基恩士视觉系统应用，机器视觉行业深度解析
基恩士视觉系统应用，机器视觉行业深度解析虽然基恩士目前形成了包括传感器、PLC、HMI、静电消除器等丰富产品在内的产品体系，但是据公司日本官网明确指出，其业务以传感器为主，而且在基恩士所涉猎的传感器中，光电传感器、光纤传感器、激光传感器、图像识别传感器等均是光电传感及检测技术的具体应用，公司的位移传感器亦使用了光电技术对位移这一物理量进行检测。光电传感/检测技术是光电信息技术的主要技术之一，是利用光电转换器件接收光辐射，将光辐射转换为电信号后，再综合利用信息传送技术和信息处理技术，最终完成信息的有效收集和检测。基恩士收入规模也在十年间，从另两家企业的四成左右，发展至与之相当，在业务体量具备相当规模的情况下，表现出了十分优越的成长性。其利润端则更加亮眼，FY2011-2021，基恩士净利率从29%提升至40%，2021财年归母净利润达到3034亿日元，归母净利润总额及人均创利均约为发那科的两倍。基恩士证明了自动化行业有一部分市场，
（报告出品方/分析师：德邦证券 倪正洋 张宇虹）
1. 基恩士：高增速、高利润率、高人均创收的卓越企业FY2011-2021，基恩士营收CAGR高达14.2%，领先自动化同行。
基恩士于1974年成立于日本，是工厂自动化（FA）传感器、测量仪器和图像处理设备等产 品的综合提供商，它被认为是全球传感器及机器视觉行业的龙头公司，产品应用于电子/电气设备、汽车、机械等诸多行业。
收入端，2021财年（2021.3-2022.3），基恩士共实现营业收入7552亿日元，过去十年复合增速达到14.2%，同期，另外两家同样以 FA 业务为主的知名日企发那科、欧姆龙的收入复合增速分别为3.1%、3.6%。
基恩士收入规模也在十年间，从另两家企业的四成左右，发展至与之相当，在业务体量具备相当规模的情况下，表现出了十分优越的成长性。其利润端则更加亮眼，FY2011-2021，基恩士净利率从29%提升至40%，2021财年归母净利润达到3034亿日元，归母净利润总额及人均创利均约为发那科的两倍。基恩士证明了自动化行业有一部分市场，规模至少七千亿日元，净利率可以高达40%。
我们认为：（1）基恩士占据的赛道值得进一步明确；（1）基恩士经营模式的底层逻辑值得研究。故，本报告第二、三章将分别围绕以上关键问题展开；第四章还提出了一个辨析“通用化”和“定制化”的模型，第五章则比较分析了我国机器视觉赛道的重要企业。
基恩士的核心技术是光电传感/检测技术。
光电传感/检测技术是光电信息技术的主要技术之一，是利用光电转换器件接收光辐射，将光辐射转换为电信号后，再综合利用信息传送技术和信息处理技术，最终完成信息的有效收集和检测。
虽然基恩士目前形成了包括传感器、PLC、HMI、静电消除器等丰富产品在内的产品体系，但是据公司日本官网明确指出，其业务以传感器为主，而且在基恩士所涉猎的传感器中，光电传感器、光纤传感器、激光传感器、图像识别传感器等均是光电传感及检测技术的具体应用，公司的位移传感器亦使用了光电技术对位移这一物理量进行检测。
据此我们推测，光电类传感器是基恩士最核心的传感器品类。同时，具体来看基恩士其他板块的产品，比如测量仪中的激光轮廓测量仪、激光位移测量仪、白光干涉位移传感器等，测量系统板块的图像尺寸测量仪、3D 扫描仪等，视觉系统/图像传感器板块，显微镜/3D显微系统板块，条码/二维码读取器板块等，也均和光电检测技术息息相关。我们认为，可以进一步将基恩士定义为全球光电传感及检测产品的龙头企业。
产品拓展具有“单点->多点->2D->3D”的特点，早期的光纤传感器、激光传感器业务与机器视觉业务技术同源。
基恩士1974年成立后，最先推出的是接近传感器，该类传感器以“涡电流”的方式实现检测，不过后续很快就转向了光电领域，从其产品开拓历史来看：1983年、1986年，公司先后开发了光纤传感器和激光传感器，1995年即推出了当时全球最紧凑的机器视觉系统并持续迭代，于2002年开发了高速高精的机器视觉系统，2011、2012年分别实现了机器视觉系统的快速配置及智能化（rapid set-up and self-teaching），2013年，公司采样速度领跑全球的2D/3D 激光扫描仪问世。
