
1、我國機器視覺正處于快速發(fā)展階段,行業(yè)需求迅速提高
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1.1機器具有明顯的視覺優(yōu)勢,下游應(yīng)用分為四個功能
根據(jù)美國自動成像協(xié)會(AIA)根據(jù)美國制造工程協(xié)會的定義(SME)機器視覺分會和美國機器人工業(yè)協(xié)會(RIA)機器視覺是一種通過光學(xué)裝置和非接觸傳感器自動接收和處理真實物體圖像以獲取所需信息或控制機器人運動的裝置。
典型的機器視覺系統(tǒng)通常包括兩部分:光源和光源控制器、鏡頭、相機等硬件,視覺控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)圖像處理分析,輸出分析結(jié)果到其他智能設(shè)備執(zhí)行機構(gòu),完成成功的機器視覺應(yīng)用需要上述部件的密切合作。
與人眼相比,機器視覺具有精度高、速度快、適應(yīng)性強等顯著優(yōu)點。機器視覺可以在各種場景下取代人眼,廣泛應(yīng)用于智能制造、高端設(shè)備、自動化設(shè)備等行業(yè),是先進制造的重要組成部分。
機器視覺的許多應(yīng)用場景和功能可分為四個基本功能:識別、測量、定位和測試。其中,檢測技術(shù)難度最大,識別難度值最低。檢測指標(biāo)主要針對設(shè)備的準(zhǔn)確性、精度、速度和復(fù)雜形式,對觀測能力要求較高。機器視覺在許多性能上優(yōu)于傳統(tǒng)人眼,錯誤率較低,檢測速度較高,更換勞動力后成本較低。
1.2我國機器視覺正處于快速發(fā)展階段,行業(yè)需求迅速提高
與歐美發(fā)達(dá)國家相比,我國機器視覺產(chǎn)業(yè)起步較晚,目前正處于快速發(fā)展階段。早在1970s-1980s,CCD圖像傳感器出現(xiàn),CPU、DSP隨著圖像處理硬件技術(shù)的進步,國外機器視覺開始發(fā)展。1999年啟蒙了國內(nèi)機器視覺產(chǎn)業(yè)s,2003年以前主要代理國外品牌業(yè)務(wù)。2004-2012年,國內(nèi)市場發(fā)展迅速,企業(yè)紛紛涌現(xiàn)。2013年以后,中國正式成為繼歐洲、美國和日本之后的第三個機器視覺市場,正處于快速發(fā)展階段。
二、機器視覺下游應(yīng)用不斷擴大,本地市場空間廣闊
2.我國機器視覺滲透率低,增長空間大
作為世界上最大的制造商,我國機器的視覺滲透率較低,仍有較大的改進空間。
①根據(jù)UNSD數(shù)據(jù)顯示,2018年,中國制造業(yè)產(chǎn)值占世界的28.4%,明顯領(lǐng)先美國第二名的16.6%,是世界上最大的制造國。
②然而,2018年,中國機器的視覺產(chǎn)值僅占14.68%,與中國全球制造中心的地位不匹配,中國機器的視覺滲透率較低。結(jié)合基恩士和康耐視的收入?yún)^(qū)分布,可以進一步證實,2019年,基恩士和康耐視僅占大中華區(qū)的11.58%和15.86%,落后于歐美。
展望未來,我們認(rèn)為中國機器視覺產(chǎn)業(yè)仍有很大的增長空間,是黃金增長軌道。人口老齡化 勞動力成本增加 機器視覺先天優(yōu)勢 政策支持智能制造為中國機器視覺產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的驅(qū)動力,而下游成熟的機器視覺產(chǎn)品技術(shù)和可持續(xù)的本地化趨勢為中國機器視覺產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了重要的支持。
2.2 3C行業(yè):機器視覺的最大細(xì)分市場仍有很大的發(fā)展前景
消費電子、汽車、食品、醫(yī)藥是我國機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域,其中機器視覺在消費電子行業(yè)的應(yīng)用最為成熟,2019年市場份額高達(dá)46.6%。
以消費電子為例:
①行業(yè)屬性:消費電子生產(chǎn)工藝復(fù)雜,零部件多樣,需要依靠大量的人力進行工藝檢測,相應(yīng)的勞動力成本較高,行業(yè)對高效自動化生產(chǎn)線的需求較高,可以發(fā)揮機器視覺的優(yōu)勢;
②產(chǎn)品屬性:消費電子部件尺寸小,精度高,人眼識別精度不足;此外,二維碼讀取、劃痕檢測不能依靠人眼完成,機器視覺需要應(yīng)用。
展望未來,我們認(rèn)為機器視覺是3C該領(lǐng)域的需求預(yù)計將繼續(xù)改善,驅(qū)動力包括:
①3C產(chǎn)品生命周期短,廠家需要頻繁采購設(shè)備。以蘋果為例,固定資產(chǎn)支出常年保持較高水平(2019-2020年貿(mào)易摩擦和疫情下降),將帶動機器持續(xù)視覺需求;
