时间: 2024-05-30 17:47:29 | 作者: 食品行业
机器视觉,简单来说,即以机器模拟人类视觉系统,通过镜头收集信息,而后以特定程序计算,反馈出想要的内容或者行为。
可以说,机器视觉是智能社会得以运行的基石技术之一,无论是手机、门禁、监控等常见的场景交互,还是制造业中各生产环节的跟踪、产品质量的检测,不能离开它的支撑。
上世纪80年代开始,基恩士、康耐视等外国巨头相继诞生,并一直占据着国际领先位置。我国机器视觉产业则于1990年前后,以代销海外产品起步,进入21世纪,各公司才陆续走上自主研发之路。
虽然起步较晚,但经过二十年奋力追赶,国内外差距已经快速缩小,甚至在部分领域实现反超。
这其中,最为著名的当属海康威视(002415.SZ),依托旗下杭州海康机器人技术有限公司(下称“海康机器人”),占据着全球约三成的视频监控设备市场;另一家为人熟知的大恒科技(600288.SH),其机器视觉业务,2021年以10.8亿元营业收入位列我国企业前列;奥普特(688686.SH)营收规模稍稍落后,但却有着最完整的产品线,毛利率亦高于同行。
除此之外,天准科技(688003.SH)、矩子科技(300802.SZ)、凌云光(688400.SH)等诸多玩家,同样有着各自的优势,分享着机器视觉行业持续不断的增加的红利。
高端装备制造助力步入工业 4.0 新时代。工业 4.0 的概念最早由 2013 年德国提 出,重点强调“通信”和“连接”,包含了“智能工厂”、“智能生产”和“智能 物流”三大主题,标志着在新一代信息技术的引领下,大数据、云计算、人工智 能、物联网等技术成为新的生产力,在制造业转变发展方式与经济转型的过程中提供重要助力。 区别于前三次工业革命,工业 4.0 的根本变化是通过物理技术和数字技术的融合 实现生产系统的有机整合,“数据信息”成为了工业生产中的关键原材料,制造 业最终将成为信息产业的一部分。
在全球范围内,自动化设备替代人力劳动生产的趋势不断推进,自动化设备销售 量逐年提高。根据美国市场研究公司 Transparency Market Research 的数据 显示,2018 年全球工业自动化市场规模达 2,272.9 亿美元,到 2027 年底,全 球工业自动化市场的价值预计将达到 4,380.8 亿美元,CAGR 达 7.56%。国内 方面,中国工控网的多个方面数据显示 2004 年-2019 年我国自动化及工业控制市场规 模也已从 652 亿元增长至 1,865 亿元。
助力产业升级,政策驱动“中国制造”向“中国智造”转型。2015 年 5 月,国 务院正式印发《中国制造 2025》, 部署全面推进实施制造强国战略。2021 年 底,工信部等八部门联合印发了《“十四五”智能制造发展规划》(以下简称“《规 划》”),明确提出到 2025 年转型升级成效显著、供给能力明显增强、基础支撑 更加坚实,到 2025 年 70%的规模以上制造业企业普及数字化,到 2035 年全 面普及数字化网络化,重点行业骨干企业基本实现智能化。《规划》还提出智能 制造装备和工业软件技术水平和市场竞争力显著提升的要求,2025 年市场满足 率分别超过 70%和 50%,研发数字化非接触精密测量、在线无损检测、激光跟 踪测量等智能检测装备等。作为数字经济的重要组成部分,“十四五”期间制造 业与人工智能等信息技术的融合将加速,我国智能制造的发展将进入高景气时期。
新能源、半导体、汽车、航空航天等高端制造业占比提升,对工业智能化水平提 出更高要求。随着先进制造在我国的占比提升,工业生产线上人眼在精度、效率 等方面已不能满足产业升级的要求。如何借助机器视觉等智能化技术替代传统人 工操作,实现提质、降本、增效,成为制造业的共性需求。未来随着“中国智造 2025”战略的加速推进,工业制造自动化、智能化程度有望不断加深,机器视觉 这一技术将得到更广泛的应用。
它由“成像”和“视觉分析”两大板块构成,两者又可分别包含了光源、光源控制器、镜头、相机,以及视觉算法、深度学习、图形化编程等具体技术。
从这些词汇可以感受到,如果没有该行业,AI将会变成“瞎子”,很多智能设备根本无法运行。
