Automatisierung

Industrielle Kameras, ihr Markt und technischen Merkmale

11.06.2015 -

Wie ist der Status Quo des Imaging-Markts und wie wird er sich zukünftig entwickeln? Zum 7. Mal in Folge hat Framos in Kooperation mit der Fachzeitschrift Inspect Hersteller und Anwender industrieller Kameras befragt. Die Studie gibt Aufschluss über die weitere technische Entwicklung sowie Marktanforderungen aus Hersteller- und Anwendersicht.

Basis der Studie sind die Antworten von 54 Teilnehmern aus 13 Ländern, 10 Hersteller und 44 Anwender, wobei das Augenmerk auf dem deutschsprachigen Raum und Europa liegt. Ein Relevanzranking der Teilnehmer wurde anhand der abgefragten Produktions- beziehungsweise Einkaufsvolumina vorgenommen. 40 Prozent der Hersteller produzieren bis zu 500 Kameras pro Jahr, 20 Prozent über 10.000 Kameras, Hauptabsatzgebiete sind Nordamerika und Asien. 80 Prozent der Anwender kaufen weniger als 100 Kameras pro Jahr, fünf Prozent benötigen mehr als 1.000 Kameras. Aufgrund der Teilnehmerstruktur ist Europa hier als Einsatzort mit knapp 75 Prozent führend.

Zu den Absatzmärkten der Hersteller zählen zu jeweils knapp 20 Prozent die Produktionsautomatisierung, Medizintechnik und Messtechnik und zu jeweils rund 12 Prozent die Logistik, Qualitätssicherung und Verkehrsüberwachung. Unter den teilnehmenden Anwendern ist die Qualitätssicherung mit 30 Prozent das wichtigste Einsatzgebiet, gefolgt von Produktionsautomatisierung und Messtechnik mit je 26 Prozent. Die Medizintechnik hingegen spielt mit fünf Prozent eine untergeordnete Rolle.

Ein wichtiger Indikator für die Marktentwicklung ist die Investitionsbereitschaft. Hersteller und Nutzer sind sich in diesem Punkt einig und sehen ein deutliches Vorankommen der Bildverarbeitung: 57 Prozent setzen in naher Zukunft neue Imaging-Systeme ein und zu 43 Prozent  sollen alte Systeme erneuert werden. Die Option „Kein weiterer Bedarf“ wurde von keinem Teilnehmer ausgewählt. Neben der offensichtlich vorhandenen Investitionsbereitschaft spielt die Preisgestaltung eine wichtige Rolle: Die Hersteller setzen hier vor allem auf kostengünstige Kameras und möchten 60 Prozent ihres Portfolios zwischen 150 und 350 Euro produzieren. Die Kategorien bis 650 Euro, bis 1.000 Euro und bis 3.000 Euro sollen jeweils zehn Prozent des Portfolios ausmachen. Kameras unter 150 Euro und über 3.000 Euro werden auf Herstellerseite als nicht relevant angesehen. Für die billigsten Kameras sehen dies auch die Nutzer so. Sie haben tendenziell die Bereitschaft mehr Geld für qualitativ gute Kameras auszugeben und setzen ihren Schwerpunkt mit 38 Prozent in der Preisspanne zwischen 350 und 650 Euro. 

Mit 19, 18 und 16 Prozent liegen die Kameras bis 350 Euro, 650 bis 1.000 Euro und bis 3.000 Euro dahinter, aber auch für Kameras über 3.000 Euro sind sechs Prozent der Anwender investitionswillig. Passend zu diesen Angaben antworteten nur acht Prozent der Nutzer auf die Frage „Was muss passieren, damit Ihr Geschäft dank Bildverarbeitung wächst?“ mit „Kostenreduktion bei Kameras“. Damit ist ein deutliches Umdenken hin zu funktionsbezogenen Leistungsmerkmalen und zur Studie 2013 erkennbar, wo noch doppelt so viele Nutzer auf eine Preisreduktion setzten.

Deutlich wichtiger ist den Anwendern in diesem Jahr die einfache Bedienbarkeit und der geringe Integrationsaufwand. Dies schlägt sich auch in der Markteinschätzung für Smart-Kameras nieder, deren Anteil am Bildverarbeitungsmarkt laut einhelliger Meinung der Hersteller und Nutzer auf 35 Prozent steigen wird.

Bekanntheit und Einsatzhäufigkeit der wichtigsten Kameramarken
Bei den Sensormarken und deren zukünftiger Verwendung in Bildverarbeitungssystemen sind sich Kamerahersteller und Nutzer über den Abfall beziehungsweise Anstieg einig. Sensoren von Sony werden zwar prozentual weniger eingesetzt, sollen aber auch 2016 mit vorausgesagten 35 Prozent Marktanteil das größte Vertrauen besitzen. Insbesondere bei den Marken Aptina und Truesense Imaging (beide mittlerweile unter dem Dach von OnSemi) werden deutliche Zuwächse auf 13 beziehungsweise 19 Prozent Marktanteil erwartet.

