康耐视(寻找隐形冠军，「机器视觉」将成下一个市场风口？)

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康耐视(寻找隐形冠军，「机器视觉」将成下一个市场风口？)

寻找隐形冠军，「机器视觉」将成下一个市场风口？


一、 机器视觉行业市场综述


（一） 定义及分类


1. 定义


机器视觉是利用计算机、图像处理器以及其他相关设备来模拟人类视觉功能的技术，是人工智能的一个分支。机器视觉设备通过光学装置和非接触式的传感器，自动地接受和处理一个真实物体的图像，提取信息进行处理，使机器获得相关的视觉信息并加以理解，最终应用于各领域的实际检测和控制。


一个典型的机器视觉系统由光源、镜头、相机、图像采集卡、图像处理分析软件等构成。目前国内机器视觉技术主要用于提高产业的生产效率、控制生产过程中的产品质量、采集产品数据等。


图1 康耐视In-Sight二维机器视觉系统

资料来源：康耐视官网、高禾投资研究中心


2. 分类


按照维度可分为三类：单目机器视觉、双目机器视觉和多目机器视觉。


表1 机器视觉设备分类（按维度分）

资料来源：高禾投资研究中心


（二） 机器视觉行业发展历程


中国的机器视觉行业于20世纪九十年代末开始发展，发展历程可以划分为萌芽、发展和高速发展三个阶段。


1. 萌芽阶段（1999年至2004年）


1999-2004年，机器视觉概念开始在中国兴起，中国机器视觉行业进入萌芽阶段。通过代理海外产品，部分企业开始为中国用户提供机器视觉服务，引导国内客户了解图像采集传输过程，利用外国产品搭建简单的机器视觉初级应用系统，向客户提供直观的产品体验。在这一阶段，视觉技术的应用提高了生产的自动化水平，工业领域成为机器视觉技术第一批受益者。由此机器视觉技术的发展前景和价值引起关注，推动机器视觉行业进入发展阶段。


2. 发展阶段（2004年至2010年）


2004-2010年，中国机器视觉行业开始进行自主研发，进入发展阶段。伴随着机器视觉软硬件的自主研发，行业技术水平不断提升，机器视觉设备的应用场景也逐渐增多，应用范围不断扩大。由于国内市场需求较大，劳动力丰富，海外设备产线逐渐向国内转移。同时，海外从业人员归国，增加了人才储备，推动国内部分传统产业如农作物、钢铁等领域采用机器视觉提高产品质量和生产效率。


3. 高速发展阶段（2010年至今）


2010年至今，伴随市场和技术的不断发展，政策对于智能化产业的大力支持，中国机器视觉行业进入高速发展时期。该阶段，机器视觉行业进入发展的“黄金时期”。国内市场出现了各种核心器件研发厂商，业务产品覆盖相机、图像采集卡、光源、镜头和图像处理等软硬件。与此同时，视觉技术的应用不断加深，机器视觉行业的总产值和规模逐年上升。在快速发展的同时，也涌现出产品质量欠缺、通用性设计不足等问题。


（三） 机器视觉行业市场规模


由于消费电子、汽车、半导体等行业规模不断扩张，全球主要国家工业自动化水平稳步提升，全球机器视觉市场规模也呈快速增长趋势。据Markets and markets数据显示，2020年全球机器视觉市场规模约107亿美元，预计2025年达到147亿美元。


中国的机器视觉行业起步较晚，目前仍处于高速发展时期，市场空间较大。伴随国内不断推进制造业自动化转型升级，机器视觉行业的技术水平不断提高，应用领域逐渐广泛，行业市场规模也在不断扩大。据GGII数据显示，2014年我国机器视觉市场规模不到20亿元，2019年增长至为65.5亿元（不包含计算机视觉市场），同比增长21.8%，2014-2019年复合增长率28.36%。


“十三五”规划明确提出，全面支持制造业的技术创新，推动中国智能制造的发展，政策利好将推动中国机器视觉行业规模的持续增长。根据高禾投资研究中心预测，中国机器视觉行业的市场规模将于2023年达到155.4亿元。


