觀點聚焦

工軟件是支撐工業企業生產運行的基礎,廣泛應用於工業生產的各個環節,伴 隨着產品從研發,到生產,再到銷售及售後服務的全生命週期。目前我國工業軟 件的發展仍和世界一流水平有較大的差距,呈現出“管理軟件強、工程軟件弱; 低端軟件多,高端軟件少”的現狀。我們在本篇報告中從各條工業軟件賽道入手, 解構行業背景、剖析中外差距、展望發展趨勢、揭示投資機會,相信中國的本土 廠商能夠奮起直追,發展出可用、好用的國產工業軟件,在工業 4.0 階段來臨之 際,以“中國軟實力”支持中國工業邁入智能製造時代。

工業軟件“四問四答”:

工業軟件包含的範疇有多大?工業軟件應用的範圍覆蓋製造業內產品的全 生命週期及企業生產經營的各個環節,可具體分爲研發設計類、信息管理類、 生產控制類及嵌入式公司軟件。

工業軟件的市場規模有多大?全球近四千億美元的市場,國內近兩千億元的 市場,中國工業軟件市場規模與經濟體量並不完全匹配,行業發展方興未艾。

工業軟件的中外差距有多大?中外廠商在技術、產品、經營上都有較大差距, 其中研發側 > 工控側 > 管理側。但我們相信目前中外工業軟件的“鴻溝” 並非不可逾越。

工業軟件的投資機會有多少?我們認爲中國工業軟件廠商將在未來智能制 造、國產替代、軟件上雲的“三浪疊加”之下迅速崛起,而國產工業軟件的 大發展將在資本市場創造出諸多投資的機會。

工業軟件“四問四答”

工業軟件包含的範疇有多大?

工業軟件這一概念的範疇較爲廣闊,一切應用於工業領域的軟件都屬於廣義工業軟件,應用範圍覆蓋製造、採掘、能源等行業。從底層架構上看可以分爲兩大類:嵌入式工業 軟件主要指嵌入於設備控制器中用於數據採集、邏輯判斷、控制運行等功能的軟件,軟 硬件緊密耦合(例如在工業通信、能源電子、汽車電子、安防電子硬件產品中內嵌的軟 件);而非嵌入式的工業軟件是能夠在通用計算機或工業計算機操作系統上運行的應用軟 件,本篇報告中我們主要聚焦的是非嵌入式的工業軟件。

工業軟件應用的範圍覆蓋產品的全生命週期及企業生產經營的各個環節。非嵌入式工業 軟件按照具體應用的環節可分爲研發設計類、生產控制類、信息管理類。從橫向看,工 業軟件伴隨着產品從研發,到生產,再到銷售及售後服務的全生命週期;從縱向看,工 業軟件自上而下地對企業決策管理、生產執行、生產控制的三個層面進行支撐,而嵌入 式工業軟件則屬於設備層。可以說現代化工業生產的各個流程都離不開工業軟件的參與, 工業軟件也是工業 4.0 時代實現智能製造的關鍵。

研發設計類工業軟件包括 CAD、CAE、CAPP、CAM、PLM、EDA 軟件以及集成研發平 臺等,覆蓋前期的產品研發設計環節,支持企業產品的研發與創新。行業中包括 Dassault Systemes(達索)、Siemens Digital Industry(西門子工業軟件)、Autodesk、 Ansys、Cadence、Synopsis 等海外龍頭企業,以及中望軟件、浩辰軟件、數碼大方等 國產企業。

信息管理類工業軟件包括 ERP、CRM、BI、HCM、OA 等,服務於產品的進銷存環節 以及企業整體的業務管理,助力企業數字化轉型;同時 SCM、SRM 等供應鏈、供應 商管理系統也負責對企業外部價值鏈的管理。主要玩家包括 SAP、Oracle、Salesforce 等全球性管理軟件巨頭,以及用友、金蝶等國產廠商。

生產控制類工業軟件包括 MES、DCS、SCADA 等,負責產品的生產調度、生產執行 及過程控制環節,助力工業自動化升級。行業的主要參與者包含 ABB、HoneyWell、 GE 等海外企業,同時和利時、中控技術等本土企業也有佈局。

不同類別的工業軟件之間底層邏輯差異較大,不可一概而論。從最底層的邏輯來看,研 發設計類工業軟件是基於數學、物理等基礎學科,具有較濃的“理科”屬性而屬於工具 類軟件;信息管理類工業軟件是基於企業的業務模型,是出於“商科”思維的管理類軟 件;生產控制類工業軟件則是基於工業生產的流程,是偏向於傳統“工科”的工業控制 軟件;而嵌入式工業軟件則更類似於硬件的附屬產品。不同賽道之間工業軟件的底層設計邏輯以及上層的應用場景有較大區別,所以也很少有企業能夠跨越多個賽道。

不同類別的工業軟件都圍繞核心工業場景,相互彼此關聯。如下圖所示,研發設計、生 產控制、信息管理以及嵌入式工業軟件在服務工業製造的過程中,彼此之間都會有數據、 指令以及信號的傳遞,最終構成一個有機的整體。因此不同賽道的工業軟件在底層邏輯 上差異較大,但在具體應用中又相互關聯,而且任何一個賽道單拆出來都有衆多的細分 軟件領域,背後都有廣闊的市場,並支撐起了諸多優秀的工業軟件企業,故在後面的章 節我們也會分別來進行討論。

工業軟件的市場規模有多大?

工業軟件代表的是數千億元級別的寬賽道。根據 Gartner 和賽迪智庫數據,截止 2018 年, 全球工業軟件市場規模達到 3,893 億美元,同比增速在 2013 年-2018 年期間維持約 5%水 平。根據工信部、中國電子信息產業統計年鑑等數據源,2019 年我國工業軟件市場規模 達到 1,720 億元,在 2016 年-2019 年期間基本維持 15%~20%的增速,高於全球市場的增 速(5%左右),工信部預計 2020 年市場規模將突破 2,000 億元。但我國工業軟件市場規 模僅佔全球的 6%,遠低於我國 GDP 的佔比(接近 16%),中國工業軟件市場方興未艾。

細分賽道:由於我國過去的工業數字化路徑偏向於“重硬輕軟”,而嵌入式軟件大多與硬 件集成銷售,因此從銷售額來看嵌入式工業軟件目前的市場規模最大,接近千億元;生 產控制側及信息管理側的工業軟件受益於工業自動化、企業數字化升級,過去幾年實現 了較快的發展;而研發設計類軟件過去受到國內軟件行業環境等問題的影響,目前市場 規模較小,但隨着工業 4.0 時代我國產業結構升級的重心進一步從製造側向研發側偏移, 研發設計類軟件的增速近年來領跑中國工業軟件市場,我們認爲這一趨勢在未來數年內 仍將延續。

客戶結構:根據賽迪智庫的數據,2018 年大型企業在我國工業軟件市場中的佔比超過 50%,而中型企業及小型企業各佔 28%及 20%。與我國當前的企業結構相比(根據《中國 統計年鑑》,2019 年我國共有 9,103 家大型企業,總收入爲 46 萬億元;49,778 家中型企 業,總收入爲 24 萬億元;391,559 家小型企業,總收入爲 43 萬億元),小型企業的佔比 明顯偏低,中小企業的需求仍有進一步挖掘的空間。

國內現有軟件環境對研發設計類軟件的市場規模造成限制。管理軟件及工控軟件主要直 接服務企業客戶,以項目制、場地制的形式部署,目前已基本不會出現盜版。而 CAD/CAM/CAE 軟件較常安裝於通用計算機,較易受到盜版問題影響,尤其是通用型的 2D CAD(結合市場調研數據,我們估計目前國內 2D CAD 正版化率不到 20%)。我們結合 e-works與CIMData的研究數據以及專家調研,測算出2019年國內泛CAX (CAD/CAM/CAE, 不含 PDM/PLM)市場規模約爲 80-100 億元,這與我國 1,700 萬名設計師1的從業人員規 模不相匹配(平均下來單個設計師在設計軟件方面的開支僅爲 500 元,遠低於市面上任 何一款正版軟件的價格)。未來隨着我國對於知識產權保護相關法規的進一步完善,以及 企業正版意識的提升,我們相信研發類軟件的市場規模將會快速釋放,將會是工業軟件 領域增長速度最快的賽道。

工業軟件的中外差距有多大?

