2023年万讯自控研究报告:在研项目逐步兑现,智能传感器多点开花

一 、深耕自动化仪表二十余载, 主营业务稳健增长

1.1 自动化仪表国内领先提供商,技术优势助力高盈利水平

公司系智能自动化仪表行业国内领先提供商,主营业务为智能自动化仪器仪表、工业机器视觉、自动化数控系统。智能自 动化仪表行业在技术、人才、品牌、销售服务网络、资金等方面准入壁垒较高,公司自上市以来坚持创新, 并以自主开发、 对外合作相结合方式提高产品技术含量,不断构建技术壁垒,目前已成为智能自动化仪表国内领先提供商。  公司与牛津大学、德国 Fraunhofer、丹麦 Scape 等高等院校、科研机构及企业长期保持合作,不断引进先进技术,促进 公司研发及技术水平达到或接近国际标准。公司技术和研发能力不断提升,使得公司产品毛利率保持较高水平。

深耕自动化仪表二十余载,后布局民用仪器仪表领域。公司1994年成立,初期以代理国外自动化仪器仪表起家;2002 年自主研发第一款信号调理器,并于2010年在深交所创业板上市;2011年推出中国第一款防雷型智能阀门定位器。  2012年,公司收购上海雄风(物液位仪表)、天津亿环(物液位仪表);2013年,公司收购广州森纳士,开始布局压 力及温度仪表领域;2015年,公司收购安可信,进入气体检测仪表行业,布局民用仪器仪表领域。

1.2 管理层科班出身,拥有丰富研发、实战与管理经验

核心管理人员皆为公司发起人,伴随公司成 长,对公司业务十分熟悉。 公司下辖多个子公司,基本覆盖核心业务板 块,为公司综合发展赋能。公司管理层深耕行业多年。公司管理团队均科班出身,拥有过硬专业知识,并且具备丰富一线实战与管理经验,有助于 把握行业发展趋势、制定公司发展战略。

1.3 聚焦智能仪表业务,实现业绩稳健增长

公司下游应用领域 如化工、环保等传 统行业依旧保持较 高景气度,医药、 食品饮料、新能源、 消防、安防、市政 等新兴行业对仪器 仪表需求正加快提 升。 工业自动化数控系 统业务将进行业务 收缩,预计将在下 半年关停业务,进 一步聚集于智能仪 表业务。

1.4 布局第二增长曲线,实现高端自动化发展

参股公司视科普主营工业机器人3D视觉系统,目前业务收入规模较小且尚未盈利,仍需较大资金投入以推进产品研发和 市场开拓,为降低公司财务风险及盈利风险,目前已将视科普从上市主体剥离,完成该业务整合优化。 公司3D机器视觉产品在细分领域内具备全球领先技术,未来将有广阔发展前景。工业机器人助力企业降低生产成本、提 升生产效率。公司在可靠性至关重要的关键生产和装配线中实施多个Bin-Picking系统,平均每年完成超过1亿次无序抓 取工作。

1.5 公司营收稳步增长,二次及其他仪表增速较快

公司业绩稳步增长,2018-2022年,公司营收由5.94亿元升至10.98亿元,4年CAGR达16.62%。 营业构成来看,1)现场仪表业务(2022年营收占比79.09%):包括电动执行器、流量计、阀门定位器、物液位仪表等; 2)二次仪表及其他仪器仪表业务(14.27%):隔离器、安全栅、避雷器、电机保护器、信号调理器、工商用气体控制器 等;3)压力仪表及配件(4.9%);4)工程安装(0.83%);5)其他业务(0.92%):3D视觉、中高端数控系统等业 务。  现场仪表仍为公司主营业务,但占比有所下降,二次仪表及其他仪器仪表营收占比显著增长,4年CAGR达11.94%。 营收增速来看,现场仪表业务营收增速趋势与整体营收增速趋势基本一致,剔除2020年,近三年增速保持在20%以上; 压力仪器仪表及二次仪表保持较高营收增速,其中二次仪表高增长主要系工商用气体控制器产品。

归母净利润稳定增长,二次及其他仪表有望提升毛利率,利润端:2018-2022年,公司归母净利润由0.56亿元增至0.95亿元,4年CAGR13.95%,实现稳步增长。受疫情、产品 结构调整、成本上涨影响,公司近两年归母净利润增速有所放缓。 毛利率:受部分原材料上涨及产品结构调整等因素影响,公司2022年毛利率下降。分产品来看,现场仪表业务毛利率与 销售毛利率基本一致,2019-2022年,二次仪表及其他仪表业务毛利率始终高于整体毛利率。随着二次仪表及其他仪表 业务营收占比快速增长,公司毛利率及盈利能力有望上行。

