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工业互联网行业市场分析报告六2021年8月目录一、“技术+政策”催化,我国工业互联网落地加快..........................................................................71.1制造业升级向高质量发展....................................................................................................71.2政策推动:国内外政策大力推动(十四五、中国制造2025、各部委/省市行动计划)81.3工业互联网解决的核心问题:C2M..................................................................................101.4工业软件的国产化和企业数字化趋势加速......................................................................121.4.1研发设计类:核心技术亟待突破,逐步破局...........................................................131.4.2生产制造类:我国工控行业进入持续增长阶段,本土品牌占有率提升................161.4.3经营管理类:国产产品向高端市场进发,产业平台化大势所趋............................191.5通信技术发展推动工业互联网落地..................................................................................20二、全球各国及国内工业互联网发展现状.....................................................................................222.1各细分行业痛点与解决方案..............................................................................................222.2全球各国工业互联网平台发展现状..................................................................................252.2.1发达地区工业基础与技术较为领先,亚太地区发展迅速.........................................252.2.2GEPredix:全球首个工业互联网平台,满足工业行业数字化需求........................252.2.3MindSphere:基于云的开放式loT操作系统,释放企业数据潜能.......................272.2.4ABBAbility:集成ABB跨行业、一体化的数字能力,构建全新生态系统...........282.3国内工业互联网新应用情况(5G).................................................................................292.3.15G技术逐步进入成熟期,国内标准体系持续跟进...................................................292.3.2树根互联:5G+工程器械智能制造和智能服务领域的优秀先行者.........................312.3.3苏州工业园:5G工业数字化孪生方案.....................................................................312.4国家15大双跨平台............................................................................................................322.4.1国家助力,龙头引领行业发展...................................................................................322.4.2实例:海尔COSMOPlat,面向C端消费的大规模定制生产标杆..........................332.4.3实例:用友精智,“平台+生态”为制造业企业提供综合数智化服务.....................342.4.4实例:浪潮云洲,解决方案完善的综合性工业互联网平台....................................352.4.5实例:航天云网INDICS,依托航天科工离散制造优势巨大.................................362.4.6实例:宝信xIn3Plat,以钢铁行业为基,持续向外拓展.........................................372.4.7实例:工业富联,聚焦端对端,提供智能化工厂全场景能力................................38三、新技术带来智能制造产业趋势-大数据,智能化,工业安全.............................................403.1云和大数据支撑工业互联网平台建设,构筑工业互联网体系核心层............................403.1.1用友网络:YonBIP产品体系助力企业落实数字化转型...........................................413.1.2宝信软件:钢铁信息化标兵,工业互联网平台助力行业外延.................................423.1.3赛意信息:由工业软件向工业互联网延伸,打造数字化及智能制造解决方案.....433.2智能制造..............................................................................................................................453.2.1工业智能化:人工智能技术为提供工业问题的有效解决方案................................453.2.2机器视觉:技术突破下的国产替代进程加快...........................................................463.2.3实例:中科创达TurboXInspection深度布局工业视觉..........................................483.2.4海康威视:安防放量后,智能制造或为关键增长极之一.........................................493.3工业机器人..........................................................................................................................503.3.1占主要成本的核心零部件国产化率低.......................................................................