图2 2014-2023（预测）中国机器视觉行业市场规模

资料来源：GGII、高禾投资研究中心


（四） 机器视觉行业产业链分析


机器视觉行业的产业链可以分为上游软硬件供应商、中游机器视觉设备整装及系统集成商和下游应用领域。


图3 机器视觉产业链示意图

资料来源：高禾投资研究中心


1. 上游分析


机器视觉行业上游包括光源、镜头、工业相机、图像采集卡等硬件供应商和图像处理软件等软件供应商。


由于硬件设施中都需要芯片技术和电路集成，因此上游硬件的核心是半导体器件。在行业发展初期，半导体器件更多依赖进口，海外品牌的市场占有率较高，但随着国内半导体技术的发展，国内品牌逐渐抢占市场份额，上游产品价格将会降低，利于机器视觉行业的发展。


软件则是机器视觉的核心，当软件完成采集图像的数据化分析后，机器视觉设备才能运行识别、检测等功能。在机器视觉行业总成本中，硬件采购占44.2%，软件开发占30.2%。


2. 中游分析


机器视觉行业的中游就是系统集成和整机装备供应商，主要参与者包括系统集成商、整装设备制造商、海外机器视觉品牌商和海外机器视觉品牌代理商。系统集成商主要面向设备制造商或最终用户提供硬件集成、软件服务等，可以根据用户的需求提供个性化服务。整装设备制造商为用户提供标准化产品和整机设备的生产制造。系统集成和设备制造是国内企业的发展着力点。中国机器视觉行业起步较晚，本土企业的技术水平和设备不能满足市场需求，因此海外产品占据国内市场较大份额，国内部分企业也选择成为海外机器视觉企业的代理商，通过代理海外产品获取收益。未来随着国内机器视觉技术水平的提高，本土企业会逐渐增加，对海外产品代理商的市场份额造成一定冲击。


3. 下游分析


机器视觉行业的下游是机器视觉设备和服务所应用的领域，包括电子制造、汽车生产、医药、印刷、视频封装检测等，电子制造是最主要的领域。由于技术进步和智能制造产业的政策利好不断释放，下游应用行业逐渐改变原有劳动密集型生产模式，降低能耗、提高工艺水平的需求不断提高，在能改造和工艺技术改造等方面的投入逐渐加大，这一趋势也将带动机器视觉产业的需求，推动行业发展。


二、 机器视觉行业驱动因素分析


（一） 产出效率提高的需要推动“机器换人”趋势


劳动力成本不断上升，加上产出效率提高的需求，机器换人是大势所趋。一方面，随着劳动力成本不断增加，企业的成本上升；另一方面，人工检测在精度、成本、检测效率等方面逐步落后于成熟的工业视觉技术后者实现对前者的替代是必然趋势，因此企业对“机器换人”的需求不断增加，给机器视觉行业带来较大增长空间。在精度检测方面，机器视觉凭借高分辨率的图像采集设备和计算机软件算法，实现高精度、高效率；在生产环境方面，机器视觉可以24小时无间断、重复工作，效果稳定，且能适应危险工作环境。


表2 机器视觉和人工视觉对比

资料来源：高禾投资研究中心


（二） 高端装备制造行业发展利好机器视觉行业


国内产业结构调整推动高端装备制造业发展，间接利好机器视觉行业。“十四五”期间，我国将继续深化产业结构调整升级，推进制造业的科技创新和智能制造水平，推动先进装备制造业和高新技术产业向自主研发制造转变，高端装备制造业行业将逐渐走向信息化、专业户和服务化。伴随产业不断升级，企业生产方式趋于智能化。高端装备制造业对于精准度的严格要求，需要机器视觉技术的支持，因此产业结构结构升级和制造业智能化将为机器视觉行业带来广阔的市场空间。


（三） 下游行业的快速发展推动机器视觉行业发展


下游应用领域对提高产出效率的需求不断增加，推动机器视觉技术需求保持快速增长。受益于中国经济快速稳定的发展，城镇化进程加速，我国居民生活水平逐步提升，对汽车、消费类电子产品的需求保持较快增长。机器视觉本质上是提升生产自动化、智能化水平，实现机器对人的替代，提高产出效率。所以下游应用行业市场规模的扩大，对制造精度要求的提高，将很大程度上带动对机器视觉产品的需求，从而拉动机器视觉行业发展。此外，伴随技术发展，机器视觉产品的应用范围和领域会不断扩大，下游需求的旺盛将促进机器视觉行业保持快速增长。


