我国三维视觉数字化行业：下游市场空间广阔工业级与专业级领域增长动力大

2024-09-15 15:49

手机浏览

1、三维视觉数字化概述

三维视觉数字化通过光学原理，通常在不用接触物体的情况下，以多种方式扫描物体后，识别收集视野内空间每个点位的三维坐标信息，使计算机得到空间的三维数据，并将实物三维信息转换成为三维数字化模型。目前，三维视觉数字化相关产品已可广泛应用于工业级及专业级的复杂场景中，并仍在快速拓展更广的应用场景与领域。

在产业链方面，三维视觉数字化行业上游主要包括光学镜头、工业相机、激光发射器、电源供应系统、通信接口等零部件；三维视觉数字化数据采集软件、三维数据处理及分析软件、三维展示和处理的库文件及算法支持等软件服务；激光打码设备、自动印刷设备、贴片设备、光学检查设备、电子元器件焊接设备等生产设备。

三维视觉数字化行业中游则是根据产品不同的应用场景和下游终端客户的不同需求，三维视觉数字化产品提供商可以为工业领域的三维视觉测量产品以及主要用于专业级等领域的万物数字化产品；三维视觉数字化行业下游应用领域可进一步分为工业级、专业级等细分领域，其中工业级领域主要是汽车制造、工程机械、航空航天、交通运输等行业，专业级领域主要是医疗健康、教学科研、文物雕塑、3D打印等行业，以及虚拟世界、游戏娱乐、3D感知等下游行业领域。

三维视觉数字化产业链图解

<strong>三维视觉数字化</strong><strong>产业链图解</strong>

资料来源：观研天下整理

2、工业级三维视觉数字化领域典型应用场景分析

1）汽车制造领域

汽车开发、模具测量、零部件测量、冲压件检验、汽车车身检测等场景和生产制造流程均对三维信息采集、分析、比对具有大量需求。目前，三维视觉数字化应用在汽车设计、制造、装配、质检和维修等全周期阶段，在传统整车制造及新能源汽车领域均可专业、灵活、高效、便捷的三维数字化解决方案。根据观研报告网发布的《中国三维视觉数字化行业现状深度研究与发展前景分析报告（2024-2031年）》显示，2024年1-8月，我国汽车产销累计分别完成1867.4万辆和1876.6万辆，同比分别增长2.5%和3%。长期来看，随着汽车不断发展和生产过程自动化水平持续提升，将促进三维视觉数字化行业市场需求增长。

汽车开发、模具测量、零部件测量、冲压件检验、汽车车身检测等场景和生产制造流程均对三维信息采集、分析、比对具有大量需求。目前，三维视觉数字化应用在汽车设计、制造、装配、质检和维修等全周期阶段，在传统整车制造及新能源汽车领域均可专业、灵活、高效、便捷的三维数字化解决方案。根据数据显示，2024年1-8月，我国汽车产销累计分别完成1867.4万辆和1876.6万辆，同比分别增长2.5%和3%。长期来看，随着汽车不断发展和生产过程自动化水平持续提升，将促进三维视觉数字化行业市场需求增长。

数据来源：观研天下整理

三维视觉数字化在汽车制造领域应用分析

应用场景	简介
汽车设计阶段	三维视觉数字化产品可用来优化油泥模型的设计和改进。在验证模型、修改模型时，三维视觉数字化产品可以实现对汽车油泥模型快速精准的扫描，更加完整、明确、高效、及时地记录设计师的修改意图和理念，捕捉车模的形状特征，并获取物体表面的点云数据。这些数据可用于建立CAD模型来记录各个模型的修改版本，以及后续的数据存档，进而帮助汽车设计师缩短设计和建模周期。
汽车制造阶段	三维视觉数字化产品可用于汽车整车及零部件制造阶段。以冲压钣金件为例，通过三维视觉数字化产品对冲压件进行批量化扫描检测，汽车制造商可以快速获取生产件和CAD图纸之间的偏差值，同时提取冲压件的表面偏差、孔径、孔位置、孔间距等数据。在焊装阶段，可以对焊接分总成和焊接总成进行尺寸检测，保证产品一致性，基于三维视觉数字化技术检测工艺带来的更庞大和更完整的数据，汽车制造商能够及时调整生产线的参数设置和流程工艺，提升产品良率。
汽车装配阶段在汽车装配阶段	由于汽车整体装配过程较为复杂，部分孔位位置特殊，且装配时容易出现误差，通过三维视觉数字化产品的使用，可以快速检测汽车各部位孔位的位置度、相对位置关系以及装配零件的形变等情况，例如汽车座椅与车身之间的干涉及匹配关系、车门内板与汽车内饰侧板间隙与干涉情况等。
新能源车及配套系统	以动力电池为例，动力电池总成系统作为新能源汽车控制系统的核心，器件系统精密且复杂，难以避免生成制造过程中出现变形导致精密系统器件产生不良品质，同时新能源电池检测要求精度高、检测节拍高，传统的检测和扫描工具存在检验难度大、精准度不高、检测时间长、操作难度大等缺点，而三维视觉数字化产品，特别是跟踪式3D视觉数字化产品所具有的轻量化设计、小巧便携、稳定性强等独特优势，使其可随身携带至任何测量环境并进行连续测量。
汽车后市场	通过运用三维视觉数字化产品，可以实现对车身部分的快速扫描，进而快速获取车身数据，并进行定制化的开发，如汽车外形改装，车衣制作、汽车排气管改装、汽车内外饰加装等。

