继周三国常会后,周末最新消息,新型工业化又有重磅批示。
一个新概念,一周内连续出大新闻,而且是重磅批示和两场重磅会议,推进大会以电话电话会议形式,开到了省一级,重要性如何,不言而喻。
关于新型工业化的内涵解读,主要是利好工业母机、工业互联网、工业机器人、工业软件等方向。本篇主要聊聊工业软件。
一,工业软件概览
国标GB/T-36475-2018中将工业软件定义为在工业领域辅助进行工业设计、生产、通讯、控制的软件。可以认为工业软件是以工业内容为主,贯穿于工业全生命周期,为工业增产增值服务的软件。
根据中国工业技术产业软件化联盟的分类主要可以分为以下四大类别:
1. 研发设计类软件(CAD/CAM/CAE/EDA/PLM )
2. 生产制造类软件(PLC/DCS/SCADA/MES)
3. 经营管理类软件(ERP/SCM)
4. 运维服务类软件(MRO)
二,工业软件细分
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
三,市场前景
1. 国产化渗透:差异化竞争驱动下的以 MES 为代表的车间执行类系统投资
以MES为核心的生产控制类软件能够在较大程度上满足制造业企业降本增效以及更好满足客户需求的要求。两年以来,我国制造业企业整体进入以MES为核心的车间执行类系统的建设周期。
2,国产化替代:自主可控推动国产研发设计类软件 CAD/EDA 加速发展
在当前的业务发展状态下,国内制造业企业已建立较完整的研发设计类软件,但实际上,市场基本由国外厂商占领。因此尽管渗透率较高,但实际上国产化替代(包括对国外厂商盗版产品的替换)为国内厂商提供了广阔的成长空间。
四,相关核心标的
(一)设计类
1、CAD软件
中望软件:中望软件系国内领先的 CAX 供应商,主要从事 CAD/CAM/CAE 等研发设计类工业软件的研发、推广与销售业务。2020 年,公司发布中望仿真解决方案—ZWSim2021,至此形成了涵盖二维 CAD、三维 CAD/CAM、CAE仿真分析的产品矩阵。
公司产品中,2D CAD 是自研软件主要收入来源,3D CAD 是重点突破方向,CAE 产品刚刚起步。公司 2D 软件已经比较成熟,2021 年,中望自研软件营收中 75.6%来自 2D CAD 软件产品,3D CAD 软件产品营收占自研软件的 23.7%,CAE 软件产品营收占比为 0.7%。3D CAD 产品是公司重点研发突破的方向,未来有望成为公司主要的收入来源。2018 年布局的 CAE 产品,在 2021 年已经形成 383 万元的营收,商业化刚刚起步,未来可期。
2、CAE软件
索辰科技:公司是国内前列的CAE软件供应商,CAE软件为工程设计用的重要软件,目前国产化率处于极低水平。CAE(计算机辅助工程)是指在产品/工程设计阶段用计算机软件对产品/工程项目的工作状态、行为进行基于物理模型的模拟,以预测其功能可用性、可靠性、效率和安全性等,能够起到优化设计方案、提升产品性能、大幅减少试验次数、提升研发效率等效果,在工业设计中起到重要作用。我国CAE软件国产化率极低,根据《中国工业软件产业白皮书(2020)》的研究数据,国内市场目前前十大CAE软件企业均为境外软件厂商。近年来,国内多家科研机构和研究所被禁用基础工业软件,工业软件领域核心技术国产化的重要性愈发突出,其国产化进程有望加速。
公司在军工领域拥有突出的竞争优势。公司深耕军工领域,报告期内,公司前五大客户主要为中国航发、中国船舶、航天科技、航天科工、航空工业、中国兵工六大军工集团;同时,公司客户还涵盖中国电子、中国电科、中核集团等军工集团及中科院下属单位,军工领域客户资源深厚。公司技术实力较强,其中在流体仿真领域,公司拥有基于气体动理学模型的气体动理学算法等三套先进算法,可使仿真结果具有高置信度的同时,减少工程师对模型进行简化处理的工序、提高仿真效率;基于较好的技术优势,公司参与了六项国家级重点科研专项。
3、EDA软件
华大九天:传承自“熊猫”,国产 EDA 龙头。公司创始人参与设计中国第一款具有自主知识产权的 EDA 工具“熊猫 ICCAD 系统”,技术功底扎实,行业经验丰富。公司成立于 2009年,主要从事 EDA 工具软件的开发、销售及相关服务。主要产品有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。根据赛迪智库数据,2020 年华大九天营收占我国 EDA 市场约 6%的份额,占国产 EDA 市场营收份额超过 50%,居本土 EDA 企业首位。
唯一国家队,中国电子给予华大九天强产业链支持。华大九天第一大股东中国电子信息产业集团有限公司(简称:中国电子,CEC)是中央直接管理的国有重要骨干企业。CEC 成功突破高端通用芯片、操作系统等关键核心技术,构建了兼容移动生态、与国际主流架构比肩的安全先进绿色的“PKS”自主计算体系。根据 CEC 官网数据,截至 2021年底,中国电子拥有 26 家二级企业、17 家上市公司、18 余万员工,实现全年营业收入2710.1 亿元。CEC 旗下半导体企业众多,如飞腾、成都华微电子、澜起科技、中国振华等,为华大九天产品的技术迭代和生态建设甚至是收购兼并提供了强有力的产业链支持。第二大股东大基金一期二期对半导体产业链从原材料到封装测试进行了全面投资,能够为华大九天的产品提供全产业链支持。
(二)控制类
中控技术:中控技术以集散控制系统( DCS)为起点打通上下游业务。公司规划目标到 2026 年实现自有产品营收 180 亿元,其中控制系统 80 亿元,工业软件 60 亿元,自动化仪表 40亿元;非自有产品营收 120 亿元。
公司主要服务于石油化工等流程工业企业,提供包括自动化控制系统( DCS、SIS(安全仪表系统)、网络化混合控制系统)和自动化仪表( 如控制阀、压力变送器)在内的工业 3.0 产品,包括 MES 和 APS 等工业软件在内的工业 4.0 产品,以及运维服务。公司致力于工业生产自动化、数字化和智能化管理,具备提供从硬件到软件完整产品和服务体系的能力。
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