制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型投資框架2023：國泰君安

請務必閱讀正文之后的免責條款部分產(chǎn)業(yè)深度2023.06.262023.06.26制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型投資框架：邁入工業(yè)數(shù)字化時代摘要：作者：肖群稀制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型投資框架：邁入工業(yè)數(shù)字化時代摘要：作者：肖群稀電話格證書編號：S0880522120001作者：鮑雁辛電話箱：baoyanxin@資格證書編號：S0880513070005業(yè)軟件國產(chǎn)化程度低：研發(fā)設計類國產(chǎn)份額5%、運維服務類3市場也由外資主導，中國是高端數(shù)控系統(tǒng)主要進口國，傳感器中智能傳感器占從二級市場估值來看，產(chǎn)業(yè)鏈上各個環(huán)節(jié)估值由高到低為：研發(fā)設計類工業(yè)軟件>設備運維類工業(yè)軟產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分2of25 31.1.工業(yè)人工智能重塑生產(chǎn)力和 3 4 62.數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方法論——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 92.1.全球范圍內(nèi)，平臺層的模式均處于探索階段 92.2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要方法論之一 92.3.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設的卡脖子環(huán)節(jié)：應用層和設備層 3.卡脖子環(huán)節(jié)之一——工業(yè)軟件 3.1.工業(yè)軟件市場占比與工業(yè)增加值占比有很大背離 4.卡脖子環(huán)節(jié)之二——裝備的智能化控制 4.1.信息化、數(shù)字換帶動智能裝備規(guī)模成長 4.2.智能化控制：數(shù)控系統(tǒng)、大型 4.3.裝備及核心零部件：硬件領域的技術(shù)和制造能力不斷提升 6.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)投資結(jié)論及產(chǎn)業(yè)鏈梳理 6.1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一級市場投融 請務必閱讀正文之后的免責條款部分3of251.邁入工業(yè)數(shù)字化時代工業(yè)人工智能將重塑生產(chǎn)力和生產(chǎn)關系，促進全要素生產(chǎn)率的提升。人類社會經(jīng)歷了機械化、電氣化、數(shù)字化時代，正在向智能化時代邁進，中國制造從低端走向高端，制造方式由傳統(tǒng)制造向信息化、數(shù)字化、智能化制造轉(zhuǎn)變。人類社會真正開始進入到人工智能時代，制造業(yè)也即將正式進入到第四次工業(yè)革命時期，前三次工業(yè)革命分別是蒸汽、電氣和信息化時代，每一次的工業(yè)革命都重塑了生產(chǎn)力和生產(chǎn)關數(shù)據(jù)是新一代人工智能的基礎，也將成為經(jīng)濟增長的主導性生產(chǎn)要素，通過從海量數(shù)據(jù)中深度挖掘信息并把他轉(zhuǎn)化為知識資本，能夠有效實現(xiàn)生產(chǎn)要素的功能倍增，數(shù)據(jù)來源：國泰君安證券研究制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是中國從制造大國走向制造強國的必然的選擇。中國智能制造的數(shù)字化轉(zhuǎn)型有很好的基礎和條件：中國擁有全球規(guī)模最大，門類最齊全，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分4of25數(shù)據(jù)來源：wind、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：國泰君安證券研究1.2.什么是制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型？制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型：用數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)制造業(yè)企業(yè)商業(yè)模式的算、存儲和鏈接，用這些數(shù)據(jù)，來驅(qū)動企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、客戶維護、管理變革和商客戶。利用網(wǎng)絡進行產(chǎn)品銷售，打破了時空限制，使產(chǎn)品可以在全球范圍內(nèi)進行共價是不是數(shù)據(jù)驅(qū)動？個性化定制產(chǎn)品和服務通過大數(shù)據(jù)分析，可以根據(jù)客戶需求，實現(xiàn)“千人千面”的定制化服務模式。用戶通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，按照自己的需求實現(xiàn)生產(chǎn)全過程、全方位、全價值鏈的數(shù)字化和智能化，形成與現(xiàn)代市場經(jīng)濟體制相適應的經(jīng)營管理模式和管理理念，才能為企業(yè)提質(zhì)增效提供堅產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分5of25數(shù)據(jù)來源：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)觀察、國泰君安證券研究（如人、財、物、信息等）都進行優(yōu)化配置，使其達到最優(yōu)化組合的生產(chǎn)模式。