差距明顯,研發側 > 工控側 > 管理側。從近幾十年我國產業發展的脈絡來看,先是注 重量的發展,國內企業生產經營的規模迅速擴張,帶來了大量對於財務、業務管理軟件 的需求,“商科”先行;而後開始注重質的進步,中國製造從低端走向高端,國內工業自 動化、智能化大發展,工控軟件也逐步成熟,“工科”跟進;最後是從“中國製造”走向 “中國創造”落在了研發端,而我國在基礎“理科”上的積累仍與發達國家存在一定差 距,且過去該領域的主要從事企業大多是院校出身,技術能力強而商業經驗弱,導致技 術產品化進度滯後,部分企業市場化經驗困難,而與國外企業在技術上的差距也被逐步 拉大。國產工業軟件處於“管理軟件強、工程軟件弱;低端軟件多,高端軟件少”的現 狀。

從個體公司層面分析,整體上看全球工業軟件市場中存在較多海外巨頭,如達索(Dassault Systemes)、西門子工業軟件(Siemens Digital Industry Software,原名爲 Siemens PLM Software)、 Autodesk、SAP、Oracle 等,其發展時間、收入體量以及市值規模均遠超國內 公司。但具體到各個賽道,信息管理領域已經成長出了用友、金蝶等能夠在國內市場與 SAP、Oracle 直接競爭的公司;而在生產控制領域也有寶信(MES)、和利時(DCS/SCADA) 等龍頭國產企業;但在研發設計領域的國產企業仍比較弱小,和國外龍頭差距顯著。

信息管理類——攻守易位:從產品角度看,目前用友、金蝶等國產 ERP 廠商在覈心 模的功能上與海外廠商基本已無差距,並開始大力推進雲轉型。從市場角度看, 2019 年用友、金蝶等國產廠商已經佔據了國內 ERP 市場五成以上的份額,市佔率實 現反超。而在國產化的歷史性機遇下,用友等企業也開始向上進攻高端市場,搶佔 Oracle、SAP 在大型企業,尤其是在央企、國企市場的份額。可以說目前國內的 ERP 市場國產廠商已經佔據上風,而在 CRM 領域由於國內外企業需求的差異,暫時還未 成長出能夠與 Salesforce 對標的企業。

生產控制類——分庭抗禮:國內生產控制類軟件市場較爲分散,且 MES與 DCS/SCADA 軟件兩大方向重合度不高(前身偏向於調度管理、後者偏向於流程控制)。根據賽迪 智庫在 2018 年的數據,國電南瑞、和利時、中控技術(DCS/SCADA)以及寶信軟件 (MES)等廠商都能夠在各自的領域佔有一席之地。

研發設計類——任重道遠:目前我國從事研發設計軟件開發的企業主要包括中望軟 件、浩辰軟件、數碼大方等,在技術和商業層面與國外一流水平仍有較大差距。從 技術上看,國內廠商大部分仍處於 2D CAD 的階段,3D CAD 以及 CAM 剛剛起步,而 涉足商用CAE領域的企業更是屈指可數;從商業上看,國內規模最大的中望軟件2019 收入不足 4 億元,與達索、Autodesk 等海外龍頭差距近百倍。

研發設計軟件能否參照管理軟件的經驗,實現“彎道超車”?我們認爲管理軟件的門檻 不在技術,而在於對行業和客戶需求的理解,因此用友、金蝶等廠商在服務中型企業的 過程中也能不斷積累,再憑藉本地化服務的優勢,乘國產替代的天時向上切入高端市場。 而研發側的軟件從底層的內核,到上層的應用都有較高的技術門檻,並且需要在客戶實 際使用的過程中不斷打磨完善,很難找到捷徑而一蹴而就。與管理軟件相比,研發設計 類工業軟件的發展需要技術和產品並行,因此國產廠商仍需從基礎的通用 2D CAD 領域做 起,在不斷打磨產品、積累用戶、壯大規模的過程中充實 3D CAD/CAM/CAE 的技術儲備, 結合國家政策的支持逐步切入高端市場。國產研發設計類工業軟件的全面崛起仍需時日。

工業軟件的投資機會有多少?

當前中外廠商在技術、產品、經營上都有較大差距,其中研發側 > 工控側 > 管理側。 但我們相信目前中外工業軟件的“鴻溝”並非不可逾越,中國工業軟件廠商將在未來智 能製造、國產替代、軟件上雲的“三浪疊加”之下迅速崛起,縮小與國外工業軟件巨頭 之間的差距。而國產工業軟件崛起的過程,將在資本市場創造出諸多投資的機會。

機遇一:產業數字化快速推進,牽引自主工業軟件迎頭追趕

產業數字化時代,智能製造將成爲製造業變革的主要方向。產業數字化以數字科技爲支 撐,對產業鏈上下游的生產進行數字化升級再造。落實到製造業上,我們認爲產業數字 化時代我國的製造業將全面進入工業 4.0 階段,以高度自動化、柔性化生產爲主要特徵 的智能製造將成爲行業升級的大方向。不同於過去圍繞設備、工藝等展開的製造業發展 脈絡,在工業 4.0 時代,我們相信軟件將成爲支撐數字化轉型升級的核心要素。

產業數字化不能“重硬輕軟”,工業軟件急需“補短板”。過去我國的信息化、數字化建 設客觀上有“重硬輕軟”的問題,在工業軟件領域的投入力度存在不足。根據 Gartner 的數據,2019年全球3.8萬億美元的IT支出中有4,310億美元爲軟件支出,佔比約爲11%; 而中國 2019 年 2.9 萬億元的 IT 支出中有 878 億元爲軟件支出,佔比僅爲 3%,遠遠低於 全球平均水平。而具體到製造業上,我國作爲製造大國,工業軟件發展和應用水平卻與 地位不符,上一階段的工業自動化建設也偏向於硬件設備端,工業軟件的發展落後於整 體產業升級的進度。因此爲了自主實現我國製造業向智能製造的升級,就必須要儘快彌 補在工業軟件層面的“短板”。

政策加持,推進國產工業軟件重點突破。面對上述情況,今年來我國政府對工業軟件的 重視程度迅速提高。工信部自 2015 年提出“中國製造 2025”發展戰略之後,穩步推進 智能製造落地,先後在標準體系、信息安全、試點示範項目等方面發佈了專門的政策文 件,要求推進我國智能製造和工業軟件領域的發展。而在 2019 年工信部召開的全國軟件 服務業工作座談會上,也明確指出要抓住傳統產業改造升級的迫切需求,大力發展工業 軟件和行業解決方案,大力發展面向企業研發設計、生產自動化、流程管理等環節的工 業軟件、嵌入式軟件以及解決方案。在 2020 年 9 月,國務院發佈的《新時期促進集成電 路產業和軟件產業高質量發展若干政策的通知》中,也提到了要聚焦基礎軟件、工業軟 件、應用軟件等關鍵核心技術研發。

國產工業軟件有望伴隨本土製造業的升級,在產業數字化時代做大做強。我們認爲我國 製造業在數字化、智能化升級的過程中給予廠商更多的機會,牽引自主工業軟件加速發 展。根據清華大學軟件學院院長王建民預測,到 2025 年的“中國智造”時代,我國將形 成自主的操作系統與工業軟件及其標準體系,自主工業軟件具有滿足市場 50%的供給能 力,自主工業互聯網雲平臺在重點行業的應用普及率超過 60%,工業軟件市場空間可達 數千億元。我們認爲自主工業軟件是從中國製造到中國創造的橋樑,國內廠商必將在產 業數字化時代迎來蓬勃發展的機會。

機遇二:國產化替代進行時,給予本土廠商歷史性機遇

國際局勢多變,工業軟件國產替代勢在必行。如果說生產設備及相關硬件是製造業的“軀 幹”,那麼工業軟件就是製造業的“大腦”,缺少了自主可用的工業軟件的國內製造業無 法實現全生命週期管理;而過度依賴國外工業軟件,會存在喪失產業發展主動權和影響 產業信息安全的風險。而近年來多變的國際局勢下,EDA 等相關工業軟件的“斷供”案 例也不鮮見。因此發展國產工業軟件體系,培育出一批有競爭力的本土工業軟件廠商是 從產業發展,甚至國家戰略層面的必然考量。

各賽道國產化方向一致,但進度不同。我們認爲國產軟件產品力的提升是國產替代的重 要前提,如果在功能上不能支撐製造業的需求而一昧追求“國產”是捨本取末。正如我 們之前章節中的分析,目前國產管理軟件在覈心功能上已較爲成熟,因此在市場中的佔 有率也已處於較高水平,並在向高端市場“進攻”;而生產控制類軟件由於較強的行業性, 在部分國產廠商的優勢行業,國產化的也推進較快;但由於目前中外研發設計類軟件在 功能的深度和廣度上都有較大的差距,因此國產替代也是剛從最基本的二維設計軟件起 步,等待國產廠商能力的提升再逐步向高端領域進發。

