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445得益于AI和3D技術(shù)，工業(yè)視覺(jué)已具備快速成長(zhǎng)要素，2018年規(guī)模100億+，預(yù)計(jì)將有更多工業(yè)場(chǎng)景被開(kāi)拓。以下為華興資本AI行研報(bào)告的具體內(nèi)容。
寫在前面：計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一門研究“教”機(jī)器“看”的學(xué)科，讓機(jī)器代替人眼來(lái)作各種測(cè)量和判斷，包括定位、識(shí)別、測(cè)量、檢驗(yàn)等。除此之外，計(jì)算機(jī)視覺(jué)還可做圖形處理，產(chǎn)生更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測(cè)的圖像。
報(bào)告全文：
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，工業(yè)視覺(jué)（機(jī)器視覺(jué)）就是利用機(jī)器代替人眼來(lái)作各種測(cè)量和判斷，比如定位、識(shí)別、測(cè)量和檢驗(yàn)等。
工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)的高速和穩(wěn)定性是人所望塵莫及的。例如在高流量物流分發(fā)中心內(nèi)掃描包裹，機(jī)器系統(tǒng)處理的效率要遠(yuǎn)超人工。
而對(duì)于像在“不接觸物體的情況下進(jìn)行高精度測(cè)量”這種人無(wú)法完成的高難度工作中，工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)可以輕松解決。
1. 行業(yè)趨勢(shì)：中國(guó)自動(dòng)化潛力巨大
在工業(yè)視覺(jué)最大的應(yīng)用行業(yè)消費(fèi)電子和汽車制造中，一條生產(chǎn)線需要的視覺(jué)系統(tǒng)數(shù)量可能高達(dá)十幾套。在這兩個(gè)重點(diǎn)行業(yè)中，中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人密度對(duì)比美國(guó)、日本、韓國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距。
2.經(jīng)濟(jì)效益：人力成本上漲，工業(yè)視覺(jué)效益凸顯
一般來(lái)說(shuō)，如果設(shè)備的回本周期在12個(gè)月以內(nèi)，對(duì)工廠有較高吸引力。以食品包裝檢測(cè)為例，工廠安裝工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)的回本周期普遍在2-8個(gè)月，具有明顯的經(jīng)濟(jì)性。未來(lái)隨著用工成本的不斷增加，以及工業(yè)視覺(jué)零部件國(guó)產(chǎn)化使得設(shè)備價(jià)格的不斷降低，工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性將更加顯著。
3.勞動(dòng)力需求：服務(wù)業(yè)吸引力漸增，工業(yè)勞動(dòng)力緊缺
2015年，美團(tuán)外賣騎手人數(shù)僅為1.5萬(wàn)人，但到了2018年第四季度，日均活躍騎手人數(shù)已接近60萬(wàn)人，而餓了么旗下蜂鳥(niǎo)騎手的注冊(cè)人數(shù)早已突破300萬(wàn)人。
80、90后為美團(tuán)騎手群體的中堅(jiān)力量，占比高達(dá)82%。值得注意的是，31%的騎手的上一份工作是產(chǎn)業(yè)工人。而離開(kāi)的原因普遍是工作時(shí)間不靈活、收入低。而外賣騎手這一崗位對(duì)他們最大的吸引力就是多勞多得（一般6-8千），其次是工作時(shí)間自由。
4.底層技術(shù)推動(dòng)：人工智能掀起行業(yè)變革旋風(fēng)
首先，傳統(tǒng)工業(yè)視覺(jué)在很多復(fù)雜的環(huán)境下無(wú)能為力。而人工智能尤其是深度學(xué)習(xí)的出現(xiàn)，在很多方面（如字符識(shí)別能力）給工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)帶來(lái)了大幅度提升。
其次，深度學(xué)習(xí)視覺(jué)系統(tǒng)則大大解放了程序員生產(chǎn)力。
一些傳統(tǒng)的工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的編程難度超乎想象。傳統(tǒng)的工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)依賴于rule-based algorithm，即由程序員手動(dòng)編寫缺陷特征。當(dāng)缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)越來(lái)越龐大時(shí)，算法將變得高度復(fù)雜。
但在有“已知合格元件”圖像集的情況下，深度學(xué)習(xí)視覺(jué)系統(tǒng)只需 10-30 分鐘的學(xué)習(xí)時(shí)間即可開(kāi)工檢測(cè)，無(wú)需任何特定的軟件開(kāi)發(fā)和缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)建立。
