摘要：三維數(shù)字化，亦稱“3D數(shù)字化”，即運用3D工具（軟件或儀器）來實現(xiàn)模型的虛擬創(chuàng)建、修改、完善、分析等一系列的數(shù)字化操作，從而滿足用戶在各個應(yīng)用領(lǐng)域的使用需求?？紤]到三維掃描產(chǎn)品供給側(cè)技術(shù)水平的不斷提升所帶動的產(chǎn)品迭代升級，以及全球?qū)τ谥悄苎b備制造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需求，三維數(shù)字化市場規(guī)模將呈現(xiàn)快速增長趨勢。未來，三維數(shù)字化產(chǎn)品也將不斷迭代升級，在光學(xué)、跟蹤識別、數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域使用更加先進的技術(shù)，提升產(chǎn)品測量精度以滿足客戶更高的要求和更加復(fù)雜的測量環(huán)境，助力下游產(chǎn)業(yè)向高端制造成功轉(zhuǎn)型。

一、定義及分類

三維數(shù)字化，亦稱“3D數(shù)字化”，即運用3D工具（軟件或儀器）來實現(xiàn)模型的虛擬創(chuàng)建、修改、完善、分析等一系列的數(shù)字化操作，從而滿足用戶在各個應(yīng)用領(lǐng)域的使用需求。相比2D成像，三維數(shù)字化能1:1還原真實物體三維空間尺寸，全面地展現(xiàn)物體的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，便于用戶通過多視角觀察其外觀并獲取更加全面準(zhǔn)確的認(rèn)知。根據(jù)下游應(yīng)用場景的不同精度要求、掃描及檢測的不同實現(xiàn)方法等，三維數(shù)字化產(chǎn)品主要下游應(yīng)用可分為高精度工業(yè)級領(lǐng)域、高效率專業(yè)級領(lǐng)域以及高性價比的商業(yè)級應(yīng)用領(lǐng)域。

二、行業(yè)政策

1、主管部門和監(jiān)管體制

我國三維數(shù)字化行業(yè)的行政主管部門為國家發(fā)展改革委員會、工業(yè)和信息化部、科技部和商務(wù)部等，通過制定產(chǎn)業(yè)政策、提出中長期規(guī)劃目標(biāo)等方式對行業(yè)發(fā)展方向進行調(diào)控和指導(dǎo)。行業(yè)自律組織主要包括中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會、中國機械工業(yè)聯(lián)合會、中國機器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會、中國智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商聯(lián)盟等，主要負(fù)責(zé)會員進行自律性管理、提供公共服務(wù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)業(yè)與市場研究。

2、行業(yè)相關(guān)政策

面向高端制造業(yè)的光學(xué)三維數(shù)字化是實現(xiàn)智能制造“補鏈強鏈”、建設(shè)制造強國的關(guān)鍵技術(shù)，長期以來受到國家產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵和支持。為加強基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，2023年2月，習(xí)近平總書記在中共中央政治局集體學(xué)習(xí)中強調(diào)，要打好科技儀器設(shè)備、操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件國產(chǎn)化攻堅戰(zhàn)，提升國產(chǎn)化替代水平和應(yīng)用規(guī)模，爭取早日實現(xiàn)用我國自主的研究平臺、儀器設(shè)備來解決重大基礎(chǔ)研究問題。此后，中共中央、國務(wù)院、發(fā)改委、工信部等多個部門陸續(xù)發(fā)布《智能檢測裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2023—2025年）》《關(guān)于深化智慧城市發(fā)展 推進城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的指導(dǎo)意見》等一系列政策，高度重視數(shù)字化模擬測量技術(shù)，提出在工業(yè)方面利用虛擬仿真設(shè)備實現(xiàn)三維自動化、智能化質(zhì)檢；在商業(yè)方面構(gòu)建商品三維模型、數(shù)字人導(dǎo)購、虛擬商場，提升沉浸式購物體驗；在城市建設(shè)方面強調(diào)因地制宜發(fā)展新興數(shù)字產(chǎn)業(yè)，加強大數(shù)據(jù)、人工智能、三維建模等關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)在城市場景中集成應(yīng)用，為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。

三、行業(yè)壁壘

1、關(guān)鍵技術(shù)壁壘

三維數(shù)字化產(chǎn)品生產(chǎn)需要光學(xué)、電子學(xué)、計算機科學(xué)、自動化等多學(xué)科知識的融合貫通，涉及大量產(chǎn)品研發(fā)工作。行業(yè)頭部公司在測量技術(shù)、測量原理、掃描建模、數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域均已申請了專利保護，對于市場新進入者來說，需要較長時間和大量資源開展技術(shù)研發(fā)工作和通過相關(guān)機構(gòu)的專利申請和審核，因此行業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘。