503.3.2柏楚电子:中国激光切割引领者,优势布局工业机器人焊接................................513.3.3法拉特:工业机器人领域优秀初创企业...................................................................533.4环保设备..............................................................................................................................533.4.1“碳中和”催动工业互联网进一步发展,环保技术研发有望成为新趋势............533.4.2实例:中科曙光是国内高性能计算领域的领军企业,液冷技术实现低能耗........533.5工控安全打造工业互联网安全运行坚实底座..................................................................553.5.1安恒信息:打造覆盖全场景的工业互联网安全产品体系........................................563.5.2奇安信:国内网安行业龙头,全方位布局网络安全领域........................................583.5.3东方通:聚焦设备数据交互的安全防护...................................................................593.6.智能工厂改造:中控技术,引领流程工业企业向“工业3.0+工业4.0”迈进............593.7产业互联网..........................................................................................................................603.7.1从产业链整体出发,实现制造业重塑与升级...........................................................603.7.2实例:汉得信息通过自研与持股方式深入多行业信息化建设................................613.7.3实例:致景科技助力纺织产业提升信息化程度与经营效率....................................62四、风险提示.....................................................................................................................................63表目录表1:工业互联网相关政策一览 9表2:5GR16标准的主要功能 22表3:工业互联网平台同传统工业IT架构比较 23表4:垂直领域对工业互联网平台的需求 23表5:各行业工业主要痛点、解决方案及成效 24表6:5G+工业互联网细分应用 30表7:2020年十五大“双跨”工业互联网平台 32表8:机器视觉相比人眼优势明显 47图目录图1:中国工业产值增速 7图2:中国工业产值占全球比重 7图3:全球工业软件产业规模 8图4:中国工业软件产业规模 8图5:广东省与长三角地区下发文件数量较多 8图6:工业互联网建设文件数量2017年后爆发增长 8图7:工信部2021年工作计划基础建设布局 10图8:智能工厂框架图 11图9:集团企业计划和制造协同场景 12图10:工业软件分类 12图11:工业软件按类型国产化率 12图12:2018-20208E全球CAD市场规模 13图13:国内外CAD企业收入规模对比(亿美元) 13图14:中望软件收入分拆 14图15:霍莱沃收入与利润 14图16:霍莱沃产品 14图17:全球各区域EDA市场规模 15图18:中国EDA市场规模 15图19:全球各区域EDA市场规模 15图20:华大九天国产EDA份额金50% 15图21:华大九天收入结构 16图22:华大九天收入与利润 16图23:概伦电子收入结构 16图24:概伦电子收入与利润 16图25:中国工业自动化市场规模及增速 17图26:中国工业自动化产品及服务市场 17图27:中国工业自动化各细分市场主要平台 17图28:中国工业自动化本土品牌市场规模 17图29:国内DCS市场份额 18图30:中控技术市场份额 18图31:中电智科PLS产品 18图32:SAP历年亚太地区除日本收入与增速 19图33:中国高端ERP市场格局 19图34:《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》 20图35:2017-2023年中国云计算市场规模预测 20图36:2019年中国与全球公有云市场结构 20图37:5G的三大特征和落地应用场景 21图38:5GR15、R16和R17标准历程 21图39:全球工业互联网平台应用领域分布 24图40:全球工业互联网平台将高速增长 24图41:国外工业互联网平台产业视图 25图42:Predix工业云平台结构图 26图43:GE部分数字合作伙伴 26图44:MindSphere—基于云的开放式IoT操作系统 27图45:Ability平台构架图 28图46:ABBAbilityMarketplaceTM 28图47:中国通信标准化协会制定5G+工业互联网标准体系进程与计划 29图48:5G绽放杯历年项目成熟度 31图49:5G+工业互联网专利申请量 31图50:树根互联5G+智能制造总体框架 31图51:新华三集团携手电信、紫光云运营的苏州工业云数字孪生平台 32图52:海尔互联工厂 33图53:海尔互联工厂 34图54:精智平台发展数据 34图55:用友制造业企业产品与解决方案 35图56:浪潮云洲平台竞争力强 35图57:浪潮云洲相关数据 35图58:浪潮云洲分领域解决方案 36图59:浪潮云洲各行业解决方案 36图60:航天云网覆盖区域 36图61:航天云网解决方案 37图62:iPlat工业互联平台功能架构 38图63:ePlat应用架构 38图64:iPlat平台“云边端”架构模式 38图65:iPlat平台ABCD产品体系 38图66:工业富联科技服务 39图67:工业富联“工业+5G”应用场景 39图68:工业互联网三大体系 40图69:工业互联网平台架构及关键技术 40图70:工业PaaS平台的核心能力 41图71:工业互联网平台按功能架构分类及行业玩家 41图72:用友商业创新平台YonBIP总体服务架构 41图73:用友精智工业互联网平台整体架构 42图74:宝信软件iPlat智能制造平台 43图75:宝信软件ePlat产业生态平台 43图76:iPlat平台核心技术能力 43图77:iPlat平台应用领域 43图78:赛意信息SMOM智能制造管理平台 44图79:赛意工业互联网平台 44图80:赛意企业资产管理平台(EAM)总体架构 45图81:IOT工业手环应用套件 45图82:中国人工智能领域专利申请量 46图83:制造业智能化发展简图 46图84:工业智能的基本框架及主要类型 46图85:机器视觉系统简图 47图86:中国机器视觉市场规模及增速 48图87:公司智能物联网业务占比不断提高 48图88:与亚马逊合作后的智慧工业ADC系统 48图89:海康威视业务布局 49图90:海康威视AI开放平台 50图91:工业机器人产业链全景图 50图92:中国在世界各国机器人密度排名靠后 51图93:中国2016-2020年机器人产量逐年递增 51图94:工业机器人细分应用占比 