(nèi)容信息進(jìn)行快速檢索、查詢。這項(xiàng)應(yīng)用使得讓公安系統(tǒng)在繁雜的監(jiān)控視頻中搜尋到罪犯的有了可能。在大量人群流動(dòng)的交通樞紐，該技術(shù)也被廣泛用于人群分析、防控預(yù)警等。
食品包裝與制藥行業(yè)應(yīng)用
機(jī)器視覺在食品包裝領(lǐng)域適用范圍廣泛，可用于檢測(cè)瓶子的分類和液位測(cè)量、標(biāo) 簽、蓋子、盒子的檢查，以及瓶的形狀、尺寸、密封性和完整性。食品包裝是食品質(zhì)量的重要保障，可以保護(hù)食品在流通過程中免受污染，提高品質(zhì)，避免發(fā)生安全事故。
機(jī)器視覺在藥品包裝、質(zhì)量檢測(cè)及控制等多個(gè)方面有廣大作為，助力醫(yī)藥行業(yè)加 快現(xiàn)代化、智能化進(jìn)程。目前，在數(shù)粒、打碼、泡罩版缺粒、藥品殘缺和斷片、 加裝說明書、編碼識(shí)別等檢測(cè)環(huán)節(jié)，機(jī)器視覺檢測(cè)內(nèi)容豐富、穩(wěn)定、精確，滿足醫(yī)藥行業(yè)包裝線經(jīng)常變包裝產(chǎn)品的需求。
圖像及視頻編輯
目前市場(chǎng)上也出現(xiàn)了很多運(yùn)用及機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)圖像進(jìn)行處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片的自動(dòng)修復(fù)、美化、變換效果等操作。并且越來越受到用戶青睞。
汽車制造行業(yè)
汽車制造質(zhì)量原先主要依靠三坐標(biāo)測(cè)量完成，效率低、時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量嚴(yán)重不足， 且只能離線測(cè)量。機(jī)器視覺引入非接觸測(cè)量技術(shù)，逐步發(fā)展成固定式在線測(cè)量站 與機(jī)器人柔性在線測(cè)量站等在線測(cè)量系統(tǒng)，可嚴(yán)格監(jiān)控車身尺寸波動(dòng)，提供數(shù)據(jù)支持。
機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行制造工藝檢測(cè)、自動(dòng)化跟蹤、追溯與控制等，包括通過光學(xué)字符識(shí)別(OCR)技術(shù)獲取車身零件編碼以保證零件在整個(gè)制造過程中的可追溯性，通過識(shí)別零件的存在或缺失以保證部件裝配的完整性，以及通過視覺技術(shù)識(shí)別產(chǎn)品表面缺陷或加工工具是否存在缺陷以保證生產(chǎn)質(zhì)量。
消費(fèi)電子行業(yè)
機(jī)器視覺在消費(fèi)電子領(lǐng)域，以PCB/FPC AOI檢測(cè)、零部件及整機(jī)外觀檢測(cè)、裝配引導(dǎo)等應(yīng)用為主，并呈現(xiàn)出越來越多的新的應(yīng)用場(chǎng)景。
在電路板從印刷裝置中移下，或在清洗劑中清洗后，以及返修完成返回生產(chǎn)線中，機(jī)器視覺提供的在線視覺技術(shù)可以在實(shí)施印刷操作后直接發(fā)現(xiàn)存在的缺陷情況，保證了操作者在加上PCB以前能夠及時(shí)處理有關(guān)問題。另外，發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)可以有效防止有缺陷的電路板送達(dá)生產(chǎn)線后端，從而避免出現(xiàn)返修或廢棄現(xiàn)象。操作者能夠及時(shí)得到反饋，明確處于操作中的印刷工藝操作是否良好，達(dá)到預(yù)防缺陷產(chǎn)生的目的，對(duì)生產(chǎn)效率和良率的提升至關(guān)重要。
無人駕駛
隨著汽車的普及，汽車已經(jīng)成為人工智能技術(shù)非常大的應(yīng)用投放方向，但就目前來說，想要完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛/無人駕駛，距離技術(shù)成熟還有一段路要走。不過利用人工智能技術(shù)，汽車的駕駛輔助的功能及應(yīng)用越來越多，這些應(yīng)用多半是基于計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
PART2
機(jī)器視覺典型廠商
全球市場(chǎng)中，康耐視(COGNEX)及基恩士(KEYENCE)有著深厚的技術(shù)支撐，占據(jù)市場(chǎng)份額較大，屬于行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)。近年來，國(guó)產(chǎn)化廠商憑借本土化的服務(wù)能力、強(qiáng)大的非標(biāo)定制能力、以及中國(guó)制造的成本優(yōu)勢(shì)，已在光源、工業(yè)相機(jī)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了較高的國(guó)產(chǎn)化率，也誕生了多家細(xì)分領(lǐng)域的龍頭公司。