控费能力增强:2018-2022年,公司期间费用率保持下降趋势,由42.52%下降4.67pct至37.85%,其中销售费用率由 24.09%降至21.08%,管理费用率由18.99%降至15.07%,整体控费能力不断增强。 公司重视研发:2018-2022年,公司研发费用由0.47亿元增至0.86亿元,4年CAGR16.08%,期间保持研发投入占比营 收7%以上。公司建立IPD(集成产品研发)研发管理体系,形成以市场为导向、面向客户需求的高效率研发管理模式。公 司与牛津大学、德国 Fraunhofer、丹麦 Scape 等高等院校、科研机构及企业长期保持合作,研发及技术水平达到或接 近国际标准,技术、研发能力不断提升使得公司产品保持较高毛利率。

二 、工业+民用同步布局, 仪器仪表领域多点开花

2.1 工业自动化仪器仪表种类繁多,下游应用行业广泛

自动化仪器仪表主要可分为①调节仪表、②控制仪表、③显示及信号处理仪表、④检测仪表、⑤执行器等,其中检测仪表 主要包括气体检测仪表、物液位仪表、流量仪表、温度仪表、压力仪表、分析仪表等;执行器主要分为控制阀、阀门定位 器、电动执行机构、气动执行机构等。 工业化自动仪器仪表主要应用于石油化工、电力、冶金、石油、新能源、制药、造纸 、食品、酿酒、消防、航空航天等。

2.2 仪器仪表万亿蓝海,细分赛道不断释放需求

万亿级仪表行业市场,盈利水平持续提升。根据中商情报网,我国仪器仪表行业营收总体呈上升趋势,预计2023年营业 收入将达9230.2亿元,CAGR(2019-2023)达到6.25%;随着仪器仪表行业内整合加速,大中型企业的技术优势逐渐 显现,带动行业整体利润的增长,预计2023年行业利润将达1041.5亿元,CAGR(2019-2023)达到10.43%。 工业自动化仪表市场需求增加。根据Wind数据,2021年以来,工业自动化仪表传统下游领域化工、石油、环保等行业固 定资产投资额逐步回升,带动工业自动化仪表产品市场需求增长。

政策助力工业仪表本土品牌发展,国产替代潜力较大。流程工业的自动化生产,必须依赖自动化仪表及时、准确、便捷的 控制生产流程,对专业知识和技术要求极高。目前国内高端仪器仪表产品仍主要依赖于进口,艾默生、E+H、横河、科隆、 西门子、ABB、霍尼韦尔等海外品牌在品牌、技术、产品等方面具有的优势。近年来我国仪器仪表助推政策频出,推动本 土企业发展,少量国内企业已逐渐开始自主研发并掌握部分核心技术,逐步缩小与外资品牌差距。目前内资格局中,以川 仪股份为首的传统工业自动化仪表企业凭借起步早,技术与市场经验积累丰富获得较靠前市场份额。

2.3 政策推动核电行业发展,打开核电阀门市场需求

 “十四五”规划明确提出2025年计划实现核电运行装机容量7000万千瓦。截至2020年底,中国大陆运行核电机组共49 台,装机容量约5102万千瓦,为完成“十四五”规划,2020年底在建机组16台(总装机容量约1738万千瓦),以及另 外3台已获得国务院核准后尚未开工机组(总装机361万千瓦)需按期建成。 核电行业稳步发展,打开核电阀门市场需求。作为核电设备重要组成部分,随着我国核电装机规模扩大,将打开我国核电 阀门市场需求空间。根据观研天下数据,2023年新增机组阀门投资规模预计为60亿元,存量维修规模预计为12亿元,合 计拥有72亿元核电阀门市场空间。公司阀门定位器产品应主要应用于调节阀上。

2.4 政策指引下天然气产业快速发展,打开气体超声波流量计需求空间

我国政策指引天然气产业快速发展。根据国家发展改革委和国家能源局发布的《能源生产和消费革命战略(2016- 2030)》,明确到2030年,我国天然气占能源消费总量比达到15%左右,新增能源需求主要依靠清洁能源满足。2022 年,我国天然气在能源消费中占比为8.5%,成长空间广阔。根据中国石油企业协会等联合发布的《中国天然气行业年度 运行报告蓝皮书》预测,2023年我国天然气消费量为4440.57亿立方米,增量为778亿立方米,同比将增长21.23%。

随着城市天然气管网迅速发展、各地“煤改气”工程建设加速推进,推动我国气体超声波流量计行业长足发展。同时,城市燃气 小工业用户和商业用户目前正处于计量技术升级换代阶段,气体超声波流量计作为新兴智能仪表,将更多地取代传统涡轮、罗茨 流量计,在城市燃气终端用户的贸易计量中发挥越来越重要作用。根据研精毕智信息咨询数据,2020年中国超声波流量计产量约 8.18万台,预计2025年将超过10万台。同时根据新思界产业报告数据,2021年中国低压气体超声波流量计需求量约为7000台。 