2、營銷網(wǎng)絡(luò)壁壘

目前，國內(nèi)企業(yè)三維數(shù)字化產(chǎn)品主要采用經(jīng)銷方式進行銷售。行業(yè)內(nèi)經(jīng)銷商更愿意代理比較知名的頭部品牌，而新進品牌知名度低，在開拓市場時較難找到經(jīng)銷商進行合作，對于新進入者而言，需要花費較長的時間和成本建立品牌知名度和客戶認(rèn)可，因此短時間內(nèi)難以實現(xiàn)全面覆蓋的銷售網(wǎng)絡(luò)。

3、先發(fā)優(yōu)勢壁壘

由于三維數(shù)字化行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈涉及面廣，行業(yè)內(nèi)企業(yè)需要與不同的上游供應(yīng)商培養(yǎng)良好、穩(wěn)定和長期的合作關(guān)系，協(xié)調(diào)多種原料的測試及購買，以配合生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量；同時企業(yè)還需要與多領(lǐng)域的不同下游客戶及經(jīng)銷商建立聯(lián)系，積極進行營銷并及時洞悉市場情況。市場已有的三維數(shù)字化企業(yè)作為先驅(qū)者，基于先發(fā)優(yōu)勢形成了一定的產(chǎn)業(yè)鏈影響力、銷售網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢以及穩(wěn)定的客戶合作關(guān)系，以限制競爭對手的跟進，從而形成較高的先發(fā)優(yōu)勢壁壘。

四、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

三維數(shù)字化行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為原材料及生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商，為中游提供光學(xué)鏡頭、工業(yè)相機、激光發(fā)射器、電源供應(yīng)系統(tǒng)等零部件；三維數(shù)據(jù)采集軟件、三維數(shù)據(jù)處理及分析軟件、三維展示和處理的庫文件及算法支持等服務(wù)；以及組裝、測試所需生產(chǎn)設(shè)備。中游為三維數(shù)字化產(chǎn)品生產(chǎn)制造廠商以及綜合解決方案提供商。產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括航空航天、汽車制造、工程機械、交通運輸、3C電子、新能源、教學(xué)科研、藝術(shù)文博、醫(yī)療健康、公安司法、虛擬世界、游戲娛樂等行業(yè)。

三維數(shù)字化行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

光學(xué)鏡頭

舜宇光學(xué)科技 (集團)有限公司

東莞市宇瞳光學(xué)科技股份有限公司

中山聯(lián)合光電科技股份有限公司

福建福光股份有限公司

廈門力鼎光電股份有限公司

激光發(fā)射器

大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司

珠海光庫科技股份有限公司

武漢金運激光股份有限公司

深圳市創(chuàng)鑫激光股份有限公司

電源系統(tǒng)

北京動力源科技股份有限公司

茂碩電源科技股份有限公司

杭州中恒電氣股份有限公司

深圳奧特迅電力設(shè)備股份有限公司

深圳市核達中遠(yuǎn)通電源技術(shù)股份有限公司

數(shù)據(jù)處理

煙臺紐耀數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理有限公司

江蘇實達迪美數(shù)據(jù)處理有限公司

南京光谷數(shù)據(jù)處理有限公司

山東東港數(shù)據(jù)處理有限公司

上游

先臨三維科技股份有限公司

思看科技(杭州)股份有限公司

Creaform形創(chuàng)

?？怂箍禍y量技術(shù)(青島)有限公司

中游

航空航天

汽車制造

工程機械

交通運輸

3C電子

新能源

下游

2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析

（1）先臨三維科技股份有限公司

先臨三維主要從事高精度工業(yè)3D掃描和相關(guān)數(shù)字化設(shè)備及軟件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。其自主研發(fā)的以高精度三維視覺技術(shù)為原理的高精度3D掃描儀，可以高效、精確地測得物體的高精度、高品質(zhì)、全尺寸三維立體數(shù)字模型，可通過計算機接口或軟件傳輸至數(shù)字化制造設(shè)備進行數(shù)字化制造，主要應(yīng)用于高端工業(yè)制造、數(shù)字化精準(zhǔn)醫(yī)療、普及化專業(yè)三維建模等領(lǐng)域。先臨三維積極響應(yīng)高水平科技自立自強的國家戰(zhàn)略，專注于高精度三維視覺技術(shù)，在三維數(shù)字化技術(shù)領(lǐng)先性和獨特性方面取得全球范圍內(nèi)重要地位。2023年先臨三維營業(yè)收入為10.18億元，同比增長32.56%；毛利率為67.08%。