并且,随着人类社会的发展,工业生产中,许多产品对于工艺精度的要求快速提升,动辄以毫米、微米,甚至纳米计,如此一来,仅凭肉眼已经无法分辨差别,更无法完成合格率检测。这就需要以相关机器视觉技术制成的检测设备完成相关工作。
正如国元证券所介绍的,机器视觉产业链下游主要为设备制造行业和终端用户,所涉范围十分广泛,几乎包括国民经济的方方面面,如汽车、医药、化学、电 子、半导体、印刷、食品饮料、物流、烟草、医疗、电池……
基于此,全球机器视觉行业都正处在高速发展阶段,市场规模从2010年的31.7亿美元,增长至2020年的107亿美元,年复合增长率为14.47%。
从地区分布来看,欧洲地区市场规模最大,占全球比重的36.4%;北美和亚太地区占比分别为 29.3%、25.3%。受益于全球制造中心向中国转移,中国将成为欧洲、北美和日本外另一个国际机器视觉厂商的重要目标市场。
中国产业信息网预测,2023年我国机器视觉行业规模有望达到197亿元,2019年至2023年复合年均增长率达17.6%;另据机器视觉产业联盟数据,2021年我国机器视觉产业规模突破150亿元,未来多年有望保持30%左右的增长速度,2023年将接近300亿元,翻倍在望。
巨大的红利吸引着越来越多的玩家进入,2010年行业企业数量仅仅60家,2020年便暴增至637家,增长了十倍。各龙头公司则凭借着先发优势,分得了更多蛋糕。
海康机器人2021年实现营业收入27.61亿元,同比增长103.31%,当然,其有移动机器人、机器视觉及无人机多个业务,并未单独披露数据。
今年7月初刚刚登陆科创板的凌云光,2021年机器视觉业务营收同比增长43.39%,达到15.1亿元,位列国内企业第一。
大恒科技通过大恒图像、深圳恒志等控股子公司,早在2017年机器视觉业务营收便已达到8.82亿元,此后数年发展有所停滞。不过2021年10.8亿元的营业收入,同比增速23.01%,重回高速增长轨道,大致处于行业第二、第三位置(视海康机器人而定)。
专注于机器视觉领域的奥普特,营业收入从2017年的3.02亿元,增长至2021年的8.75亿元,年均复合增长率(CAGR)达30.4%。
值得强调的是,20%、30%的增速似乎仅与行业整体水平差距不大,但别忘了这是参与者成倍增长的情况下所实现的。
机器视觉是一项综合技术,包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术(图像增强和分析算法、图像卡、 I/O卡等)。工业机器机器视觉产业链可以分为上游零部件(核心零部件和软件提供商)、集成和软件服务商(二次开发),核心零部件及软件又可以再细分为光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡等。下游主要应用在电子、半导体、汽车、机器人等领域。
国家统计局多个方面数据显示:2021年全国工业机器人产量成功突破30万套大关,达到36.6万套,同比增长44.9%。与此同时,工业机器人的应用行业与应用领域也进一步扩大,应用领域已覆盖汽车、电子、冶金、轻工、石化、医药等行业中。
2021年我国工业机器人市场已经开始复苏,我国业机器人市场销量24.8万台,同比增长46.1%,预计2022年市场销量有望达到30万台。
AI赋能工业制造,下业多点开花。天准科技成立于 2005 年,是首批科创板 上市企业。公司成立以来,围绕人工智能和精密光机电两大技术体系,由精密测 量仪器起家、通过工业视觉检测设备,向消费电子、PCB、新汽车、光伏、半导 体等行业拓展。同时,面向智能网联领域,提供智能驾驶、车路协同、通用 AI 计 算单元等智能化解决方案。经过十多年的深耕与积累,公司累计服务了全球 5000 余家中高端工业客户。
公司作为中游智能装备制造商,已于 2012 年进入苹果产 业链,提供玻璃、电池等环节视觉检测设备;2018 年拓展光伏行业,提供光伏 硅片分选机,客户包括隆基、通威、晶科等头部企业;2021 年 5 月收购德国 MueTec,进入前道晶圆检测领域,补齐国产半导体设备短板。2017-2021 年, 公司营业收入 CAGR 高达 41%。机器视觉行业长坡厚雪,我们认为公司有望在 3C、汽车等现有优势行业逐步实现份额提升,在锂电池检测等新兴赛道打开增 量空间。