“中國軟實力”漸起,部分國產廠商在開放競爭的市場中已具備競爭力。我們認爲“信 創”等相關的工作更多的是給予了國產廠商一個“磨刀石”,那麼最終能不能抓住機會向 上突破還是取決於企業自身的技術能力、產品儲備、服務水平,取決於產品最終能不能 得到企業用戶的認可,甚至於走出國門,服務全球更多的市場。我們看到一批工業軟件 和基礎軟件領域的國產軟件廠商的產品已經在海外市場得到了用戶的認可,併產生了相 當體量的收入和利潤,反哺其不斷提升產品力,擷取國內市場的份額。如用友網絡、金 山辦公、福昕軟件、中望軟件、浩辰軟件等廠商通過多年的產品積累和創新,憑藉本土 的工程師紅利,已具備和海外競爭對手並駕齊驅,甚至在部分方面超越的產品能力。我 們認爲,在這一階段能夠抓住國產化機遇,並在服務用戶的過程中實現產品力蛻變的公 司,有望在未來更長遠的競爭中勝出,成就真正的“中國軟實力”。

機遇三:軟件上雲,或將是國產廠商彎道超車的機會

雲化是整個軟件行業的趨勢。軟件上雲帶來的是軟件部署、應用及開發方式的變革,也 爲企業用戶帶來更靈活、更開放、更具協同性的軟件應用方式;同時往往與之相伴隨着 的訂閱制轉型也能夠幫助軟件廠商實現商業模式的升級。軟件的雲化是近年來行業的大 趨勢,而工業軟件的雲化也在快速推進,尤其是近年來工業互聯網的大發展,未來的工 業軟件或將會進一步雲化爲工業互聯網平臺之上的工業 APP。

各賽道與雲化的契合度各異。信息管理類軟件的功能更多地是實現業務流程,且更具有 對外數據交互的強烈需求,因而更適合也更易於採用雲端部署;而研發設計類軟件由於 內部需要調用更復雜的數據分析算法以及物理模型,目前尚無完全成熟的雲化產品,全 球範圍內具備戰略前瞻眼光的廠商正積極佈局,部分創業企業也在積極把握相關機遇。 截至目前,雲化的設計側軟件更多的還是以展示和輕度編輯、協作爲主要功能點的輕量SaaS 應用;而生產控制類軟件的雲化則與工業互聯網密切相關,目前行業中主流工業 互聯網平臺上都搭載了豐富的生產類工業 APP(雲 MES 爲主)。

各賽道目前的雲化進度:

信息管理類:全面雲化,尤其是在中小企業市場,以及 CRM/HCM 等應用領域。

研發設計類:輕量級應用 SaaS 化(如看圖類軟件),雲端在線協同 CAD 也在初步探 索(海外 Onshape 雲原生 CAD,國內華天軟件 CrownCAD)。

生產控制類:圍繞工業互聯網,以工業 APP 的形式實現雲化。

雲化是否是彎道超車的機會?客觀上看,海外工業軟件巨頭目前與國內廠商的差距或許 是需要數十年的時間才能夠追上的,但雙方上雲轉型上的起步時間卻僅有幾年的差距, 甚至在某些領域國產廠商還走的更快(如國產管理軟件廠商在國內的雲轉型步伐要更爲 堅決)。雲轉型推進較快的國產軟件企業能夠藉助更先進的技術架構提供更優的用戶體驗, 同時以更敏捷、更開放的軟件開發方式推進產品的迭代。另一方面,雲技術不能直接彌 補軟件在功能與成熟度上的差距,在完成雲轉型後的國產廠商還需不斷打磨產品功能, 深度整合行業 Know-how 以維持用戶粘性。因此我們認爲雲轉型是國產廠商追趕海外巨 頭的加速器,而不是簡簡單單的捷徑。

三浪疊加下,我們看好哪些賽道和哪些公司?

從賽道的角度來看,我們更加看好研發設計類和信息管理類工業軟件賽道,特別關注其 中高度產品化、標準化的細分賽道。目前國內的研發設計軟件市場受困於盜版,市場仍 有較大的釋放空間,國內企業的市佔率也處於較低的水平,未來隨企業正版化意識的提 升,以及龍頭企業產品力及市場認可度的提高,有望實現市場規模及市佔率的雙升。管 理類軟件目前的市場規模較大,且國產廠商已佔據主導地位,我們認爲龍頭企業在國產 化和雲化機遇下有望更進一步,同時通過生態建設成長爲產業互聯網時代的平臺型企業。

從公司的層面來看,我們認爲各個賽道均有值得佈局的優質標的,這些公司將受益於智 能製造、國產替代、雲化轉型的機遇,在未來數年實現快速發展。

研發設計類:高技術門檻後的潛力賽道

CAD/CAE/CAM:數字化研發創新的主要工具

CAD:Computer-Aided Design,計算機輔助設計,可簡單理解爲人機交互制圖軟件,負責 產品最初的結構設計以及製圖環節。按照產品功能可分爲 2D CAD、3D CAD,2D CAD 屬於 通用型產品,可用於工業、建築等多個領域的平面圖、剖面圖繪製;3D CAD 技術難度更 高,主要應用於工業、建築、動畫等領域的三維建模,實現對象的實體造型、曲面造型。 CAD 是最基礎的研發設計類軟件,是通過數字建模來將設計對象虛擬化的第一步,後續 的 CAE/CAM 軟件都需要讀取 CAD 的製圖及建模數據以進行下一步的操作。

CAD 發展至今已有超過六十年的歷史。在上世紀 50 年代,MIT 的幾位學者就已提出 CAD 這一概念,開始技術的探索;1957 年,Patrick Hanratty 編寫出世界上第一款商用數控編 程程序 Pronto,也是 CAD 最早的前身;上世紀 70 年代,CAD 進入技術商業化階段,Patrick Hanratty 成立 MCS 公司發佈 ADAM 人機交互制圖軟件(時至今日大部分的 CAD 仍有使用 其源代碼),達索等企業也開發出基於大型機、小型機,軟硬件集成的 CAD 系統(1981 年達索發佈 CATIA); Autodesk 於 1982 年發佈可安裝於個人計算機的 AutoCAD,開啓 CAD 的泛用時代。之後的幾十年間,CAD 業界百花齊放,目前業內領先的企業包括達索、西 門子(工業基因濃厚,3D 建模能力強),Autodesk(2D CAD 起家,在通用性上領先)以 及 PTC 等企業。

3D CAD 區別於 2D CAD 的核心難點是幾何建模內核。2D CAD 在內核上的門檻相對較低, 除自主開發之外,也有部分公司通過付費成爲 ITC 聯盟2的成員,對 IntelliCAD 進行“包裝” 並推出 2D CAD 產品。其實 3D CAD 發展之初其實並沒有內核這一獨立概念,內核是作爲 CAD 軟件的底層與其緊密耦合。但 3D 對象的實體建模、曲面建模本質上是數學問題,算 法要求較高,中小廠商很難進行獨立開發。因此達索等廠商也看到了單獨銷售 3D 內核的 商機,於是陸續將自身的內核獨立出來作爲單獨的生意,目前世界上共有三款主流的商 用 3D 內核:Parasolid、ACIS、CGM。

3D 幾何內核決定了 3D CAD 的核心性能。實體造型和曲面建模是 3D 建模的兩個方向,也 是衡量內核建模能力的兩個維度。Parasolid 長於實體造型;CGM 長於曲面建模而多應用 於高端市場;而 ACIS 優勢爲資源和算力的節約,同時 API 完備,市場應用廣泛。除了這 三塊內核之外,還有 PTC 的自用內核 Granite,MATRA 的開源內核 OpenCasCade。一些中 型廠商及 BIM 廠商也有獨立開發的內核,但部分是整合在產品之中,部分後來被巨頭收 購,所以目前仍活躍的內核種類已經較爲稀少,而在國內的中望軟件、華天軟件分別擁 有 Overdrive、CRUX4 內核。