②3C產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜,生產(chǎn)線對生產(chǎn)效率和加工精度的要求日益提高。蘋果對機器視覺的需求正從裝配廠提前到模塊廠,蘋果產(chǎn)業(yè)鏈機器視覺的滲透率將繼續(xù)提高;
③在消費升級的背景下,當(dāng)?shù)馗叨酥悄苁謾C市場正在加速成交量,Android制造商對加工效率和精度的要求不斷提高,Android生產(chǎn)線中機器視覺的滲透率有很大的提高空間。
三、機器視覺行業(yè)盈利能力優(yōu)異,本土企業(yè)方興未艾
3.1機器視覺:產(chǎn)業(yè)鏈完善,核心部件價值占比較高
工業(yè)機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)雜,中下游可分為零部件供應(yīng)商(光源、鏡頭、相機、視覺控制系統(tǒng)等)和集成開發(fā)商(組裝集成、軟件二次開發(fā)等)
在成本構(gòu)成方面,在機器視覺系統(tǒng)中,2020年中游零部件的價值占45%,軟件環(huán)節(jié)(包括上游視覺控制系統(tǒng)和下游設(shè)備制造商的二次開發(fā))的價值占35%,總價值占80%,保守估計中游核心零部件和視覺控制系統(tǒng)的價值占50%以上。
通過我們的粗略估計,2020年H在奧普特的整體解決方案中,光源和控制器、鏡頭、相機和視覺控制系統(tǒng)的價值分別占35.30%、23.32%、15.65%和25.73%。因此,視覺控制系統(tǒng)是產(chǎn)業(yè)鏈中游的主要價值核心。
3.2機器視覺是一個技術(shù)密集型行業(yè),整體利潤水平較高
機器視覺是一個技術(shù)密集型行業(yè),企業(yè)核心競爭力的維護取決于持續(xù)的研發(fā)投資。我們認(rèn)為,高研發(fā)投資構(gòu)建了深厚的技術(shù)障礙。從根本上說,成熟企業(yè)在產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用開發(fā)方面具有較強的先發(fā)優(yōu)勢,奠定了較高的盈利能力中心。
①在產(chǎn)品技術(shù)層面,軟件平臺的建設(shè)依賴于堅實的底層算法和豐富的數(shù)據(jù)庫,技術(shù)障礙高,對于光源、鏡頭、相機等硬件環(huán)節(jié),精度、速度、穩(wěn)定性要求高,企業(yè)需要持續(xù)研發(fā)投資產(chǎn)品迭代和技術(shù)改進,保持市場產(chǎn)品競爭力;
②在應(yīng)用開發(fā)層面,機器視覺下游的應(yīng)用場景很多,解決方案的開發(fā)需要基于大量的實際案例和行業(yè)kown-how產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗積累是行業(yè)另一大技術(shù)壁壘,也需要依靠大量的研發(fā)資源投入。
縱觀國內(nèi)外,可以發(fā)現(xiàn)機器視覺零部件龍頭企業(yè)盈利能力強,穩(wěn)定:①總體而言,基恩士和康耐視的毛利率長期穩(wěn)居高位,中心值分別為80%和75%;奧普特的毛利率水平也很好,2017-2020年分別為71.38%、71.29%、73.59%和73.94%;②細(xì)分來看,機器視覺是軟硬件結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu),對于原材料成本較高的硬件,也具有較強的盈利能力;以奧普特為例,2017-2020年光源業(yè)務(wù)毛利率分別為81.57%、82.05%、82.60%和79.25%,已接近純軟件產(chǎn)品毛利率,也足以突出機器視覺行業(yè)的高盈利能力。
四、康耐視&基恩士:他山之石可攻玉
4.1康耐視:以視覺軟件為核心,積極布局領(lǐng)先技術(shù)
康耐視成立于1981年,創(chuàng)始人是全球機器視覺之父Robert J.Dhillman博士,現(xiàn)在是世界領(lǐng)先的機器視覺部件和解決方案供應(yīng)商。公司于1982年推出了第一個光符識別視覺系統(tǒng)DataMan,此后,產(chǎn)品線不斷豐富,進入快速發(fā)展期;此外,公司專注于3D通過積極的收購和自主研究布局,為公司在機器視覺領(lǐng)域的長期發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支持。