我国气体超声波流量计研发起步较晚,目前下游客户主要采用海外品牌。20世纪90年代,我国开始研制气体超声波流量计,行业 发展时间较短,目前下游客户主要采用海外产品,进口品牌包括美国Daniel、日本爱知、德国Elster、德国Sick等,国产品牌有上 海中核维思、中环天仪等公司。

2.5 政策助力行业加速发展,拉动民用仪表需求增长

在政策指引下天然气产业快速发展。根据国家发展改革委和国家能源局对外发布《能源生产和消费革命战略(2016- 2030)》,明确到2030年,我国天然气占能源消费总量比达到15%左右,新增能源需求主要依靠清洁能源满足。2022 年,我国天然气在能源消费中的占比为8.5%,成长空间广阔。根据中国石油企业协会等联合发布的《中国天然气行业年 度运行报告蓝皮书》预测,2023年我国天然气消费量为4440.57亿立方米,增量为778亿立方米,同比将增长21.23%。

《安全生产法》为气体报警器、燃气截止阀等民用仪表带来良好发展机遇。公司民用仪表主要为成分仪表,包括气体探测 器、气体报警器、燃气截止阀等,可应用于城市燃气等领域。根据2021年9月1日起正式施行的最新修订版《中华人民共 和国安全生产法》, 餐饮等行业使用燃气的工商业燃气用户,应当安装可燃气体报警装置,并要进行经常性维护、保养、 定期检测等保障其正常使用。同时,对于拒绝安装可燃气体报警装置的工商业燃气用户,将依法依规进行处理。根据汉威科 技测算的智慧燃气业务市场规模,仅餐饮业不含居民家庭可能会带来百亿左右的市场规模。

家庭安装燃气报警器市场空间广阔。中国城市燃气协会安全管理工作委员发布的《全国燃气事故分析报告2022》显示, 用户端(包括工商和居民)事故数量总占比为72.3%,其中居民用户事故占用户端事故比例为65.7%。虽然法律没有硬性 要求,但在家中装上可燃气体报警装置同样十分必要,近年来一些地方已作出积极探索,例如北京和河南。一些发达国家 家用燃气报警器普及率达85%以上,我国城市家庭安装燃气报警器比例仅在10%左右,未来市场空间广阔。

公司内延外购经验丰富。通过并购上海雄风自控工程有限公司、天津市亿环自动化仪表技术有限公司、上海妙声力仪表有 限公司、广州森纳士有限公司等一系列的举措,完善产品结构,在流量仪表、物液位仪表、温度压力仪表等方面形成了较 强的竞争力,并逐步成为行业内产品种类最多、型号较为齐全的企业之一。 2015年,公司收购成都安可信,进军气体检测仪表行业;2017年,为实现安可信的战略布局,全资子公司收购成都特恩 达,通过整合上游资源,大力发展燃气仪表业务,从而提升公司在燃气仪表行业的市场占有率和核心竞争力。

2.6 MEMS传感器具备体积小、功耗低、可靠性高等性能优势

传感器是一种检测装置,能够感受到被测量信息,并按一定规律将信息变换为电信号或其他所需形式,以满足信息的传输、 处理、存储、显示、记录、控制等需求。传感器的存在和发展,让物体拥有“触觉、味觉和嗅觉”等感官。 MEMS全称为微电子型机械系统(Micro Electromechanical System),是利用半导体制造工艺和材料,将传感器、执行器、 机械机构、信号处理和控制电路等集成于一体的微型器件或系统,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。与传统传感器相比, MEMS传感器具备体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成及实现智能化等优势。

物联网行业:产品尺寸小型化、低能耗化、多功能高度集成化、智能化、高精度是MEMS传感器重要发展趋势之一,符合物联网 时代市场对多功能、低功耗、“小而智能”传感器的需求,随着物联网技术及产业逐渐成熟,将推动MEMS传感器行业发展。 人工智能行业:①获取数据是人工智能算法训练第一步,高质量数据是算法成功的关键,因此传感器是人工智能重要底层硬件之 一,传感器收集数据越丰富、精准,人工智能功能将越完善,②人工智能需要多类型传感器以满足在数据获取和处理方面的需求。 MEMS传感器的多功能化、智能化、高精度发展趋势将契合人工智能领域需求。展望未来,物联网+人工智能(自动驾驶、智慧城 市、智能家居)等新兴产业将为MEMS传感器行业带来广阔市场空间。

据头豹产业研究院及前瞻产业研究院数据,2022年我国MEMS压力传感器市场规模为179亿元(同比+14.09%),到2025年 预计将达到289亿元市场规模(3年CAGR为17.31%),市场空间较为广阔。 我国MEMS压力传感器市场集中度较高,目前国产品牌渗透率较低。华经产业研究院数据显示,2020年中国MEMS压力传感 器市占率前五达64%,分别为博世、泰科电子、英飞凌、森萨塔、恩智浦,均为海外企业,仅歌尔微一家国产品牌市占率进 入全国前十,国产品牌在MEMS压力传感器市场渗透率较低,市场受国外“卡脖子”问题严重。