如何理解 2D CAD 與 3D CAD 的並存?我們認爲兩者的使用場景存在區分,2D CAD 的優勢 在於通用性和易用性,能夠快速便捷地完成 2D 制度,可應用於平面設計、裝修設計等日 常非工業場景,以及簡單模組剖面圖設計等輕度工業場景;而在設計到實體或曲面建模 的更復雜的場景,自然需要 3D CAD。實際上普適的通用設計市場也是不可忽視的, Autodesk 是憑藉 AutoCAD 這款以 2D 設計爲主的通用 CAD,就穩居業界三強之一;而達 索、西門子更具工業企業的基因,自然是從 3D 入手,而對通用性的 2D 領域幾乎沒有布 局。因此 2D CAD 對於國產企業來說也是進入門檻較低,且國外競爭對手較爲單一的領域。

CAM,Computer-Aided Manufacturing,計算機輔助製造,負責產品的加工與製造環節。CAM 的 主要功能爲根據產品的設計建模、幾何造型對加工製造流程進行 NC 自動編程,以輸入 CNC 數控機牀進行產品加工。而 CAPP 主要是對產品加工的步驟進行規劃,生成工藝路線 並進行工序設計,大部分的 CAM 也都集成了 CAPP 的功能。

CAM 與 CAD 的高度集成是大趨勢,CAD 誕生之初的目的就是對產品進行造型設計,再輸 入機牀進行加工,可以說 CAD 是將設計師的產品構思數字化,而 CAM 是進一步將數字化 後的產品建模轉化爲機牀能夠讀取的數控代碼,以執行下一步的加工製造。最初的 CAD 軟件生產的設計信息需要轉錄到 CAM 系統中,嚴重影響效率,因此從上世紀 80 年代開 始 CAD/CAM 技術就向着一體化、集成化的方向發展。目前行業內的主流產品都是集成型 的 3D CAD/CAM(CATIA、Solidworks、Siemens NX、Creo、Inventor)。

CAE:Computer-Aided Engineering,計算機輔助工程,主要用於在研發過程中對產品的強 度、剛度、熱傳導等物理性能進行仿真分析及數值求解,基於分析結果對產品的設計方 案以及工藝流程進行調整和優化。CAE 相較於 CAD 具有更高的技術門檻,主體包括前處 理模塊(實體及參數化建模、布爾運算、網格剖分)、有限元分析模塊(結構、流體、熱 力、電磁等多領域求解器)、後處理模塊(數據處理、物理量展示)。其中有限元分析模 塊是 CAE 軟件的核心。

多物理場的耦合仿真是 CAE 的核心技術難題。CAE 具有衆多的仿真分析和求解方向,包 括結構分析、流體分析、熱分析、電磁分析等。目前單一學科的仿真已較爲成熟,而多 學科仿真、多物理場耦合則是下一步更高的要求。Ansys、西門子、達索等巨頭多是採用 外延收購的方式,來補充在多個仿真方向上的能力,同時集中自身的研發力量在多學科 仿真、多物理場耦合上。

主流 CAD/CAM 軟件多會集成 CAE 模塊,滿足輕度仿真分析需求。比如像 CATIA、Solidworks、 Siemens NX、Inventor 這樣的主流產品也都集成或外掛了 CAE 模塊。但這些集成的 CAE 模塊在模擬仿真的能力上與專業 CAE 軟件仍有較大的差距,一般僅會用於結構分析等簡 單的單學科仿真,在專業的仿真分析及求解場景中仍主要應用 Ansys、SIMULIA 等 CAE 軟 件。

CAD/CAE/CAM 三者之間的關係

從技術層面來說,CAD 與 CAE 是兩大技術方向,CAD 的核心是基於幾何模型的造型建模, CAE 是基於物理模型的數值模擬和求解,而 CAM 是將 CAD 的建模轉化爲數控加工程序的 一種功能。從應用層面來看,三者環環相扣,一般是由 CAE 軟件讀取 CAD 的初步建模, 進行仿真分析,將結果反饋給 CAD 優化產品設計,再由 CAM 進行自動化數控編程。最後 再會結合 ERP 等信息管理軟件生產的作業計劃,下發給生產控制系統進行具體的加工制 造。

PLM/PDM:研發設計端的管理軟件

PLM 本質是一種理念,是在 PDM 基礎上的延伸。PLM(Product Lifecycle Management) 是對產品從創建到使用,到最終報廢等全生命週期的產品數據信息進行管理的理念。PLM 的理念是 PDM(Product Data Management)的延伸,PDM 軟件的主要作用是對產品研發 過程中的數據進行存儲及管理,而 PLM 是將對產品數據管理的範圍從研發端進一步延伸 至後續的生產、營銷、服務、維修層面,對產品從創建到使用,到最終報廢等全生命周 期的產品數據信息進行管理。

PLM/PDM 的產品形態類似於研發端的集成平臺或集成框架。PDM 系統對產品結構和配 置數據、零件定義及設計數據、CAD 繪圖文件、CAE 工程分析及驗證數據、製造計劃及 規範、NC 編程文件等數據進行存儲及管理,需要對接或集成 CAD、CAE、CAPP、CAM、 EDA 等軟件,可以理解爲研發側的 ERP 管理軟件(因此像 SAP 等管理軟件廠商也有相關 產品)。而從 PDM 升級爲 PLM,從產品上是着重強化了與 ERP 對接的集成接口,以實現 對後續生產、營銷、服務等環節產品數據的管理。

PDM 是狹義的 PLM,而廣義的 PLM 涵蓋 CAD/CAM/CAE,甚至涉及 ERP。在產品層面, 目前市面上大部分的 PLM 的核心仍爲 PDM 軟件,側重在研發端的數據管理;但在解決 方案層面,就是以 PDM 爲核心,並對研發端的 CAD/CAE/CAM 軟件,以及管理側的 ERP 軟件進行雙向的集成對接的整體解決方案,涵蓋了整個研發設計側的工業軟件,並涉及 到信息管理端,所以我們在這裏主要討論的是狹義的 PLM/PDM 軟件。

PLM/PDM 的市場規模與空間

全球:根據 Quadrant 的數據,2018 年全球 PLM/PDM 市場規模爲 186 億美元,預計 將於 2023 年達到 263 億美元,對應 7.2%的 2018-2023 年 CAGR。

中國:根據國際權威研究機構 CIMData 的數據,2018 年中國 PLM 市場規模爲 14.9 億美元(約合104億元),但CIMData統計的PLM中包括了PDM,以及CAD/CAE/CAM, 是廣義的PLM概念。其中PDM軟件2018年的市場規模爲3.4億美元(約合24億元), CIMData 預計其未來 3-5 年 CAGR 在 12%-14%左右。

EDA:CAD/CAE 在電子設計領域的進化形態

EDA 軟件是芯片行業的最上游。EDA(Electronic design automation)是芯片設計輔助軟件, 從功能上看屬於廣義的 CAD/CAE/CAM 軟件在芯片設計領域的分支,應用於 IC 芯片設計、 佈線、仿真、驗證等多個環節。IC 設計是將集成電路系統、邏輯與性能的設計要求轉化 爲具體的物理版圖的過程,分爲前端設計(規格制定、詳細設計、HDI 編碼、前仿真驗證、 邏輯綜合、靜態時序分析)和後端設計(可測性設計、佈局規劃、CTS、佈線),這其中 的每個環節都需要應用到 EDA 軟件中的不同模塊。

三大寡頭壟斷 EDA 行業,中外差距尚未縮小。根據 Dataquest Market Share 的數據,2016 年 Synopsys、Cadence、Mentor 三強已佔據全球 EDA 市場 85%的份額。而根據中國關鍵 信息基礎設施技術創新聯盟組織的數據,這三家企業在國內 EDA 市場的佔有率在 95%以 上。在中國的十幾家 EDA 工具公司,如華大九天、芯禾科技、廣立微、九同方微等,技 術上仍以16nm和28nm爲主,2018年合計銷售額不過3.5億元,全球市場份額僅爲0.8%。 國內廠商雖然在點工具上取得了一些成績(比如華大九天具有全流程 FPD 設計解決方案, 在平板領域具備優勢),但在產品線齊全度和集成度上,目前和海外巨頭仍不具備可比性。

信息管理類:企業數字化的主要受益賽道

ERP:企業數字化的核心與底座

ERP 負責企業內部財流、物流、人流、信息流的管理。從產品結構上看,ERP(Enterprise resource planning,企業資源計劃)一般是由核心的財務管理 FRM、生產資源管理 MRP 及進銷存/供應鏈管理 SCM,以及其他模塊(人力資源管理 HR、客戶管理 CRM)打包而 成的管理軟件套件。ERP 套件的功能基本涵蓋了企業管理的方方面面,同時目前大部分 主流的 ERP 系統還會集成 MES 生產控制管理的功能。