成为地平线合作伙伴,跨入自动驾驶新赛道。2022 年 6 月天准科技成为地平线 IDH 之一,将基于地平线芯片打造智驾域控制器及两域融合的中央控制解决方 案。此次与地平线的合作,是已有业务的进一步外拓。公司 2018 年开始将机器 视觉技术应用到了无人物流车领域,经过几年的深耕,围绕着智能驾驶域控制器 核心产品,形成了包括远程驾驶、数据采集回灌、多传感器联合标定、车路协同 等产品和方案在内的一套完整的开发工具链,建立起了硬件设计、底软和中间件 开发、算法部署和优化等全面的技术能力,服务了国内外 100 余家主要的 L4 智 能驾驶客户。我们认为未来 5 年将是智能驾驶高速发展黄金期,公司在与智驾芯 片厂商合作中具有卡位优势,迈入自动驾驶新赛道未来可期。
国产机器视觉零部件龙头,锂电检测打开成长空间。奥普特成立于 2006 年, 是 中国机器视觉行业的领军企业之一。公司最早以机器视觉核心部件的光源产品为 突破口,进入了当时主要以国际品牌垄断的工业机器视觉市场。在十几年的发展 过程中,公司坚持“深耕优势、以点带面、以面促点、逐个突破”的发展路径,将产品线逐步拓展至镜头、工业相机、视觉控制器、视觉处理软件等其他机器视 觉部件。同时,奥普特特在工业读码器、3D 激光传感器及深度学习产品方面完 成了相关布局,取得了初步的销售突破。经过多年发展,公司已经成为具有前端 核心零部件自主化能力的机器视觉系统解决方案提供商,是国内唯一一家产业链 覆盖度可比肩基恩士的中国本土公司。
产品矩阵丰富,3C 锂电高景气助力公司快速发展。奥普特提供的机器视觉产品 已广泛应用于 3C 电子、新能源、半导体、汽车、医药及食品加工等多个行业, 并得到苹果、宁德时代、华为、欧姆龙、安费诺、大族激光等行业龙头企业的长 期稳定的生产合作。2017-2021 年,公司营业收入 CAGR 达 30.40%,主要 得益于 3C 领域的国产替代和锂电行业对机器视觉检测的需求增长。
自 2016 年 进入锂电视觉检测以来,奥普特已在电芯段各工序拥有成熟的视觉应用案例,并 与行业头部厂商保持紧密的技术合作,已能提供整套的解决方案。同时,公司的 行业领先地位得益于持续的研发投入,2021 年公司研发投入 1.37 亿元,占收 入比例为 15.67%,研发人员 715 人,同比增加 30.24%。公司累计获发明专利 30 项、实用新型专利 200 项、外观设计专利 25 项,累计获软件著作权 73 项, 持续推进机器视觉关键零部件的国产替代。
掌握底层核心算法,本土机器视觉领军者。凌云光成立于 2002 年,公司战略聚 焦机器视觉业务,坚持“为机器植入眼睛和大脑”,是可配置视觉系统、智能视 觉装备与核心视觉器件的专业供应商,是我国较早进入机器视觉领域的企业之一。 在机器视觉产业链上,公司一方面坚持自主研发系统和装备,另一方面坚持自主 研发软件、算法与器件,建立技术平台,全面掌握“光机电算软”底层技术,2004 年,凌云光率先研制了国内第一代大功率 LED 线光源,并成功批量应用于印钞 检测设备。公司率先于 2010 年推出了商用机器视觉开发软件平台 VisionBox, 是国内少有的拥有独立算法库的企业,曾获得一项国家技术发明一等奖和两项国 家科学技术进步二等奖。
本土厂商销量第一,3C 印刷行业领先。2018-2021 年凌云光营收稳步增长, CAGR 达到 20.12%,机器视觉业务的高景气推动公司收入持续增长。根据中 国机器视觉产业联盟统计,凌云光在 2021 年中国机器视觉行业销售额排名中位 列第一。根据 CINNO Research 的统计,凌云光在中国印刷行业机器视觉智能 装备领域的市场占有率为 21.1%,位列行业第一;在消费电子领域,公司长期服 务于苹果公司、华为、小米的产业链,与鸿海精密、瑞声科技、歌尔股份等业内 领先的电子制造厂商建立了长期稳定的合作关系。根据CINNO Research统计, 2020 年公司在中国消费电子可配置视觉系统领域的市场占有率为 22.41%,位 列行业第三,仅次于康耐视和基恩士。
深耕 3D 视觉新领域,技术硬核未来可期。奥比中光是行业领先的 3D 视觉感知 整体技术方案提供商,已构建起“全栈式技术研发能力+全领域技术路线D 视觉感知技术体系,在技术纵向上对包括深度引擎芯片、感光芯片、专用 光学系统等在内的核心底层技术以及 SDK、行业应用算法等全链路技术进行全 栈式自主研发,在技术横向上对结构光、iToF、双目、dToF、Lidar、工业三维 测量进行全领域布局。