三、 机器视觉行业制约因素分析


（一） 国产品牌核心自主研发能力较弱，市场占有率低


国内机器视觉企业的核心零部件多来自进口，缺少自主研发能力。对于机器视觉厂商而言，底层核心软硬件的开发需要投入大量的研发资源和成本。短期内，对企业的经营会造成不利影响，长期将帮助企业抢占市场先机。但核心软硬件具有较高的技术壁垒，海外机器视觉制造商仍占据行业市场主导地位，我国机器视觉厂商多集中在价值含量较低的系统集成和设备组装环节，向上游核心零部件领域拓展的能力不高，相关产品的市场占有率不高，无法实现较高的资本回报率，一定程度上阻碍行业的发展。


（二） 复合型人才缺失影响行业整体科研能力和业务水平


目前机器视觉行业的人才环境较差，一定程度上制约行业发展。机器视觉行业属于重点发展的高新技术密集型产业，对精通制造业、自动化行业的复合型人才需求较高。不仅要求产品研发的技术人员拥有客户所处细分行业强大的知识储备，还要求其基于客户的个性化需求做出灵活变动，为客户提供整体解决方案。此外，在产品服务上，也需要从业者具有较高的服务水平和专业素养。人才是科技企业的核心竞争力，人才缺失将会制约机器视觉行业发展。


四、 机器视觉行业相关政策分析


近年来，随着高端装备制造业在国民经济中的地位日益凸显，我国政府对高端装备制造业的重视程度加深，而高端装备制造业是机器视觉技术的主要应用领域，因此机器视觉行业也将受惠于高端装备制造业的利好政策。


表3 机器视觉行业相关政策

资料来源：高禾投资研究中心


各地政府也积极响应，相继出台推动机器视觉行业发展的区域性利好政策。


表4 中国机器视觉行业区域性政策

资料来源：高禾投资研究中心


五、 机器视觉行业发展趋势分析


（一） 国有品牌逐渐壮大，掀起国产化热潮


随着国家政策的支持和本土企业技术水平的提升，行业内将掀起国产热潮。目前，国际机器视觉市场的高端市场主要被美、日、德品牌占据，美国康耐视、日本基恩士是全球机器视觉行业的两大巨头，国内机器视觉行业的中高端市场也被这些国际巨头占据，行业内的国产化率低。但本土企业经过近些年的发展奋起直追，逐步突破光源、工业相机的零部件的技术壁垒，把握国产替代的潮流，通过高性价比抢占市场份额。伴随技术的累积和迭代，长远来看，国内企业在镜头等具有高技术壁垒的零部件领域也有望取得一席之地。对着国产品牌在机器视觉领域深耕，国外品牌的光环将不复存在，本土企业面临实现进口替代的巨大良机。


（二） 3D视觉技术越来越受欢迎


随着工业控制对精确度和自动化的要求越来越高，3D机器视觉将会越来越受欢迎。对于工作在自动化生产线上的机器人来说，完成最多的一类动作就是“抓取-放置”动作，为完成这类动作，必须获取被操作目标定位信息。为了使机器人胜任更复杂的工作，更多的感知环境的变化，对机器人抓取目标的三维位置信息、识别三维形态的需求变大。单目视觉技术无法获得物体的空间坐标信息，所以不支持三维形状的测量。而双目视觉技术则可以建立关于被测物体的三维坐标，更能满足工业领域的生产和产出效率需要。因此，更多机械手臂会优先考虑双目或者多目视觉，3D视觉技术的落地速度逐步加快。


（三） 垂直一体化发展，布局核心零部件


机器视觉方案提供商向上游延伸，扩展业务布局，实现垂直一体化发展。在机器视觉产业链中，最具价值的核心节点是上游的中高端市场。目前占据全球机器视觉行业龙头位置的康耐视，业务贯穿核心器件及终端集成，从上游的传感器、视觉软件到中游集成，积极渗透产业链各环节，牢牢占据市场份额。借鉴海外品牌发展经验，国内系统集成商如天准科技、矩子科技正通过向上糅合光源、镜头、相机、图像处理分析软件等核心零部件，实现纵向扩张，掌握机器视觉产业链的核心价值。因此，垂直一体化布局将成为行业内企业扩张产业链，抢占市场份额的首选发展路径。