通增強現(xiàn)實等技術(shù)將工業(yè)設備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，并對其進行數(shù)字化改造，提高工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化水平，減少人工干預，實現(xiàn)現(xiàn)場無人化作業(yè)，并進一步通過大數(shù)據(jù)分析提高設備維護保養(yǎng)水平。通過數(shù)字孿生技術(shù)可以在虛擬空間構(gòu)建和優(yōu)化全生命數(shù)據(jù)來源：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)觀察、國泰君安證券研究請務必閱讀正文之后的免責條款部分6of251.3.制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方法論：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)來源：國泰君安證券研究整理數(shù)字化轉(zhuǎn)型的評估標準和建設模板：1）燈塔工廠：燈塔工廠代表著全球智能制造和數(shù)字化最高水平，由世界經(jīng)濟論壇工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施，新建或改造產(chǎn)線級、車間級、工廠級等生產(chǎn)現(xiàn)場，形成式，以數(shù)據(jù)驅(qū)動生產(chǎn)流程再造，以數(shù)字化設計、智能化生產(chǎn)、數(shù)字化管理、綠色化制造、安全化管控為基礎，以網(wǎng)絡化協(xié)同和個性化定制等新模式為特征，以企業(yè)價值鏈和核心競爭力提升為目標，引領新智造發(fā)展的現(xiàn)代化工廠。浙江制周期縮短35.8%、生產(chǎn)效率提高46.2%、能源產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分7of25數(shù)據(jù)來源：國泰君安證券研究整理121086420111111888777666數(shù)據(jù)來源：世界經(jīng)濟論壇、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：世界經(jīng)濟論壇、國泰君安證券研究由于各個行業(yè)的業(yè)務模式和生產(chǎn)流程不同，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重點也不同，不同工廠改造的重點和需求是不同的，有的側(cè)重于工廠內(nèi)部的數(shù)字化生產(chǎn)，有的側(cè)重于打通端到端的價值鏈。比如：消費品更關注產(chǎn)品的敏捷開發(fā)，個性化定制、快捷交付、庫存管理。制造業(yè)更關注的是自動化柔性化的生產(chǎn)、遠程的運維、提高效率，降低成本。工廠內(nèi)部的數(shù)字化包括：設備維護、績效管理、質(zhì)量管理和可持續(xù)發(fā)展；端到端價值鏈包括：供應網(wǎng)絡連接性、端到端產(chǎn)品開發(fā)、端到端規(guī)劃、端到端交付、還產(chǎn)業(yè)深度數(shù)據(jù)來源：e-works、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：e-works、國泰君安證券研究請務必閱讀正文之后的免責條款部分8of25產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分9of252.數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方法論——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.1.全球范圍內(nèi)，平臺層的模式均處于探索階段積極探索工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的模式和載體。工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方法是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)數(shù)字孿生還是工業(yè)云平臺？我們觀察到比較典型的三一種模式中，產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)相互合作，提供互補的專業(yè)知識。比如西門子，在設數(shù)據(jù)來源：IBMDeveloper、國泰君安證券研究2.2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要方法論之一工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的很重要的一個研究方向。典型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包展而發(fā)展。這里很重要的一個基礎是通信技術(shù)是不是能夠承載工業(yè)業(yè)務流程的數(shù)據(jù)開始去研發(fā)針對工業(yè)的操作系統(tǒng)，核心是解決底層和上層應用是完全解耦的形式，請務必閱讀正文之后的免責條款部分10of25數(shù)據(jù)來源：國泰君安證券研究為29.6%。我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要服務領域聚焦在資源能源、裝備制數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究由于各個行業(yè)的需求差異較大，廠商產(chǎn)品標準化程度不高，所以業(yè)務規(guī)模化受到限制，各家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺規(guī)模未形成顯著差距。在部分垂直領域，出現(xiàn)了少部分相會出現(xiàn)很多深耕垂直行業(yè)的平臺，把垂直行業(yè)做好再做生產(chǎn)工藝流程相似的跨行業(yè)產(chǎn)業(yè)深度數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究2.3.