理解 ERP 需要了解其發展的歷史脈絡:

MRP 階段:ERP 是由 MRP 物料需求計劃發展而來,MRP 負責企業物料信息的集成, 保障物料的及時供應同時降低庫存。具體的工作流程爲,首先由主生產計劃(MPS) 導出相關物料的需求量和需求時間,再形成物料清單(BOM),接着集成現有的庫存 信息後,最終生成採購供應計劃及生產作業計劃。

MRP II 階段:在企業進一步發展的過程中,財務信息與生產計劃相互集成的需求愈 發凸顯,MRP 也進入了 MRP II 的階段,將財務、銷售等資金信息管理系統集成至原 有的 MRP 系統,在企業內部實現了物流、資金流、信息流的統一。

ERP 階段:ERP 在 MRP II 的基礎上進一步擴展。橫向上從供應鏈上游的供應商管理 到下游的客戶關係管理;縱向上從底層的跨業務、跨部門數據互通到高層管理決策 支持;行業上從製造業爲主到適用全行業,但財務管理與業務管理仍是 ERP 的核心。

ERP II 階段:發展至 21 世紀的 ERP 又繼續搭載了 CRM、HR 等適應新時期企業商務 需要的模塊。ERP 涵蓋的管理軟件範圍進一步泛化,幾乎能夠搭載任何企業需要的 管理軟件模塊,而平臺化也是 ERP 發展的重要趨勢。

財務管理是 ERP 的核心,也是企業普適性的基本訴求。MRP 最初僅用於大型的傳統制造 業企業,實現對物料信息的管理集成,離生產側更近而離管理側稍遠;而財務信息貫穿 於企業全生命週期的生產經營活動,會計覈算、財務管理對於任何企業來說都是本質性 的需求。因此 ERP/MRP 也是在集成了財務管理功能後,才成爲通用性的企業管理軟件; 而 SAP 等頭部管理軟件廠商也均是從財務軟件起家,切入這一領域。時至今日,財務模 塊仍是 ERP 系統最爲核心的組件。

ERP 不僅僅是企業應用軟件,更是企業數字化的底座。財務軟件往往是大部分企業優先 部署的,也是處於企業核心位置的管理軟件,而隨着企業規模的擴大、管理問題的增加, 其自然而然地便會升級爲 ERP。而 ERP 作爲套件型產品,內部的各個模塊之間天生相互 對接,且大部分系統都內置了集成平臺。因此企業在進行後續的數字化升級時,新增的 模塊大多都會接入至 ERP 系統。所以對於企業來說,ERP 不僅僅是一個功能性的系統, 同時更解決了企業內部數據的互聯互通問題。 新一代 ERP 系統架構上發展的趨勢是平臺與應用 的分離,內部模塊之間松耦合,向 SoA、微服務架構升級,更像是統一平臺+多個模塊+ 衆多插件的平臺+應用型產品。一方面,高內聚、低耦合的 ERP 系統各個模塊的升級與擴 展彼此獨立、更爲便捷,提升企業數字化建設的彈性、靈活度和迭代效率;另一方面, 企業可以基於 ERP 內置的二次開發平臺進行應用開發,滿足其定製化、個性化的需求; 同時也爲生態夥伴提供了原生開發的平臺,通過生態產品充實 ERP 系統的企業數字化服 務能力。目前例如 SAP S/4 HANA、Oracle EBS、用友 YonBIP、金蝶雲蒼穹都是平臺+應用 型的產品,而云化部署後則成爲 PaaS+SaaS 的 ERP 系統。

ERP 的市場規模與空間

全球:根據 IndustryARC 的數據,2018 年全球 ERP 市場規模爲 539 億美元,2011-2018 年 CAGR 爲 3%,我們認爲市場基本飽和。

中國:根據前瞻產業研究院的數據,2018 年我國 ERP 市場規模爲 276 億元,2015-2018 年增速處於 10%-15%的範圍內,保持平穩增長。我國 ERP 市場未來三年的機會主要 在於大型、巨型企業 ERP 的國產替代,長期的增長驅動來自於企業數智化的進一步 升級。

ERP 的國產替代對於國產廠商來說是歷史性的機遇。2019 年,我國共有 97 家一級央企, 3,056 家二、三級央企,而目前 SAP、Oracle 等國外廠商佔據了大部分的頭部央企市場, 用友產品的覆蓋率不足 10%,金蝶等廠商則更低。SAP 等企業大多是在 21 世紀初進入中 國,彼時用友、金蝶等國內廠商仍十分弱小,產品不足以支撐大型企業的數字化轉型, 導致這部分市場被國外巨頭所佔據;同時由於 ERP 系統替換的成本及風險較高,所以即 使現在國產 ERP 在覈心財務等功能上和國外企業相比已較爲接近,且具有本地化服務的 優勢,但國產廠商仍然很難去向上奪回這塊市場。

ERP 的國產替代能夠帶來多大的市場?從目前的進展來看,大型央企、國企的 ERP 替代 是漸進式的,而不是一次性進行系統的整體替代。第一種方式是增量建設,是在現有的 國外廠商的系統上接入國產廠商的模塊,比如財務共享中心等新增模塊;第二種方式是 從底層平臺切入,以國產廠商提供的集成平臺去對接現有的國外廠商的各個管理軟件模 塊;第三種方式是從各地區的分公司入手,先完成分支機構的 ERP 替代,再考慮向總部 入手。總而言之,我們認爲央企、國企的 ERP 替代並不是一蹴而就的。

分廠商來看,由於 SAP 對於製造業有很深刻的行業理解,尤其是在 MES 以及 ERP 和 MES 集成上的能力相較國產廠商仍具備優勢,替代難度較大,因此現階段更多的項目是對 Oracle ERP 的替代。我們保守估計一級央企的 ERP 替代在未來三年能夠提供 105 億元的 增量市場,結合大型、中型、小型企業後整體的市場空間在 677 億元左右。

CRM:企業客戶獲取及客戶運營的助力

CRM 幫助企業獲取增量客戶,運營存量客戶。CRM(Customer Relation Management)指 代的是客戶關係管理,其目的在於幫助企業獲取、保持和增加可獲利客戶。CRM 的能力 主要在於日常作業流程的處理(營銷流程、銷售流程、客戶服務流程),和數據分析兩方 面(銷售數據分析、市場數據分析、客戶需求分析),按功能偏向來看也可以分爲流程處 理型,以及數據分析型。CRM 能夠從市場營銷,到銷售管理,再到後續客戶的運營各個 環節協助企業獲取更多增量客戶,同時挖掘存量客戶價值。

全球範圍來看,CRM 是一條成熟的百億元級別的賽道。CRM 相較 ERP 是更偏向於前端的 管理軟件,ERP 是爲企業“節流”,而 CRM 是負責爲企業“開源”,所以企業對於 CRM 的 付費意願實際上是較高的。CRM 不僅可以作爲 ERP 的子模塊,其作爲單體產品背後也是 近 400 億美金級的大賽道(2019 年),也培育出了 Salesforce 這樣的巨頭企業。從市場格 局上看,Salesforce 穩固頭名,而 SAP、Oracle 作爲傳統管理軟件巨頭緊隨其後。同時由 於 CRM 的標準化程度高,且需與外部客戶數據對接,CRM 的雲化也走在管理軟件的前列, 特別是在 Salesforce 的助推下 CRM SaaS 已經成爲行業的主流。

中國的 CRM 市場存在什麼問題?根據海比研究院的數據,預計 2020 年我國 CRM 市場規 模也不到 100 億元(在全球市場中佔比不到 4%,而 ERP 佔比爲 7%);同時業內也並未發 展出聚焦於 CRM 軟件的頭部企業,我國 CRM 市場相比 ERP 呈現出規模小、碎片化的現 狀。由於在歐美地區企業的銷售規範、客戶管理流程都較爲標準化,且行業對此有較爲 明確的規定,因此 CRM 是歐美企業的剛需,市場也較爲成熟,而 Salesforce 實際上是對 存量市場進行了一個重新劃分。而在中國,企業的銷售管理偏向於結果導向而並無定式, 目前並未形成一套完整的業務規則,CRM 在國內仍處於市場教育,開墾增量市場的階段。