（2）思看科技(杭州)股份有限公司

思看科技是面向全球的三維數(shù)字化綜合解決方案提供商，主營業(yè)務(wù)為三維數(shù)字化產(chǎn)品及系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。思看科技深耕三維數(shù)字化軟硬件專業(yè)領(lǐng)域多年，產(chǎn)品主要覆蓋工業(yè)級高精度和專業(yè)級高性價比兩大差異化賽道。致力于提供高精度、高便攜和智能化的三維數(shù)字化系統(tǒng)解決方案，打造三維數(shù)字化民族品牌。2023年思看科技營業(yè)收入為2.72億元，同比增長31.88%；毛利率為78.38%。

五、行業(yè)現(xiàn)狀

受限于軟硬件等各方面的限制，二維（2D）機器視覺發(fā)展時間較長，技術(shù)相對更為成熟。但隨著工業(yè)智能化水平的不斷提升，機器視覺檢測的需求從簡單的有無檢測、瑕疵檢測升級為三維（3D）尺寸檢測、復(fù)雜曲面檢測。三維機器視覺具有可以識別空間坐標(biāo)信息和空間3D位置關(guān)系，因此在精準(zhǔn)測量和自動化等方面都有較大優(yōu)勢。近些年來，三維數(shù)字化成為構(gòu)建三維機器視覺的重要基礎(chǔ)，三維數(shù)字化可通過光學(xué)原理，在不用接觸物體的情況下，以多種方式掃描物體后，識別收集視野內(nèi)空間每個點位的三維坐標(biāo)信息，使計算機得到空間的三維數(shù)據(jù)，并將實物三維信息轉(zhuǎn)換成為三維數(shù)字化模型，適用范圍更廣，精度更高，因而受到市場的青睞?？紤]到三維掃描產(chǎn)品供給側(cè)技術(shù)水平的不斷提升所帶動的產(chǎn)品迭代升級，以及全球?qū)τ谥悄苎b備制造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需求，三維數(shù)字化市場規(guī)模將呈現(xiàn)快速增長趨勢。以國內(nèi)范圍來看，中國三維數(shù)字化產(chǎn)品市場同樣保持較快的增長趨勢，2018-2023年，國內(nèi)三維數(shù)字化產(chǎn)品市場銷售收入由41.9億元增長至90.8億元；產(chǎn)品滲透率由15.3%增長至23.8%。

六、發(fā)展因素

1、有利因素

（1）政策支持與資金投入

2024年5月，國家發(fā)改委、財政部、自然資源部等部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于深化智慧城市發(fā)展 推進城市全域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的指導(dǎo)意見》，提出以三維視覺技術(shù)賦能城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型，促進新興產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。同時，各地方政府紛紛出臺相關(guān)政策支持三維數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，并提供對應(yīng)的資金補貼、稅收優(yōu)惠等。此外，社會資本受政策鼓勵影響也積極投入三維數(shù)字化領(lǐng)域，推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。從而為三維數(shù)字化行業(yè)的發(fā)展提供了有力保障。

（2）下游需求增長提供發(fā)展動力

隨著人工智能、機器視覺、VR/AR以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的突破，三維數(shù)字化設(shè)備在各領(lǐng)域的商業(yè)化普及程度有望進一步提升，并實現(xiàn)更精準(zhǔn)的測量與建模。隨著工業(yè)、萬物數(shù)字化等各領(lǐng)域?qū)θS空間信息和數(shù)據(jù)需求的增加以及硬件復(fù)雜度的降低，三維數(shù)字化的需求將不斷提升，進而為行業(yè)發(fā)展提供原動力。

（3）技術(shù)進步推動產(chǎn)品創(chuàng)新

隨著計算機技術(shù)和光學(xué)技術(shù)的不斷進步，三維數(shù)字化設(shè)備的精度和效率顯著提升。高精度相機、手持式三維掃描儀、激光掃描儀等設(shè)備的出現(xiàn)，使得產(chǎn)品在測量物體的尺寸、大小方面的限制不斷縮小，三維數(shù)據(jù)采集和處理也更加便捷和高效。同時，算法的不斷優(yōu)化也使得三維模型的重構(gòu)和渲染更加真實和細(xì)膩，推動了三維數(shù)字化在多個領(lǐng)域的應(yīng)用。