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設的卡脖子環(huán)節(jié)：應用層和設備層行國際比較分析，與世界差距巨大的產(chǎn)業(yè)5類：集成電路及專用設備、操作系統(tǒng)與工業(yè)軟件、智能制造核心信息設備、航空發(fā)動機、農(nóng)業(yè)裝備。差距大的有：六軸機數(shù)據(jù)來源：中國工程院、國泰君安證券研究請務必閱讀正文之后的免責條款部分11of25產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分12of253.卡脖子環(huán)節(jié)之一——工業(yè)軟件工業(yè)軟件推動了機械化、電氣化、自動化生產(chǎn)設備向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化生產(chǎn)發(fā)展。工業(yè)企業(yè)應用到的軟件分為四類，包括研發(fā)設計類、生產(chǎn)控制類、嵌入式軟件和管理信息類軟件。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)和邊緣設備收集工業(yè)大數(shù)據(jù)，工業(yè)軟數(shù)據(jù)來源：謝克強，工信部電子第五研究所、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：百度、國泰君安證券研究3.1.工業(yè)軟件市場占比與工業(yè)增加值占比有很大背離工業(yè)軟件市場占比與工業(yè)增加值占比依然有很大背離。中國工業(yè)軟件市場規(guī)模在全球占比只有6%，我國工業(yè)增加值占全球約30%，兩者則之間的剪刀差巨大。億元。IDC發(fā)布的《IDCMarketFore產(chǎn)業(yè)深度運維服務類軟件：隨著智能制造的發(fā)展，專門用于運維服務的工業(yè)軟件剛剛興起，市場空間正在逐步打開。根據(jù)IoTAnal護市場規(guī)模有望達到282億美元。根據(jù)世界銀行數(shù)據(jù)，202數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IoTAnalytics、國泰君安證券研究請務必閱讀正文之后的免責條款部分13of25產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分14of253.2.工業(yè)軟件國產(chǎn)化提速盡管硬件領域的技術(shù)和制造能力在中國不斷提升，工業(yè)軟件卻仍然是一個相對薄弱海外軟件在可用性和先進性上領先國內(nèi)產(chǎn)品。我國頂尖制造類企業(yè)數(shù)量少于海外，未能給工業(yè)軟件產(chǎn)品迭代提供足夠的反饋。據(jù)《中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)白皮書》數(shù)據(jù)，一個完善的軟件體系。我國工業(yè)軟件企業(yè)生態(tài)建設剛剛起步，相比于海外企業(yè)已經(jīng)研發(fā)設計類軟件：與國外仍存在較大技術(shù)差距，國產(chǎn)化程度較低。由端非常接近，除計算機、數(shù)學物理等基礎通用知識外，研發(fā)設計類工業(yè)軟件還需要大量的行業(yè)知識、對特定產(chǎn)品的了解、以及工程知識，對通用知識以及行業(yè)經(jīng)驗的要求極高，是工業(yè)軟件中技術(shù)壁壘最高的細分領域。國產(chǎn)研發(fā)設計類工業(yè)軟件在國國內(nèi)CAE主要企業(yè)有中望軟件、安懷信、前沿動力、安世亞太、索辰等，CAD主要企業(yè)包括中望軟件、數(shù)碼大方、浩辰軟件、武漢開目、中科凱思、華天軟件、天生產(chǎn)制造類軟件：國產(chǎn)化程度整體較高，高端市場滲透較低。我國生產(chǎn)制造類軟件在中低端市場和某些細分行業(yè)領域已經(jīng)產(chǎn)生一定優(yōu)勢，2019年國產(chǎn)生產(chǎn)控制類工根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2020年中國MESTOP3中兩家是產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分15of25垂直領域為入口進行拓展，寶信軟件憑借其在鋼鐵行業(yè)深度耕耘及對制藥行業(yè)的拓運維服務類軟件：國產(chǎn)化進程較慢，缺乏成熟技術(shù)和經(jīng)驗積累。運維服務同樣需要較強的工程行業(yè)知識和經(jīng)驗積累，2019年國產(chǎn)運維服務類工業(yè)軟件在國內(nèi)的市場業(yè)軟件廠商規(guī)模較小，還沒有巨頭出現(xiàn)，市場屬于藍海市場。廠商主要有：容知日數(shù)據(jù)來源：IDC、國泰君安證券研究產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分16of25工業(yè)軟件的發(fā)展路徑會經(jīng)歷：工具軟件，系統(tǒng)化平臺，云部署，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)四個階構(gòu)來看，在工業(yè)軟件微型化的發(fā)展趨勢下，軟件架構(gòu)正朝著組件化和服務化的方向發(fā)展，從面向服務的架構(gòu)到基于微服務的架構(gòu)。另一方面，基礎工業(yè)軟件朝著平臺化的方向發(fā)展，工業(yè)軟件正在向一個集成的軟件平臺系統(tǒng)演進，尤其是基于技術(shù)層用途來看，工業(yè)軟件正在向云化方向發(fā)展。