海川機器人丨產業深度研究報告：工業軟件如何賦能智能制造？
2022-09-26 19:31 來源： 互聯網
海川機器人丨2022中國“智能制造”領域趨勢
1.1工業制造業是gdp構成，但信息化水平較低
我國制造業在技術水平、創新能力、生產效率和產品附加值等方面存在不足，導致勞動生產率、產能利用率及行業利潤率偏低。
多維環境因素對我國制造業智能制造發展提出迫切要求：
1）經濟結構轉型：我國正處于轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期，智能制造助力效率提高和技術創新，是傳統工業轉型的必由之路；
2）制造業產業轉移：受人力成本制約明顯的勞動密集型產能逐漸從我國向東南亞、墨西哥、巴西等國家和地區轉移；發達國家憑借其在品牌、知識產權、技術等方面的優勢，發展先進制造業的同時引導先進生產力回流；
3）人口紅利消退：我國面臨勞動力短缺及用人成本上漲的雙重壓力，中國制造業企業需要由勞動密集型轉型為技術密集型，加大應用工業機器人及智能自動化生產技術，提高生產效率。
計算機產業一直圍繞著用數據解決問題：服務器（硬件終端）—產生（收集）并存儲數據；軟件—處理和分析數據。互聯網及移動互聯網的發展加速了數據的產生和傳輸，云計算實際上是降低了產生（收集）并存儲、處理和分析數據的成本。產業終極目的是為了b端和c端效率的提升和工藝的精進。
c端具有極強的網絡效應，移動互聯網普及下，眾多的商業模式創新正將c端效率的提升向極致演繹，而b端由于決策鏈條長且嚴謹，個體差異大等因素，信息化應用程度遠不及c端，然而，云計算的技術變革為b端的互聯網化及效率提升創造了良好的條件。
近幾十年我國工業規模提升。根據國家統計局，我國工業增加值首次突破30萬億元，至年已達31.71萬億元，均復合增速達11.47%，全球領先。
工業在我國經濟發展中處于主導地位。根據世界銀行，中國改革開放以來工業增加值占gdp比重始終維持在40%以上，工業對我國經濟重要性不言而喻。
2.1流程vs離散工業軟件需求和增長點差異
2.1.1流程型制造與離散型制造定義及特點
制造業按其產品制造工藝過程特點總體上可概括為離散型制造和流程型制造。離散制造的產品往往由多個零件經過一系列并不連續的工序的加工最終裝配而成。而流程型制造是以資源和可回收資源為原料，通過物理變化和化學反應的連續復雜生產為制造業提供原材料和能源的基礎工業。
我國流程行業及離散行業特點：1）現階段，我國流程行業的生產工藝、裝備和生產過程自動化水平都較高，整體發展速度快。目前我國已成為世界上門類最齊全、規模最龐大的流程制造業大國。比如，我國流程行業產能高度集中，鋼鐵、有色、電力、水泥、造紙等行業的產能均居世界；我國十種有色金屬總產量連續15年世界；石油加工能力、乙烯產量位居世界第二。但同時我國流程行業的發展正受到資源緊缺、能源消耗大、環境污染嚴重的制約。2）我國離散型制造業企業的行業分布較廣，不同行業之間的生產工藝、自動化水平等差距巨大。
流程工業與離散工業信息化需求存在巨大差異
流程工業與離散工業生產過程差異巨大。離散工業為物理加工過程，產品可單件計數，制造過程易數字化，強調個性化需求和柔性制造。而流程行業生產運行模式特點突出，比如，原料變化頻繁，生產過程涉及物理化學反應，機理復雜；生產過程連續，不能停頓，任一工序出現問題必然會影響整個生產線和最終的產品質量；部分產業的原料成分、設備狀態、工藝參數和產品質量等無法實時或全面檢測。
2.1.2離散工業的機會：工業軟件聚焦四大行業
我們認為離散工業的工業軟件需求主要集中在四大行業：電子信息、機械、汽車、航天航空。
根據gartner和計世咨詢數據，erp（企業資源計劃）軟件應用行業廣泛，電子信息、機械、汽車、化工、造紙、鋼鐵行業占據79.1%的份額。scm（供應鏈管理）軟件應用集中在快消品、食品飲料、制、汽車、電子信息行業。mes（制造執行系統）軟件應用主要集中在電子信息、汽車、石化、煙草、鋼鐵等行業。?根據cimdata年的數據，研發設計類軟件應用集中在航天國防、交通設備、機械、電子行業，四大行業需求份額占90%以上。
2.2第三次科技革命催生出大量工業軟件需求