1)汽车电子行业被认为是MEMS传感器第一波应用高潮的推动力量。20世纪90年代,MEMS首先在汽车工业领域开始应用, 在该领域的快速发展主要受益于汽车行业安全规定及信息化、汽车智能化发展趋势。根据中国微米纳米技术学会数据,平均 每辆汽车包含10-30个传感器,高档汽车约采用30至上百个MEMS传感器。2)MEMS压力传感器是汽车中应用最多的传感器。 MEMS压力传感器被应用于至少18个汽车细分场景或设备,包括:轮胎压力测量、安全气囊压力测量、发动机机油压力传感 器、汽车刹车系统空气压力传感器、柴油机共轨压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)等方面。 目前,MEMS传感器在汽车工业和消费类电子领域已得到充分发展,展望未来,物联网+人工智能(智慧消防、智慧安防、智 能水务、智慧家居)等新兴产业将逐步成为MEMS传感器重要应用领域。

公司MEMS压力传感器采用硅酸盐双晶硅工艺。MEMS压力传感器是一种薄膜元件,受到压力时变形,可使用应变仪来测量 形变,或通过电容感测两个面之间距离变化来进行测量,核心是将检测压力转换为感测电阻、电容、频率等方式来间接获取 压力值,主要分为电容式、谐振式、压阻式、压电式压力传感器。公司MEMS压力传感器采用双晶硅晶片及硅酸盐工艺,传 感器在弹性受压变形后,产生电信号,由智能电路放大、个性化温度补偿和线性校准后,输出标准信号。 公司MEMS压力传感器技术先进,不断拓展新兴领域应用。公司自主研发设计的MEMS压力传感器已通过美国检测机构千万 次高频脉冲测试。公司MEMS压力传感器产品的先进技术、卓越性能及稳定品质使其成功进军智慧安防领域,并在智慧水务、 智慧消防及氢能源领域持续发展。

公司MEMS传感器产品性能达到国际水平,可应用于超高压及高精度场景。1)量程来看,公司产品压力量程最高可达 150000KPa,远高于全球排名第一的博世企业产品,可应用于超高压测量场景,2)压力精度来看,公司产品最高压力精度可达 ±0.05%FS,与霍尼韦尔精密型产品压力精度一致,3)工作温度范围来看,公司产品工作温度为-40°C~125 °C,温度范 围较为广泛,可应用于不同温度场景。

传统城市消防栓存在:1)栓体密封件损坏、老化漏水,2)撞击、施工损坏、恶意破坏等导致消防栓漏损,3)蓄意盗用消防用 水,4)消火栓工作状态、消防水压等无法实时查询,5)传统巡检方式无法及时快速发现并响应等问题。 智能消火栓无需改变原有消火栓结构,主要通过加装超声流量计和传感器等装置,对出水状态、管道压力、用水量、积水等数据 进行监测,并将出水报警信息通过GPRS远传给集控中心,实现消火栓集中监管、实时监管、快速响应。通过物联网平台,可实现 消火栓破坏告警、撞倒告警、开盖告警、定位监控等功能,有效解决传统消防栓现存问题。随着智慧城市、智慧消防的发展,智 能消防栓市场需求将逐渐释放。

三 、 布局3D机器视觉, 打造公司第二增长曲线

3.1 我国机器视觉起步较晚,目前已快速追赶全球步伐

机器视觉:是通过光学装置和非接触传感器,自动地接收和处理一个真实物体的图像,以获得所需信息或用于控制机器人 运动的装置,其模拟生物学上“人眼成像、大脑决策、四肢执行”,以机器代替人眼,在下游应用领域实现“图像获取、 信息处理、机械控制”三个主要环节。 机器视觉设备一般包括两个部分:1)“视”,即系统硬件组成部分,如光源及光源控制器、镜头、工业相机、图像采集卡 等,负责成像;2)“觉”,即视觉处理分析软件及视觉控制硬件,负责对成像结果进行处理分析,并输出结果至智能设备 其他执行机构。

3.2 产业链:中游感知方案商承上启下,为促进产业链升级重要一环

产业链中游:主要为3D视觉感知方案商,其直接进行3D视觉感知产品研发,同时对接上、下游企业,对3D视觉感知技术拥有最 为全面的系统级理解能力,是整个产业链中最重要环节。3D 视觉感知方案商需整合上游产业链资源以开发相应产品,带动上游企 业研发并提供定制化元器件,带动下游应用算法方案商迭代优化,促进3D视觉产业链智能化升级。

