中國AI賦能的工業(yè)質(zhì)檢解決方案市場(chǎng)分析

“十四五”規劃綱要將新一代人工智能（AI）作為議題重點(diǎn)提及，彰顯了人工智能在中國帶動(dòng)數字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要戰略地位。中國是世界上最大的制造大國，制造業(yè)與人工智能的結合是中國從制造大國走向制造強國的重要一步，是中國直面國內國際挑戰的重要超車(chē)機遇。同時(shí)，近幾年中國圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，大力推進(jìn)工業(yè)企業(yè)轉型升級，在政府和產(chǎn)業(yè)界的共同推動(dòng)下，市場(chǎng)高速發(fā)展，企業(yè)應用不斷加速。

1   工業(yè)智能是工業(yè)數字化轉型的新引擎

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新基建、數字經(jīng)濟等政策發(fā)布的背景下，以工業(yè)為代表的傳統行業(yè)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)智能升級的原生驅動(dòng)力促進(jìn)了AI 的廣泛應用，工業(yè)智能已經(jīng)全面滲透到泛工業(yè)各個(gè)細分領(lǐng)域，近年來(lái)，人工智能在制造領(lǐng)域取得了“枝繁葉茂”的成果，從一塊芯片到一部無(wú)人車(chē)，從一個(gè)機器人到一條生產(chǎn)線(xiàn)，“人機物”正加快融合，助力智能制造的發(fā)展。

IDC中國高級分析師 程蔭

目前通過(guò)引入計算機視覺(jué)、語(yǔ)音語(yǔ)義、機器學(xué)習等技術(shù)，人工智能已經(jīng)滲透到3C、汽車(chē)、電力、裝備制造、材料、鋼鐵、水務(wù)等工業(yè)細分領(lǐng)域（圖1），并形成了初步的泛工業(yè)AI 應用全景，頭部的工業(yè)企業(yè)已經(jīng)落地了一批具有代表性的AI 應用場(chǎng)景。

例如，在產(chǎn)線(xiàn)運行方面，AI 賦能的設備預測性維護傳輸并分析實(shí)時(shí)運行數據，提前預知設備的異常狀態(tài)，從而最小化設備停機時(shí)間，降低維護成本，減少安全隱患。在質(zhì)量檢測方面，AI 賦能的質(zhì)檢能夠利用較小的樣本在數分鐘內完成深度學(xué)習模型訓練，以毫秒為單位識別缺陷，支持高速應用并提高吞吐量，解決傳統方法無(wú)法解決的復雜缺陷檢測、定位等問(wèn)題，檢測效率提升顯著(zhù)。在倉儲物流方面，AI 賦能的需求預測能夠更精確地捕捉供需關(guān)系變化，實(shí)現自動(dòng)補貨，提高供應鏈整體效率。在客戶(hù)服務(wù)方面，AI 賦能的智能客服能夠將業(yè)務(wù)服務(wù)由線(xiàn)下轉移到線(xiàn)上，未來(lái)實(shí)現無(wú)人化業(yè)務(wù)辦理，減少線(xiàn)下人力投入，降低營(yíng)業(yè)成本，提升服務(wù)效率。

2   AI賦能的工業(yè)質(zhì)檢定義

質(zhì)檢在工業(yè)生產(chǎn)中處于非常重要的一環(huán)，然而，傳統質(zhì)檢大量依賴(lài)人工，工資低，工作枯燥，越來(lái)越難以吸引工人，且人工存在個(gè)體差異，不利于保證質(zhì)量一致性。傳統機器視覺(jué)基于規則或者簡(jiǎn)單的算法，能夠滿(mǎn)足有比較明確特征的檢測或測量需求，在處理一致且制造精良的部件時(shí)能夠可靠運行，但隨著(zhù)缺陷庫的增大，算法也會(huì )變得越來(lái)越有挑戰性。某些傳統的機器視覺(jué)檢測，因為有許多不易被機器識別的變量，編程比較困難，例如照明、顏色變化、曲面或視野。因此，深度學(xué)習技術(shù)在產(chǎn)品外觀(guān)缺陷視覺(jué)檢測中發(fā)揮了極大的效用，借助深度學(xué)習工具，可以在生產(chǎn)線(xiàn)上更加一致、更加可靠且更加快速地完成這些任務(wù)?？梢哉f(shuō)，基于A(yíng)I 算法的視覺(jué)缺陷檢測實(shí)現了對隨機缺陷的識別和檢測，拓展了傳統機器視覺(jué)的應用范圍。AI算法的視覺(jué)缺陷檢測不僅能提高簡(jiǎn)單場(chǎng)景中的檢測率，更能在復雜業(yè)務(wù)場(chǎng)景，例如布匹、薄膜、金屬、化纖、食品等表面缺陷中發(fā)揮很好的作用。