國內 CRM 的藍海市場仍充滿變數。當前國內 CRM 市場的主要參與者包括 Salesforce、Zoho 等國產廠商,用友、金蝶等傳統國產管理軟件廠商,以及紛享銷客、紅圈營銷、銷售易 等更偏向於營銷端的中小廠商。而由於國內企業對於營銷端應用軟件較強的付費意願, 我們認爲以營銷爲核心的 CRM 軟件增長速度會快於注重於銷售流程管理的產品,而後者 同時也會向智能客服、智能售後等智能化的方向發展。總而言之,我們認爲國內 CRM 市 場仍有較大的空間,目前來看市場集中度較低;同時 CRM SaaS 在國內起步較快,給予了 從雲端切入的廠商更多的機遇。

HCM/OA:圍繞於核心平臺的垂直類軟件

HCM(Human capital Management,人力資源管理)與 OA(Office Automation,辦公自動 化系統)屬於細分領域的管理軟件。ERP 系統會自帶 HCM、OA 等功能模塊,(國外大部 分的 OA 自動化模塊都集成於 ERP 中,很少有企業會部署獨立的 OA 系統,OA 實質上是 一個偏向於“國產”的概念),但同時也有很多專精於單一領域的垂直類廠商。HCM/OA 系統由於標準化程度較高、數據敏感性較低,同時需要高度協同性,其雲化程度較高; 而 OA 則進一步向協同辦公、智能辦公發展。

HCM 和 OA 均是典型的“小而美”賽道。根據海比研究數據,2019 年 HCM SaaS 市場規 模爲 17.7 億元;而根據《2018 年 OA 辦公系統行業市場分析報告》,2018 年 OA 系統市 場需求量爲 75 萬套,假設每套 5,000 元的均價(市場上的低端 OA 軟件一般價格在數千 元,高端則上萬),則市場規模在 35-40 億元。垂直類產品易於做細做精,各條賽道均有 精品企業。目前市場上泛微的 OA 系統、北森的 HR 系統都在各自的領域積累了良好的口 碑與一定的客戶基礎。從單個模塊角度上看,這些頭部垂直類廠商的產品可能會比 ERP 自帶的模塊功能更全面、更精細。

互聯互通是根本性需求,垂直類模塊離不開與 ERP 的集成。企業各個經營環節之間數據 的互聯互通是企業數字化最基本的要求,但卻不容易實現。因此在實際部署時,這些垂 直類模塊都必須與 ERP 系統進行集成,垂直類廠商會主動去和 ERP 廠商進行集成(比如 泛微 OA、北森 HCM 系統與 NC 的集成解決方案)。通常的做法是垂直類廠商根據用友 ERP 開放的標準化 API 去開發一些集成插件,但從整體的集成度來看還是會和 ERP 原生的模 塊有一些差別。所以在整體的管理軟件生態中,垂直類廠商仍主要是圍繞着核心的 ERP 廠商,雙方的地位實際上並不平等。

ERP 廠商無法大包大攬,生態建設能夠實現互利共贏。企業管理軟件賽道繁多,單憑 ERP 廠商也無法把每個小模塊的功能都做好,所以最佳的狀態是 ERP 廠商和垂直類廠商合作 共建生態,前者給予後者更開放的接口,甚至是直接提供一個開放的開發平臺;後者依 託平臺去完善自身專精賽道的產品。SAP、Salesforce(基於 CRM 的 SaaS 生態)等國外龍 頭在成長的過程中均頻繁進行對垂直類廠商的收購,而用友、金蝶等國內廠商也在嘗試 對應用類廠商的收購,深化彼此之間產品的整合,圍繞核心產品進行 SaaS 生態的構建。

管理軟件上雲:不僅是趨勢,更加是必然

企業管理軟件的上雲成爲大的趨勢。根據海比研究和中國軟件網提供的數據,2018 年我 國企業管理軟件 SaaS 市場規模已經超過 110 億元,過去數年增速均保持在 30%以上;預 計未來市場規模的增速將進一步上行,2020 年將接近 200 億元。從 SaaS 在整體企業管理 軟件市場中的佔比來看,這一比例已從 2015 年的 8.3%持續上升至 2018 年的 13.3%。海 比研究院預測 2020 年 SaaS 將會佔整體市場規模的 20%,企業管理軟件雲化持續加速。

各細分賽道雲化程度有所差異。CRM、HR 等系統由於標準化程度高、數據敏感性相對較 低,因此雲化程度也相對較高;而由於財務、業務數據的敏感性,很多企業在部署雲 ERP、 雲財務軟件時仍會存在一些疑慮。2019 年我國雲 ERP 市場規模達到 30.2 億元,雲 ERP 的佔比在整體 ERP 市場中的佔比僅在 10%左右,ERP 的上雲仍有很大的空間。

從商業的角度看管理軟件爲何上雲

對於企業用戶,SaaS 在成本上的優勢體現在三點:其一,企業無需維持龐大的 IT 團隊以 及硬件設備,減少成本,尤其是對於集團企業,可以有效減少子公司、分公司的 IT 支出; 其二,改爲訂閱制付費,減少一次性支出(對於具有管理軟件持續更新迭代的企業來說, 訂閱制和買斷制在總價上差異並不明顯);其三,服務模塊化、彈性化,企業可以按需靈購買,提升 IT 資源的利用效率。

對於軟件服務提供商,SaaS 也能夠優化軟件公司的商業模式:其一,訂閱制收費提升可 持續收入的佔比,保障穩定的現金流;其二,公司主推標準化的 SaaS 產品,能夠減少定 制化服務及人工實施的收入比重(ERP等大型系統仍需實施),長期來看能夠提升毛利率; 其三,如果軟件廠商能夠在產品上雲的同時將客戶的數據上雲,由於較高的數據遷移成 本,客戶將不得不與廠商“綁定”,提升用戶粘性;其四,基於公有云部署的 SaaS 軟件 必需聯網使用,能夠從本質上杜絕盜版。

從商業的角度來看,管理軟件的雲轉型對於軟件公司和企業客戶來說是“雙贏”,但是可 能對於軟件廠商的利好要更多,因此大部分的軟件公司是樂於將軟件產品上雲的,而大 部分企業用戶在充分理解 SaaS 的模式後也會樂於接受。

從技術的角度看管理軟件爲何上雲

雲化代表着基礎設施的進步,指引了軟件未來的發展方向。軟件的發展趨勢是架構從巨 型架構,單層架構,SOA 架構發展向微服務、無服務器架構;開發流程從瀑布式發展向 敏捷開發、DevOps;部署方式從單一應用服務器發展向雲端,從虛機發展向容器。而微 服務架構與 DevOps 的實現必須依賴於部署方式的雲化,實際上架構的微服務化、交付的 敏捷化正是針對雲的特點而設計。軟件上雲,機遇與挑戰並存。逆水行舟,不進則退,雲轉型落後的廠商會在產品架構的及交付方式上落後於時代,最終被時代所淘汰。而云 轉型成功的企業也能夠利用這次機會“彎道超車”,縮短在傳統軟件時代與頭部廠商之間 的差距。

雲原生或將代表軟件的未來。雲原生是一種構建和運行應用程序的方法,其內涵包括微 服務、持續交付、DevOps(開發與運維同步)以及容器化(敏捷基礎設施),最終的目標 使應用程序從設計之初即考慮到雲的環境而原生爲雲而設計,充分利用和發揮雲平臺的 彈性+分佈式優勢,使應用在雲上以最佳狀態運行。IDC 認爲到 2022 年 90%的新應用都將 採用微服務架構,35%的生產應用程序的將是雲原生的,而未來的軟件發展的趨勢就是針 對雲的特點而進行設計。

企業上雲並不能解決所有問題。一方面,部分企業尤其是大型企業對於管理軟件上雲後 的數據安全性仍存在顧慮;另一方面,標準化的SaaS產品無法滿足企業用戶的一切需求, 定製化、個性化需求依然普遍存在。所以目前以私有云、混合雲部署的管理軟件是有其 存在的意義的,且在短期內仍將佔到較大的比重,尤其是涉及到核心的財務、業務數據 的 ERP 系統。雲原生也並非完美無缺,企業要將傳統的 IT 架構升級爲雲原生架構需要大 量的時間和金錢的投入,在改造的過程中也會帶來業務穩定性的問題,同時如果企業並 不具有與先進的架構相匹配的 IT 能力,雲原生的價值也難以得到發揮。因此我們認爲企 業在數字化升級的過程中仍需循序漸進,選擇更適合自身的解決方案。