第三次科技革命讓電子計算機得到了迅速的發展和廣泛應用，開辟了“信息時代”。從十八世紀六十年代開始到盡頭，人類歷史上共經歷了四次工業革命，蒸汽技術革命、電力技術革命、計算機及信息技術革命、以及以人工智能、量子信息技術、可控核聚變，清潔能源以及生物技術為突破口的第四次科技革命。其中，第三次科技革命主要由美國主導，開始于20世紀四五十年代，以原子能、電子計算機、空間技術和生物工程的發明和應用為主要標志，計算機技術在第三次科技革命得到了發展。
工業軟件在第三次科技革命中得到發展。電子計算機技術與傳統制造業的結合在第三次科技革命中成為主要發展方向，科學技術轉化為直接生產力的速度加快，由此以美國、德國為代表的西方發達國家出現了批工業軟件開發商，西門子plm、達索catia、autodeskautocad、saperp等軟件都誕生于此時。當下，隨著我國智能制造、工業互聯網等新一輪工業革命興起，工業軟件行業迎來新的發展機遇。
通過分析工業軟件強國及工業軟件龍頭企業的發展史，我們得出以下兩個結論：完成了工業化進程的發達國家更容易誕生優秀的工業軟件。全球真正擁有完整的工業軟件體系產品的國家只有德國、美國以及法國，同樣是全球最先完成工業化進程的國家。德國以sap、西門子為代表，美國以ansys、ptc、autodesk等為代表，法國以達索、施耐德電氣為代表，這三個國家均具備向全球其他國家輸出從研發、管理到生產的工業軟件產品。沒有完成工業化進程的國家，尚無能力開發出好的工業軟件。三、重點企業分析
3.1用友網絡：精智工業互聯網平臺助力智造轉型
用友精智工業互聯網平臺助力制造業智能化轉型，產品受到國家與客戶認可。精智工業互聯網平臺是用友基于yonbip商業創新平臺，結合工業制造企業特點，幫助制造業實現智能化轉型而打造的工業互聯網平臺。平臺涵蓋制造中臺、智能物聯網aiot平臺、工業大腦、標識解析四大核心功能，通過各系統的深度融合聯動，對企業生產流程實現深度優化，提升企業生產效率。其中aiot平臺還具備低代碼開發環境aiotcube、高性能時序數據庫yontimesdb、邊緣智能設備精智云盒核心能力，可以幫助企業進一步提升產線協同效率，縮短交付周期，提升綜合競爭力。公司產品連續兩年入選工信部“跨行業跨領域工業互聯網平臺”，產品受到國家與眾多工業制造企業認可。
平臺已經具備規模效應，未來競爭優勢明顯。目前，平臺已覆蓋21個細分行業、9大應用領域，已連接超過140萬家企業，鏈接設備超過128萬臺。在業界積累了眾多標桿案例：為新朋聯眾建設的智能化產線、雙良集團基于能源設備聯網實現服務化轉型、鞍鋼集團基于企業互聯實現與10萬余家客商協同等。根據idc，公司年工業云市場占有率，已經具備規模效應。智能制造注重產業鏈上下游的互相協調與企業內部生產流程優化，公司有望憑借出色的產品力與規模效應，進一步提升產品在智能制造領域的競爭優勢。
3.2中控技術：面向流程工業提供自動化解決方案
公司致力于面向流程工業企業的“工業3.0+工業4.0”需求，提供以自動化控制系統為核心，涵蓋工業軟件、自動化儀表及運維服務的技術和產品：
自動化控制系統：自動化控制系統是現代工業生產的“中樞”，實現分散控制、集中操作、分級管理，擔負著生產信息分析、故障診斷、生產指令發布、生產管理等職能。公司自動化控制系統產品包括集散控制系統（dcs）、安全儀表系統（sis）以及網絡化混合控制系統。
自動化儀表：自動化儀表是指安裝在工業生產現場的，用于測量壓力、流量、溫度、物/液位等工藝參數或控制的儀表，包括現場儀表和控制室儀表，主要作用是將生產現場的信息傳送給自動化控制系統，或執行控制系統的指令。公司自動化儀表產品主要包括控制閥、壓力變送器、安全柵三類。
工業軟件：公司已形成了以實時數據庫（rtdb）為基礎、先進過程控制（apc）、制造執行系統（mes）和仿真培訓軟件（ots）為主體的四大類軟件產品體系，能夠實現工廠級能源優化與工廠級管理優化，對提高企業生產效率及產品質量、節約能源消耗、減少污染物排放具有重要作用。
運維服務：產品交付后在售后服務以外為工業企業提供的調試、點檢、運維、技術培訓等與智能制造解決方案相關的技術服務、咨詢業務或備品備件產品。報告節選：
（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）
精選報告來源：【未來智庫官網】。
