2D および 3D マシン ビジョン システム市場 – コンポーネント (ハードウェア、ソフトウェア)、製品 (PC ベース、スマート カメラ ベース)、エンド ユーザー産業 (電子機器および半導体、自動車、医療機器、医薬品、食品および飲料、その他の産業分野)、地域別、競合状況別 (2018 年 - 2028 年) のグローバル産業規模、シェア、傾向、機会、予測

市場概要

世界の2Dおよび3Dマシンビジョンシステム市場は、2022年に128億4,000万米ドルと評価されており、2028年までの予測期間中に14.20％のCAGRで堅調な成長が見込まれています。マシンビジョンは、カメラと画像処理を使用して、手動の検査タスクを補完または置き換え、機械に視覚を提供します。マシンビジョンのアプリケーションは、存在検出などの基本的なタスクから、過酷な環境でのリアルタイム検査およびグレーディングタスクまで多岐にわたります。

世界中の製造企業は、特に検査などの冗長タスクを正確に実行する必要がある分野で、マシンビジョンシステムの利点を認識しています。マシンビジョンシステムは、高速生産ラインや危険な環境で重要な役割を果たしています。これらのシステムが提供する重要な利点には、生産性の向上、マシンのダウンタイムの短縮、プロセス制御の強化などがあります。

主要な市場推進要因

自動化とインダストリー 4.0

自動化とインダストリー 4.0 は、2D および 3D マシン ビジョン システム市場の急速な成長を推進する 2 つの強力な原動力です。これらの変革的なトレンドは世界中の産業を再形成しており、マシン ビジョン システムは、高度に自動化され相互接続された未来のビジョンを実現する上で極めて重要な役割を果たしています。第 4 次産業革命とも呼ばれるインダストリー 4.0 は、デジタル技術、データ分析、自動化を製造および産業プロセスに統合することを特徴としています。これは、よりインテリジェントで接続された効率的な生産システムへの移行を表しています。業界がインダストリー 4.0 の原則を採用するにつれて、高度なマシン ビジョン システムの需要が急増しています。

市場の主な推進要因の 1 つは、自動化の強化の必要性です。製造業者は、かつては人間が行っていたタスクを実行するために、ロボット システムを採用するケースが増えています。マシン ビジョン システムはこれらのロボットの目であり、ロボットが環境を「見て」理解できるようにします。これにより、ロボットは人間と一緒に安全に作業し、複雑なタスクを正確に処理し、変化する状況に適応できます。自動車の組み立てライン、物流倉庫、医薬品製造など、マシン ビジョンは自動化の要です。さらに、インダストリー 4.0 ではデータ主導の意思決定が重視されています。マシン ビジョン システムは自動化だけでなく、視覚入力から重要なデータを収集することも目的としています。これらのシステムは膨大な量のデータをリアルタイムで収集できるため、予知保全、プロセス最適化、品質管理が可能になります。このデータ主導のアプローチは、効率性の向上、ダウンタイムの削減、製品品質の一貫性の確保に不可欠です。

インダストリー 4.0 のもう 1 つの側面は、インダストリアル IoT (IIoT) による機械とシステムの相互接続です。マシン ビジョン システムは IIoT プラットフォームと統合されることが多く、製造プロセスのリモート監視と制御が可能になります。この接続性により、変化する市場の需要に対する業界の俊敏性と応答性が向上します。結論として、自動化とインダストリー 4.0 の共生関係は、2D および 3D マシン ビジョン システム市場を新たな高みへと押し上げています。業界が効率、生産性、データに基づく洞察の向上を目指す中、マシン ビジョン テクノロジーはこれらの目標を達成するための不可欠なツールとして浮上しています。製造および産業プロセスの将来は、マシンが世界を認識して行動できるようにするビジョン システムにますます依存しており、第 4 次産業革命の礎となっています。

ロボット工学の需要増加

ロボット工学の需要増加は、2D および 3D マシン ビジョン システム市場の成長を推進する重要な原動力です。さまざまな業界のロボット工学は、視覚と認識機能を必要とするタスクをマシンが引き受けるようになり、目覚ましい変革を遂げています。マシン ビジョン システムはこの変革の中核であり、ロボットの機能と効率性の向上に極めて重要な役割を果たしています。マシン ビジョン テクノロジーの進歩により、ロボット システムはますます多用途でインテリジェントになっています。これらのシステムは現在、周囲を「見て」理解することができ、これは物体認識、ナビゲーション、人間や物体とのやり取りなどのタスクにとって重要です。製造、物流、医療、農業など、どの分野でも、マシン ビジョンを搭載したロボットは不可欠になりつつあります。