光电传感及检测技术在公司以上产品中一脉相承，从单点向多点，并进一步发展至 2D 平面、3D 立体，不断逼近人的视觉功能。
由此可见，基恩士在机器视觉领域的技术积累可以追溯至其成立早期，目前，基恩士也是全球机器视觉龙头企业之一。
传感层更有可能是工业自动化“木桶的短板”所在，光电类传感器享有高增速具备坚实的底层逻辑。工厂自动化 (FA) 是一种使生产过程自动化的系统，但传统的 FA 产线上，很多环节往往依旧需要人工参与，如，对流水线上的工件计数，发现缺陷产品，检查工件的位置，等等。
我们认为，对电信号进行处理随着 PLC 等控制层产品的成熟已经实现了较好的发展，传感层或者说对各类非电信号的采集和转换，更有可能是“木桶的短板”所在。
而这一点，如果类比人接收信息的各种感官来看，大部分是通过视觉完成，故光电传感技术的进步（再搭配使用其他各类传感技术），有望解决自动化在传感层的显著痛点，单位投入下提效效果较其他传统的自动化技术更好。
提供适用于多个行业的通用产品，70%的新产品在推出时为“世界首创”和“行业首创”。
据基恩士官网，其产品按照通用目的进行工程设计，因此可以适用于多个行业或领域，而且其 70%的新产品在推出时是行业或世界首创，持续引领客户需求。
据公司2009年发布的宣传册，“新产品在公司总收入中的占比长期保持在30%左右”，可见其新产品享有良好的市场接受度。
我们认为，基恩士成功实现通用化的核心因素是——其以直销的模式，对不同行业的大量客户进行了广泛的走访，并安排技术型销售对客户需求进行深度、前瞻的挖掘，进而收集并掌握了大量的市场需求。此外，基恩士在软件技术方面的深耕，预计对其产品的柔性化、多功能化也有较大辅助作用。
以下分别来看。
以直销模式挖掘客户需求，通过制作需求卡等方式进行了长期积累在广度方面，目前，基恩士已经在全球46个国家拥有230余个基地，积累了超过30万个业务合作伙伴。
在深度方面，基恩士采取了“全球直销”的模式，并安排具有专业知识的基恩士销售人员，走进客户生产现场，发现、收集客户的需求，并为客户提供解决方案。
据日本学者的研究论文（根据20031、20092、20103、20144年的日本期刊文章整合，与基恩士目前的数据存在一定差别）：“基恩士的销售团队要走访数万家客户的企业现场，从众多客户处获取了大量的需求信息”“基恩士的客户中，90%以上是中小企业，从行业分布来看，电子电器占30%，汽车占15%，机械和食品各占10%，不依赖于特定客户和特定行业”“基恩士销售人员在走访客户时，针对客户暂未被满足的需求，使用被称为‘需求卡’的格式向商品企划部门报告”“据粗略估计，这种需求卡每个月能收集到超过1000个”。
基恩士在广度、深度两方面同时发力长期积累，掌握的大量行业及客户需求，是其以引领行业的方式推出通用产品的核心基础。
重视软件能力，2008年设立了专门的子公司负责软件开发基恩士设立了专门的子公司负责软件开发，在 3D 绘图、操作系统开发等方面具优势。
基恩士软件公司（キーエンスソフトウェア株式会社，KEYENCE SOFTWARE CORPORATION）成立于2008年3月，是基恩士的全资子公司，共有105名员工（截至2021年10月）。
该子公司专注于开发基恩士产品的嵌入式软件应用，如，开发先进的图像处理技术和算法，直观的 Windows 操作软件，为PLC触摸屏显示器、电子显微镜、便捷终端等各种类型的设备开发应用软件等。
据其官网，其核心优势在于：
（1）3D 绘图技术，在基恩士的 3D 产品中，3D 绘图需要准确性、可见性和高速性等高性能算法；
（2）操作系统运用技术，基恩士有许多产品搭载了 Windows、Android 等操作系统，通过掌握操作系统运用技术，能够实现高速处理数据、满足多种网络通信，并为客户提供舒适的用户界面；
（3）质量管理技术；
（4）项目管理技术。
基恩士开发的软件兼顾高性能和易用性，是基恩士为客户提供高附加价值产品的重要支柱。
通过对基恩士商业模式的分析，我们认为其特点主要在于——基于对市场需求的了解，进而可以通过增加其商品的功能属性，扩大其适用范围并提升销售数量，最终实现商品的通用化和规模化，高人均创收和盈利水平。据此，我们提出一个通用的模型/解释，辨析“通用化”“定制化”两种商业模式：