3.3 2D向3D机器视觉延伸,填补2D视觉应用空白

2D视觉:目前2D视觉技术已较为成熟并广泛应用,主要应用于标准化有序场景,但其在空间和深度感知上表现出较大局 限性,无法直接获取物体的深度和立体信息,存在1)同颜色物体无法区分特征,2)具有接触侧物体之间无法区分位置, 3)检测精度易受照明环节影响等问题,在①体积/平面度测量、 ②形状类检测、 ③无序分拣等方面存在应用场景空缺。  3D视觉:3D视觉技术可获取物体三维信息,具备高测量稳定性、高精度、可重复性等优势。工业领域来看,3D视觉可应 用于①无序抓取场景,并通过存储产品缺陷测量数据,进行量化分析以优化前端制造工艺,提高生产效率。 ②可使AGV、 协作机器人等具备更强空间感知能力。其他领域来看,3D视觉技术可搭载至自动驾驶场景、人形机器人等。综上,3D视 觉应用场景区别于2D视觉,可较好填补2D视觉空白应用场景

3.4 3D视觉包含更多维数据,使其对算力水平提出更高要求

3D视觉与2D视觉技术主要区别在于处理的数据类型不同,1)2D技术主要处理平面图像中信息,只包含X和Y轴上空间信 息,每个像素只有颜色值和灰度等级两个维度信息。2)3D技术处理对象为三维立体空间中物体和场景,不仅包括X、Y轴 信息,还包括Z轴信息及其他深度信息,通过3D传感器采集形成三维点云数据。“点云”是在获取物体表面每个采样点的 空间坐标后,所得到的点的集合,每个点包含灰度等级、时间、三维坐标(XYZ)、颜色(RGB)、激光反射强度 (Intensity)等信息。 相较2D视觉,3D视觉多出一个维度的数据,使得整体数据的存储、计算变得更加复杂,AI算法训练也更具挑战,整体来 看3D视觉对算力水平、算力性能(如CPU/GPU性能、浮点运算能力、磁盘吞吐量、内存带宽、缓存容量等)要求更高。

3.5 智能算力“技术提升+成本下降”,加速3D视觉向应用领域落地

算力水平与经济发展水平呈正相关,算力水平加速发展为必然趋势。据《中国算力发展白皮书》,算力对数字经济发展及企业 数字化转型起到重要作用,已成为衡量地区经济社会发展程度的重要指标。据前瞻产业研究院信息,计算力指数平均每提高1点, 数字经济和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰,算力水平与经济发展水平呈现正相关性,成为各国抢占发展主导权的重要方式,其 加速发展及规模扩大成为必然趋势。 

智能算力“技术提升+成本下降”,加速3D视觉向应用领域落地。据《2022-2023中国人工智能计算力发展评估》,2022年智 能算力规模达到268百亿亿次/秒(EFLOPS),预计到2026年将达1271EFLOPS,达到每秒十万亿亿次(ZFLOPS)级别。随着 智能算力规模的不断扩大、AI视觉算力芯片技术的加速迭代, ①整体算力水平将得到提升,更加能够满足3D视觉算力需求, ②规模效应带来算力成本下降。综上,算力“技术提升+成本下降”使3D视觉应用成为可能,加速其向应用领域落地。

3.6 3D视觉渗透率持续提升,市场空间广阔有望突破百亿

3D视觉增速快于行业,渗透率持续提升。根据GGII数据,2022年中国机器视觉市场规模170.64亿元(同比+23.51%),其 中2D视觉市场规模约152.24亿元(同比+20.21%),3D视觉市场约18.40亿元(同比+59.90%)。市场增速来看,2D视觉市 场增速略低于行业增速,3D视觉市场增速始终高于行业增速。渗透率来看,3D视觉渗透率逐年攀升,由2016年2.45%上升 至2022年10.78%,6年CAGR为27.98%,根据GGII数据预计2025年3D视觉渗透率将有望达到16.48%。 3D视觉市场空间广阔,到2027年有望突破百亿空间。根据GGII数据,2025年3D视觉市场规模有望达到57.52亿元,到2027 年我国机器视觉市场规模预计将超过560亿元,其中2D视觉市场规模预计约400亿元,3D视觉市场规模预计约160亿元。

3.7 3D视觉产品主要分为质量检测类+引导类

检测类产品中,①质量检测产品可用于瑕疵检测、外观检测、焊缝检测、涂胶检测等场景,②测量类产品则可用于尺寸、 体积测量等场景。3D视觉检测优于传统人眼,拥有出错率低、检测速度快、成本低等优势,相较2D视觉,3D视觉可满足 对立体工件、高精度的检测需求。 引导类产品中,3D视觉可用于引导工业机器人,其中①抓取类可分为上下料、码垛、分拣等应用;②工艺类分为涂胶、 打磨、焊接引导等。3D视觉引导功能可使工业机器人快速找到工件位置,并进行实时反馈,指导机械手臂进行多种类工 件的识别、抓取。