製造業では、ロボットはピック アンド プレース、組み立て、品質管理などのタスクに使用されます。マシン ビジョン システムにより、ロボットは組み立てライン上の物体を正確に識別して操作できるため、精度と一貫性が確保されます。また、製品の欠陥を検査できるため、品質管理が向上し、無駄が削減されます。製造業者が自動化を採用するにつれて、ロボットの機能を強化するマシン ビジョン システムの需要が高まっています。物流および e コマースの分野では、注文処理と倉庫業務を効率的に処理するための自動化の需要が急増しています。マシン ビジョン センサーを搭載した自律移動ロボット (AMR) は、複雑な環境を移動し、障害物を回避し、棚から商品を正確に取り出すことができます。これにより、生産性が向上するだけでなく、人件費も削減されます。

医療分野では、ロボットは手術、診断、患者のケアに使用されます。マシン ビジョン システムは、これらのロボットが繊細な手順を正確かつ安全に実行するのに役立ちます。また、投薬や患者のモニタリングなどの作業にも役立ちます。農業は、ロボット革命を経験しているもう 1 つの分野です。マシン ビジョンを搭載した自律型農業ロボットは、植え付け、収穫、雑草駆除などの作業をより正確に実行できるため、手作業の必要性が減り、作物の収穫量が増えます。全体として、ロボットに対する需要の増加が、2D および 3D マシン ビジョン システムの採用を促進しています。これらのシステムにより、ロボットは環境を認識し、決定を下し、正確かつ効率的に作業を実行できるようになります。業界が生産性の向上とコスト削減における自動化とロボット工学の価値を認識し続けるにつれて、マシン ビジョン システムの市場は今後数年間で大幅に成長する見込みです。

急速な技術の進歩

急速な技術の進歩は、2D および 3D マシン ビジョン システム市場の成長と進化の強力な触媒として機能しています。これらの進歩により、マシン ビジョンの状況が一変し、これらのシステムはより高性能で多用途になり、幅広い業界やアプリケーションで利用しやすくなっています。マシン ビジョンの技術進歩の主な推進力の 1 つは、センサーとカメラの継続的な改善です。高解像度でノイズの少ないセンサーとカメラの開発により、マシン ビジョン システムはより鮮明で詳細な画像をキャプチャして処理できるようになりました。この機能強化は、精密な測定、欠陥検出、品質管理を必要とするアプリケーションにとって特に重要です。

画像処理アルゴリズムも、急速な進歩が見られる分野です。多くの場合、人工知能 (AI) やディープラーニング技術に基づく高度なアルゴリズムにより、マシン ビジョン システムは画像をよりインテリジェントに解釈および分析できます。その結果、精度が向上し、これまでにない速度と精度でオブジェクトや欠陥を認識および分類できるようになります。特に、3D マシン ビジョン テクノロジーは、テクノロジーの進歩から大きな恩恵を受けています。タイム オブ フライトや構造化光カメラなどの 3D センサーの導入により、マシンは奥行きと形状を認識できるようになり、ビン ピッキング、ロボット ナビゲーション、体積測定などのタスクに非常に役立ちます。

さらに、マシン ビジョンと、拡張現実 (AR) や仮想現実 (VR) などの他の新興テクノロジーの統合により、アプリケーションの範囲が拡大しています。これらの組み合わせにより、マシン ビジョン システムがリアルタイムの情報を提供して人間とマシンの相互作用を強化できる没入型環境が生まれます。小型化とコスト削減も重要な推進力となっています。より小型で手頃な価格のコンポーネントにより、モバイル デバイス、ウェアラブル テクノロジー、コンシューマー エレクトロニクスなど、より幅広い環境でマシン ビジョン システムを展開することが可能になりました。このアクセシビリティにより、自律走行車、拡張現実メガネ、スマート家電などの分野でイノベーションが促進されています。

さらに、エッジ コンピューティング機能が急速に成長したことにより、マシン ビジョン システムはデータをローカルで処理できるようになり、レイテンシが短縮され、自律走行車や産業オートメーションなどのアプリケーションでリアルタイムの意思決定が可能になります。結論として、急速な技術進歩により、2D および 3D マシン ビジョン システム市場に革命が起こっています。これらのイノベーションにより、マシン ビジョン テクノロジーの機能、手頃な価格、適応性が向上し、その結果、さまざまな業界での採用が促進されています。業界が自動化、品質管理、データに基づく意思決定にマシン ビジョンの力を活用し続ける中、これらのシステムの市場は継続的な成長と革新に向けて準備が整っています。