51图95:智能焊接机器人的产品示意图 52图96:柏楚电子多年技术储备具备进军焊接业务领域的技术基础 52图97:碳中和长期发展目标与路径 53图98:曙光绿色节能数据中心解决方案通过液冷散热技术解决了能耗大等诸多问题 54图99:恒华科技综合能源服务 55图100:工业互联网标准体系 55图101:工业互联网安全标准体系框架 55图102:CNVD工控新增漏洞年度分布趋势 56图103:2019新增工控系统漏洞类型分布 56图104:安恒信息产品体系全线概览图 57图105:安恒信息工业互联网安全一站式服务平台 57图106:奇安信产品与服务体系 58图107:奇安信工业安全管理与分析系统 59图108:奇安信工业主机安全防护系统部署方式 59图109:东方通工业互联网时序数据智能网关 59图110:智能制造系统架构 60图111:中国工控系统装置制造行业市场规模及增速 60图112:智能制造系统层级架构及中控技术产品所在维度 60图113:公司产品情况 60图114:汉得信息服务能力概况 61图115:汉得信息自主产品 61图116:汇联易费用管理云平台 62图117:百布APP 63一、“技术+政策”催化,我国工业互联网落地加快十四五规划全面启动,工业互联网大有可为。我们认为:1)长期来看,我国从“工业大国”走向“工业强国”,加大信息技术赋能是关键点之一。2)而在追求数字化、智能化的制造业升级前,以CAX/EDA等为代表的工业软件需实现自主,才能有力支撑新兴技术在制造领域落地。3)21年国家多次发布加快工业互联网发展重磅文件,参考17年类似“战略”文件发布后各地方“执行”文件涌现进而带动产业发展,下半年起相关政策推动有望加速。4)5G中负责低时延、高可靠的R16技术标准20年7月冻结,按照通常冻结后1-2年左右技术逐步实现商业化,目前5G+工业互联网逐步接近规模化临界点。5)工业互联网宗旨是打造“研、产、供、销”一体化实现资源优化分配,而我国消费端互联网应用及基础设施全球领先,落地土壤丰厚。1.1制造业升级向高质量发展高产值低利润,制造业亟待升级。21世纪以来,我国加入WTO凭借低人力成本和人口红利,迅速成为出口大国,制造业总体产值进入高速增长。而08年金融危机后,我国实行内需拉动,制造业产值增速回升,此后虽有17年经济周期性复苏,总体制造业逐步进入低增长态势。一直以来我国制造业处于“大而不强”状态,从工业产值占比上看,我国占全球比重已超过30%,但利润占比低。15年以来我国开启供给侧改革,淘汰低端产能,制造业向高质量发展大势所趋。图1:中国工业产值增速图2:中国工业产值占全球比重中国工业产值增速我国工业产值占全球比重25%35%21.1%30%20%18.81%8.5%19.6%17.9%18.2%25%18.3%15%15.9%20%11.8%12.1%15%10%8.9%8.9%9.4%10%7.1%5%4.8%6.4%5%4.9%4.4%3.6%0.8%0%0%0.4%20002002200420062008201020122014201620182020资料来源:中国工业技术产业软件化联盟,信达证券研发中心 资料来源:中国工业技术产业软件化联盟,信达证券研发中心信息化、数字化是转型升级关键一环。2019年,全球工业软件市场规模达到4107亿美元,近三年同比增长率均在5%以上,2012-2019复合增长率为5.4%。国内工业软件产业规模仅占全球工业软件市场规模的6%,但国内产业规模增长速度较快,近三年同比增长率在15%左右,2012-2019年复合增长率为13%。据国家统计局与世界银行,2019年我国工业产值占世界比重超过30%,但从工业软件规模来看,我国工业软件规模同年仅占全球比重约6%。我们认为,中国作为制造业大国,但信息化、软件化程度较低,以目前全球工业信息化为标准,我国工业软件规模在不考虑产值变化的情况下,仍有5倍增长空间。图3:全球工业软件产业规模5,000全球工业软件产业规模(亿美元)增速7%4,500410743585.8%5.9%38936.1%4,00037016%5.3%35315.5%33635.2%5%3,5005.0%4.8%2850300031753,0004%2,5002,0003%1,5002%1,0001%50000%资料来源:中国工业技术产业软件化联盟,信达证券研发中心
图4:中国工业软件产业规模2,500中国工业软件产业规模(亿元)增速18%16.0%16.5%16%2,00015.2%197414.8%13.7%14%172011.2%147712%1,50010.132%99.410%1194.11082.58.8%8%1,000939.9728.6810.26%5004%2%00%资料来源:中国工业技术产业软件化联盟,信达证券研发中心1.2政策推动:国内外政策大力推动(十四五、中国制造2025、各部委/省市行动计划)工业互联网涉及产业链各环节,政策推动对下游需求起极大拉动效应。早在2011年,我国工业和信息化部印发《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》,提出加强工业控制系统信息安全管理的重要性和紧迫性。此后,制造业智能化平台建立、信息化与工业化融合发展、网络信息技术高效支撑工业互联网快速发展等概念被先后提出,建立并规范工业互联网的需求日益强烈。2017年,国务院颁布了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,首次将工业互联网作为国家战略正式提出。该文件提出“以全面支撑制造强国和网络强国建设为目标”,“构建网络、平台、安全三大功能体系”,以此增强工业互联网产业的供给能力,进而实现实体经济与网络相互促进的格局。此后,全国大部分地区纷纷分布关于加快工业互联网建设的文件。截至2020年11月末,各地公开的关于工业互联网文件数量超过300条,其中广东省出台的工业互联网相关文件数量最多,长三角地区次之。我们认为,工业互联网发展核心在于产业链各环节协作化、生态化发展,在行业发展初期,龙头平台形成规模效应前,政策对行业发展带动效应显著。图5:广东省与长三角地区下发文件数量较多图6:工业互联网建设文件数量2017年后爆发增长12011410080辽宁省、上6765海市、杭州60市较早发布40相关文件20101102016 2017 2018 2019 2020地方文件数量资料来源:计世资讯CCWResearch,信达证券研发中心 资料来源:计世资讯CCWResearch,信达证券研发中心明细化政策陆续发布,行业发展进入快车道。“十四五”规划与2035年远景目标纲要中,三次提及工业互联网,要求积极稳妥地发展工业互联网,推进“工业互联网+智能制造”产业生态。工业互联网建设进程进一步加快,2021年伊始,工信部便发布了《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》,对今后三年内工业互联网的重点工作做出部署。该行动计划提出了11项重点行动和10大重点工程,着力于解决工业互联网发展中的各类痛点问题。同年6月,工信部发布《工业互联网专项工作组2021年工作计划》,深化“5G+工业互联网”,同时研究制定工业互联网园区网络建设指南,规范工业互联网平台建设,为工业互联网的开局奠定基础。7月,工信部再度就政策推进发力,针对《工业互联网综合标准化体系建设指南(2021版)》(征求意见稿)公开征求意见。根据该意见稿,我国将深入贯彻“十四五”规划与2035年远景目标纲要,加强标准工作顶层设计,增加标准有效供给,加快构建统一、融合、开放的工业互联网标准体系。同时,该意见稿还指出,到2023年,我国将基本形成工业互联网标准体系。表1:工业互联网相关政策一览发布时间 政策 内容要求各省、自治区、直辖市人民政府、国务院有关部门、国有大型企业充分认识加强工业控制系统信息安全管理的重要性和紧迫性,明确重点2011年9月 《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》领域工业控制系统信息安全管理要求,建立工业控制系统安全测评检查和漏洞发布制度,进一步加强工业控制系统信息安全工作的组织领导。2015年7月 《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指2017年11月导意见》《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发2019年8月展的实施意见》2020年2月 《关于工业大数据发展的指导意见》《工业互联网创新发展行动计划(2021-20232021年1月年)》《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个2021年3月五年规划和2035年远景目标纲要》2021年6月 《工业互联网专项工作组2021年工作计划》资料来源:前瞻产业研究院,e安在线,信达证券研发中心
