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機(jī)器視覺行業(yè)的發(fā)展動力分析
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 埃科光電    2023-07-12

（1）人口老齡化加劇，勞動力成本上升

目前，我國人口結(jié)構(gòu)正在發(fā)生較大變化，60 歲以上老人所占人數(shù)比例逐漸提升，人口老齡化問題日益突出。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2022 年我國 60 歲及以上人口為 28,004 萬人，占 19.8%（其中，65 歲及以上人口為 20,978 萬人，占 14.9%，我國正式跨入中度老齡社會的行列）。2011 年-2022 年期間，60 歲及以上人口的比重由 13.7%上升至 19.8%，上升了 6.1%。

從制造業(yè)角度來看，老齡化趨勢不利于勞動力密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展，人口老齡化使得我國制造業(yè)的勞動力供需愈發(fā)的緊張，勞動力成本優(yōu)勢不再，用工成本不斷提高。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2022 年我國城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員年平均工資上漲至11.40 萬元，比 2021 年增加 0.72 萬元，增長了 6.7%。

此外，勞動力的愈發(fā)短缺、勞動力成本的不斷提升，將進(jìn)一步促使傳統(tǒng)的勞動密集型產(chǎn)業(yè)尋求轉(zhuǎn)變，利用機(jī)器視覺行業(yè)可有效解決這一問題。特別是在需要重復(fù)性、繁重性生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中，機(jī)器視覺系統(tǒng)的效用發(fā)揮的淋漓盡致。機(jī)器視覺的穩(wěn)定性、客觀性、精確性在制造業(yè)中對人眼形成了很好替代，同時完善了制造業(yè)的工藝環(huán)節(jié)，推動制造業(yè)向高端化、智能化、自動化方向發(fā)展。

（2）技術(shù)升級驅(qū)動

一方面，由于人力成本不斷攀升、年輕勞動力流失等問題日漸凸顯，大量制造業(yè)企業(yè)開始逐步引入自動化設(shè)備替代人工。近兩年，企業(yè)綜合成本不斷上升，對“機(jī)器換人”的需求更加迫切，在一定程度上倒逼企業(yè)加速自動化、智能化的革新升級；另一方面，機(jī)器視覺技術(shù)是實現(xiàn)智能制造的重要技術(shù)之一，可實現(xiàn)工業(yè)自動化現(xiàn)場的產(chǎn)品缺陷檢測、機(jī)器視覺引導(dǎo)定位等，為工業(yè)機(jī)器人代替人力起著重要且決定性的作用。

尤其在一些不適合于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合，用機(jī)器視覺來替代人工視覺已成為解決問題的重要方式，同時在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺產(chǎn)品解決問題、難題、行業(yè)痛點的能力進(jìn)一步加強(qiáng)。因此，技術(shù)升級是機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力之一。

（3）受益于快速增長的智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2021 年 12 月，工信部、發(fā)改委等八部門發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》提到“深入實施智能制造工程，著力提升創(chuàng)新能力、供給能力、支撐能力和應(yīng)用水平，加快構(gòu)建智能制造發(fā)展生態(tài)，持續(xù)推進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化變革，構(gòu)建虛實融合、知識驅(qū)動、動態(tài)優(yōu)化、安全高效、綠色低碳的智能制造系統(tǒng)。

到 2025 年，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)大部分實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，重點行業(yè)骨干企業(yè)初步應(yīng)用智能化；到 2035 年，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，重點行業(yè)骨干企業(yè)基本實現(xiàn)智能化。”因此，鼓勵并支持傳統(tǒng)制造業(yè)智能升級，形成以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征的新型智能制造行業(yè)已成為推動我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新基礎(chǔ)。

從機(jī)器視覺來看，機(jī)器視覺產(chǎn)品需求與制造業(yè)的規(guī)模及智能程度發(fā)展水平密切相關(guān)。機(jī)器視覺是實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的必要手段，相當(dāng)于人類視覺在機(jī)器上的延伸。它具備高度自動化、高效率、高精度和適應(yīng)較差環(huán)境等優(yōu)點，具有四大優(yōu)勢。

第一，智能識別，能夠從大量信息中找到關(guān)鍵特征，識別準(zhǔn)確度和可靠度極高；

第二，智能測量，測量是工業(yè)制造的基礎(chǔ)，要求測量的標(biāo)準(zhǔn)與細(xì)節(jié)精度較為嚴(yán)格；

第三，智能檢測，在測量的基礎(chǔ)上，能夠綜合分析判斷多樣化的信息及指標(biāo)，做出基于復(fù)雜邏輯的智能化判斷；

第四，智能互聯(lián)，圖像的海量數(shù)據(jù)在多節(jié)點采集互聯(lián)，同時將人員、設(shè)備、生產(chǎn)物資、環(huán)境、工藝等數(shù)據(jù)相互聯(lián)系，進(jìn)而衍生出深度學(xué)習(xí)、智能優(yōu)化、智能預(yù)測等創(chuàng)新能力。因此，在智能制造過程中，機(jī)器視覺主要用計算機(jī)來模擬人的視覺功能，把客觀事物的圖像信息提取、處理并理解，最終用于實際檢測、測量和控制。

隨著制造業(yè)智能發(fā)展的快速增長，市場對于機(jī)器視覺的需求也將逐漸增多。相應(yīng)的，機(jī)器視覺行業(yè)規(guī)模將受益于快速增長的智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而進(jìn)一步增長。根據(jù)賽迪、中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2020 年我國智能制造裝備產(chǎn)值規(guī)模達(dá) 2.09 萬億元。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2022 年我國智能制造裝備產(chǎn)值規(guī)模將達(dá) 2.68 萬億元。

（4）機(jī)器視覺的性能優(yōu)勢驅(qū)動

如下表所示，相較于人類視覺，機(jī)器視覺在效率、速度、精度、可靠性、工作時間、信息集成能力、成本投入、工作環(huán)境、灰度分辨力、空間分辨力及感光范圍方面優(yōu)勢明顯。具體來說，一方面，機(jī)器視覺能夠在危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的情境下工作。同時，在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度；另一方面，機(jī)器視覺易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)計算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)之一。

機(jī)器視覺設(shè)備可以在比較快的生產(chǎn)線上對產(chǎn)品進(jìn)行測量、引導(dǎo)、檢測和識別，并能保質(zhì)保量的完成生產(chǎn)任務(wù)；此外，人類視覺雖然適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在復(fù)雜環(huán)境中識別目標(biāo)，較為適合無結(jié)構(gòu)化場景。但相較而言，機(jī)器視覺憑借其速度、準(zhǔn)確度和可重復(fù)性等優(yōu)勢，更擅長定量測定的結(jié)構(gòu)化場景。一般而言，通過選用合適的相機(jī)分辨率和光學(xué)元件制造的機(jī)器視覺能夠檢測人眼難以看到的物體細(xì)節(jié)。

因此，在某些方面機(jī)器視覺相較于人眼具有更大的優(yōu)勢且能更高效的進(jìn)行工作，機(jī)器視覺的這些性能優(yōu)勢能夠驅(qū)動著相關(guān)行業(yè)市場的快速發(fā)展。未來，隨著深度學(xué)習(xí)、3D 視覺技術(shù)、高精度成像技術(shù)和大數(shù)據(jù)智能算法技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)器視覺的性能優(yōu)勢將進(jìn)一步加大，相關(guān)市場預(yù)計將迎來新一輪的爆發(fā)式增長。