主要な市場の課題

実装コスト

実装コストは、世界の 2D および 3D マシン ビジョン システム市場の成長を妨げる可能性のある大きな課題です。これらのシステムは幅広いメリットを提供しますが、導入に必要な初期投資は、特に中小企業 (SME) や予算が限られている企業にとっては障壁となる可能性があります。初期資本投資が高い2D および 3D マシン ビジョン システムに必要なハードウェアおよびソフトウェア コンポーネントの取得には、費用がかかる場合があります。これには、カメラ、センサー、照明機器、処理ユニット、および専用ソフトウェアのコストが含まれます。総コストは、アプリケーションの複雑さと規模によって大きく異なります。

統合コストハードウェアおよびソフトウェア コストに加えて、マシン ビジョン システムを既存の生産ラインに統合すると、追加費用が発生する可能性があります。これには、新しいテクノロジーに対応するために機械を改造または変更することや、マシン ビジョンの専門知識を持つ人員の雇用またはトレーニングが含まれる場合があります。カスタマイズ コスト多くのアプリケーションでは、特定の要件を満たすためにカスタマイズされたマシン ビジョン ソリューションが必要です。これらのカスタム ソリューションの開発と実装には、カスタマイズされたソフトウェア開発とシステム キャリブレーションが含まれることが多いため、全体的なコストが増加する可能性があります。メンテナンスとサポート コストマシン ビジョン システムは、最高のパフォーマンスで動作するように継続的なメンテナンスが必要です。定期的なキャリブレーション、ソフトウェアの更新、ハードウェアのメンテナンスは、時間の経過とともに総所有コストに寄与する可能性があります。企業は、スタッフがシステムの操作に熟練し続けるように、テクニカル サポートとトレーニングの予算も組む必要があります。

規模の経済生産量が多い大企業は、中小企業よりも簡単にマシン ビジョン テクノロジーへの投資を正当化できることがよくあります。コストを多数のユニットまたは製品に分散できるため、投資収益率 (ROI) がより魅力的になります。ROI の不確実性特にマシン ビジョン テクノロジーを初めて使用する企業にとって、明確でタイムリーな投資収益率を示すことは困難な場合があります。 ROI の計算は、生産性の向上、欠陥の減少、コスト削減などの要因に依存しますが、これらはすぐには明らかではない場合があります。

競争的な価格設定圧力一部の業界では、製品価格を低く抑える競争圧力がかかる場合があります。これにより、長期的には製品の品質と効率が向上する場合でも、高価なマシン ビジョン システムに投資する企業の能力が制限される可能性があります。これらの課題にもかかわらず、マシン ビジョン テクノロジのコスト環境は進化していることに注意することが重要です。ハードウェアの小型化の進歩、テクノロジ プロバイダー間の競争の激化、規模の経済により、実装コストが徐々に削減されています。さらに、テクノロジが成熟し、より広く採用されるようになると、品質管理、自動化、データ分析の改善によるメリットが初期投資を上回ることが多く、現代の産業環境で競争力を維持しようとしている多くの企業にとって、マシン ビジョン システムは戦略的な選択肢になります。

熟練した労働力の不足

熟練した労働力の不足は、世界の 2D および 3D マシン ビジョン システム市場の成長を妨げる可能性のある大きな課題をもたらします。マシン ビジョン技術はますます高度化しており、その実装と運用を成功させるには、特定のスキルと知識を持つ人材が必要です。資格のある人材が不足すると、さまざまな業界やアプリケーションでこれらのシステムの採用と利用が妨げられる可能性があります。マシン ビジョン技術の複雑さマシン ビジョン システムには、カメラ、センサー、画像処理ソフトウェアなどの複雑なコンポーネントが含まれており、多くの場合、キャリブレーションとプログラミングが必要です。これらのシステムを効果的に設計、セットアップ、および保守するには、熟練した技術者とエンジニアが必要です。

マシン ビジョンの専門家の不足マシン ビジョン技術の専門知識を持つ専門家は著しく不足しています。これは、コンピューター ビジョン、画像処理、プログラミング、およびハードウェア統合のスキルを独自に組み合わせる必要があるためです。このような人材を見つけて雇用することは、これらのシステムの実装を検討している企業にとって困難な場合があります。熟練した人材の需要の高まり熟練したマシン ビジョンの専門家の需要が高まっているのは、さまざまな業界で自動化とインダストリー 4.0 の実践が採用されつつあるためです。有能な人材をめぐる競争が激化すると、人件費が上昇する可能性があります。トレーニングと維持マシン ビジョン技術の従業員のトレーニングに投資する企業は、これらの熟練した従業員を維持するのに課題に直面する可能性があります。高度な訓練を受けた人材は他の組織から求められることが多く、人材の離職につながる可能性があります。