第一次提出“研究工业互联网网络架构体系。”工业互联网成为我国开展“互联网+”、两化融合等行动的重要组成部分。以全面支撑制造强国和网络强国建设为目标,围绕推动互联网和实体经济深度融合,聚焦发展智能、绿色的先进制造业,构建网络、平台、安全三大功能体系,增强工业互联网产业供给能力,持续提升我国工业互联网发展水平,深入推进“互联网+”,形成实体经济与网络相互促进、同步提升的良好格局,有力推动现代化经济体系建设。多部联合提出推进建设智能工厂、加快工业互联网创新应用等培育融合发展新业态新模式,探索重点行业重点领域如原材料、消费品工业与服务业融合发展新路径、发挥多元化融合发展主体作用等意见。提出促进工业数据汇聚共享、融合创新,提升数据治理能力,加强数据安全管理,着力打造资源富集、应用繁荣、产业进步、治理有序的工业大数据生态体系。结合当前产业发展实际和技术产业演进趋势,确立了未来三年我国工业互联网发展目标。即到2023年,新型基础设施进一步完善,融合应用成效进一步彰显,技术创新能力进一步提升,产业发展生态进一步健全,安全保障能力进一步增强。培育形成具有国际影响力的工业互联网平台,推进“工业互联网+智能制造”产业生态建设。积极稳妥发展工业互联网和车联网。在重点行业和区域建设若干国际水准的工业互联网平台和数字化转型促进中心。支持工业设备网络化改造,推进工业企业内网升级和外网建设,构建工业互联网网络地图,持续推进“5G+工业互联网”融合应用培育10个典型应用场景,建成8个“5G+工业互联网”公共服务平台。。图7:工信部2021年工作计划基础建设布局资料来源:工业与信息化部官网,信达证券研发中心全国各省市也纷纷持续相应推进工业互联网建设,加速落地进程。例如,7月2日,辽宁省工业和信息化厅与省财政厅联合发布通知,在辽宁省开展工业互联网创新发展专项资金项目组织工作。7月6日,广东省人民政府正式印发《广东省制造业数字化转型实施方案(2021—2025年)》和《广东省制造业数字化转型若干政策措施》两份重磅文件,预计将进一步提升广东省工业数字化程度,为工业互联网发展奠定数字与信息基础。此外,北京市同样积极相应,于近日制定了《北京工业互联网发展行动计划(2021-2023年)(征求意见稿)》,着力推动北京工业化和信息化在更广范围、更深程度、更高水平上融合发展,促进北京构建现代产业体系。我们认为,参照2017年工业互联网概念首次作为国家战略正式提出,各地响应政策的相关文件大幅爆发的逻辑,工信部三年工作计划推行,将加速全国各省市响应,工业互联网落地进程有望加快。1.3工业互联网解决的核心问题:C2M智能制造的发展与信息化息息相关。从20世纪中期到20世纪90年代,信息化表现为以计算、通讯以及DCS(分布式控制系统)、PLC(可编程逻辑控制器)以及SCADA(数据采集与监视控制系统)等自动化应用为主要特征的数字化阶段。直到20世纪90年代互联网的大规模应用,信息化进入了前所未有的网络化阶段,随之而来的还有大数据技术,云计算、移动互联网以及工业互联网等跨领域融合应用技术,人工智能技术战略性突破,将信息化带入了崭新的时代,智能制造和工业互联网也大上了人工智能深深的烙印。工业互联网融合新一代信息网络技术和现代工业技术,具备企业互联能力、IoT连接能力、在线交易服务能力、资源共享、敏捷开发与运维能力,大数据分析、工业App市场和金融服务等核心能力,更好地解决核心的C2M问题。工业互联网平台提供给智能制造企业一个立体的解决方案,包含智能决策、产业互联、智慧管理、智能工厂和基础平台等。上层大数据分析实现智能决策,往下依靠产业互联,即互联网营销、互联网采购、云服务等,基于消费者和终端客户需求变化,实现销售端、采购端和产业链多个环节的打通,产业互联既体现制造业和数字化深度融合,又依赖企业内部管理运营提升、数字化转型,以及智能工厂应用采用的互联网、物联网、智能物流和智能监控等技术。整个工业互联网平台建立在云计算、大数据、移动互联网和工业物联网平台之上。图8:智能工厂框架图资料来源:Planck,信达证券研发中心工业互联网C2M的立体解决方案在面对客户定制化需求上,能够提供低成本、高质量、快周期交付的个性化产品,主要依赖准确获取客户需求的能力、面向对规模定制的开发能力以及柔性大规模定制的制造能力,而互联网营销是企业直接面向最终消费者的重要渠道,企业可以选择自建或者借助第三方的电商平台来连接消费者,建立基于互联网的信息系统,但仅有电商系统,是无法真正打通客户、企业、供应商之间的链接,从分解销售产品的子件和配件开始,建立参数模型和价格模型,到交期计算模型的构建,更多的生产需要链接ERP系统、MES系统实现从生产计划到物料需求计划,从生产订单到订单跟踪,以及排程上线和顺序计划等全面的支持,最终才能打通从选配单到物料采购、生产制造、物流配送等C2M全流程业务,高效快速地响应客户需求。C2M(客户对工厂生产)依赖对客户需求的精准分析,按照需求进行面向客户的生产模式,提高客户的的满意度和订单利润率,实现规模化定制化的柔性生产,工业品企业掌控互联网营销渠道进一步加强,融合销售通路和原料采购,形成上下游产业链的贯通。过程控制进一步加强,智能制造自动化和过程监视运行结合,客户直接参与过程管理,实现生产过程可追溯。营销端智能化改造,构建以客户为中心的行业产业级营销服务平台,实现对客户需求获取、精准营销、柔性定制和敏捷服务,最终产品服务达到客户,形成高效运营体系,最终实现设计制造一体化应用。图9:集团企业计划和制造协同场景资料来源:用友网络官网,信达证券研发中心1.4工业软件的国产化和企业数字化趋势加速底层研发能力较弱,国产化提升空间巨大。工业软件分为研发设计类、生产制造类、运维服务类以及经营管理类。从国产化率角度,根据中国工业软件化产业联盟数据,研发设计类软件国产化率不足5%。而生产制造以及经营管理类国产化率较高,分别为50%与70%。图10:工业软件分类类型包含软件计算机辅助设计(CAD)、辅助分析(CAE)、研发设计类辅助工艺规划(CAPP)、产品数据管理(PDM)、产品生命周期管理(PLM)、电子设计自动化(EDA)等。可编程逻辑控制器(PLC)、分布式数控(DNC)生产制造类、集散控制系统(DCS)、数据采集与监控控制系统(SCADA)、生产计划排产(APS)、环境管理体系(EMS)、制造执行系统(MES)等。运维服务类资产性能管理(APM)、维护维修运行管理(MRO)、故障预测与健康管理(PHM)等。企业资源计划(ERP)、财务管理(PM)、供应经营管理类链管理(SCM)、客户管理管理(CRM)、人力资源管理(HRM)、企业资产管理(EAM)、知识管理(KM)等。资料来源:中国工业技术产业软件化联盟,信达证券研发中心