3.8 金属加工、汽车零部件、物流为我国引导类3D视觉主要应用行业

聚焦3D视觉+工业机器人,主要应用行业为金属加工、汽车零部件、物流行业,占2020年中国3D视觉+工业机器人市场 约60%。根据MIR DATABANK数据,未来三年,随着医疗、新能源等其他行业应用占比增加,物流、金属加工、汽车零 部件行业应用占比将有所缩减,但仍为主要应用行业。 分应用来看,2022年①引导类产品主要应用于金属制品(24%)、汽车零部件(23%)、仓储物流(19%)、汽车整车 (10%)行业,②检测类产品主要应用于电子(37.5%)、汽车整车(23.1%)、锂电池(15.3%)、半导体(9.3%)、 汽车零部件(8.6%)行业。

3.9 竞争格局:引导类厂商以国产企业为主,外资主要占据检测类市场

3D视觉引导类厂商主要 分为: ①方案厂商(硬 件+软件配套):相机 一般采取自研或自行组 装形式,主要厂商包括 梅卡曼德、视科普等; ②相机厂商:为选择外 购相机的视觉方案商/集 成商供货,主要厂商包 括图漾科技、弗图尼尔 等 , 竞争格局:工业场景中 引导类厂商市占率前三 依次为梅卡曼德、星猿 哲、发那科,CR6市占 率超50%。

3D视觉质量检测类厂商:多数 拥有方案业务,目前以激光线 扫相机为主流,主要厂商包括 基恩士等。 竞争格局:工业场景中质量检 测类厂商前三依次为基恩士、 乐姆迈、深视智能,CR3占比 近50%,对比引导类厂商,其 行业集中度更高。  分中外资企业来看,工业场景 中3D引导类市场以国产企业为 主导,3D检测类市场目前仍以 外资企业为主导。GGII数据显 示,2022 年中国3D检测类相 机出货量超过2.3万台,其中 外资品牌份额超过60%。

3.10 深圳视科普控股人为万讯实控人,技术继承丹麦scape

2022年3月25日,万讯自控发布公告,公司 及全资子公司香港万讯将分别转让参股子公司 Scape5.81%、 28.15%股权给深圳视科普。 公司实际控制人傅宇晨通过深圳市视佳投资合 伙企业、深圳市视佳博投资合伙企业、深圳万 讯自控股份有限公司、深圳市视佳讯投资合伙 企业间接持有90.66%股份。

3.11 公司聚焦无序抓取,料框抓取技术为核心竞争力

深耕细分领域十余载,视科普系全球无序抓取市场领导者。公司于2004年开始3D视觉无序抓取研究,至今已拥有18年研 究经验,已成功结合3D视觉+AI+机器人运动规划,实现对物料框中散乱物品的抓取处理,形成公司核心竞争力,并成为 料框抓取市场世界领导者。目前公司成功合作客户超150家、国家和地区合作伙伴超50个,无序抓取工作实现超1亿次/年。 公司主营业务包括硬件(3D相机)、软件、软硬件结合解决方案,目前主要应用于工业(汽车零部件上下料)、物流 (拆码垛、物料分拣、物料供包)、家电(家电自动化生产线)领域。

梅卡曼德、埃尔森分别为引导类3D视觉中国市场市占率第一、第四企业,公司各项指标接近行业头部企业水平。1)抓放 水平来看,工业场景中视科普单次抓取循环时间为4s/件,物流场景中抓取量可达每小时1440件,接近梅卡曼德水平;2) 公司无序抓取清框率可达99%,属于行业优秀水平;3)应用场景来看,工业领域中主要可用于物料分拣、工件上下料、 定位装配,物流领域中可用于拆码垛、物料供包/分拣/配餐。综合来看,公司无序抓取技术水平已达到行业领先,产品应 用场景广泛。

3.12 立足3D视觉新赛道,结构光成为3D相机主流成像方案

目前主流3D视觉感知技术包括结构光、iToF、双目、dToF、Lidar(自动驾驶核心传感器使用技术之一)、工业三维测量 等,在不同领域中,应用技术偏好不同。1)民用领域中,ToF技术使用较多,2)工业领域中,主流工业3D相机不使用 TOF、双目成像,主要采用面阵结构光,包括DLP方案、MEMS振镜方案等。面阵结构光具备资源消耗低、一定范围内精 度高等优势。公司目前主使用DLP以及自主参与研发的MEMS振镜激光结构光。

MEMS振镜介绍: MEMS振镜(MEMS mirror)是把微型光学反射镜和MEMS驱动器集成到一起的光学器件,主要运动方式包括平动和扭动,按 照驱动机理主要有四种:静电驱动、电磁驱动、电热驱动和压电驱动。

基于MEMS振镜的三维成像系统实现原理:  (1)系统启动后,通过控制器FPGA发出由ARM芯片计算得到的正弦 驱动信号,以此作为LD激光器调整信号,调制LD激光器按正弦规律发出激光, 并将信息反馈给激光调整电路对激光器亮度进行实时调整,保证所发出激光的 亮度随时间成正弦变化。 