國產廠商或能通過雲轉型實現彎道超車。在傳統管理軟件領域,用友、金蝶相較於 SAP 晚起步了十年,且在頭部客戶的積累上差距較大;但在 SaaS 時代,國產管理軟件廠商雲 轉型啓動的步伐並未落後太多。而在中國市場,由於 SAP 和 Oracle 需要考慮到本土代理 商,其在雲轉型上的發力更爲滯後,目前其大部分客戶仍是以本地部署爲主。而用友、 金蝶目前已開始逐步停售傳統軟件,一切以云爲優先。兩相對比下,我們認爲國產廠商 在國內起步更早,在未來的雲時代的競爭中能夠“轉守爲攻”,進一步蠶食國外廠商在中 國市場的份額。

生產控制類:助力智能製造的先行賽道

MES:生產執行側的管理軟件

MES 負責車間級的生產過程執行管理,MES(Manufacturing execution system)的主要功 能包括生產數據管理、生產計劃排程、生產計劃調度、工作中心及設備管理、項目看板 管理、數據集

成分析等。MES 處於信息管理層與生產控制層中間,建立起物料、設備、 人員、工具、半成品、成品之間的關聯關係,保證信息的繼承性與可追溯性;通過雙向 的直接通訊在企業內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行爲的關鍵任務信息,對從訂 單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理3。

MES 的主要作用是填補計劃層與控制層之間的信息斷層。MES 向上對接 ERP/MRP 生成的 生產計劃與物料計劃,向下對接生產控制層的 DCS/SCADA 系統,既自動承接 ERP 業務定 單、排產並下達生產指令給操作人員或下層設備;又負責在車間發生實時事件時,根據 實時數據作出反應、報告,並向上傳遞至企業管理決策層,在企業的智能製造整體架構 中具有承上啓下的作用。

流程型 MES 與離散型 MES 有何差異?流程製造業(化工、石油、鋼鐵)與離散製造業(汽 車、機械、電子)對於 MES 系統的要求具有較大的差異性。流程製造業的生產計劃、生 產工藝和生產設備的能力相對固定,MES 系統只需按部就班地執行整個生產過程,並專 注於物料的數量、質量和工藝參數的管控;而離散製造業最終的產品是由各種物料裝配 而成,各個部件之間生產的排序是更爲靈活的,MES 系統需要對其進行動態的、最優化 的排程。因此離散型製造業對於 MES 系統的要求更高,實施難度更大。而目前寶信軟件 等國產 MES 廠商在鋼鐵、冶金等流程製造行業頗有建樹,但在離散製造 MES 領域,西門 子、Rockwell 等國外龍頭仍佔優勢,國產廠商所做的工作仍偏向於實施。

MES 是一條重實施服務的賽道。相較於 ERP,MES 的實施牽涉業務管理部門、IT 部門以 及生產執行部門,且由於 MES 處於管理軟件和工控軟件的中間集成層,項目的範圍很難 界定,實施難度較大;同時 MES 實施的效果又較易於量化,可以通過客戶實施後的訂單 響應時間、供貨時間、庫存水平直接體現出效果,因此實施能力對 MES 廠商來說尤爲重 要。MES 又具有很強的行業性,不僅是流程製造 MES 和離散製造 MES 截然不同,汽車、 機械、電子等細分離散製造領域對於 MES 系統的要求也有一定差異。因此相較於 ERP, MES 又具有更強的行業型特質。

中國 MES 市場現狀之一:滲透低、空間大。根據立鼎產業研究中心及 e-works 數據,2019 年我國 MES 市場規模僅不到 50 億元,佔全球近 150 億美元市場的 5%,而根據觀研天下 的數據,國內製造業 MES 滲透率在 5%左右,其中我國目前流程製造業 MES 滲透率略高, 但是大多僅爲標準模塊,存在升級改造和國產化需求;而離散化製造業仍存在大規模鋪 MES 的需求。根據《2019 中國統計年鑑》,2019 年我國共有 9,103 家大型工業企業, 49,778 家中型工業企業,結合市場訂單數據我們簡單測算得 MES 市場天花板超過千億元。

中國 MES 市場現狀之二:集中度低、羣雄並起。MES 兼備管理軟件及控制軟件的屬性, 目前國內市場的主流參與者按企業屬性可以分爲四類:西門子、Rockwell、Honeywell 等 工業自動化領域的海外龍頭;施耐德電氣、Wonderware、中控技術等工控軟件廠商;以 寶信軟件、石化盈科爲代表的從大型國企自動化部分獨立出來的企業;以及艾普工華、 易住信息等專注於 MES 領域的國產廠商。

由於 MES 重實施、行業化的特點,大部分國產廠商都是在實施的過程中漸進式地開發自 主 MES 軟件,根據行業客戶的需求“摸着石頭過河”;不同行業、不同背景的廠商強項 也各不相同。根據 e-works 的數據,2018 年我國中國市場上提供 MES 軟件或實施服務的 供應商超 150 家,前十供應商市場份額合計佔比爲 28.3%,市場集中度較低。當前國內 MES 市場的現狀類似於 10 年前的 ERP 行業,行業的整合仍需較長的時間。

DCS/SCADA/PLC:工業自動化的監測與控制工具

DCS:分佈式控制系統(Distributed control system)是以微處理器爲基礎,以通信網 絡爲紐帶的多級計算機系統,主要應用於化工、石油、冶金等流程製造業,實現對 生產過程的監視、控制和管理。DCS 系統從架構上可分爲管理級(負責數據監控及 指令下達的管理計算機),監控級(負責人機操作的操作員站、負責系統參數配置的 工程師站),控制級(現場控制站、數據採集站),現場級(傳感器、執行器)。其基 本的操作流程爲上層計算機對現場檢測儀表傳輸過來的信號發出指令,現場執行設 備接受到指令並做出相應的動作。

DCS 的核心設計理念是分散控制、集中管理。DCS 是由傳統的儀表盤控制系統發展 而來,集中式控制系統當規模過大、點位過多時,其中關鍵路徑的問題會導致整個 系統的癱瘓;因此 DCS 將控制功能分散,而由中央監控系統負責整個生產區域的銜 接和協調。DCS 發展的下一步是 FCS,FCS 總線控制系統將控制功能進一步分散及下 放,其架構相較 DCS 更爲開放,同時在結構和性能上更爲標準化,我們認爲其有望 成爲新一代工控系統的主流產品。

SCADA:數據採集與監視控制系統(Supervisory control and data acquisition),是用於 收集現場信息、控制分散工業資產的組態監控軟件。SCADA 與 DCS 在功能上的相似 度較高,但其更偏向於數據監控、數據顯示、數據處理,所以 SCADA 一般指向的是 上位監控及管理佔比較大的系統。相較於 DCS,SCADA 可以快速地收集廣域的子系 統信息並且發出控制命令,因此其主要應用領域除了與 DCS 的重合行業之外,更側 重於電力自動化監控、大型基礎設施監控(油田監控、輸油管監控),同時可應用於 離散製造業。

PLC:可編程邏輯控制器(Programmable logic controller),是一種具有微處理器的用 於自動化控制的數字運算控制器,適用於工業現場的測量控制。PLC 更貼近於現場 設備,不提供人機界面而單純地實現邏輯控制功能。PLC 可以作爲底層控制元件與 SCADA 系統結合使用,SCADA 負責 SCADA 上位監控,而 PLC 實現單機控制。

DCS/SCADA/PLC 屬於工業自動化的範疇。工業自動化系統涉及底層的硬件以及上層的軟 件,廠商所提供的不單單是軟件而且是軟硬件集成的解決方案,其商業模式和純粹的軟 件公司具有較大的差異。我國過去數年大力推進工業 4.0 建設,工業自動化實現了較快 的發展,根據華經產業研究院、智研諮詢的數據,2019 年我國 DCS/SCADA/PLC 都已發展 成爲了百億元左右的成熟市場。但由於該賽道工業屬性和硬件屬性較高的特徵,近年來 已經進入了較爲平穩的發展階段,且在 2020 年受到了疫情的一定衝擊。

從市場格局來看,DCS 偏向於整體工控解決方案,市場中的和利時、中控技術等國產工 業自動化系統提供商近年來發展迅速,在腰部市場快速放量,從市場份額看已超過 Honeywell、西門子等國外工業自動化巨頭,根據中控技術的招股說明書,目前流程製造 業 DCS 國產化率已接近於 50%;而在 SCADA 組態軟件領域,力控科技、亞控科技等國產 廠商也快速成長,與 ABB、Honeywell 等廠商展開競爭;但在 PLC 模塊市場上,西門子等 在自動化設備深耕多年的海外龍頭的優勢仍較爲穩固。因此我們認爲工業自動化市場未 來的發展趨勢是由國產企業主要提供整體的集成解決方案,但在部分硬件上還會對國外 廠商進行採購,但硬件上的國產替代也會逐步推進。