軟件和信息資源部署在云端，用戶可以向發(fā)展，從一般的工業(yè)知識到具體的工業(yè)知識，從工業(yè)知識的創(chuàng)造、加工和使用的經(jīng)把傳統(tǒng)的工業(yè)軟件搬到平臺上，典型代表是達索的3DE平臺和西門子的MindSphere平臺，基本實現(xiàn)了平臺化的概念，從底層到平臺層到應用層實現(xiàn)了完數(shù)據(jù)來源：謝克強，工信部電子第五研究所、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：謝克強，工信部電子第五研究所、國泰君安證券研究產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分17of254.卡脖子環(huán)節(jié)之二——裝備的智能化控制4.1.信息化、數(shù)字換帶動智能裝備規(guī)模成長信息化、數(shù)字化的轉(zhuǎn)型明顯拉動了裝備智能化控制系統(tǒng)的銷售規(guī)模增長：機器人運動控制：2022年中國機器人運動控制系統(tǒng)市場規(guī)模87億美元，工業(yè)智能傳感器：2022年中國工業(yè)傳感器市場規(guī)模4920 -10%數(shù)據(jù)來源：wind、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：wind、國泰君安證券研究400 數(shù)據(jù)來源：Statista、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：wind、國泰君安證券研究4.2.智能化控制：數(shù)控系統(tǒng)、大型PLC、機器視覺國產(chǎn)化低在某些細分的領域，裝備的智能化控制系統(tǒng)國產(chǎn)化率還很低，包括高端高端數(shù)控系統(tǒng)、大型PLC、智能傳感器等：導著國內(nèi)伺服市場，國內(nèi)廠商一直處于追趕位置，在中低端市場占比較高并在產(chǎn)業(yè)深度份額分別為3.4%、2.7%、2.5%。PC-based控制器主要運用于半導體、包裝和工業(yè)機器人，專用控制主要運用于機械、工業(yè)機器人等?？刂祁I域包括運動控制、過程控制、開關量邏輯控制數(shù)控系統(tǒng)代表。國內(nèi)四強廠商是：廣州數(shù)控、凱恩帝、華中數(shù)控、杭州正嘉。視覺傳感器全球領先廠商有：Sony、Samsung、豪威國內(nèi)廠商有：格科微電子、思比科微電子、比亞迪微電子、銳芯微電子、長光辰芯等。數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究請務必閱讀正文之后的免責條款部分18of25產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分19of25數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究定位導航、人機交互等核心部件和技術(shù)的持續(xù)進步是機器人行業(yè)長足發(fā)外市場。RV、諧波減速器國產(chǎn)份額也有了顯著提升，綠的諧波減機器視覺：根據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2021年國產(chǎn)品牌機器視覺市場份額占比面，甚至在某些產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，國產(chǎn)的份額已絕對領先于外資。如鏡頭、光源領產(chǎn)業(yè)深度數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究ΔΔ數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：MIR、國泰君安證券研究請務必閱讀正文之后的免責條款部分20of25產(chǎn)業(yè)深度請務必閱讀正文之后的免責條款部分21of25工業(yè)機器視覺是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的重要組成部分，視覺大模型賦能人形機器人識別更精確，場景更通用。視覺行業(yè)新的技術(shù)方向是3D視覺，在擴大在柔性裝配等領域，相比2D視覺有顯著優(yōu)勢。以視應效率、單個部件跟蹤等——對幾乎所有正在開發(fā)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)功能都至關重要。處理器和圖像處理算法的技術(shù)進步，以越來越快的速度和越來越低的成本帶來了創(chuàng)數(shù)據(jù)來源：IBMDeveloper、國泰君安證券研究緣計算技術(shù)的不斷演進和日趨成熟，以往集中應用于高端裝備的預測性維護，得以時，大致分為修復性維護、預防性維護、預測性維護3種維護方式，預測性維護是（例如振動、溫度、壓力、圖像）以識別潛在故障，智能狀態(tài)檢測傳感器和微控制器是關鍵要素。典型的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)包括智能傳感器節(jié)點和網(wǎng)關，它們位于或靠近被監(jiān)測設備。這些設備的任務是收集數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行預處理，并提供到企業(yè)產(chǎn)業(yè)深度架構(gòu)的影響，例如，安全連接的實現(xiàn)與數(shù)據(jù)的整合方式和地點直接相關。處理能力是預測分析的關鍵要素，它們收集、記錄、預處理并安全地傳輸數(shù)據(jù)，為之后在可數(shù)據(jù)來源：AI電堂、國泰君安證券研究6.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)投資結(jié)論及產(chǎn)業(yè)鏈梳理6.1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一級市場投融資情況額130.79億元。從單筆融資金額從級專項基金涌現(xiàn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域相關企業(yè)自發(fā)設立產(chǎn)業(yè)投資基金。投資類機構(gòu)代數(shù)據(jù)來源：IT桔子、國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：IT桔子、國泰君安證券研究請務必閱讀正文之后的免責條款部分