(2)所发出的点状激光经过双面透镜变为亮度均匀的线性激光,将其垂直入射于 MEMS振镜中心,FPGA发出方波延时信号1同步控制MEMS振镜驱动模块按一 定频率谐振摆动,将入射线激光在空间上输出为一幅正弦条纹图,将此条纹图 投射于被测物体表面,与此同时FPGA发出的方波延时触发信号2通过相机驱动 模块控制相机进行同步抓拍,捕获经三维物体表面调制的变形条纹图。  (3)重复上述步骤 ,抓拍3幅以上具有一定相位差的变形条纹图,将其存储于系 统存储模块,以便于后期导入计算机进行数据处理,还原物体三维数据信息。

三维测量系统的三维结构设计:  为实现集成化、小型化、轻量化,对安装壳体进行图(a)设计,为保证测量需求,方便条纹图像的采集,安装壳体上CMOS相 机 安装处采用斜面设计,保证出射条纹图与CMOS相机采集成一定角度。  图(b)中,器件安装板主要用于核心器件的安装,包括FPGA + ARM控制模块 、LD激光器驱动及反馈模块、CMOS相机驱动模块、 MEMS振镜驱动及反馈模块, 以及各执行器件的安装。

3.13 公司3D相机种类丰富、性能强大,配合软件可解决应用痛点

根据星猿哲CEO观点,3D视觉存在三大应用痛点:1)客户迫切需要具备高性能、高稳定性的传感器及能有效处理反光件、黑色 件等常见工件的3D视觉算法,2)需要运动规划算法来解决机器人在复杂场景中的调试难题,3)客户对性价比、易用性的追求 , 视科普硬件+软件可完美解决3D视觉应用痛点。硬件来看,①手眼3D传感器:具有安装简单、易用性高、性价比较高等特点,② M型固定式3D传感器:算法强大,可支持一定程度的反光、黑色物体成像,③XL型固定式3D传感器:适配性较高,可用于大部分 主流机械臂产品,④LWR型固定式3D传感器:拥有极强环境光抗干扰能力。

软件来看,公司SCAPE Bin-Picker系统可实现运动路径规划工作,解决复杂场景抓取工作,且操作人员在无技术知识情 况下,仍可完成料框抓取任务,软件具备较强易用性。零件训练软件4.0版本,已通过减少不必要设置,成功缩短训练过 程。 公司料框抓取系统由若干模块组成,1)易用性及性价比:所有模块为通用型软件,无序定制化程序,可提高易用性及性 价比,2)灵活性:SCAPE Bin-Picker 解决方案由标准模块组成,能够以不同方式进行扩展、组合,并形成灵活解决方 案,3)适用性:该软件方案适用于所有类型的零件,且可用于六轴机器人品牌。

3.14 3D传感器+3D路径规划,公司具备软硬件协同方案

工业场景中,公司已推出硬件+软件配套方案,从“识别、运动路径规划、抓取、精准放置”四个方面完成由1)“眼” 传导画面至“大脑”,2)由“大脑”作出运动规划决策,3)再由“手”执行最终操作的完整3D机器视觉引导流程,实 现软硬件协同,完成精准分拣、精准上下料等。 具体来看,公司软硬件配套抓取方案主要包括①SCAPE易取系统、 ②SCAPE睿取系统、 ③SCAPE定制化抓取解决方案, 用于无序抓取和放置场景中,定制化程度由低到高。其中易取及睿取系统属于即插即用方案,区别在于睿取系统可完成可 复杂场景的抓取任务,定制化方案则更加可以满足客户对于硬件或配件的特殊需求。

3.15 公司与主流机器视觉公司奥比中光和奥普特业务不重叠

奥普特主要生产机器视觉核心部件中光源产品,位于产业链上游。公司在2006年进入机器视觉领域,并以光源产品作 为突破口进入当时被国际品牌垄断的机器视觉市场。公司拥有完整机器视觉核心软硬件产品,自主产品线覆盖光源、光 源控制器、工业镜头、工业相机等,目前已建立成像与视觉分析两大技术平台,公司主要领域在2D机器视觉。  竞争对手奥比中光是在3D视觉感知整体技术方案提供商,主要生产消费级器件。在中国服务机器人3D视觉传感器领域 市占率超过70%,位于行业第一,领跑全球3D视觉感知市场,公司目前主要制造消费级器件,工业级器件生产较少。

3.16 梅卡曼德是公司在国内3D视觉引导领域的主要竞争对手

梅卡曼德为我国引导类3D视觉市场占有率第一企业。公司在3D感知、视觉、机器人算法、机器人软件等领域积累深厚。 公司自研的3D传感器以及配套工业软件已在汽车、物流、工程机械、3C、新能源等领域实现规模化交付,应用涵盖无 序工件上下料、视觉引导拆码垛、高精度定位装配、工业检测等领域,已连续三年(2020-2022)在中国3D视觉引导 工业机器人领域市占率第一。 梅卡曼德拥有更快抓取速度,但公司在清框率、零件放置准确度上略优于梅卡曼德,并且在物流领域的应用范围更广。

