▍導語

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(xiàn)了制造業(yè)智能化、數(shù)字化和網絡化的發(fā)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(yè)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(yè)，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(yè)生產領域實現(xiàn)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(yè)相機與工業(yè)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(tǒng)的亮度、顏色以及尺寸等信息轉化為數(shù)字信號，機器視覺系統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)、動作、方法和專業(yè)知識的一門系統(tǒng)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(xiàn)有技術，并將其應用于解決現(xiàn)實世界中的問題。

機器視覺的崛起源于工業(yè)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(fā)展主要集中于北美、歐洲和日本等發(fā)達地區(qū)。隨著全球制造業(yè)向中國轉移，中國機器視覺產業(yè)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(shù)十家機器視覺核心器件的國內研發(fā)制造廠商陸續(xù)涌現(xiàn)，中國正成為世界機器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一。隨著智能制造技術不斷發(fā)展，中國機器視覺產業(yè)也將迎來新的爆發(fā)，相關技術與產業(yè)鏈的完善性正在不斷強化，部分地區(qū)已開始重點布局機器視覺全產業(yè)鏈。

圖1：機器視覺系統(tǒng)概念圖（來源：機器視覺簡述）

▍我國機器視覺市場規(guī)模

我國機器視覺產業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長。

2021年，物流倉儲、新能源行業(yè)的蓬勃發(fā)展拉動了相關企業(yè)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(yè)研究所（GGII）數(shù)據顯示，2021年中國機器視覺市場規(guī)模138.16億元（該數(shù)據未包含自動化集成設備規(guī)模），同比增長46.79%。

其中，2D視覺市場規(guī)模約為126.65億元，3D視覺市場約為11.51億元；傳統(tǒng)工業(yè)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(guī)模將達到349億元，其中，2D視覺市場規(guī)模將超過291億元，3D視覺市場規(guī)模將超過57億元。

圖2：中國機器視覺市場規(guī)模

▍機器視覺產業(yè)鏈全景

機器視覺行業(yè)產業(yè)鏈中，上游硬件部分包括光源設備、工業(yè)鏡頭、工業(yè)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(yè)視覺設備廠商與系統(tǒng)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(yè)機器人等行業(yè)。下圖是機器視覺產業(yè)鏈全景圖，包括了各環(huán)節(jié)主要產品及國內外廠商代表。

圖3：中國機器視覺產業(yè)鏈全景圖

工業(yè)機器視覺產業(yè)鏈上游

包括光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機、圖像采集卡、圖像處理器、軟件以及算法平臺，其中工業(yè)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(yè)視覺產品總成本的80%。

機器視覺產業(yè)鏈中游是產業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)

包括機器視覺設備廠商、系統(tǒng)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(fā)和外部協(xié)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(yè)鏈下游市場主要為各種應用行業(yè)

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

根據頭豹研究院相關數(shù)據，截至2021年，機器視覺下游制造業(yè)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(yè)，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(yè)降本增效并減少產品制造過程中的錯誤，其在制造業(yè)中的應用將持續(xù)加深。而機器視覺在非制造業(yè)的應用中占比較大的為安防監(jiān)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(yè)鏈“鏈主”現(xiàn)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(fā)達國家在機器視覺技術與產業(yè)的發(fā)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(yè)發(fā)展較晚，且早期發(fā)展階段以代理模式為主，但隨著中國本土機器視覺企業(yè)數(shù)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(yōu)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(yè)有望進一步提升國產化率。

中國機器視覺技術在工業(yè)領域應用較多，因此產業(yè)分布與中國制造業(yè)發(fā)達地區(qū)的地理位置聯(lián)系較緊密，在廣東省、江浙滬等地區(qū)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(qū)以及北京市具備較發(fā)達的金融協(xié)同環(huán)境與創(chuàng)業(yè)土壤，屬于中國人才主流輸入地區(qū)，因此這些地區(qū)誕生了多個中國機器視覺產業(yè)鏈上中游龍頭企業(yè)。

機器視覺產業(yè)鏈重點企業(yè)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(tǒng)集成商較多。中國中部、西部與北部地區(qū)的機器視覺企業(yè)較少，仍處于發(fā)展中階段。

圖4：我國機器視覺產業(yè)鏈代表區(qū)域分布圖（來源：《中國機器視覺產業(yè)發(fā)展白皮書》）