此外，令人振奮的是，人工智能引領(lǐng)的新技術(shù)不僅能解決工業(yè)視覺(jué)已有應(yīng)用行業(yè)未解決的問(wèn)題，也為我們開(kāi)拓了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。
未來(lái)，傳統(tǒng)算法和AI將互相配合，使工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)達(dá)到更優(yōu)效果。
5. 3D工業(yè)視覺(jué)技術(shù)進(jìn)步：潛在應(yīng)用增多
在2D的視覺(jué)系統(tǒng)中，攝像頭先拍到一個(gè)平面的照片，然后通過(guò)圖像分析來(lái)識(shí)別物體平面上的特征。2D視覺(jué)不支持與形狀相關(guān)的測(cè)量，如物體平面度、表面角度、體積等，對(duì)被測(cè)物體的移動(dòng)十分敏感等，測(cè)量精度也易受變量照明條件的影響。
3D視覺(jué)系統(tǒng)通常由多臺(tái)不同位置的相機(jī)組成，可以測(cè)量與形狀相關(guān)的特征，使用范圍更廣（例如工業(yè)機(jī)器人）。
目前，工業(yè)視覺(jué)行業(yè)在百億規(guī)模，但未來(lái)增長(zhǎng)潛力巨大——眼下中國(guó)制造業(yè)從業(yè)人數(shù)為1億人，按質(zhì)檢員工占比10%-20%、每位質(zhì)檢員工年薪4萬(wàn)元、工業(yè)視覺(jué)在長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來(lái)能代替10%-20%的質(zhì)檢人員計(jì)算，潛在的市場(chǎng)規(guī)模可能是千億級(jí)別的。
工業(yè)視覺(jué)產(chǎn)業(yè)鏈包括光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、軟件、設(shè)備制造商/代理商/系統(tǒng)集成商等。我們認(rèn)為，其中軟件算法和設(shè)備集成變革機(jī)會(huì)最大，值得關(guān)注。
不過(guò)需要注意的是，只能單純提供AI算法軟件并不能滿足客戶需求。因此，具有AI技術(shù)并能提供整套解決方案的工業(yè)視覺(jué)企業(yè)將受到追捧，關(guān)鍵能力包括AI技術(shù)水平、行業(yè)理解、客戶資源、提供整體解決方案的能力。
軟件算法
(1) 決定了系統(tǒng)最終價(jià)值，是整個(gè)系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)
軟件算法是工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)的“大腦”，決定了工業(yè)視覺(jué)的準(zhǔn)確率和價(jià)值，是整個(gè)系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，獲利空間較大。過(guò)去由于盜版問(wèn)題的存在，因此國(guó)內(nèi)廠商自行開(kāi)發(fā)較少（目前版權(quán)保護(hù)有所好轉(zhuǎn)）。國(guó)外MVTech開(kāi)發(fā)的Halcon和Cognex開(kāi)發(fā)的Vision Pro是當(dāng)下最常用的視覺(jué)開(kāi)發(fā)包。國(guó)內(nèi)創(chuàng)科視覺(jué)的CK Vision相對(duì)前面幾個(gè)工具包來(lái)說(shuō)價(jià)格優(yōu)勢(shì)比較明顯，在國(guó)內(nèi)用量很大。
(2)深度學(xué)習(xí)的出現(xiàn)給了AI創(chuàng)企進(jìn)入行業(yè)的機(jī)會(huì)
工業(yè)視覺(jué)從當(dāng)前的應(yīng)用場(chǎng)景領(lǐng)域拓展到新的場(chǎng)景時(shí)需要克服2個(gè)“關(guān)卡”：技術(shù)關(guān)和經(jīng)濟(jì)性關(guān)。深度學(xué)習(xí)的出現(xiàn)使得技術(shù)關(guān)的通過(guò)變得更加容易。一方面，深度學(xué)習(xí)可以幫助視覺(jué)系統(tǒng)完成更加復(fù)雜的任務(wù)。另一方面，使用深度學(xué)習(xí)模型后，工作人員無(wú)需建立復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件開(kāi)發(fā)。
康耐視、MVTec打磨了幾十年的rule-based軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)AI-based工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能。一些AI初創(chuàng)企業(yè)如創(chuàng)新奇智、阿丘科技、精銳視覺(jué)找準(zhǔn)市場(chǎng)，發(fā)揮自己的技術(shù)特長(zhǎng)獲得了快速的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)。
(3)頭部公司尾大不掉，是AI創(chuàng)企的機(jī)會(huì)
工業(yè)領(lǐng)域單純提供AI算法并不能滿足客戶需求。例如OCR應(yīng)用如果不為用戶提供定制化開(kāi)發(fā)，深度學(xué)習(xí)算法準(zhǔn)確率只有80%-90%。在此基礎(chǔ)上加上制定化軟件開(kāi)發(fā)，識(shí)別率可以接近100%?？的鸵曤m然有AI軟件平臺(tái)，但是不為大陸客戶提供定制化開(kāi)發(fā)，為AI創(chuàng)企留足了機(jī)會(huì)。