六、 机器视觉行业竞争格局分析


（一） 市场竞争格局概述


随着全球制造中心向中国转移，中国机器视觉市场正在成为国际机器视觉厂商的目标市场。全球范围来看，欧洲市场份额最大，包括中国在内的亚太市场是全球第三大区域市场。


图4 全球机器视觉行业区域竞争格局

资料来源：前瞻产业研究院、高禾投资研究中心


目前，我国机器视觉行业的主要参与者是包括海外机器视觉品牌商和中国本土机器视觉厂商。据中国机器视觉产业联盟统计，中国机器视觉行业内的海外企业和中国本土企业都已超过200家，产品代理商超过300家，机器视觉系统集成商超过70家。但海外品牌仍占据行业主导地位。其中，海外龙头企业有美国康耐视、日本基恩士等 ，本土企业则以奥普特、天准科技、矩子科技等为代表。


图5 2019年中国工业机器视觉行业市场品牌占比情况（%）

资料来源：前瞻产业研究院、高禾投资研究中心


国内机器视觉企业以中小企业为主，销售额在1亿以上的仅占16.5%。


图6 中国机器视觉行业企业分布（按销售额，单位：%）

资料来源：中国机器视觉产业联盟、高禾投资研究中心


在销售额超1亿元的本土企业中，奥普特、天准科技、矩子科技占据行业近40%市场份额。


图7 2020前三季度国内本土品牌市场份额

资料来源：中国机器视觉产业联盟、高禾投资研究中心


（二） 核心企业分析


1. 康耐视科技（CGNX.NASDAQ）


1) 公司概况


作为全球领先的机器视觉公司，Cognex Corporation（以下简称“康耐视科技”）自从 1981 年成立以来，已经销售 90多万套基于视觉的产品，累计利润超过35亿美元。康耐视的模块化视觉系统部门，总部位于美国马萨诸塞州的Natick郡，专攻用于多个离散项目制造自动化和确保质量的机器视觉系统。公司设计、研发、生产和销售各种集成复杂的机器视觉技术的产品，即有“视觉”的产品，能够在产品生产和配送过程中引导、测量、检测、识别产品并确保其质量。


康耐视在纳斯达克股票市场上以代号 CGNX 公开交易。截止2021年5月8日，公司总市值达137亿美元，折合人民币890.5亿人民币。


资料来源：公司官网、高禾投资研究中心


2) 主要产品


公司产品包括广泛应用于全世界的工厂、仓库及配送中心的条码读码器、机器视觉传感器和机器视觉系统。


图8 康耐视主要产品一览

资料来源：公司官网、高禾投资研究中心


3) 业绩表现


最近三个年度业绩，2018年、2019年和2020年营业收入分别为8.06亿美元、7.26亿美元和8.11亿元美元，同比增长分别为5.25%、-10.01%和11.77%；净利润分别为2.19亿美元、2.04亿美元和1.76亿美元，同比增长分别为24.08%、-7.02%和-13.58%。


2. 奥普特（688686.SH）


1) 公司概况


广东奥普特科技股份有限公司(以下简称“奥普特”)定位于自动化核心零部件供应商。自2006年3月24日创立以来,一直快速稳步发展,现已成为机器视觉应用技术领先者。OPT的产品和解决方案应用于20多个国家和地区,全球范围设立30多个服务网点,服务于15000余家客户。在委托OPT设计开发的客户中,有众多世界500强企业以及全球知名的设备制造商。OPT已经成为全球客户信赖的合作伙伴。