3.17 基恩士和康耐视是公司在海外3D视觉的主要竞争对手

竞争对手基恩士以硬件传感器为主,是全球光电传感器龙头企业。公司目前传感器产品中,光电传感器、光纤传感器、 激光传感器以及图像识别传感器均为光电传感以及检测技术的应用。公司主要进行检测业务,采用直销经营的方式,与 大量客户进行本地联系,深入挖掘客户需求,实现产品的通用化。 视科普在检测精度及产品特性上优于基恩士。产品来看,基恩士激光传感器尺寸较小,但视科普具备更高灵活性及检测 精度;2)产品特性来看,基恩士能够检测薄型、弧面工件,视科普可以进行多角度以及物体光滑表面的识别。

康耐视为智能识别技术领域代表性企业,属于引导+检测类厂商。康耐视针对物流行业需求提供条码识别、体积测量、 包裹检测和深度学习视觉应用的技术和解决方案,为物流装备装上“眼睛”。 视科普产品拥有硬件性价比较高,软件准确度较高等特点。1)硬件来看,康耐视优势包括可在单张图中可检测多目标、 机身可应用于狭小空间等;视科普产品灵活性较高,不受限于箱子数量及位置,同时可一幅图像生成3D点云,拥有较 高性价比。2)软件来看,康耐视软件系统采用集成式技术,可与任何摄像机或图像采集卡兼容,兼容性较好;视科普 软件灵活性较高,由标准模块组成,可适用于所有类型零件,且可用于六轴机器人品牌。

3.18 下游行业:3D视觉助力“汽车智造”发展趋势

3D视觉技术助力我国汽车制造向自动化、信息化、数字化、智能化趋势发展。1)自动化:3D视觉为工业机器人提供感 知和控制能力,实现机器替代人力,助力生产自动化,2)数字化:通过对物体进行三维扫描与建模,3D视觉可将物体数 字化后用于产品设计、生产,实现数字化仿真、虚拟装配、虚拟验证等,缩短产品生产周期,3)智能化:通过对3D视觉 技术所收集数据的实时监测、趋势分析,做出智能决策,例如通过数据对比可及时发现并剔除不良产品,提升品控能力。 到2025年,中国汽车零部件市场规模有望突破六万亿:据贝哲斯、前瞻产业研究院数据,2022年我国汽车零配件市场规 模为5.4万亿元,预计2027年市场规模有望达到7.8万亿元。根据市场调研在线网数据,中国汽车整车市场规模将由2022 年的6.67万亿元升至2023年的7.6万亿元,同比+13.9%。

3.19 公司产品广泛应用于汽车零部件及汽车整车领域

公司产品广泛应用于汽车行业标杆企业。汽车领域订单情况来看,公司3D视觉产品已成功应用于宝马、奥迪、大众、沃 尔沃等汽车制造标杆企业,目前已中标某新能源汽车和中国重汽自动化提升项目,持续为奔驰、宝马、尼桑等多家汽车厂 家试用测试情况。

3.20 下游行业:2025年中国智能物流市场规模有望突破万亿元

我国政策大力支持智慧物流行业发展,2022年《“十四五”现代物流发展规划》提出,提出加快现代物流数字化、网络 化、智慧化赋能,打造科技含量高、创新能力强的智慧物流新模式。 根据中国报告大厅及中国物流与采购联合会数据,2023年中国智能物流市场规模预计为7903亿元,到2025年预计将突 破万亿元市场规模,两年CAGR达12.49%。据中商产业研究院数据,2021年我国全品类AGV市场规模达87.7亿元(同比 +19.32%),新增产品数量49951台(同比+17.39%)。

我国智能物流行业已经历“机械化-自动化-智能化”三个阶段,产业链上游为设备制造商和软件开发商,中游为AGV搬运 机器人、分拣机器人、码垛机器人、拣选机器人等工业用机器人产品,属于3D视觉技术可应用产品领域。 智慧物流未来三大发展趋势:1)AGV多传感器融合导航(二维码+激光SLAM、激光SLAM+视觉SLAM),2)移动机器 人(AGV/AMR)加速渗透:机器人与其他生产设备、MES、WMS等系统全面协同,可实现生产物流信息实时管控,随着 边缘AI落地,突破移动机器人终端的算力和存储限制,机器人整体效率及性能将得到提升,3)AI+3D视觉带来传统机械 臂变革:机械臂是实现“无人仓”的关键一环,通过3D视觉技术获取的三维数据可帮助机械臂实现精准定位以及无序抓 取,帮助物流行业向自动化、智能化转型。

公司持续开拓物流领域应用,应用场景广泛。结合SCAPE AI+3D视觉+机器人核心技术,视科普产品可应用于拆码垛、物 料供包、物料分拣、物料配餐等场景,应用场景较为广泛。目前视科普已完成物流自动化分拣工业机器人3D视觉系统第 一代产品,并完成某电商企业分包测试线调试。

 


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