1.1工業制造業是gdp構成，但信息化水平較低
我國制造業在技術水平、創新能力、生產效率和產品附加值等方面存在不足，導致勞動生產率、產能利用率及行業利潤率偏低。
多維環境因素對我國制造業智能制造發展提出迫切要求：
1）經濟結構轉型：我國正處于轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期，智能制造助力效率提高和技術創新，是傳統工業轉型的必由之路；
2）制造業產業轉移：受人力成本制約明顯的勞動密集型產能逐漸從我國向東南亞、墨西哥、巴西等國家和地區轉移；發達國家憑借其在品牌、知識產權、技術等方面的優勢，發展先進制造業的同時引導先進生產力回流；
3）人口紅利消退：我國面臨勞動力短缺及用人成本上漲的雙重壓力，中國制造業企業需要由勞動密集型轉型為技術密集型，加大應用工業機器人及智能自動化生產技術，提高生產效率。
計算機產業一直圍繞著用數據解決問題：服務器（硬件終端）—產生（收集）并存儲數據；軟件—處理和分析數據。互聯網及移動互聯網的發展加速了數據的產生和傳輸，云計算實際上是降低了產生（收集）并存儲、處理和分析數據的成本。產業終極目的是為了b端和c端效率的提升和工藝的精進。
c端具有極強的網絡效應，移動互聯網普及下，眾多的商業模式創新正將c端效率的提升向極致演繹，而b端由于決策鏈條長且嚴謹，個體差異大等因素，信息化應用程度遠不及c端，然而，云計算的技術變革為b端的互聯網化及效率提升創造了良好的條件。
近幾十年我國工業規模提升。根據國家統計局，我國工業增加值首次突破30萬億元，至年已達31.71萬億元，均復合增速達11.47%，全球領先。
工業在我國經濟發展中處于主導地位。根據世界銀行，中國改革開放以來工業增加值占gdp比重始終維持在40%以上，工業對我國經濟重要性不言而喻。
全球范圍看，中國工業地位重要性日漸突出。根據世界銀行，我國工業增加值占全球工業增加值的比重一直在提升，至年占比已達19.6%，僅從規模來看是當之無愧的工業大國。
二、工業軟件如何賦能智能制造
2.1流程vs離散工業軟件需求和增長點差異
2.1.1流程型制造與離散型制造定義及特點
制造業按其產品制造工藝過程特點總體上可概括為離散型制造和流程型制造。離散制造的產品往往由多個零件經過一系列并不連續的工序的加工最終裝配而成。而流程型制造是以資源和可回收資源為原料，通過物理變化和化學反應的連續復雜生產為制造業提供原材料和能源的基礎工業。
我國流程行業及離散行業特點：1）現階段，我國流程行業的生產工藝、裝備和生產過程自動化水平都較高，整體發展速度快。目前我國已成為世界上門類最齊全、規模最龐大的流程制造業大國。比如，我國流程行業產能高度集中，鋼鐵、有色、電力、水泥、造紙等行業的產能均居世界；我國十種有色金屬總產量連續15年世界；石油加工能力、乙烯產量位居世界第二。但同時我國流程行業的發展正受到資源緊缺、能源消耗大、環境污染嚴重的制約。2）我國離散型制造業企業的行業分布較廣，不同行業之間的生產工藝、自動化水平等差距巨大。
流程工業與離散工業信息化需求存在巨大差異
流程工業與離散工業生產過程差異巨大。離散工業為物理加工過程，產品可單件計數，制造過程易數字化，強調個性化需求和柔性制造。而流程行業生產運行模式特點突出，比如，原料變化頻繁，生產過程涉及物理化學反應，機理復雜；生產過程連續，不能停頓，任一工序出現問題必然會影響整個生產線和最終的產品質量；部分產業的原料成分、設備狀態、工藝參數和產品質量等無法實時或全面檢測。
2.1.2離散工業的機會：工業軟件聚焦四大行業
我們認為離散工業的工業軟件需求主要集中在四大行業：電子信息、機械、汽車、航天航空。
根據gartner和計世咨詢數據，erp（企業資源計劃）軟件應用行業廣泛，電子信息、機械、汽車、化工、造紙、鋼鐵行業占據79.1%的份額。scm（供應鏈管理）軟件應用集中在快消品、食品飲料、制、汽車、電子信息行業。mes（制造執行系統）軟件應用主要集中在電子信息、汽車、石化、煙草、鋼鐵等行業。?根據cimdata年的數據，研發設計類軟件應用集中在航天國防、交通設備、機械、電子行業，四大行業需求份額占90%以上。
2.2第三次科技革命催生出大量工業軟件需求