图11:工业软件按类型国产化率80%70%70%60%50%50%40%30%30%20%10% 5%0%研发设计类 生产控制类 经营管理类 运维服务资料来源:中国工业技术产业软件化联盟,信达证券研发中心1.4.1研发设计类:核心技术亟待突破,逐步破局薄弱环节之一:CAD/CAE/CAX全球CAD百亿美元级市场,国内厂商收入规模低。根据BISresearch数据统计,2018年全球74.7亿美元,预计2023年达到112.2亿美元,2028年达到138.3亿美元,若按工业软件占全球比重计算(6%),中国CAD市场规模为8.2亿美元。将国内相关企业与海外厂商对比,收入规模差距较大。2020年欧特克的AutoCad产品相关收入超10亿美元。欧特克主要针对2D市场,而3D市场中达索2018年Catia+Solidworks(含CAD/CAE/CAM)收入17.7亿欧元。而国内主要Cad厂商收入规模相比则极低,中望软件2020年收入0.7亿美元。我们认为,全球CAD市场规模巨大,中国作为产值占比30%制造业大国,中长期看CAD潜在市场空间在数十亿美元级别,国产相关厂商市场机遇以及替代空间广阔。图12:2018-20208E全球CAD市场规模图13:国内外CAD企业收入规模对比(亿美元)160全球CAD市场规模(亿美元)12.010.9920172020140138.310.0120112.21008.08074.76.05.6160404.0202.000.700.280.190.1250.0欧特克(AutoCad)中望软件数码大方浩辰软件资料来源:BISResearch,电子发烧友网,信达证券研发中心资料来源:Wind,信达证券研发中心中望软件:高性价比国产CAX,2D领域竞争力逐步提升。公司是国内领先的研发设计类工业软件供应商,主要从事CAD/CAM/CAE等研发设计类工业软件的研发、专注于工业软件底层核心技术研发,产品标准化、自主化程度极高。公司具备了扎实的技术及研发基础,掌握了CAD软件领域的核心技术。截至报告期末,拥有3项发明专利、179项境内计算机软件著作权、9项境外著作权,3项作品著作权。不同于大多数国产CAD软件厂商借助第三方几何内核(如ACIS,Parasolid,OpenCASCADE)进行3DCAD产品开发,公司拥有3DCAD产品的几何建模内核,核心技术拥有自主知识产权,具备底层开发能力,产品核心模块不依赖于第三方供应商,有效避免了在商业竞争及贸易争端中被第三方“卡脖子”的情况。我们认为,公司产品自主化程度高,面向下游领域多,在未来制造业进一步升级背景下,3D产品发展前景广阔。图14:中望软件收入分拆ZWCAD基于ZWCAD二次开发的专业软件2DCAD-教育版块3DCAD-企业版块3DCAD-教育版块受托开发外购产100%90%380%0.480.610.3370%自0.45研60%0.210.36标50%0.72准0.330.47化40%产30%品20%0.680.951.4410%0%201720182019资料来源:公司财报,信达证券研发中心霍莱沃:国产电磁CAE先行者。公司依托自主研发的电磁场仿真分析(CAE)与相控阵校准测试核心算法,围绕相控阵的设计、研发、生产和应用阶段,主要为雷达和无线通信领域提供用于测试、仿真的系统、软件和服务,并提供相控阵部件等相关产品。目前公司收入主要来源于国防科技,未来公司将继续深耕电磁场仿真分析核心技术,将市场快速拓展到5G通信、汽车毫米波雷达、低轨卫星等领域。图15:霍莱沃收入与利润营业收入(亿元) 归母净利润(亿元)2.292.01.691.551.50.981.00.50.350.450.300.180.02017201820192020资料来源:Wind,信达证券研发中心
图16:霍莱沃产品资料来源:霍莱沃官网,信达证券研发中心薄弱环节之二:EDA2020年全球EDA销售总额为72.3亿元,其中北美约占40.9%,亚太地区约占42.1%,欧洲地区约占17%。在全球集成电路及EDA行业发展持续向好、我国集成电路产业保持高速增长的大背景下,我国2020年EDA行业迎来持续良好增长,全年行业总销售额约为66.2亿元,同比增长19.9%,实现连续增长。其中,我国自主EDA工具企业在本土市场营业收入约为7.6亿元,同比增幅65.2%。图17:全球各区域EDA市场规模图18:中国EDA市场规模80北美EDA市场(亿美元)亚太EDA市场(亿美元)欧洲EDA市场(亿美元)70中国EDA销售额亿(元)增速25%66.222.9%706012.355.219.9%20%6010.611.15044.9504015%30.426.14024.23010%30202029.6105%27.228.110000%201820192020资料来源:华大九天招股说明书,赛迪顾问,信达证券研发中心 资料来源:华大九天招股说明书,信达证券研发中心华大九天:国产EDA龙头。国内EDA行业目前仍由国外传统优势厂商占据主要市场份额。根据赛迪智库统计,国际三大EDA巨头新思科技、楷登电子和西门子EDA在国内市场占据明显的头部优势,2020年合计占领约80%的市场份额。华大九天凭借模拟电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计EDA工具、平板显示电路设计全流程EDA工具系统和晶圆制造EDA工具等领域的优势,通过十余年发展再创新,不断获得市场突破。2020年公司占领我国EDA市场约6%的市场份额,在本土企业中占比近50%。图19:全球各区域EDA市场规模 图20:华大九天国产EDA份额金50%资料来源:华大九天招股说明书,赛迪顾问,信达证券研发中心 资料来源:华大九天招股说明书,赛迪顾问,信达证券研发中心图21:华大九天收入结构EDA软件销售技术开发服务其他业务100%0.080.040.0990%0.100.390.6180%70%60%50%40%1.332.153.4530%20%10%0%201820192020资料来源:Wind,信达证券研发中心
图22:华大九天收入与利润营业总收入(亿元) 归属母公司股东的净利润(亿元)3.53.02.572.52.01.511.51.041.00.49 0.570.50.02018 2019 2020资料来源:Wind,信达证券研发中心概伦电子:自成立之初,创始团队便以“提升集成电路设计和制造竞争力的良率导向设计(DFY)”理念为指导进行前瞻性的技术研发和产品布局,较早地进行了DTCO方法学探索和实践,聚焦于EDA流程创新,择其关键环节进行逐个突破,先后成功拥有了具有国际市场竞争力的器件建模及验证EDA工具和电路仿真及验证EDA工具。公司器件建模及验证EDA工具已经取得较高市场地位,被全球大部分领先的晶圆厂所采用和验证,主要客户包括台积电、三星电子、联电、格芯、中芯国际等;电路仿真和验证EDA工具已经进入全球领先集成电路企业,主要客户包括三星电子、SK海力士、美光科技和长鑫存储等,市场地位不断提升。20年公司收入1.38亿元,归母利润0.29亿元。图23:概伦电子收入结构EDA工具授权收入半导体器件特性测试仪器销售收入半导体工程服务收入其他业务100%0.030.1890%0.070.0680%0.010.2470%60%50%40%0.430.5530%0.9520%10%
图24:概伦电子收入与利润营业总收入(亿元) 归属母公司股东的净利润(亿元)2.01.380.520.660.290.0-0.08(2.0)(4.0)(6.0)(8.0)(10.0)
-8.77201820192020资料来源:Wind,信达证券研发中心