2015 年,公司成为全球少数实现消费级 3D 传感摄像头 量产的厂商,已先后服务全球超过 1,000 家客户及众多开发者,包括 OPPO、 蚂蚁集团、捷普、牧原、中国移动等行业龙头。2017-2018 年,公司二代和三 代芯片研发成功,推出 3D 刷脸支付解决方案,并量产百万级安卓手机 3D 摄像 头;2020-2021 年,公司为魅族 5G 旗舰机 18 Pro 提供了 TOF 系统解决方案 和一站式量产方案、联合头部锁企推出全球量产 3D 刷脸门锁、发布单光子面阵 固态激光雷达技术方案等。
深耕电网智能化,品类开拓,步入平台型机器人公司。公司成立于 1999 年,是 中国特种机器人行业的领军者。公司践行“应用智能科技、改善人类生活”的企 业使命,聚合全球创新,以特种机器人研发为切入点,致力于电力、消防、市政、 石油石化等行业智能机器人的研发制造,目前主要为电力系统提供智能巡检机器 人产品和智能化服务,维护电力设备、设施的安全稳定运行,提高供电效率。
2021 年,根据公司公告数据,公司电力巡检机器人市场份额稳居全国第一,并且是国 内唯一一家可以生产商业化带电作业机器人的企业。此外,公司积极拓展华东地 区以外的客户,华东以外地区营收占比已从 2017 年的 3.56%提升至 2021 年 的 17.8%。2022 年 6 月,公司全国首发共享充电桩机器人系统在苏州上线,有 望深度受益于以新能源为主体的新型电网建设。我们认为,公司凭借先进的机器 人控制技术、人工智能算法以及在电力巡检行业积累的丰富数据,将持续实现机 器人品类外拓,不断向平台型特种机器人公司迈进。
脱胎于海康创新业务,分拆上市加速产业进程。海康机器人是面向全球的机器视 觉和移动机器人产品及解决方案提供商,业务聚焦于工业物联网、智慧物流和人机一体化智能系统。海康机器人 2019-2021 年实现营收 8.1、13.6、27.6 亿元,2020- 2021 年分别同比增长 66.9%和 103.3%。2021 年海康机器人持续丰富和优化 机器视觉产品,以 VM(Vision Master)算法软件平台为核心,培育视觉应用 生态,携手行业合作伙伴共同开发满足碎片化工业场景需求的应用。
在近期揭晓 的首次引入国内的“视觉系统设计创新奖 VSDC Innovators Awards 2021” 年度获奖名单中,海康机器人凭借机器视觉“软硬双核”——21MP CXP-12 相机、VM 算法开发平台分别荣膺此次评选唯一最高荣誉白金奖和金奖,标志着 业界对海康机器人在产品技术创新、市场表现、企业实力等方面的充分认可。 2022 年 1 月,海康机器人对研发和产能双双加码,包括拟筹资 11.66 亿元建设 海康机器人产品产业化基地建设项目和拟筹资 15.34 亿元建设智能制造(桐庐) 基地项目,预计规划产能为年产 10 万台移动机器人和 500 万套机器视觉产品。 2022 年 6 月,海康威视发布预案,拟将其控股子公司海康机器人整体变更为股 份有限公司后,分拆至创业板上市。
4.7.华睿科技(大华股份子公司):工业相机国产先行者,业务版图持续扩张
深耕机器视觉+AMR,竞争优势持续增强。华睿科技是大华股份旗下的机器视觉 子公司,专注于机器视觉与移动机器人,大范围的应用于物流、汽车、3C、锂电、光 伏和医药等行业。公司机器视觉产品包含工业相机、线扫相机、智能相机、智能 传感器、3D 工业相机和镜头等系列产品,主要用于读码识别、缺陷检测、测量 和定位;移动机器人产品包含潜伏、牵引、叉取和分拣等机器人,主要用于机器 视觉领域。公司继承了大华股份在安防监控领域深厚的 ISP 图像处理技术,始终 坚持技术创新,2021 年研发人员占比超过 60%,专业研发级技术团队 500 人 +,专利申请近 300 件。2021 年 9 月 28 日,大华股份发布公告称,拟分拆江 华睿科技至境内证券交易所上市。
整体来看,我国机器视觉行业数家有突出贡献的公司之间差距较小,有着各自的成熟业务、优势领域,且在行业新增蛋糕面前,又几乎站在了同一起跑线,你更看好哪一家公司的发展前景?欢迎在文末留言。