多様な用途マシン ビジョンは、製造、医療、自動車、農業など、幅広い業界で使用されています。各用途では専門知識と経験が必要になる場合があり、採用プロセスがさらに複雑になります。急速な技術進歩マシン ビジョンの分野では技術の変化が急速に進むため、熟練した労働者は最新の知識とスキルを継続的に更新する必要があります。この継続的な学習曲線により、有能な人材を見つけて維持することがさらに困難になります。

グローバル競争マシン ビジョン市場はグローバルな性質を持っているため、企業は熟練した人材を引き付けるために世界規模で競争する必要があります。これにより人件費が上昇し、中小企業が必要な専門知識を得ることがさらに困難になる可能性があります。マシン ビジョン業界における熟練した労働力の不足に対処するには、多角的なアプローチが必要です。これには、教育およびトレーニング プログラムへの投資、教育機関と企業間のパートナーシップの促進、マシン ビジョン関連のコースと認定の開発の促進が含まれます。さらに、企業は熟練した専門家を引き付けて維持するために、競争力のある報酬パッケージとキャリア アップの機会を提供する必要があるかもしれません。この労働力の課題を克服することは、さまざまな分野で 2D および 3D マシン ビジョン システムの潜在能力を最大限に引き出し、企業が自動化、品質管理、データに基づく意思決定を強化できるようにするために不可欠です。

主要な市場動向

AI とディープ ラーニングの統合

人工知能 (AI) とディープ ラーニングの統合は、世界的な 2D および 3D マシン ビジョン システム市場の成長の原動力です。この統合により、マシン ビジョン テクノロジーに革命が起こり、システムはよりスマートで、より適応性が高く、複雑な現実世界の課題に対処できるようになります。AI とディープ ラーニング アルゴリズムにより、マシン ビジョン システムは視覚データを驚異的な精度と速度で処理および解釈できるようになります。これらが市場を牽引する方法は次のとおりです。高度な画像認識AI とディープ ラーニング アルゴリズムは、画像内のパターンとオブジェクトの認識に優れています。これらの技術により、マシン ビジョン システムは、これまで達成が困難だったレベルの精度でオブジェクト、欠陥、異常を識別および分類できます。

強化された意思決定これらの技術により、マシン ビジョン システムは、キャプチャした視覚データに基づいてリアルタイムで意思決定を行うことができます。これは、自律走行車などのアプリケーションでは非常に貴重です。自律走行車では、AI 搭載のマシン ビジョン システムが障害物、歩行者、道路標識を識別し、安全なナビゲーションを可能にします。オブジェクト追跡AI とディープラーニング モデルは、オブジェクトの動きを追跡し、その軌道を予測できます。この機能は、監視、ロボット工学、ロジスティクスで極めて重要です。これらの分野では、移動するオブジェクトの追跡が安全性と効率性にとって不可欠です。品質管理の向上製造業では、AI 駆動のマシン ビジョン システムは製品のわずかな欠陥も検出できるため、品質管理が強化され、製造エラーが削減されます。

柔軟な適応ディープラーニング モデルは、変化する状況や環境に適応できます。この適応性は、機械が多様で予測不可能な状況に対処する必要があるロボット工学や自動化で特に貴重です。誤報の削減AI を搭載したマシン ビジョン システムは、履歴データから学習することで誤報を減らし、実際の問題をより正確に特定できるため、中断を最小限に抑え、全体的な効率を向上させることができます。

カスタマイズと汎用性AI 駆動型マシン ビジョン ソリューションは、特定のアプリケーションや業界に合わせてカスタマイズできるため、幅広いユース ケースに対応する汎用ツールになります。結論として、AI とディープ ラーニングの統合により、2D および 3D マシン ビジョン システム市場が前進しています。これらのテクノロジにより、業界全体で自動化、品質管理、データ駆動型の意思決定の新たな可能性が開かれ、マシン ビジョン システムはインダストリー 4.0 の時代以降に不可欠なものとなっています。AI とディープ ラーニングが進歩し続けるにつれて、さらに洗練され、より高性能なマシン ビジョン システムがさまざまな分野で革新と成長を促進することが期待できます。