凌云光：公司是可配置視覺系統(tǒng)、智能視覺裝備與核心視覺器件的專業(yè)供應(yīng)商。
矩子科技：國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺領(lǐng)域檢測(cè)龍頭，產(chǎn)品擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和自主品牌。
天準(zhǔn)科技：公司以機(jī)器視覺為核心技術(shù)，專注服務(wù)于工業(yè)領(lǐng)域客戶，整體技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
漢王科技：公司作為國(guó)內(nèi)人工智能產(chǎn)業(yè)的先行者。
拓邦股份：公司是國(guó)內(nèi)一流的智能控制控制器產(chǎn)品制造商。
光韻達(dá)：公司是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的激光智能制造解決方案與服務(wù)提供商。
愛科科技：公司掌握了平面圖像處理的視覺算法，深入探索了機(jī)器視覺技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用。
佳都科技：公司重點(diǎn)布局的機(jī)器視覺和智能大數(shù)據(jù)技術(shù)，為公司在智能軌道交通和智慧城市等領(lǐng)域的創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。
萬訊自控：公司的工業(yè)機(jī)器人3D視覺系統(tǒng)已成功應(yīng)用于寶馬、奧迪等汽車智能制造標(biāo)桿企業(yè)。
遠(yuǎn)大智能：子公司高精度力控和視覺引導(dǎo)系統(tǒng)主要應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。
PART3
機(jī)器視覺資本市場(chǎng)活躍度增加
2022年6月20日, 國(guó)內(nèi)知名的AI+3D+智能工業(yè)機(jī)器人解決方案提供商梅卡曼德宣布完成C+輪融資；2022年7月6日，凌云光技術(shù)股份有限公司在上交所A股科創(chuàng)板正式上市；2022年7月6日，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的機(jī)器視覺核心部件供應(yīng)商博視像元獲近億元天使輪融資；2022年7月7日，“奧比中光”在科創(chuàng)板掛牌上市；2022年7月25日，專注提供3D+AI機(jī)器視覺成套解決方案“大幀科技”完成近千萬元Pre-A輪融資.....
如今，隨著AI技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的落地應(yīng)用，越來越多的企業(yè)涌入，競(jìng)爭(zhēng)也愈演愈烈，連華為也想來“分一杯羹”。眼下的機(jī)器視覺賽道，可謂是“神仙打架”。
另一方面，雖然機(jī)器視覺應(yīng)用場(chǎng)景廣闊，但我國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)存在滲透率較低、部分場(chǎng)景國(guó)產(chǎn)水平較弱的痛點(diǎn)，尚處于早期階段?？傮w上，機(jī)器視覺市場(chǎng)仍然魚龍混雜，呈現(xiàn)“群魔亂舞”的局面。
PART4
“三座大山”阻礙機(jī)器視覺推廣
1.價(jià)格整體偏高
機(jī)器視覺產(chǎn)品主要分兩類，第一種：相機(jī)起輔助作用，獲取目標(biāo)信號(hào)并反饋給機(jī)器人，由機(jī)器人執(zhí)行預(yù)設(shè)動(dòng)作；第二種機(jī)器主動(dòng)介入機(jī)器人控制系統(tǒng)，通過獲取到的目標(biāo)位置，協(xié)助機(jī)器人完成動(dòng)作。前一種產(chǎn)品價(jià)格一般在2-10萬左右；后一種產(chǎn)品涉及到軟件與硬件結(jié)合，價(jià)格一般在10-25萬左右。對(duì)于終端用戶來說，機(jī)器視覺產(chǎn)品整體價(jià)格偏高，不利于短期推廣。
2.專業(yè)人才不足
在工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中，不同行業(yè)之間的實(shí)際需求差異較大，需要機(jī)器視覺解決方案提供者對(duì)某一領(lǐng)域的工藝有足夠深的了解，才能夠提出切實(shí)有效，能夠解決客戶需求的方案。而機(jī)器視覺作為新興行業(yè)，真正了解視覺技術(shù)又了解終端工藝段的人才稀少，人才不足在很大程度上限制了機(jī)器視覺的快速普及。