2018 2019 2020资料来源:Wind,信达证券研发中心1.4.2生产制造类:我国工控行业进入持续增长阶段,本土品牌占有率提升工控自动化:本土品牌竞争力持续提升我国工控市场规模超过2000亿,未来仍将稳步增长。根据工控网数据,2020年我国工业自动化市场规模达2057亿元,同比增长9.9%,其中产品市场为1466亿元,同比增长10.9%,服务市场为591亿元,同比增长7.5%。从发展历程来看,2008年后随经济复苏,工业自动化市场发展迅速,后因国家实施经济高质量转型战略,行业进入平台期。十三五制造业升级,工业自动化行业进入快速发展期。我们认为,工业自动化是制造业数字化转型升级重要基石,未来仍将保持快速增长。图25:中国工业自动化市场规模及增速图26:中国工业自动化产品及服务市场自动化市场规模(亿元)同比增速(%)产品市场规模(亿元)服务市场规模(亿元)3,00030%产品市场增速(%)服务市场增速(%)1,6001,46618%25%2,5001,40016%2,05720%14%1,2002,00012%15%1,00010.9%9.9%10%1,50010%8005918%1,0005%6007.5%6%0%4004%5002002%-5%--10%-0%201520162017201820192020:工控网,信达证券研发中心资料来源:工控网,信达证券研发中心资料来源本土品牌市场占有率快速提升。目前我国工业自动化领域主要市场份额仍被西门子、ABB等海外巨头占据,但近年来随着中控技术、汇川技术等国产厂商在DCS、伺服、PLC重要细分领域不断投入研发,本土厂商市场份额快速提升。根据工控网数据,从2016年到2020年,我国工业自动化行业本土品牌市场规模从358亿元提升至接近600亿元,份额从35.2%提升至40.8%。我们认为,制造业数字化进入全新阶段,国产厂商在市场占有(中国区)、技术能力等方面已逐步赶上海外巨头,未来在政策支持以及相应厂商不断深耕下,工控领域国产化竞争有望进一步加快。图27:中国工业自动化各细分市场主要平台图28:中国工业自动化本土品牌市场规模本土品牌市场规模(亿元)本土品牌市场份额(%)70042%60041%40%50039%40038%37%30036%20035%34%10033%-32%20162017201820192020资料来源:工控网,信达证券研发中心资料来源:工控网,信达证券研发中心MES:连接企业计划层与工业控制层MES为细分赛道重要增量点。MES是生产控制类软件最大细分市场。根据《中国制造信息化指数》统计数据显示:2016年我国MES普及率仅为23.3%,提升空间较大。根据e-works出具的《2017年-2018年MES市场研究报告》,2018年国内MES市场规模达到33.9亿元人民币,同比增长22%。我们认为,随着上层经营管理类软件和下层智能控制系统及自动化设备的持续普及,MES的价值将进一步凸显,在工业软件行业高景气度的背景下,MES作为智能制造的核心应用,市场规模增速将快于工业软件整体,且在生产控制类软件持续处于领跑地位。中控技术:国产DCS龙头,迎智能制造时代契机DCS控制系统龙头,产品遍地开花。公司作为我国DCS控制系统龙头,国内DCS市占率连续九年位居第一。目前主要业务包括自动化控制系统、工业软件、自动化仪表及运维服务。自动化控制系统由于进口替代持续加速,且下游石化、化工等行业景气度提升,公司控制系统业务保持稳定增长。此外,经过20多年的发展,公司累计在超过一万八千家工业用户现场应用了三万多套控制装置,庞大的用户和设备数量将给公司工业软件和自动化仪表产品带来潜在的业务需求。工业软件以及自动化仪表行业市场规模均超千亿,我们认为公司工业软件以及自动化仪表等业务均具备再造一个中控的潜力。图29:国内DCS市场份额图30:中控技术市场份额中控技术艾默生和利时霍尼韦尔西门子30.0%28.5%ABB横河电机国电智深施耐德其他27.0%施耐德,3%25.0%24.7%22.2%横河电机,6%20.0%19.9%18.9%ABB,6%16.6%17.1%15.0%15.2%13.0%10.0%5.0%0.0%2011201220132014201520162017201820192020资料来源:华经情报网,信达证券研发中心资料来源:中控技术招股说明书,睿工业,信达证券研发中心中国长城:飞腾工控领域发展迅速,CEC旗下中电智科PLC产品实现自主飞腾X100套片逐步在工控领域广泛应用。目前飞腾已推出的新一代套片X100将助力工控设备降低成本方面,与生态伙伴联合打造的基于飞腾CPU的工业DCS、工业SCADA平台、AFC系统、车载控制计算机和网络物理隔离网闸等和解决方案已广泛应用于电力、能源、轨交等行业。中电智科PLC实现自主可控。中电智科前身为电子六所国产PLC研发团队,以安全可靠PLC为核心关键产品。2020年12月2日公司公告参与CEC旗下中电智科增资扩股,项目完成后公司将持有中电智科40%股权。近年来中国长城研发团队不断致力于攻克工业软件相关技术难题,打造高度自主安全的‘芯-端-云-网-控-安’产品产业生态链,而通过参股中电智科,将PLC等工业控制系统产品纳入核心产业链,信创竞争力进一步加强。图31:中电智科PLS产品资料来源:中电智科官网、信达证券研发中心1.4.3经营管理类:国产产品向高端市场进发,产业平台化大势所趋高端ERP市场仍由SAP与Orecle占据,国产ERP替代空间巨大。经过多年发展,国产应用软件已经得到长足进步,但在面向国企/央企等大型企业的高端ERP市场中,SAP与oracle仍占据主要市场份额,2018年分别为33%与20%。SAP历年在亚太地区收入超200亿元。传统软件时代,SAP/oracle产品力强,企业购买后,基本不会进行更换。故我们选取SAP过去十年合计收入作为测算基准。中国市场庞大,亚太地区除去日本后,保守估计超50%收入来自于中国大陆地区。软件项目首次建设费用一般占到总收入70%左右,这部分收入在国产化过程中能够快速体现为收入。在技术与政策双重因素驱动下,国产化进程有望加速,假设未来5至8年内将实现全面国产化替代。综合以上假设,未来每年ERP国产化替代空间约在150至280亿元区间。同时,相应OA、CRM等非ERP软件模块亦有望随之实现国产替代。图32:SAP历年亚太地区除日本收入与增速图33:中国高端ERP市场格局SAP亚太区除日本收入(亿元)同比增速2018年中国高端ERP市场格局30030%其他,11%250240.2525%Infor,3%219.56229.77229.4020%神州数码,5%SAP,33%200178.59186.4715%153.71163.24155.67金蝶,6%150122.3610%110.355%100微软,8%0%50-5%ORACLE,20%0-10%用友,14%20102011201220132014201520162017201820192020资料来源:SAP财报,信达证券研发中心资料来源:前瞻产业研究院,信达证券研发中心政策加码,形成产业链上下游和跨行业融合的数字化生态体系。2020年4月,国家发改委联合中央网信办发布《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》,提出“在已有工作基础上,大力培育数字经济新业态,深入推进企业数字化转型,打造数据供应链,以数据流引领物资流、人才流、技术流、资金流,形成产业链上下游和跨行业融合的数字化生态体系”。我们认为,“上云用数赋智”是国家基于技术、产业等因素对中国云服务行业下一步发展所提出的全新规划,相比2020年,2021年疫情、国际形势等基本趋于稳定,下游企业数字化转型需求旺盛,以公有云为基础的企业云服务将向平台化、生态化、数智化方向蓬勃发展。图34:《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》文件时间单位发展目标核心关键点