资料来源：观研天下整理

2）工程机械领域

三维视觉数字化在机械制造领域可应用在产品设计、产品优化、首件检验、装配分析、质量控制及仿真模拟等环节，助力机械制造型企业更为高效地完成生产制造需求。随着工程机械市场持续增长，将带动三维视觉数字行业需求上升。根据数据显示，2023年，我国工程机械行业市场规模为6282.14亿元。

数据来源：观研天下整理

三维视觉数字化在工程机械制造领域应用分析

应用领域	简介
产品设计数字化	在产品设计阶段，三维视觉数字化产品可以用来改良机械设备的逆向设计工程。如在矿山机械这类大型机械的逆向设计中，使用三维视觉数字化产品扫描矿山挖斗及配件的表面，可以获得被测对象高精度的三维数据，在兼顾死角的三维数据采集的同时，也能弱化传统方法中数据采集对外界光照的要求。
产品质检精细化	相比于接触式检测方式，三维视觉数字化产品可以更快、更全面、更灵活地实现机械零部件的无损检测。在无需移动待测的大型设备的情况下，将扫描得到的数据和CAD数模导入检测软件中对齐，即可对关键尺寸偏差值进行注释和分析，得出完善的修正方案。同时可以基于扫描数据建立三维数据库，实现数据的可追溯性，为零部件的后续保养维修提供依据。
产品验收高效化	在产品验收阶段，三维视觉数字化产品可以助力机械产品的验收交货流程。特别对于一些需要交付给海外市场的大型工业机械设备，在设备实物交付前，可以通过高精度三维视觉数字化产品采集先出具产品的三维模型发给客户，客户可将其导入检测软件，快速确认待交付的设备外形指标等是否符合要求，以及装配点的尺寸是否合格。
产品维修便捷化	相较于需要依次局部测量且耗时长的传统测量设备，三维视觉数字化产品可不受复杂环境影响，快速获取钣金件的整体表面点云数据，并提取诸多如曲面、同轴度、圆柱度等传统检具无法检测的参数种类。

资料来源：观研天下整理

3、典型专业级三维视觉数字化应用领域分析

1）教学科研

在教学科研领域，三维视觉数字化产品的普及一方面提供三维信息和数字化模型，与3D打印设备等一起为科研过程提供更加全面完善的数据和技术支持，例如在智能制造领域，三维视觉数字化产品可用于相关装备制造的工程教学演示，通过三维视觉数字化技术在生产与教学中的结合，可为生产制造提供相应的技能培训和科研创新支持，促进装备制造领域的持续创新与发展。近年来，随着国家持续加大对教育行业投入和发展支持，教育经费规模将持续增长。根据数据显示，2023年，全国教育经费总投入为64595亿元，比上年增长5.3%，其中国家财政性教育经费为50433亿元,比上年增长4.0%。

数据来源：观研天下整理

2）医疗健康

三维视觉数字化产品在医疗美容、生物医学工程、骨科义肢、数字牙科等医疗健康领域均有广泛的应用场景和大量的市场需求。受益于政策扶持和医疗器械研发和生产技术不断进步，我国医疗器械行业规模快速增长。数据显示，2019-2023年，我国医疗器械市场规模由6238亿元增长至11800亿元。

数据来源：观研天下整理

三维视觉数字化在手术领域应用分析

领域	简介
数字齿科	应用在口腔领域的三维视觉数字化产品通过结合专业齿科3D打印等设备，可为医生和患者提供成套的数字化齿科解决方案，大幅度提高齿科产品制作效率，另外可免除传统工艺的复杂流程和人工误差，实现数据到产品一步完成，保证包括口腔支架、牙模、隐形正畸牙套等在内的口腔和齿科产品的高品质制作。
手术领域	在骨科手术中，三维视觉数字化产品可以辅助骨科手术机器人对患者病灶进行实时跟踪定位，大幅度减少传统敞开式手术中需要的反复透视定位，大面积创口，和病人辐射暴露等问题带来的风险。
骨科领域	包括彩色3D扫描仪等在内的三维视觉数字化产品可以有较好的应用。例如在脊柱矫形场景下，通过使用对人眼隐形且安全的红外结构光对患者的身体部位进行扫描获取人体精确的几何特征；将扫描数据导入三维软件，通过对患者的医学CT图像等和3D扫描数据进行分析，设计出最合适的三维模型，最后结合三维打印设备打印出针对各个患者身形量身定做的三维矫形设备。
整形美容	以脸部整形应用为例，彩色三维视觉数字化产品通过投射对人眼无害的光源，获取用户面部包括额头、鼻部、唇部、下颚等在内的三维外形数据和彩色纹理数据，对人脸高精度智能建模，实现面部三维数据测量诊断评价，模拟手术变形，以及术后包括水平比例、高度比例、对称性等在内的模拟分析，辅助设计美丽整形方案，为医患双方提供精准模拟效果和直观的展示，同时也为手术安全性和可靠性提供保障。