第三次科技革命讓電子計算機得到了迅速的發展和廣泛應用，開辟了“信息時代”。從十八世紀六十年代開始到盡頭，人類歷史上共經歷了四次工業革命，蒸汽技術革命、電力技術革命、計算機及信息技術革命、以及以人工智能、量子信息技術、可控核聚變，清潔能源以及生物技術為突破口的第四次科技革命。其中，第三次科技革命主要由美國主導，開始于20世紀四五十年代，以原子能、電子計算機、空間技術和生物工程的發明和應用為主要標志，計算機技術在第三次科技革命得到了發展。
工業軟件在第三次科技革命中得到發展。電子計算機技術與傳統制造業的結合在第三次科技革命中成為主要發展方向，科學技術轉化為直接生產力的速度加快，由此以美國、德國為代表的西方發達國家出現了批工業軟件開發商，西門子plm、達索catia、autodeskautocad、saperp等軟件都誕生于此時。當下，隨著我國智能制造、工業互聯網等新一輪工業革命興起，工業軟件行業迎來新的發展機遇。
通過分析工業軟件強國及工業軟件龍頭企業的發展史，我們得出以下兩個結論：完成了工業化進程的發達國家更容易誕生優秀的工業軟件。全球真正擁有完整的工業軟件體系產品的國家只有德國、美國以及法國，同樣是全球最先完成工業化進程的國家。德國以sap、西門子為代表，美國以ansys、ptc、autodesk等為代表，法國以達索、施耐德電氣為代表，這三個國家均具備向全球其他國家輸出從研發、管理到生產的工業軟件產品。沒有完成工業化進程的國家，尚無能力開發出好的工業軟件。三、重點企業分析
3.1用友網絡：精智工業互聯網平臺助力智造轉型
用友精智工業互聯網平臺助力制造業智能化轉型，產品受到國家與客戶認可。精智工業互聯網平臺是用友基于yonbip商業創新平臺，結合工業制造企業特點，幫助制造業實現智能化轉型而打造的工業互聯網平臺。平臺涵蓋制造中臺、智能物聯網aiot平臺、工業大腦、標識解析四大核心功能，通過各系統的深度融合聯動，對企業生產流程實現深度優化，提升企業生產效率。其中aiot平臺還具備低代碼開發環境aiotcube、高性能時序數據庫yontimesdb、邊緣智能設備精智云盒核心能力，可以幫助企業進一步提升產線協同效率，縮短交付周期，提升綜合競爭力。公司產品連續兩年入選工信部“跨行業跨領域工業互聯網平臺”，產品受到國家與眾多工業制造企業認可。
平臺已經具備規模效應，未來競爭優勢明顯。目前，平臺已覆蓋21個細分行業、9大應用領域，已連接超過140萬家企業，鏈接設備超過128萬臺。在業界積累了眾多標桿案例：為新朋聯眾建設的智能化產線、雙良集團基于能源設備聯網實現服務化轉型、鞍鋼集團基于企業互聯實現與10萬余家客商協同等。根據idc，公司年工業云市場占有率，已經具備規模效應。智能制造注重產業鏈上下游的互相協調與企業內部生產流程優化，公司有望憑借出色的產品力與規模效應，進一步提升產品在智能制造領域的競爭優勢。
3.2中控技術：面向流程工業提供自動化解決方案
公司致力于面向流程工業企業的“工業3.0+工業4.0”需求，提供以自動化控制系統為核心，涵蓋工業軟件、自動化儀表及運維服務的技術和產品：
自動化控制系統：自動化控制系統是現代工業生產的“中樞”，實現分散控制、集中操作、分級管理，擔負著生產信息分析、故障診斷、生產指令發布、生產管理等職能。公司自動化控制系統產品包括集散控制系統（dcs）、安全儀表系統（sis）以及網絡化混合控制系統。
自動化儀表：自動化儀表是指安裝在工業生產現場的，用于測量壓力、流量、溫度、物/液位等工藝參數或控制的儀表，包括現場儀表和控制室儀表，主要作用是將生產現場的信息傳送給自動化控制系統，或執行控制系統的指令。公司自動化儀表產品主要包括控制閥、壓力變送器、安全柵三類。
工業軟件：公司已形成了以實時數據庫（rtdb）為基礎、先進過程控制（apc）、制造執行系統（mes）和仿真培訓軟件（ots）為主體的四大類軟件產品體系，能夠實現工廠級能源優化與工廠級管理優化，對提高企業生產效率及產品質量、節約能源消耗、減少污染物排放具有重要作用。
運維服務：產品交付后在售后服務以外為工業企業提供的調試、點檢、運維、技術培訓等與智能制造解決方案相關的技術服務、咨詢業務或備品備件產品。報告節選：
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