《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》2020年4月7日国家发展改革委、中央网信办打造数字化企业:在企业“上云”等工作基础上,促进企业数字化转型。支持平台企业帮助中小微企业渡过难关,提供多层次、多样化服务,提升企业发展活力。构建数字化产业链:打通产业链上下游企业数据通道,促进全渠道、全链路供需调配和精准对接。培育数字化生态:打破传统商业模式,通过产业跨界融合,着力推进农业、工业服务型创新,培育新业态。以数字化平台为依托,构建“生产服务+商业模式+金融服务”数字化生态,形成数字经济新实体,充分发掘新内需。1.筑基础,夯实数字化转型技术支撑。2.搭平台,构建多层联动的产业互联网平台。3.促转型,加快企业“上云用数赋智”。4.建生态,建立跨界融合的数字化生态。6.强服务,加大数字化转型支撑保障。资料来源:发改委、网信办、信达证券研发中心2019中国公有云市场超越私有云,而从市场结构来看,PaaS与SaaS发展空间巨大。根据中国信通院数据,2019年我国云计算整体市场规模达1334亿元,增速38.6%。其中,公有云市场规模首次超过私有云,达到689亿元,相比2018年增长57.6%,预计2020-2022年仍将处于快速增长阶段,到2023年市场规模将超过2300亿元。我们认为从国内公有云市场来看,2019年IaaS市场占据公有云市场65.7%份额,相比国外SaaS与PaaS公有云市场占比是偏低的,国内公有云市场结构反映出我国在云计算创新应用以及赋能产业经济方面有较大提升空间,未来国内PaaS与SaaS有望加速发展。图35:2017-2023年中国云计算市场规模预测图36:2019年中国与全球公有云市场结构公有云市场规模(亿元)私有云市场规模(亿元)IaaSPaaSSaaS私有云同比增速公有云同比增速100%400070%350065.2%90%28.3%57.6%60%80%1446.8300043.7%50%70%59.8%6.1%250035.3%1184.740%60%31.8%50%2000967.830.6%23.1%30%40%150022.8%791.222.3%22.4%22.1%30%65.7%19.2%22.6%2307.420%1000645.21766.820%525.4500426.8990.61340.410%10%20.9%689.3437.4264.800%0%2017201820192020E2021E2022E2023E全球(除中国)中国资料来源:中国信通院,信达证券研发中心资料来源:中国信通院,Gartner,信达证券研发中心1.5通信技术发展推动工业互联网落地大带宽+高可靠/低时延+广连接,5G为万物互联提供落地基础。5G是下一轮信息科技革命的最关键技术之一,它将推动智能互联网发展,做到万物互联,最终实现“信息随心至,万物触手及”。它将影响到各行各业,极大的改变人们的生产生活方式。基于5G网络的工业移动专网具有大带宽、广连接、高可靠、超低时延特性,且能实现私网部署、保障生产数据不外流的密闭性和安全性的优势,5G网络成为支撑工业互联网发展的不二选择。5G技术在结合大数据、人工智能算法等技术,将进一步碰撞出更多使用和应用场景。图37:5G的三大特征和落地应用场景资料来源:武汉超高压科技有限公司官网,信达证券研发中心早在2016年R14阶段,开始开启5G需求和技术方案的研究工作,就确定了5G的三大应用场景:增强移动宽带(eMBB)、大规模机器类通讯(mMTC)和低时延高可靠通信(URLLC)。而在2017年启动R15,作为5G标准的第一阶段,主要针对增强移动宽带场景(eMBB)和部分低时延高可靠应用需求,而R15标准又分为3部分:第一部分R15NRNSA(新空口非独立组网)标准于2017年12月完成,第二部分R15NRSA(新空口独立组网)标准于2018年6月完成,第三部分5GLateDrop于2019年3月完成,标准主要解决的是5G核心网与5G基站、4G基站双连接的问题。R15标准侧重于增强移动宽带能力,是移动通讯核心网应用IT新技术的第一个标准,具有里程碑意义。而随着IoT、大数据等技术的成熟,早期的5G的落地应用包括预测性维护、工艺传承等。图38:5GR15、R16和R17标准历程资料来源:东方财富网,信达证券研发中心R16标准在2018年启动标准化工作,于2020年7月3日在3GPPTSG第88次会议上,5GR16标准宣布冻结,这是5G的第二个阶段,也是完整5G标准,是R15标准的“升级版”。R16进一步提高了5G频谱和网络利用效率、网络覆盖能力、业务带宽提供能力和业务感知,实现高可靠低时延通信(URLLC)。面向工业互联网应用,R16标准的5G网络首次实现了高精度时钟同步和时敏通信功能,支持1微秒同步精度、0.5—1毫秒空口时延、可靠性达到99.9999%和灵活的终端组管理,最快可实现5毫秒以内的端到端时延和更高的可靠性,提供支持工业级时间敏感。5G和TSN(时间敏感网络)融合后,使得工业控制领域以无线网络替代有线网络接入成为可能,让工业生产更加柔性化。同时它为NPN(非公共网络)提供了更好的支持,将5G扩展到传统的公共移动网络之外,对于使能垂直行业数字化转型至关重要;另外它进一步将NR功能扩展到新的垂直行业中,进一步支持工业互联网的发展。随着R16标准的冻结,5G逐渐从“能用”转变为“好用”,不仅满足工业控制微秒精度、支持工业专网和更丰富的工业智能制造开发,并依赖高可靠低时延通信为万物互联时代提供支持,R16标准给5G在工业互联网领域应用打下了良好的基础。表2:5GR16标准的主要功能垂直行业扩展
功能增强uRLLC增强
2-STEPRACH5G+TSN
IABNPN
移动性增强5GLAN
双连接和载波聚合增强5GV2X
MIMO增强NR-U
UE节能NR定位资料来源:腾讯网,信达证券研发中心从此开始,5G突破了所有的障碍,进入全面产业应用阶段。其他领域如车联网,R16标准可支持车与车通信(V2V)、车与基础设施通信(V2I)等能力,通过引入组播和广播等各种通信方式,在结合机器学习等人工智能技术,能支持车辆编队、半自动驾驶、远程驾驶等更丰富的车联网应用场景。而随着R16标准的冻结,在结合R16推出后的新需求,5G标准慢慢向R17标准演进。R17原计划2021年底完成,但受新冠疫情的影响,R17的发布日期可能会有所延迟。R17标准的目标是大规模机器类通讯(mMTC),完成对5G生态系统扩展,相对R16,将进一步扩展5G能力,其中包含多天线技术增强,高精度定位,覆盖增强,极高频段通信,小数据包传输,组播广播,终端节能,双链接增强,最小化路测,多卡操作等通用技术的增强;另外会更加全面的面对垂直行业,对工业物联网垂直行业应用包括低复杂度低成本终端,高可靠低时延物联网通信,终端直连通信增强,低功耗广域物联网增强,网络切片及网络自动化增强,非公共网络等增强技术,并且会更加全面支持物联网应用。未来,在5GR17标准的支持下,5G的落地应用将更加广阔。如5G网络切片架构设计可以实现按需联网、按需隔离、端到端SLA保障和运维自动化等,满足不同场景诸如工业控制、自动驾驶、远程医疗等各类行业业务的差异化需求。与传统4G网络相比,5G网络切片架构服务于多样的移动终端,可以适用于多样化的物与物之间的连接,满足不同业务对网络QoS要求。二、全球各国及国内工业互联网发展现状2.1各细分行业痛点与解决方案工业互联网平台较传统工业IT体系在技术架构、工业数据、应用及价值模式上均有很大优势。其中,技术架构上,传统工业IT架构是封闭的大系统、垂直耦合架构、本地部署,因此开发周期长,升级成本高;工业互联网平台则采用边缘+云端的云原生部署方式,采用平台化、分层和微服务架构,敏捷开发,升级成本低。工业数据上,工业互联网平台对采集数据的管理、应用、整合能力更强,解决了传统架构下数据来源有限和数据孤岛的痛点。工业应用上,工业互联网平台通过工业机理模型、大数据分析模型、知识图谱等将经验和知识固化成平台资源,提升工业应用能力。价值模式上,工业互联网可实现资源间的互联互通和开发共享,数据价值指数级提升。