在A(yíng)I 賦能的工業(yè)質(zhì)檢場(chǎng)景落地過(guò)程中，因為工廠(chǎng)的業(yè)務(wù)、技術(shù)負責人可以根據缺陷識別的準確率、誤檢率，降低企業(yè)內部人力成本的數量、訓練并識別缺陷的時(shí)效性來(lái)衡量這一場(chǎng)景的業(yè)務(wù)結果，所以AI 工業(yè)質(zhì)檢場(chǎng)景因ROI清晰已在工業(yè)企業(yè)大量嘗試，成為工業(yè)智能領(lǐng)域較為成熟的應用（如圖2）。

圖2 AI賦能的工業(yè)質(zhì)檢場(chǎng)景

3   中國AI賦能的工業(yè)質(zhì)檢市場(chǎng)進(jìn)展

IDC 中國聚焦的AI 賦能的工業(yè)質(zhì)檢市場(chǎng)主要是軟件和解決方案市場(chǎng)，在這一領(lǐng)域，各類(lèi)新技術(shù)供應商憑借自身基礎優(yōu)勢進(jìn)入該市場(chǎng)，如云廠(chǎng)商、AI 創(chuàng )企、傳統機器視覺(jué)企業(yè)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)等都在A(yíng)I 視覺(jué)質(zhì)檢領(lǐng)域積極布局。資本市場(chǎng)也高度看好該領(lǐng)域，近2年已經(jīng)有超過(guò)30 家相關(guān)創(chuàng )新企業(yè)獲得融資（如圖3）。

根據IDC 的統計數據，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，AI 賦能的工業(yè)質(zhì)檢軟件和解決方案市場(chǎng)也已經(jīng)走向成長(cháng)期，盡管在過(guò)去18 個(gè)月內因為疫情等原因，工業(yè)質(zhì)檢市場(chǎng)交付呈現滯后現象，但2020 年全年中國工業(yè)質(zhì)檢軟件和服務(wù)市場(chǎng)仍平穩增長(cháng)，市場(chǎng)規模將達到1.42 億美元（1 美元約為6.5 元人民幣），較2019 年有近32% 的增長(cháng)。由于越來(lái)越多的新技術(shù)供應商進(jìn)入到工業(yè)質(zhì)檢領(lǐng)域，IDC 預計未來(lái)五年工業(yè)質(zhì)檢軟件和服務(wù)市場(chǎng)還會(huì )保持30% 以上的CAGR 增速（圖4）。

圖4 中國AI工業(yè)質(zhì)檢市場(chǎng)軟件及服務(wù)市場(chǎng)

AI 賦能的工業(yè)質(zhì)檢應用最為擁擠的領(lǐng)域行業(yè)當屬3C、半導體等行業(yè)。盡管在3C、半導體、鋼鐵、汽車(chē)、食品、化纖、服裝、電力等眾多行業(yè)都有場(chǎng)景實(shí)現商業(yè)落地，3C 和半導體行業(yè)的屏幕、機殼表面檢測、PCB的AOI 檢測以及新能源硅片表面檢測等行業(yè)場(chǎng)景依然吸引了最多的技術(shù)供應商參與。前市場(chǎng)在A(yíng)I 賦能的工業(yè)質(zhì)檢軟件和解決方案產(chǎn)品形態(tài)主要提供的是軟件/ 平臺、檢測裝備、面向具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景的定制檢測系統等。技術(shù)供應商提供的軟件/ 平臺以AI 訓練平臺、AI 檢測軟件為代表，檢測裝備主要是指封裝AI 檢測算法、軟硬一體的檢測裝備，定制檢測系統主要是指如軋鋼表面檢測、車(chē)漆檢測等面向具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景的定制化檢測系統。