Einsatzhäufigkeit der wichtigsten Sensormarken – heute und in zwei Jahren
Bei den Sensortechnologien CCD und CMOS erwarten Hersteller und Nutzer in den kommenden zwei Jahren aufgrund der technischen Entwicklung eine komplette Umkehr der Verhältnisse. Liegt CCD heute noch mit rund 80 Prozent vorn, wird der Anteil auf etwa 20 Prozent sinken, CMOS in entsprechendem Verhältnis gewinnen. Diese Entwicklung wurde bereits in den Studien vorangegangener Jahre prognostiziert, doch es bleibt noch immer abzuwarten, ob die Qualität und Variantenvielfalt der CMOS-Sensoren die Prognose verifizieren kann.

Einsatz von CCD und CMOS Sensoren – heute und in zwei Jahren
Ebenfalls wichtig und aufgrund der meist bewegten Analyse-Objekte in der industriellen Bildverarbeitung folglich logisch ist der Aufschwung der Global-Shutter-Technologie von Bildsensoren, die mit 93 Prozent und 75 Prozent Anteil für Hersteller und Anwender unabdingbar ist. Weniger relevant hingegen ist die Farbaufnahme der Sensoren, hier ist die Prognose der Studienteilnehmer, dass 70 Prozent der Hersteller und 75 Prozent der Anwender weiter mit monochromatischen Sensoren arbeiten werden.
Eine Sensorauflösung zwischen ein und fünf Megapixel ist für Hersteller und Anwender mit 70 Prozent beziehungsweise 57 Prozent am relevantesten. Der größte Anstieg innerhalb der nächsten zwei Jahre ist für Auflösungen über fünf Megapixel zu erwarten, deren Anteil von heute fünf Prozent auf zehn Prozent bei den Herstellern und 13 Prozent bei den Anwender steigen soll. In Bezug auf die eingesetzten Bildraten sind die Kamerahersteller sehr optimistisch: Der Anteil der Sensoren mit über 100 fps soll bei 50 Prozent im Jahr 2016 liegen. Die Anwender hingegen sehen einen großen Anstieg für Frameraten zwischen 60 und 100 fps. Der Marktanteil der Sensoren mit unter 25 fps wird laut allen Teilnehmern deutlich sinken, auf zehn beziehungsweise 20 Prozent laut Herstellern und Anwendern.
Mit dem Anstieg der genutzten Auflösungen und Bildraten wird auch die Frage nach leistungsstarken Schnittstellen immer relevanter. 

Im Gegensatz zu den Prognosen von 2013 ist GigE nach wie vor mit 30 und 56 Prozent der meist eingesetzte Interface-Standard unter den Teilnehmern. Während die Hersteller mit 28 und 20 Prozent noch vergleichsweise stark auf CameraLink und Ethernet setzen, wenn auch mit sinkender Prognose, ist bei den Anwendern nur IEEEE1394a mit 11 Prozent und CameraLink mit 20 Prozent heute nennenswert. Für 2016 wird vor allem USB 3.0 ein signifikantes Wachstum vorhergesagt, ein Anstieg auf zehn Prozent Anteil laut Hersteller und 15 Prozent laut Anwender. GigE wird auch 2016 weiterhin stark sein, laut Herstellern sogar mit 35 Prozent stärker als momentan und auch die Anwender setzen mit prognostizierten 53 Prozent weiter stark auf den etablierten GigE-Standard. Für größere Datenmengen über 8 Gbit/s setzen 100 Prozent der Hersteller und 83 Prozent der Anwender auf die in der modernen IT bereits weit verbreitete 10GigE-Schnittstelle.

Einsatz der verschiedenen Schnittstellentypen – heute und in zwei Jahren
Eine interessante und aufschlussreiche Frage ist jedes Jahr, wie sich die Bildverarbeitung weiter entwickeln muss, um signifikantes Geschäftswachstum bei Herstellern und Anwender zu bewirken. In den vergangenen Jahren wurden hier zumeist Rufe nach geringeren Preisen laut. Dies hat sich 2014 gewandelt. Zwar möchten zehn Prozent aller Teilnehmer noch sinkende Preise für Sensoren und Kameras, die Mehrheit der Hersteller und Anwender wünscht sich jedoch vor allem eine einfache Benutzung der Hard- und Software sowie bessere Features für eine unkomplizierte Implementierung.
Des Weiteren wünschen sich alle Player technische Verbesserungen wie die weitere Ausreifung der Sensor- beziehungsweise CMOS- und auch der Shutter-Technologie sowie Interface-Fortschritte hinsichtlich Geschwindigkeit und Standardisierung. 

Fazit aus der Marktstudie 2014 ist das Stichwort „Bildverarbeitung für jedermann“. Hersteller sowie Anwender setzen auf günstige(re) und einfach zu bedienende Systeme, die mit dem hohen vorhandenen technischen Standard in bestehenden Applikationen und neue Geschäftsfelder implementiert werden. Die Rufe nach „Höher, schneller, günstiger“ (Auflösung, Bildraten und Schnittstellen, Preise) sind leiser geworden, die Branche möchte den Nutzen von Bildverarbeitung möglichst vertiefen und in bestehenden und neuen Anwendungsfeldern gewinnbringend einsetzen.

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