表3:工业互联网平台同传统工业IT架构比较传统工业IT架构工业互联网平台优势总结1.封闭大系统1.大平台+小APP2.垂直紧耦合架构2.分层、微服务架构柔性部署3.专用接口或中间件3.开放API灵活开发技术架构4.敏捷开发4.开发周期长成本平滑5.系统整体升级成本高5.小范围升级业务逻辑6.本地部署6.边缘+云端部署1.数据获取来源有限1.更具广度和深度的数据采集数据开放工业数据2.在线实时管理和应用易于管理2.独立系统、信息孤岛3.易于整合和集成数据资源实时采集1.工业知识依靠老师傅经验1.经验知识固化成平台核心资源2.存在工业知识空白2.解耦成工业机理模型,灵活组合和管理知识图谱工业应用3.基于数据和新技术易形成新知识针对性强3.工业知识被封装在工业软件里,无法复用4.面向流程的共用软件系统4.面向独特角色的专用APP1.线性价值链1.互联互通的价值网络数据价值指价值模式数级提升2.资源自用,技术创新周期长2.资源开放共享,技术创新快速迭代资料来源:《工业互联网平台创新发展白皮书》,信达证券研发中心各细分行业对平台功能需求不一,应用走向纵深。针对下游行业不同,垂直应用侧重点亦有差异。高端装备行业单个产品价值高,更加关注平台对于产品研发、工艺优化和设备维护的功能,围绕产品的全生命周期,以期提升产品质量。在原料加工行业中,废料排放和能耗是关注重点,产业实践着重于分析生产流程数据从而优化原料配比与参数控制。家电、汽车等需要大规模生产行业,产品同质化严重,竞争激烈,更关注平台实时跟踪下游需求情况以实现定制化精准生产。总体而言,工业互联网平台功能丰富,能够满足不同细分行业需求。表4:垂直领域对工业互联网平台的需求垂直行业行业特点关注功能高端装备制造产品复杂、单个产品价值高、产品生命周期长产品研发、工艺优化、供应链协同、预测性维护原料加工排放耗能高、价格波动、生产风险高设备健康管理、能耗与排放管理、供应链协同家电,汽车等产品同质化严重、竞争激烈定制化精准生产、产品后服务、质量管理制药、食品等安全要求高、库存管理难度大供应链协同、企业管理优化消费电子种类多、更新快、质量要求高质量管理、流程优化、产品研发资料来源:《工业互联网平台白皮书(2019讨论稿)》,信达证券研发中心机械应用最大。从全球工业互联网应用领域分布来看,机械和能源行业占比最大,合计达58%。此类行业单个设备价值高,所以对于设备运维管理需求高。综合上文所述,设备运维是工业互联网平台具备的功能中相对容易实现且发展最快速的部分。而其余垂直领域尤其是原材料加工行业更加注重生产流程管控和产业链上下游协同,工业互联网平台潜在待开发价值巨大。智研咨询预计,2018年全球工业互联网平台市场规模为33亿美元,预计2023年将达到138.2亿美元,复合增速超过30%。图39:全球工业互联网平台应用领域分布冶金(钢铁食品纺织采矿等)1%1%1%建材2%交通运输6%机械电子36%8%石化9%轻工11%能源22%资料来源:智研咨询,信达证券研发中心
图40:全球工业互联网平台将高速增长160 全球工业互联网平台市场规模(亿美元)1401201008060402002018 2023E资料来源:智研咨询,信达证券研发中心工业互联网对垂直行业有针对性解决方案。我国目前电子、电力、家电行业处于工业互联网发展的第一梯队,主要是设备运维管理功能实现较为容易,所需数据来源单一。但工业互联网功能却不仅限于此,以钢铁行业为例,钢铁行业工序繁多,铁区、炼钢、热轧、中厚板、棒线、型钢、冷轧、钢管及特钢等各类工艺流程区别极大、能耗高且受下游需求工艺改造程度较大。传统的IT系统基本以面向全流程的共用系统为主,钢铁工业的繁杂性、易变性使其难以完美满足需求。工业互联网平台打通了上下游,将原材料商、工厂和下游客户数据互联互通,一旦需求改变可以更快速地传递到整个产业链。架构部署上以微模块为主,针对新需求的特定工艺升级更为灵活。能耗方面,全新系统可各对设备能耗直接实时监测,并进行异常报警,极大节省了能源消耗。表5:各行业工业主要痛点、解决方案及成效行业业务痛点典型工业互联网解决方案主要成效发展水平电力发电设备维护成本高、并网协调难预测性维护、远程运维电力调降低运维成本、提高功率预测准确率第一梯队度大度优化家电市场需求响应慢、产品研发周期按需定制缩短产品研发周期、提高采购效率、降低库存第一梯队长、库存压力大缩短交付周期电子通讯方式各异,人工调机和工序衔远程运维、生产制造优化减少生产过程人工干预、实现智能调机、缩短第一梯队接响应时间长生产环节响应时间石化安全生产是重中之重,工艺技术传安全管理员工赋能、预测性维降低事故发生概率、缩短员工培养周期第二梯队承难护工序复杂,产品研发周期长,产品协同研发设计、工艺优化、远缩短产品研发周期、提高生产效率、降低次品交通质量不稳定,产品出厂后运维难度第二梯队程运维、协同制造率、降低车辆运维成本大机械设备维护水平低、转型需求迫切生产优化、资源调度优化、分降低维修成本、提高设备使用率第二梯队享制造产融合作服装预估生产无法满足多元化需求,积按需定制、协同制造快速响应需求、降低库存、缩短订单交付周期第三梯队压库存高能耗、高排放、设备和工序管理能源管理、设备状态监测与工节能减排、提升产品质量、缩短供应链周期、钢铁艺优化、供应链协同第三梯队难度大、下游行业需求多元化降低库存资料来源:《工业互联网平台创新发展白皮书》,信达证券研发中心2.2全球各国工业互联网平台发展现状2.2.1发达地区工业基础与技术较为领先,亚太地区发展迅速工业互联网平台面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建形成基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,是支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台,包括边缘、平台(工业PaaS)、应用三大核心层级。当前,各类企业围绕工业互联网平台的参与热情和布局力度保持高涨势头。根据咨询机构IoTAnalytics的统计,全球工业互联网平台数量超过150个,美国、欧洲和亚太是当前工业互联网平台发展的焦点地区。美国当前在平台发展方面具有显著的集团优势,随着GE、微软、亚马逊、PTC、罗克韦尔、思科、艾默生、霍尼韦尔等诸多巨头企业积极布局工业互联网平台,以及各类初创企业持续带动前沿平台技术创新,美国或在一段时间内保持其市场主导地位;欧洲平台领域的西门子、ABB、博世、施耐德、SAP等工业巨头,立足自身领先制造业基础优势,持续加大工业互联网平台的投入力度,成为美国之外主要的竞争力量。中国大陆、印度等新兴经济体的工业化需求持续促进亚太地区工业互联网平台发展,亚太市场增速最快,未来有望超越北美成为全球最大市场。图41:国外工业互联网平台产业视图资料来源:工业互联网平台白皮书(2019),信达证券研发中心2.2.2GEPredix:全球首个工业互联网平台,满足工业行业数字化需求2015年,GE基于其在航空、轨道交通、能源、医疗等制造业领域的优势,推出了Predix工业互联网平台,该平台具备连接工业设备、采集和分析工业数据、实现基于数据分析的设备管理、设备预测性维护等功能。在使用Predix的情况下,客户可以连接任何厂商与型号的机器资产,快速构建并交付高级应用,以便将运营数据转换为可执行的见解。在工业应用的构建、部署与运营方面,Predix可以向客户提供所有所需项目,帮助客户实现对自身的工业互联网实现管控。当前,GE正积极将Predix在GE工厂与车间进行部署,并且使用Predix来保护并监测GE在全球范围部署的工业资产,进而在实现自身工业企业转型的同时,也帮助客户实现转型。图42:Predix工业云平台结构图资料来源:GEChina
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