企业通过为客户提供产品和服务获取利润，本质上获取的是其为客户提供的附加值的一部分。
在为客户创造效益方面，即通过满足图中 ABC 等客户的 123 等需求，进而为其创造效益；在成本方面，一家企业生产不同数量的不同产品，则需要支付相应的固定成本及可变成本。
则，一家企业可以找到一种（或有限种）产品组合，使其所创造的附加值最大化，即创造出图中的“最大净效益”，这种产品组合可以称为“最优产品组合”。
“通用化”和“定制化”：
借用经济学“要素禀赋”的概念，一家企业也有自身的禀赋，比如对市场需求的了解甚至预测能力、技术及产品开发能力、销售能力、对供应链和制造环节的管控能力，等等。在不同的禀赋下，一家企业会具有不同的“创造效益函数”和“成本函数”，故而会得到不同的“最优产品组合”。
当一家企业的最优产品组合是适用于多个行业、多家客户的，则其选择往往体现为“通用化”，相对的，如果最优产品组合是适用于特定行业甚至特定客户的，则该企业往往表现为选择了“定制化”的模式。在一家企业发展的不同阶段，其最优解也是变化的。
“数字化”的重要性：
当“创造效益函数”和“成本函数”越来越能以“数字”的形式保存下来，并建立有效的模型对其进行分析，则相当于提升了“解”的准确度，实现提质增效。由内资企业为我国市场提供“数字化” 产品具有战略意义，也是内资企业在“工艺积累”“客户理解”等层面上快速拉近和外资龙头差异的重要途径。
5. 预计国内机器视觉处于替代进口早期，国内企业发力业务拓展及标准化探索按基恩士发展思路的重要维度，选取机器视觉赛道企业作为我们的重点研究对象。
一方面，从基恩士由“单点->多点->2D->3D”的发展路径来看，机器视觉产品不仅是光电传感技术应用于工业制造的重要形式，而且应是更为先进的一类产品；另一方面，在我国 A 股上市企业中，围绕光电传感技术展业的企业主要集中在机器视觉赛道。
故而，我们选取我国机器视觉企业，对标基恩士进行研究。据《2021年中国机器视觉市场研究报告》，2021年中国机器视觉行业销售额排名前十名的企业分别为凌云光、大恒科技、奥普特等，此外，海康威视子公司海康机器人也是机器视觉市场的重要参与者，据此梳理以下表格。
而在表中所列企业中，海康机器人、凌云光、大恒图像、奥普特的机器视觉业务涵盖核心部件及成套系统，且销售规模相对领先。
奥普特、海康机器人与基恩士的发展路径最为相似，且服务客户广度应领先国内同行。
从发展历程来看，海康机器人、大恒图像、奥普特均倾向围绕机器视觉系统核心部件延拓，其中海康机器人、大恒图像从相机起家，且海康机器人较大恒图像更早完成了软件算法、整套解决方案的布局，奥普特则从光源控制器起家，并最早在 2009 年确立了为客户提供机器视觉成套成像解决方案的业务模式，其视觉开发包、智能视觉软件的推出也领先于海康机器人，并在发展过程中不断储备了镜头、视觉控制器、相机等新产品。
凌云光的产品则多以检测设备的形式推出，除光学系统外，还较多涉及机械部件，主要按照下游应用进行了业务拓展。
综合比较，我们认为奥普特、海康机器人的产品形式、发展路径与基恩士更为相似，且核心产品丰富度更高，其中，奥普特相较海康机器人的积累时间更长。
光电传感、机器视觉赛道在我国享高成长性，但工业应用及国产替代应仍处早期，建议积极跟踪各家企业后续发展。2021年（对于基恩士而言是2021财年），基恩士来自我国的收入、奥普特总营收、凌云光机器视觉业务收入分别为63.5、8.8、15.1亿人民币，三家企业2018-21收入CAGR分别为23%、28%、22%。
较基恩士而言，国内企业暂未体现出明显更强的成长性，光电传感技术、机器视觉在我国应仍处国产替代早期阶段，国内企业正着力进行业务拓展及标准化探索。
类比我国工控企业的成长史，我们认为“在规模较大（或预期规模较大）的细分行业实现高增速/高市占率”“通用产品取得较高毛利率”等或是企业发展的关键节点。我们建议积极关注机器视觉这一黄金赛道，并持续跟踪各企业发展动态。
机器视觉渗透率提升速度不及预期、行业竞争加剧、宏观经济增速放缓。
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