3D ビジョン テクノロジーの進歩

3D ビジョン テクノロジーの進歩は、世界の 2D および 3D マシン ビジョン システム市場の原動力となるでしょう。これらの進歩は、マシン ビジョンの機能とアプリケーションにおける変革的な飛躍を表しており、従来の 2D システムではこれまで達成できなかった奥行きと精度を提供します。3D ビジョン テクノロジの主な利点の 1 つは、正確な奥行き認識を提供できることです。タイム オブ フライトや構造化光カメラなどの 3D センサーの最近の革新により、マシン ビジョン システムは、オブジェクトと環境の詳細で信頼性の高い 3D 再構築を作成できるようになりました。この奥行き認識は、機械が周囲と非常に正確にやり取りする必要があるロボットなどのアプリケーションでは非常に貴重です。

さらに、3D ビジョン テクノロジはオブジェクト認識機能を強化し、マシンがオブジェクトを識別するだけでなく、3 次元でその形状、サイズ、方向を評価することもできます。この機能は、製造、自動車の品質管理から物流、医療まで、さまざまな業界に広く影響を及ぼします。さらに、3D ビジョンの進歩はロボットの改善を推進し、ロボットが複雑で動的な環境をより効果的にナビゲートできるようにしています。これは、3D ビジョンが障害物の検出と回避に不可欠である自律走行車などのアプリケーションに特に関連しています。 3D ビジョン技術は進化を続け、より利用しやすくなるにつれて、業界に革命をもたらし、自動化を強化し、イノベーションの新たな機会を切り開くことになり、世界のマシン ビジョン システム市場の成長と発展の重要な原動力になります。

セグメント別インサイト

エンド ユーザー業界のインサイト

食品および飲料セグメントが市場を支配しています。食品および飲料部門は、安全文化の高まりと、自動化の一環として事前検査手順を採用することを企業に義務付ける厳格な政府規制により、マシン ビジョン システムにとって最も重要な市場の 1 つです。

過去 10 年間にわたる食品業界でのマシン ビジョンの統一的かつ体系的な適用は、主に、画像処理やパターン認識などの構成要素の手法の継続的な開発によるものです。さらに、技術の進歩により、これらのマシンをより低コストで実現可能に実装できるようになりました。食品の検査（主に欠陥や汚染物質が関係）、品質管理、場合によっては食品加工中のより複雑な食品（ピザやレイヤーケーキ）の組み立て管理は、マシンビジョンシステムが適用される主な範囲の一部です。

地域別インサイト

予測期間中、北米が市場を支配すると予想されます。北米は、インフラが十分に確立された先進地域です。

業界団体であり、自動化推進協会（A3）の一部であるAIAによると、北米では、ロボットやその他の機械にビジョンインテリジェンスを提供するマシンビジョンコンポーネントとシステムの販売が2018年に大幅に増加しました。

2019年7月、Microchip Technology CorporationはSmart Embedded Vision Initiativeを開始しました。この新しいエコシステムは、一連の高速イメージングインターフェイス、画像処理用の知的財産、および外部パートナーシップの強化されたエコシステムを備えたMicrochipの低電力PolarFireFPGAを活用しています。この取り組みは、産業、医療機器、自動車、航空宇宙などのアプリケーションにおけるマシンビジョンの進歩を促進することを目的としています。

最近の開発

• 2020 年 4 月 - Cognex Corporation は、In-Sight D900 組み込みビジョン システムを発表しました。この種としては初のソリューションである In-Sight D900 は、In-Sight 産業グレードのスマート カメラ内に Cognex の ViD ディープラーニング ソフトウェアを搭載しています。この自己完結型システムは、光学文字認識 (OCR)、アセンブリ検証、欠陥検出など、さまざまな複雑なインライン検査アプリケーションの問題を解決できるように設計されています。
• 2019 年 8 月 - IDS は、USB3 ビジョン カメラのラインアップを 100 モデル以上拡張することを計画しました。これは、GigE Vision で既に利用可能なソニー製センサーの全範囲を統合することを意味します。新しいカメラは、IDS の新しいハードウェア非依存 SDK である IDS Peak で使用できます。

主要市場プレーヤー

• Cognex Corporation
• KeyenceCorporation
• OmronCorporation
• ISRAVision AG
• IDSImaging Development Systems GmbH
• NationalInstruments Corporation
• MVTecSoftware GmbH
• SonyCorporation
• TeledyneDALSA
• ToshibaCorporation