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工业软件四大细分赛道分析

 张问骅 2022-02-06

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2020年,全球工业软件市场规模达4358亿美元,同比增长6.1%;中国工业软件市场规模达1974亿元,同比增长14.8%;中国工业软件市场规模仅占全球工业软件市场规模的7.4%。

另一方面,根据中国工信部数据,2020年,中国工业增加值在全球的占比达21.9%。对比来看,中国工业软件的使用率和渗透率偏低。

据亿欧智库测算,2025年,我国工业软件市场规模有望突破4000亿元,未来五年年复合增长率为15.6%。本文内容参考“m-appid='wx4f706964b979122a' data-miniprogram-path='pages/topicdetail/topicdetail?topic_id=581522485155454' data-miniprogram-nickname='知识星球' data-miniprogram-type='text' data-miniprogram-servicetype='' wah-hotarea='click' href=''>2021中国工业软件行业报告

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1、研发设计类

三大基础设计软件:CAD/CAE/CAM

研发设计类工业软件包括CAD、CAE、CAM、PLM、BIM、EDA等。其中CAD、CAE、CAM分别是三大工业基础设计类软件,功能分别是利用计算机辅助设计、求解复杂工程和分析计算、生产准备到生产制造。

PLM(Product Lifecycle Management),即产品全生命周期管理系统,可以看做是CAD、CAE、CAM、PDM(Product Data Management)的集成,帮助扩展型企业整合数据、流程、业务系统以及人员信息,以经济高效的方式对产品的整个生命周期(创意、设计、制造到维修)的信息进行管理。

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“基础科学”+“行业深耕”,工业软件很硬核

研发设计类工业软件需要四大科学知识:工程、数学、物理和计算机知识。因此,仅靠软件工程师是无法编写工业软件的,工业软件的开发需要软件工程师和工业领域的专家共同合作。

根据工业软件应用的领域大小和行业范围,其所需的技术知识也略有差异。例如达索的CATIA(CAD/CAE/CAM一体化软件)是基础通用型工业软件,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子电器、消费品行业。因为CATIA需要适用于大部分的工业产业,所以需要集成各大行业的基础知识。REFORM-3PC则是专门应用于烃蒸汽转化炉模拟,辅助氢,氨,羰基合成醇的生产。

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“3C”应用场景广泛,制造业和重工业偏多

CAD、CAE、CAM应用广泛,目前主要在制造业和重工业应用较多,例如建筑设计、工程机械、能源化工等行业。根据达索官网信息,目前达索的软件已经覆盖了11个行业,下游客户包括雷诺、波音、克拉斯、安联保险、爱立信、宝洁、潘多拉、法国电力集团、中国船舶集团、中国铁路设计集团、美敦力等各个细分领域的龙头。

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EDA:“芯片之母”,我国“卡脖子”关键技术之一

EDA(Electronics Design Automation)即电子设计自动化,是指利用计算机技术完成大规模集成电路的设计、仿真、验证等流程的设计方法,由CAD、CAE、CAM衍生而来。EDA是集成电路产业的上游关键模块,对集成电路行业生产成本、生产效率和产品技术水平有着重要影响。

芯片设计大致可分为前端设计(逻辑设计)和后端设计(物理设计),从功能定义一直到版图生成和验证。目前,华大九天是国内唯一能够提供模拟电路设计全流程EDA工具系统的EDA企业。


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中望软件:稳居2D CAD第二梯队,从2D向3D突破

中望的产品主要以2D CAD和3D CAD为主,同时涉猎企业赛道和教育赛道,下游客户主要以工程建设和制造业企业为主,包括交通建设集团、中国建筑、南方电网、保利房地产、北京现代、广汽本田等大型企业。

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2D CAD方面,中望的产品和Autodesk的AutoCAD产品性能功、功能、稳定性差距不大,但是价格更加低廉,因此性价比更高。但对于更复杂和更大规模建模的需求,国外主要厂商的产品更具有竞争力,因此其下游客户会覆盖大型建筑、大型基础设施、大型设备制造商。3D CAD方面,中望2010年收购VX公司并推出收款3D CAD产品,2019年开始3D CAD几何建模内核的开发。由于研发起步晚,3D相比2D的技术难度更高,中望的ZW 3D目前主要应用在以离散制造业为代表的中低端工业设计与制造领域,在高端市场如航空航天领域应用较少。总的来说,ZW3D和国外知名厂商的产品差距较大。


2、生产制造类

生产制造类工业软件包括生产控制类(DSC、SCADA、PLC等)和制造执行类(如MES等),主要是在工业产品生产和制造过程中进行数据采集、分析和决策,负责生产管理、物料管理、质量管理、设备管理、能耗管理等。

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根据ISA-95(企业与控制系统集成标准),生产控制过程分为五个层级,从实体设备(工业设备/传感器)到底层控制系统到监控系统到生产系统一直到企业经营管理系统。其中,底层控制系统、监控系统和生产系统这三个层级都会应用到生产制造类工业软件。

