【智能制造】2022中国AI工业质检产业链分析
中商精益道 2022-12-27
机器视觉为各行业集成应用和服务，其中包括了基于机器视觉发展的AI工业质检行业。Al工业质检技术作为机器视觉的应用层，其主要运用了机器视觉的算法库、光学器件以及图像传感器。Al工业质检主要涉及到产品外观缺陷、尺寸、平整度、距离、校准、焊接、质量、弯曲度等检测。AI工业质检结合机器视觉和神经网络算法，实现从人工设计特征和规则到AI从大量数据中自动学习的突破。目前Al 工业质检厂商优先在有数据积累的应用场景进行差异化竞争，覆盖的行业主要有工程建筑、汽车、钢铁、能源电力等行业。在不远未来，将有更多AI工业质检厂商在更细分的制造行业积累原始数据和拓展业务场景，以获得先发优势。AI工业质检行业产业链图：谱机器视觉相关软件与硬件是实现AI工业质检应用的关键；AI工业质检厂商以云厂商、机器视觉厂商、Al 技术创新厂商为主；Al工业质检的下游应用覆盖汽车、钢铁、工程建筑等多个行业。AI工业质检行业产业链上游——机器视觉核心软件与硬件：多数AI工业质检企业采用第三方机器视觉算法库，以提升开发效率和降低成本。CCD图像传感器采购成本高、图像质量高。CMOS图像传感器采购成本较低，处理速度更快主流机器视觉算法库对比。OpenCV是开源免费图像处理库，因此没有开发成本。由于OpenCV缺失长期维护和技术支持，其可靠性、效率、效果和性能不如商业化的Vision Pro、Halcon等算法库。Vision Pro算法库拥有高度封装的QuickBuild开发环境，开发门槛低，开发周期较短。Vision Pro需要与康耐视硬件结合使用，开发成本在15，000至30，000元不等。Halcon算法库开放性强、架构灵活，虽然有17，000 元左右的授权成本，但是支持的图像采集设备比Vision Pro更多。CCD传感器是一种用耦合方式传输信号的探测元件，采用电荷传递的方式传送数据。因此，CCD传感器只要其中有一个象素不能运行，就会导致传感器无法运作，使CCD传感器的良率较低，采购成本较高。CMOS传感器采用半导体电路常用的CMOS工艺，其经过加工后作为图像传感器拥有耗电量小、图像处理速度快的优点。CMOS工艺可将周边电路集成至CMOS传感器，节省外围芯片的成本，使CMOS传感器的采购成本降低。AI工业质检行业产业链中游——市场规模与行业集中度：中国制造业人工智能解决方案的市场规模呈现快速增长的态势，2017至2021年的年复合增长率为97.2%。中国Al工业质检行业集中度较低，行业前四Al工业质检解决方案提供商占据了41.5%的市场份额。AI工业质检行业产业链下游——市场需求：Al工业质检基于机器视觉和神经网络实现产品外观的全方位缺陷检测，为制造企业降本增效。Al工业质检行业解决了多数制造行业的痛点，从而拥有庞大的市场需求。AI工业质检主要涉及到产品外观缺陷、尺寸、平整度、距离、校准、焊接、质量、弯曲度等检测。典型自动化产线上AI工业质检由视觉控制器（含成像系统、光源系统、图像采集处理系统）、运动控制单元、显示单元组成。业质检结合机器视觉和神经网络算法，实现从人工设计特征和规则到Al自动学习的突破。Al工业质检行业产业链下游——工程建筑行业：2021年，中国建筑业总产值为29.3万亿元，同比增长11.0%。基于工程建筑行业自身发展和政策驱动，Al 工业质检行业在工程建筑领域有广阔的发展空间，在未来对工业建筑行业产业链实现全链路覆盖。工程建筑上游主要有工程机械、建材，中游有工程建设企业、房屋建筑企业、土木工程企业等建设项目实施方，下游有中国各级政府、社会企业及组织、个人客户。由于工程建筑行业涉及质检的环节较多，为AI工业质检行业的发展提供良好奖机。创新奇智基于机器视觉智能平台开发工程雷达Al检测，自动评估工程建筑的空隙、厚度及加固物数目等指标，减少了人工干预，提高质检效率。在未来，将会有更多的AI工业质检解决方案应用在工程建筑行业产业链各个环节。Al工业质检行业产业链下游——消费电子行业：中国消费电子行业呈现快速发展趋势，产品种类多样化、产品功能智能化，对质检的要求高。消费电子产品的结构件、注塑件、电子元器件等零部件的质检难度大，对AI工业质检解决方案有旺盛的市场需求。Al工业质检行业产业链下游——能源电力行业：中国电池片的产量处于快速增长阶段，2017至2021年的年复合增长率为30.6%。随着电池片产量的上升，电池片的质检需求得到释放，更多能源电力企业采用覆盖生产各环节的AI工业质检解决方案。Al工业质检行业产业链下游——汽车行业：2021年，中国汽车产量实现回升，同比增长4.8%，汽车生产制造的质检需求保持稳定。AI工业质检为汽车行业质检提供解决方案，使AI工业质检在汽车行业的终端应用更加广泛。Al工业质检行业产业链下游——钢铁行业：中国钢材产量逐年增长，2017至2021年的年复合增长率为6.3%，钢材质检的相关需求随之释放。Al工业质检企业针对焊缝表面质量检测、钢板表面缺陷检测等质检问题提供针对性解决方案。Al工业质检行业产业链下游——化纤行业：2017至2021年，中国化纤产量的年复合增长率为8.3%，中国化纤行业保持增长态势。基于不同下游行业的要求和人工质检的困难，化纤制造企业对AI工业质检解决方案有较高的需求。化纤制造企业不同下游行业对化纤纺织材料的要求和标准不一，进一步提高化纤质检难度。化纤的纺织纤维较细，表面缺陷肉眼难以分辨，质检工人通过强光手电筒检查产品，长时间重复外观检验，对视力容易造成损伤。基于不同下游行业的要求和人工质检的困难，化纤制造企业对智能化的质检解决方案有较高的需求。百度智能云为恒逸石化提供工业视觉智能平台解决方案，用高速相机和机器视觉分析，提高了恒逸石化的质检效率。最终，恒逸石化的化纤产品质检的时间缩短到2.5秒，实现降本增效。