整機(jī)/代理/系統(tǒng)集成商
一般集成商會(huì)根據(jù)客戶的具體要求選擇最合適的機(jī)型和零部件，按實(shí)際需要解決的問(wèn)題進(jìn)行軟件二次開(kāi)發(fā)，最終為客戶提供整套的解決方案。國(guó)內(nèi)目前有集成業(yè)務(wù)的公司超過(guò)100家，其中上規(guī)模的公司并不多。
不過(guò)對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)，整套解決方案并不等于單純的軟件平臺(tái)。他們需要的方案里還要解決如何打光、如何提高成像質(zhì)量、如何設(shè)計(jì)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)等項(xiàng)目落地的實(shí)際問(wèn)題。軟件供應(yīng)商同時(shí)需要有集成能力才能獲得客戶的認(rèn)可，并將自己的產(chǎn)品落地。同理，設(shè)備供應(yīng)商也需要具備軟件開(kāi)發(fā)能力（例如集成商天準(zhǔn)科技目前大力開(kāi)發(fā)軟件）。
1. 案例學(xué)習(xí)：康耐視（COGNEX）
美國(guó)康耐視成立于1981年，是為制造自動(dòng)化領(lǐng)域提供視覺(jué)系統(tǒng)、視覺(jué)軟件、視覺(jué)傳感器和工業(yè)讀碼器的全球領(lǐng)先廠商，總部位于美國(guó)。康耐視自主掌握核心的圖像處理軟件以及傳感器，主要產(chǎn)品線包括條碼讀取器、2D工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)、3D工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)以及圖像處理軟件。
2018年，康耐視實(shí)現(xiàn)營(yíng)收8.06億美元，凈利潤(rùn)2.19億美元。2013-2018年的五年間，公司收入年化符合增長(zhǎng)率21%，凈利潤(rùn)復(fù)合增長(zhǎng)率為24%。
在生產(chǎn)過(guò)程中公司主要采用輕資產(chǎn)模式，雖然為客戶提供交鑰匙工程，但公司產(chǎn)品的大部分零部件的購(gòu)買、組裝以及初測(cè)都是交由第三方代工廠（多數(shù)位于印度尼西亞）完成，公司只負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈體系進(jìn)行管理（例如提供可選的零部件生產(chǎn)廠商名單）。在產(chǎn)品完成初測(cè)后，會(huì)被拉回到公司位于馬塞諸塞州的工廠（供應(yīng)美國(guó)國(guó)內(nèi)）或位于愛(ài)爾蘭的工廠（供應(yīng)海外）安裝軟件及進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，最后發(fā)貨。
在銷售方面公司主要在大批量（重點(diǎn)做大客戶）、高標(biāo)準(zhǔn)化（比如汽車）的行業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)布局，盡量避免做一些小的非標(biāo)集成或應(yīng)用。
公司形成了幾個(gè)很深的護(hù)城河：(1) 強(qiáng)大的軟件算法實(shí)力 (公司的Vision Pro軟件是行業(yè)最常用的平臺(tái)之一) ，能夠支撐公司不斷推出適用于市場(chǎng)的先進(jìn)產(chǎn)品、支撐公司不斷進(jìn)入新的下游領(lǐng)域 (例如之前提到的物流行業(yè))；(2)完善的產(chǎn)品線；(3) 對(duì)行業(yè)技術(shù)的引領(lǐng) (例如近年公司在深度學(xué)習(xí)和3D領(lǐng)域的不斷研發(fā)和并購(gòu)) 。
并購(gòu)是康耐視不斷做大并成為全球性公司的重要手段，并購(gòu)主要在四個(gè)方向：(1)擴(kuò)大產(chǎn)品線；(2)獲取最先進(jìn)的技術(shù)；(3)擴(kuò)大客戶群或進(jìn)入新領(lǐng)域；(4)拓展經(jīng)銷商網(wǎng)絡(luò)。2015-2017年，公司一共完成了7項(xiàng)小并購(gòu)，其中就包括2300萬(wàn)美元收購(gòu)深度學(xué)習(xí)公司VidiSystems并推出相關(guān)系列產(chǎn)品。公司目前仍舊處于0債務(wù)經(jīng)營(yíng)的狀態(tài)。
2. 案例學(xué)習(xí)：基恩士（KEYENCE）
基恩士是成立于日本大阪的宜家工業(yè)視覺(jué)廠商，是傳感器和測(cè)量?jī)x器的主要供應(yīng)商?；魇刻峁┑漠a(chǎn)品包括傳感器、測(cè)量?jī)x/測(cè)量傳感器、測(cè)量系統(tǒng)、安全保護(hù)器、流量/液位傳感器/壓力傳感器/記錄儀、靜電消除器、視覺(jué)系統(tǒng)/圖像傳感器/條碼讀取、控制系統(tǒng) (PLC、HMI、電機(jī)等) 、激光打標(biāo)機(jī)/激光雕刻機(jī)/噴碼機(jī)/噴墨打標(biāo)機(jī)、顯微鏡/3D顯微系統(tǒng)、手持終端。
2018 年，康耐視實(shí)現(xiàn)營(yíng)收49.5 億美元，凈利潤(rùn) 19.8 億美元。2013-2018 年的五年間，公司收入年化符合增長(zhǎng)率 17%，凈利潤(rùn)復(fù)合增長(zhǎng)率為 23%。