4   中國AI賦能的工業(yè)質(zhì)檢技術(shù)供應商市場(chǎng)路徑選擇

云廠(chǎng)商、AI 創(chuàng )企是AI 工業(yè)質(zhì)檢軟件和解決方案市場(chǎng)當中的主力，當前，中國云廠(chǎng)商在工業(yè)質(zhì)檢平臺、算法研發(fā)以及數據積累上具備一定的優(yōu)勢，AI 創(chuàng )企將計算機視覺(jué)技術(shù)深入工業(yè)應用場(chǎng)景，迅速滲入市場(chǎng)，已經(jīng)在A(yíng)I 工業(yè)質(zhì)檢領(lǐng)域積累了多細分領(lǐng)域案例，這些技術(shù)供應商專(zhuān)注于工業(yè)質(zhì)檢，作為工業(yè)AI 視覺(jué)版圖的切入點(diǎn)，積累了AI 工業(yè)視覺(jué)落地的know-how（訣竅）。在行業(yè)選擇方面，AI 創(chuàng )企和其他各類(lèi)市場(chǎng)參與者則大多聚集在成熟度高、空間大但競爭也較激烈的行業(yè)，如3C、半導體、新能源、汽車(chē)市場(chǎng)。例如，某些技術(shù)供應商都有針對手機外觀(guān)的刮、擦、臟污等缺陷進(jìn)行檢測的場(chǎng)景，也有一些技術(shù)供應商可進(jìn)行手機內部接線(xiàn)端子、芯片、螺釘、電池等原件的裝配質(zhì)量檢測，還可檢測元件高度等尺寸信息，對不良品實(shí)現自動(dòng)化檢測與分揀，提升了產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)效率及良品率。以百度智能云、華為云、阿里云、騰訊云等為代表的云廠(chǎng)商在工業(yè)領(lǐng)域涉足范圍廣，除了3C、汽車(chē)、半導體等領(lǐng)域，還側重探索技術(shù)要求高和相對新興的行業(yè)場(chǎng)景，如鋼鐵、橡膠、紡織、食品、化纖等。例如，百度智能云為中國某化纖企業(yè)探索了化纖絲盤(pán)質(zhì)檢應用，以前依靠人工打著(zhù)手電筒，在強光下用眼睛盯著(zhù)絲盤(pán)進(jìn)行質(zhì)量檢測，檢測效率低且不利于工人身體健康，為了解決化纖企業(yè)的痛點(diǎn)，百度智能云打造了AI 全檢測樣機，檢測能力較人工提升50% 左右。在產(chǎn)品和業(yè)務(wù)形態(tài)選擇上，中國云廠(chǎng)商在軟件/ 平臺、檢測裝備、面向具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景的定制檢測系統等均有布局，AI 創(chuàng )企則傾向從面向標準化AI 平臺產(chǎn)品、檢測裝備和整體解決方案中選擇性布局，實(shí)現商業(yè)化。例如，康耐視、阿丘科技等側重布局標準化AI 平臺產(chǎn)品，培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)，但當前市場(chǎng)早期階段仍需要以具體項目形式交付具體業(yè)務(wù)應用。大多數AI 創(chuàng )企如創(chuàng )新奇智、思謀科技、圖麟科技、高視科技等則更多布局檢測裝備和面向具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景的整體解決方案。

5   AI賦能的工業(yè)質(zhì)檢市場(chǎng)將走向何方？

雖然AI 賦能的工業(yè)質(zhì)檢應用正在逐步滲透到多行業(yè)領(lǐng)域，其在落地過(guò)程中也存在一定的挑戰，例如，AI質(zhì)檢效果不如預期、數據積累速度遠低于產(chǎn)品交付，AI訓練數據的小樣本問(wèn)題突出、算法工程師缺少工業(yè)機理的理解等。工業(yè)質(zhì)檢領(lǐng)域技術(shù)供應商可以結合自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，優(yōu)先在有數據積累的場(chǎng)景進(jìn)行差異化競爭。在工業(yè)領(lǐng)域加強小樣本等算法的研發(fā)，持續進(jìn)行算法優(yōu)化迭代。另外，技術(shù)供應商也要加強對工業(yè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的理解與沉淀，包括產(chǎn)品生產(chǎn)流程、加工工藝等，才能找準企業(yè)的痛點(diǎn)并提升應用效果。在合作生態(tài)上，硬件廠(chǎng)商、解決方案商、集成商、服務(wù)提供商都是生態(tài)合作中不可或缺的環(huán)節，工業(yè)質(zhì)檢領(lǐng)域的技術(shù)供應商還會(huì )進(jìn)一步和合作伙伴加強合作，豐富產(chǎn)業(yè)生態(tài)。未來(lái)，AI 工業(yè)質(zhì)檢市場(chǎng)會(huì )進(jìn)一步成熟，進(jìn)一步帶領(lǐng)泛工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化、智能化轉型。IDC 將持續關(guān)注人工智能、大數據分析在各行各業(yè)的落地進(jìn)展以及前沿技術(shù)趨勢與市場(chǎng)格局。相關(guān)研究有中國AI 賦能的工業(yè)質(zhì)檢解決方案市場(chǎng)分析、中國人工智能軟件及應用市場(chǎng)半年度研究報告、中國AI 云服務(wù)市場(chǎng)半年度研究報告、中國大數據市場(chǎng)半年度研究報告、IDC MarketScape：中國RPA 軟件平臺市場(chǎng)廠(chǎng)商評估，2021 和CIO 視角：企業(yè)數據智能實(shí)施部署指南。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年9月期）