DCS:分布式控制系统

DCS主要由三站一网构成:工程师站(综合控制站)、操作员站(值班子系统站)、现场控制站和系统网络。工程师站主要负责对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护;操作员站主要处理一切和运行操作有关的人机界面功能,例如HIS、OI、MMI;现场控制站是DCS的核心,对现场I/O处理并实现直接数字控制;系统网络是连接各个站的桥梁。

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DCS的特点主要在于分散控制和集中管理。目前DCS被广泛应用于化工、石油、发电、建材、冶金等重工业产业。


SCADA:数据采集与监视控制系统

SCADA主要分为管理端和场站端,管理端包括SCADA应用和前端采集,场站端包括PLC控制柜和工控机。一般来讲,SCADA主要有三个功能:数据采集和存储、数据分析和过程报警功能。另外,基本上SCADA还会支持多种触发形式的脚本,用户可扩展系统功能。

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由于电力行业对控制系统的精度和响应时间有着严格的要求,SCADA在电力行业应用最为广泛。石油、化工、冶金、燃气、交通等重工业产业应用也较为普遍。

MES:制造执行系统

MES主要是用来连接计划决策层和生产执行层,起着承上启下的作用,上接ERP软件,下启PLC、DCS、SCADA等软件,实现了设备和工装工单派发、人员派工、质量管理、在产品管理等功能的集成应用,打通制造环节的信息流通。


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生产制造类工业软件市场呈现出四大特征:第一,行业壁垒较高,用户粘性强;第二,制造业中小企业数字信息化程度低;第三,收集的数据利用率较低;第四,缺乏产品线或智能工厂整体解决方案。


中控技术:DCS起家,构建工业3.0产品谱系

中控技术以DCS业务起步,致力于解决和满足流程工业企业生产运营过程中的自动化问题和信息化需求,逐步形成了以自动化控制系统为核心,涵盖现场仪表、执行机构等在内的工业自动化系列产品,构成了较为完善的工业 3.0 产品谱系。


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中控技术在自动化和数字化基础上,积极布局和大力发展工业软件、行业解决方案业务,同时加强本地化运维服务,形成了较为完善的“工业3.0+4.0”产品及解决方案架构体系。


3、经营管理类

经营管理类工业软件包括传统的企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)、财务管理(Financial Management,FM)、营销管理(Customer Relationship Management,CRM)等传统经营管理类,也包括办公自动化(Official Automation,OA)等协作办公软件。

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其中,ERP是目前用到最多的传统经营管理类工业软件。ERP软件提供集成、连续、及时的业务流程数据,管理整个业务流程,包括供应链管理、会计管理、项目管理、风险管理和控制等。一个完整的ERP软件还可管理企业绩效,包括财务规划、财务预算、财务分析等。

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国内外经营管理类工业软件从功能性上来讲并无差异,但由于国外厂商本身发家早,下游客户体量更加庞大、业务更加复杂,因此国际厂商的软件更加适用于超大、跨国企业。而国内厂商的软件则更轻量级,目标客户体量更小一些,优点是项目实施周期也更短,配合实施的人力也更少。

目前,ERP经过几十年的发展,行业已经进入了低速稳定增长期。而根据专家访谈,目前EPR行业的主要痛点不在于产品的性能和功能不达标,而在于产品的推广和销售更加依赖于顾问的能力。因此,如何摆脱让销售结果依赖顾问是ERP厂商需要思考的问题。


4、运维服务类

MRO:维护维修运行管理

MRO(Maintenance,Repair and Operations)是专门生产设备进行维修和保养的系统,最早源于航空领域,目前普遍应用于航空、军事、轨道交通、工程机械等领域。

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2017年,Peerless Research Group问卷调查结果显示,54%的企业认为MRO对于企业非常重要,原因包括维护客户满意度、持续生产、精益生产等。


PHM:故障预测与健康管理

PHM(Prognostic and Health Management),即故障预测与健康管理,通过采集数据和信息,然后通过人工智能算法与推理模型实现装备运行状态的监测、预测、判别以及管理。相比于传统的维修系统,PHM最有特点的是预测能力,通过对历史数据和维修记录的分析来预测故障、使用寿命、性能趋势等。

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目前,PHM主要用于对安全和可靠性更看重的关键领域,例如航空、轨道交通、石油开采等。


容知日新:设备预测智能运维解决方案

容知日新主要产品为工业装备状态监测与故障诊断系统,已广泛应用于风电、石化、冶金、水泥、煤炭、轨道交通等十多个行业,并远销美国、英国、德国、巴西等三十多个国家和地区。

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容知日新公司主要产品为工业设备状态监测与故障诊断系统,按其终端产品的表现形式,主要包含有线系统、无线系统和手持系统三个系列,能够为客户提供工业设备的状态监测、健康状态评估、故障精确诊断、维护检修措施指导、服务信息推送等服务。此外,公司还向客户销售 iEAM 软件、自制传感器和提供技术服务等。

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