2020年12月31日成功于科创板上市，截止2021年5月7日，总市值281.97亿元。


资料来源：公司官网、高禾投资研究中心


2) 核心产品


公司核心产品包括：视觉系统、光源、镜头、工业相机等。


其中，视觉系统产品：SciVision视觉软件开发包、SciSmart智能视觉软件、视觉控制器硬件；


光源产品：38大系列、近1000款标准化产品，同时拥有30000多个定制设计案例经验， 具备最快在3个工作日内定制光源的快速响应能力；


镜头产品：2900万级/1000万级/500万级/200万级/Cobra系列定焦镜头、变倍镜头、 高精度线扫镜头和高分辨率远心镜头等；


图9 奥普特产品一览

资料来源：公司官网、高禾投资研究中心


3) 业绩表现


最近三年度业绩，2018年、2019年和2020年营业收入分别为4.22亿元、5.25亿元和6.42亿元，同比增长分别为39.05%、24.28%和22.46%；净利润分别为1.37亿元、2.06亿元和2.44亿元，同比增长分别为80.48%、50.90%和18.27%。


3. 天准科技（688003.SH）


1) 公司概况


天准科技股份有限公司（以下简称“天准科技”）成立于2005年，总部位于中国苏州。天准科技以科技创新为公司发展的原动力，以机器视觉为核心技术，紧密围绕工业企业客户的需求，通过持续高强度的科技创新，为客户提供领先的工业智能装备产品。天准凝聚了海内外数百名研发精英，在机器视觉算法、工业数据平台、先进视觉传感器、精密驱控技术等科技前沿领域不断投入研发，构筑和强化技术壁垒。公司拥有自主知识产权，累计申请了270余项专利，制定了5项国家与行业标准及规范。


2019年7月22日，天准科技在科创板正式挂牌上市，股票代码：688003。截止2021年5月7日，天准科技总市值达55.21亿元。


资料来源：公司官网、高禾投资研究中心


2) 核心产品


天准科技主要产品为工业视觉装备，包括精密测量仪器、智能检测装备、智能制造系统、无人物流车等，产品功能涵盖尺寸与缺陷检测、自动化生产装配、智能仓储物流等工业领域多个环节。


图10 天准科技智能检测装备产品

资料来源：公司官网、高禾投资研究中心


3) 业绩表现


最近三年度业绩，2018年、2019年和2020年营业收入分别为5.08亿元、5.41亿元和9.64亿元，同比增长分别为59.24%、6.45%和78.19%；净利润分别为9447.33万元、8317.86万元和1.07亿元，同比增长分别为83.16%、-11.96%和29.10%。


4. 矩子科技（300802.SZ）


1) 公司概况


上海矩子科技股份有限公司主营业务为智能设备及组件的研发、生产和销售,主要产品包括机器视觉设备、控制线缆组件、控制单元及设备。产品主要应用于电子信息制造、工业控制、金融电子、新能源、食品与包装、汽车等多个国民经济重要领域。近年来,在“中国制造2025”的强国战略下,顺应信息化与工业化深度融合、产业转型升级的趋势,受益于人工智能、智能制造的持续快速推进,公司取得了稳步、持续发展。公司通过长期自主研发与技术创新,不断提高产品的技术先进性、性能稳定性、质量可靠性,大力投入、精心培育公司的国产自主品牌。目前,公司产品已经可以与部分国外知名品牌产品竞争,成功实现进口替代。


2019年11月14日，在深交所上市，截止2021年5月7日，公司市值为53.33亿元。


资料来源：公司官网、高禾投资研究中心


2) 主要产品


矩子科技的产品分为三个模块：机器视觉设备、控制线缆组件、控制单元及设备，其中机器视觉设备分为自动检测AOI设备和机器视觉生产设备镭雕机。


图11 矩子科技AOI设备

资料来源：公司官网、高禾投资研究中心


3) 业绩表现


最近三年度业绩，2018年、2019年和2020年营业收入分别为3.53亿元、4.6亿元、4.82亿元，同比增长分别为30.36%、-8.07%和13.94%；净利润分别为9915.52万元、8644.86万元和8916.47万元，同比增长分别为47.16%、-12.81%和3.14%。


参考文献

[1]王则烨.2019年中国机器视觉行业研究报告.头豹研究院.2020-10-28

[2]缪欣君，沈海兵.计算机机器视觉：5G工业的“眼睛”.天风证券.2020-12-10

[3]2019年中国机器视觉行业竞争格局及发展趋势分析.前瞻产业研究院.2020-01-01

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