2、不利因素

（1）行業(yè)規(guī)范及政策制度需進一步完善

盡管國家出臺了相關(guān)技術(shù)規(guī)范，但由于三維數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)備在企業(yè)中的普及程度較低，企業(yè)級的生產(chǎn)工藝文件制度中納入三維激光掃描設(shè)備來完成項目的情況較少，因而行業(yè)詳細(xì)的生產(chǎn)及使用規(guī)范尚未完善。同時，目前市場上的成熟產(chǎn)品已經(jīng)延用多個領(lǐng)域，并可滿足傳統(tǒng)制造生產(chǎn)需求，為替換引進新測量設(shè)備產(chǎn)生了較大阻力。而政策性規(guī)章制度設(shè)立周期較長，政策性制度的建立及更新成為行業(yè)推廣的另一項阻力。

（2）下游應(yīng)用場景復(fù)雜

隨著下游非工業(yè)應(yīng)用場景增加，三維數(shù)字化產(chǎn)品生產(chǎn)商需要提供更多不同精度、掃描速度、便攜度組合的產(chǎn)品以最大程度滿足多種需求。同時，由于家具家裝、文化保護與修復(fù)、教學(xué)科研、影視藝術(shù)、虛擬世界等非工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，且這些領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品及服務(wù)的需求具備差異化、個性化等特點，較難實現(xiàn)批量化、統(tǒng)一化，從而對三維數(shù)字化產(chǎn)品生產(chǎn)商的研發(fā)創(chuàng)新能力、銷售網(wǎng)絡(luò)和售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)搭建帶來新挑戰(zhàn)。

（3）數(shù)據(jù)安全問題逐步顯現(xiàn)

三維數(shù)字化技術(shù)在采集和處理過程中涉及大量敏感數(shù)據(jù)，如個人隱私信息、商業(yè)秘密等，一旦數(shù)據(jù)泄露或濫用，將對企業(yè)和個人造成不可估量的損失。目前，我國三維視覺技術(shù)數(shù)字化應(yīng)用尚未普及，安全系統(tǒng)集成及隱私保護措施還未完善，三維數(shù)字化產(chǎn)品及生產(chǎn)商的應(yīng)急處理能力也有待進一步加強，從而成為技術(shù)普及應(yīng)用的重要挑戰(zhàn)。

七、競爭格局

目前，國內(nèi)三維數(shù)字化行業(yè)市場集中度較高，主要廠商企業(yè)包括先臨三維、思看科技、形創(chuàng)公司、海克斯康、卡爾蔡司等。其中，卡爾蔡司、海克斯康等海外企業(yè)主要通過在中國直接布局銷售渠道、收并購、與中國企業(yè)進行產(chǎn)品合作的方式拓展業(yè)務(wù)，在中國市場占有率較高。如卡爾蔡司于2019年收購高慕有限公司，以拓展非接觸式光學(xué)三維視覺數(shù)字化市場；海克斯康于2021年收購中國企業(yè)武漢中觀，以彌補其在中國便攜三維視覺數(shù)字化產(chǎn)品的市場空白。而先臨三維、以思看科技為代表的國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)大部分從2015年前后開始進入三維數(shù)字化市場，具備本地化服務(wù)團隊、對國內(nèi)客戶的需求更加了解等優(yōu)勢；同時，國內(nèi)研發(fā)人員持續(xù)推動產(chǎn)品迭代更新，行業(yè)產(chǎn)品矩陣不斷擴大，已形成一定技術(shù)壁壘和渠道優(yōu)勢，從而使其在國內(nèi)市場上占據(jù)較高地位。未來，隨著包括視覺算法公司、軟件信息技術(shù)公司等潛在進入者拓展其硬件業(yè)務(wù)，行業(yè)競爭將日益激烈。

八、發(fā)展趨勢

隨著中國制造業(yè)的不斷轉(zhuǎn)型升級，包括精密零部件等在內(nèi)的高端工業(yè)機械制造和高精尖工業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、檢驗檢測等過程均需要三維數(shù)字化技術(shù)的參與，使機械具備更高的精度和更小的誤差。未來，三維數(shù)字化產(chǎn)品也將不斷迭代升級，在光學(xué)、跟蹤識別、數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域使用更加先進的技術(shù)，如內(nèi)置攝影測量技術(shù)、跟蹤掃描標(biāo)定技術(shù)等，提升產(chǎn)品測量精度以滿足客戶更高的要求和更加復(fù)雜的測量環(huán)境，助力下游產(chǎn)業(yè)向高端制造成功轉(zhuǎn)型。