3.行業(yè)魚龍混雜
由于機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展的異常火爆，豐厚利潤(rùn)驅(qū)使眾多企業(yè)進(jìn)入行業(yè)，導(dǎo)致行業(yè)發(fā)展出現(xiàn)了魚龍混雜的情況，一定程度上擾亂了行業(yè)的正常發(fā)展。
PART5
如何提高工業(yè)視覺企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力
那么面對(duì)這種困境，整個(gè)行業(yè)企業(yè)應(yīng)該如何提高自己的競(jìng)爭(zhēng)力呢？
1.提高自主核心研發(fā)能力
工業(yè)視覺裝備的主要利潤(rùn)集中于鏡頭、相機(jī)、圖像傳感器等核心零部件，目前國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器視覺廠商的工業(yè)視覺裝備大多選擇日本、美國(guó)和歐洲的底層零部件。世界工業(yè)相機(jī)及鏡頭龍頭企業(yè)巴斯勒和KOWA凈資產(chǎn)收益率(攤薄)均達(dá)到了30%左右，CCD圖像傳感器龍頭柯達(dá)凈資產(chǎn)收益率高達(dá)41%。
與底層核心硬件開發(fā)企業(yè)的盈利能力相比，接近工業(yè)應(yīng)用的機(jī)器視覺廠商盈利能力略低，即便是機(jī)器視覺龍頭企業(yè)基恩士，其凈資產(chǎn)收益率也僅為14%。工業(yè)領(lǐng)域的另一家機(jī)器視覺巨頭康耐視，其凈資產(chǎn)收益率僅為1.5%。
對(duì)于企業(yè)而言，底層軟硬件研發(fā)需要投入更多研發(fā)資源和成本，對(duì)于短期經(jīng)營(yíng)雖然不利，但從長(zhǎng)期看，持續(xù)的研發(fā)投入有利于幫助企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中搶占市場(chǎng)先機(jī)，提高相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。
2.攻克上游核心零部件供應(yīng)鏈
對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的中國(guó)市場(chǎng)，機(jī)器視覺廠商推出產(chǎn)品的速度加快，產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展迅猛，這必然對(duì)競(jìng)爭(zhēng)者提出了更高的要求，以往簡(jiǎn)單的模仿復(fù)制已不再可行，自己的技術(shù)和產(chǎn)品特色才是廠商們需要考慮和挖掘的重點(diǎn)。
相比于持續(xù)在集成應(yīng)用端做重復(fù)性勞動(dòng)，向上游核心零部件產(chǎn)品攻關(guān)是在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)的最佳選擇。對(duì)于工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)而言，工業(yè)鏡頭和相機(jī)是核心零部件，擁有自主研發(fā)智能工業(yè)相機(jī)能力將是企業(yè)創(chuàng)新能力的重要體現(xiàn)。
3.兼顧傳統(tǒng)與新興應(yīng)用市場(chǎng)
與其他自動(dòng)化產(chǎn)品相比，機(jī)器視覺產(chǎn)品屬于專業(yè)性非常高的產(chǎn)品，對(duì)多數(shù)用戶而言可能較為陌生，提高了應(yīng)用門檻。從行業(yè)應(yīng)用來看，電子制造仍然是拉動(dòng)需求的首位行業(yè)。
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研分析，目前工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)品2/3被電子制造、汽車制造行業(yè)所占據(jù)，其余市場(chǎng)份額分布于食品、包裝機(jī)械、印刷等行業(yè)，并且這些行業(yè)對(duì)機(jī)器視覺產(chǎn)品的需求仍然在大幅增長(zhǎng)。從未來發(fā)展前景來看，食品、包裝、機(jī)械等行業(yè)自動(dòng)化水平會(huì)進(jìn)一步提升，對(duì)機(jī)器視覺產(chǎn)品的需求值得期待。
面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)必須快速形成自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，不斷完善和升級(jí)產(chǎn)品，積極采取應(yīng)對(duì)策略，壯大自身力量。
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