康耐視產(chǎn)品矩陣豐富,以標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品為主。公司現(xiàn)在可以提供2D視覺、3D視覺、視覺軟件、工業(yè)讀碼器等系列產(chǎn)品大多標(biāo)準(zhǔn)化,通用性強。2020年,公司標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品收入占83.21%;總的來說,公司產(chǎn)品的核心在于優(yōu)秀的軟件實力,在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性進展。2018年,基于深度學(xué)習(xí)的工業(yè)圖像分析軟件正式啟動Cognex ViDi套件;
4.2基恩士:軟硬件并舉,機器視覺領(lǐng)先的全球擴張
基恩士成立于1974年,是世界上最早從事工業(yè)自動化生產(chǎn)的公司之一。公司以自動化傳感器為切入點,逐步將業(yè)務(wù)范圍擴展到機器視覺、測量儀、顯微鏡等領(lǐng)域。業(yè)務(wù)規(guī)模迅速擴大。截至2021年,已有19家跨國公司組成的高效銷售網(wǎng)絡(luò),并在全球46個國家設(shè)立了230個辦事處。正式進入中國市場。
恩士繼續(xù)擴大產(chǎn)品矩陣,產(chǎn)品種類非常豐富,包括機器視覺系統(tǒng)、傳感器、控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、激光設(shè)備、顯微鏡等產(chǎn)品線,產(chǎn)品多為集成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品;
機器視覺貫穿基恩士各產(chǎn)品線,是其產(chǎn)品競爭力的核心技術(shù)壁壘:
①基恩士以機器視覺核心技術(shù)為基礎(chǔ),逐步形成視覺系統(tǒng)、讀碼器、圖像傳感器、手持終端等機器視覺產(chǎn)品;
②對于測量儀器、激光設(shè)備、測量系統(tǒng)、顯微鏡等產(chǎn)品線,基恩士系統(tǒng)集成了其機器視覺技術(shù),確保了該產(chǎn)品在市場上的先進技術(shù)水平。
五、梳理一些本地機器視覺企業(yè)
5.1奧普特:本土機器視覺核心部件領(lǐng)先
奧普特成立于2006年,主要從事機器視覺核心軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售;自成立以來,公司逐步將產(chǎn)品線擴展到光源控制器、鏡頭、相機、視覺控制系統(tǒng)等核心部件。
公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于3C在電子、新能源、半導(dǎo)體、光伏、汽車等領(lǐng)域的高端設(shè)備中,有3臺C電子穩(wěn)居最大應(yīng)用領(lǐng)域,新能源領(lǐng)域成交量快,2020年H收入比例上升到18.04%。
5.2矩子技術(shù):本土自動光學(xué)檢測設(shè)備領(lǐng)先企業(yè)
矩子科技成立于2007年,公司自成立以來一直使用機器NDK代理以機器視覺設(shè)備為核心發(fā)展方向,主要產(chǎn)品包括機器視覺設(shè)備、控制電纜組件、控制單元和設(shè)備,其中機器視覺設(shè)備包括自動光學(xué)檢測設(shè)備和機器視覺生產(chǎn)設(shè)備,2020年總收入占43.18%。
公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于蘋果、華為、和碩等電子、新能源、食品包裝和汽車領(lǐng)域Ultra Clean2019年海外收入占31.56%,2020年受疫情影響略有下降,占24.82%。
5.3凌云光:機器視覺綜合供應(yīng)商掌握底層核心軟件
凌云光成立于2002年,是中國最早進入機器視覺領(lǐng)域的企業(yè)之一。公司的發(fā)展戰(zhàn)略集中在機器視覺上。業(yè)務(wù)覆蓋可配置視覺系統(tǒng)、智能視覺設(shè)備和視覺設(shè)備,并逐步實現(xiàn)工業(yè)相機、專用光源、核心算法庫、智能軟件包等核心部件的獨立研發(fā)。
公司擁有豐富的客戶資源,長期服務(wù)于蘋果、華為和小米的產(chǎn)業(yè)鏈。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于瑞盛科技、歌爾、京東、福萊特、寧德時代等領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。公司長期深入從事先進成像、圖像處理算法、機器視覺軟件和自動控制,全面掌握光機計算軟的底層技術(shù),是中國罕見的獨立算法庫企業(yè)。
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