實施服務商:工業軟件賽道不可忽視的重要參與者

實施服務:不僅是必選項,更是增值項

各類工業軟件或多或少都需要配套的實施服務。總體上看,標準化程度高的賽道實施的 佔比較高,而反之定製化程度高的賽道就更需要實施服務。DCS/SCADA 等工控類系統天 生是以軟硬件集成、項目制的模式來建設;而 MES/ERP/PLM 等帶有管理性質的軟件,其 實施服務不僅包含了系統的安裝,還涉及到對企業人員的培訓以及後續的技術支持,部 分 ERP 廠商更將諮詢包含在了服務的範疇中;而標準化程度較高的 CAD/CAE/CAM 的形態 更偏向於純粹的軟件,對於實施服務的依賴度較低,但系統之間數據的打通仍需要部分 實施工作。從研發設計類,到信息管理類,再到生產控制類,大的趨勢上是定製化和實 施服務佔比變高,毛利率降低。

服務並非簡單的“髒活累活”,其同樣也是廠商競爭力的一部分。隨着工業軟件技術和產 品的發展越來越成熟,不同廠商之間在軟件本身上的差距必然會越來越小,在這樣的趨 勢下,服務在廠商整體競爭力中的地位會變得越來越重要。比如 SAP 基於過去數十年服 務全球 500 強企業積累下來的行業理解,總結出了一套企業管理的方法論,並整合到了 其諮詢服務中。SAP 的全球最佳實踐被衆多企業管理者奉爲圭臬,也造就了 SAP 在全球 管理軟件領域的強勁影響力。實際上,現在用友、金蝶等國產廠商在軟件功能上的差距 與 SAP 已經大幅縮小,但很多企業還是願意相信 SAP 能夠爲其帶來先進的管理方法,並 願意爲其付出溢價,因此服務能夠鞏固領先企業的競爭壁壘。服務也能提升客戶粘性, 創造溢價。廠商通過服務爲用戶提供軟件之外的附加價值,而綁定了服務的軟件也能夠 成爲用戶的生產力工具,造成較高的遷移成本而很難被替代,尤其是在那些原先並不是 十分重視服務的賽道。比如達索在針對以波音爲代表的大客戶時,會設立專門的服務團 隊,圍繞 3DExperience 平臺(集成了達索旗下各類軟件產品)爲客戶提供各類細緻的運 維服務工作。2017 年,達索與波音簽訂了爲期 30 年,總價值 10 億美元的大單,我們認 爲結合了服務的達索工業軟件已經成爲了波音公司的生產力工具,實現了對其長期的“綁 定”。

本土服務商在實施的過程中不斷積累,有望成長爲“服務+產品型”公司。國外工業軟件 廠商在進入中國後,出於成本的考慮大多不會組建大規模的本地服務團隊,而會將這部 分工作交給更瞭解中國企業需求的本土服務商;同時部分服務商也會作爲國外軟件的代理經銷商,爲其軟件產品打開銷路。在過去十多年國外工業軟件在中國迅速滲透的過程 中,這批本土服務商也迅速成長,發展出了漢得信息、賽意信息、能科股份等企業。這 部分企業也在實施國外廠商先進產品的過程中積累自主開發的能力,逐步推出自研產品, 大多是從底層的集成平臺出發,再逐步向上層的應用軟件發展,頭部服務商未來發展的 規模也是以實施+產品“兩條腿走路”。

本土軟件廠商與頭部服務商長期來看也存在合作 的可能。目前國產工業軟件廠商整體上還並非發展到“拼服務”的階段,大部分精力仍 集中在產品力的提升上,因此部分實施工作也需要第三方來承擔。但由於漢得、賽意等 國外軟件代理商與用友這樣的國產廠商實質上存在競爭關係,因此國產廠商往往會選擇 一些中小型的服務商合作伙伴。但從長期來看,隨着國產廠商實力的進一步壯大,其與 國產服務商之間也會具有合作的可能,兩股國產工業軟件“勢力”或將走向合流。

工業互聯網:互聯與賦能,工業軟件是其重要組成部分

工業互聯網:“第四次工業革命”的重要基石

工業互聯網的本質是通過開放的、全球化的工業級網絡平臺把設備、生產線、工廠、供 應商、產品和客戶緊密地連接和融合,形成跨設備、跨系統、跨廠區、跨地區的互聯互 通,實現全要素、全產業鏈、全價值鏈的全面連接,大幅提升生產效率5。工業互聯網作 爲全新工業生態,正在全球範圍內不斷顛覆傳統制造模式、生產組織方式和產業形態, 推動傳統產業加快轉型升級、新興產業加速發展壯大。從架構上看,工業互聯網包含了 網絡、平臺、安全三大層級。

網絡通訊技術是工業互聯網的底層支撐。工業互聯網的要求是要實現人、物品、機器、 車間、企業之間的泛在互聯,以及設計、研發、生產、管理、服務等各環節之間數據的 實時交互,因此打造低時延、高可靠、廣覆蓋的網絡基礎設施是實現工業全要素各環節 泛在深度互聯的前提。而我國 5G、工業 PON 等先進網絡通訊技術的發展能夠爲工業互聯 網的構建提供支撐。

邊緣層是基礎:基於傳感器設備及物聯網技術,大範圍、深層次的泛在感知以及數 據採集,對異構數據進行協議轉換與邊緣處理並在雲端匯聚,實現數據的互聯互通, 構建工業互聯網平臺的數據基礎。

平臺層是核心:工業 PaaS 爲上層工業應用軟件提供可擴展的操作系統及基礎平臺, 將工業技術原理、行業知識、基礎模型規則化、軟件化、模塊化,並封裝爲可重複 使用和靈活調用的微服務,提供給工業 App 的開發者調用。工業 PaaS 平臺是平臺核 心能力的體現,也是平臺匯聚開發者,構建生態的保障。

應用層是關鍵:平臺通過面向特定行業、特定場景的工業 APP 爲各個領域賦能,這 其中的工業 APP 既包括傳統的 CAD/CAM/CAE、ERP、MES 等工業軟件雲端改造後的 輕量化版本,更有平臺匯聚的海量開發者通過對工業 PaaS 層微服務的調用、組合、 封裝和二次開發,形成的面向特定行業特定場景的工業 APP 應用。

安全保障體系爲工業互聯網“保駕護航”。工業互聯網打破了傳統工業系統與互聯網天然 隔離的邊界,互聯網安全風險滲透到製造業關鍵領域,這對其安全保障體系提出了更高 的要求。工業互聯網的安全主要涉及數據接入安全、平臺安全以及訪問安全等方面,通 過工業防火牆技術、工業網閘技術、加密隧道傳輸技術,保障數據在源頭和傳輸過程中 安全;通過平臺入侵實時檢測、網絡安全防禦系統、惡意代碼防護等技術實現工業互聯 網平臺的代碼安全、應用安全、數據安全以及網站安全;最後通過建立統一的訪問機制, 限制用戶的訪問權限和所能使用的計算資源和網絡資源,保障訪問安全。

如何理解工業軟件與工業互聯網的關係?

其一,工業軟件是工業互聯網平臺的重要組成部分。在邊緣層,生產過程控制、數據採 集、邊緣計算等環節需要生產控制類工業軟件(DCS/SCADA/PLC)的支持;在平臺層,工 業 PaaS 上的微服務是由工業技術、原理、知識封裝而成,實質上也是組件化、模塊化的 工業軟件;而在應用層,很多工業 APP 本身就是傳統工業軟件的雲化、輕量化形式,在 功能上也是工業軟件面向特定場景的簡化形式,例如目前一些工業互聯網平臺會架設雲 MES、雲 CRM 等工業 APP。

其二,工業互聯網爲工業軟件的應用與開發提供了新的可能。工業互聯網以統一的架構 將研發設計、信息管理、生產控制及嵌入式的工業軟件彼此聯通、集中管理,能夠一次 性解決不同環節工業軟件之間數據的互聯互通及功能協同問題;工業 PaaS 平臺將傳統架 構的工業軟件拆解成獨立的功能模塊,解構成工業微服務,能夠幫助工業軟件實現靈活 化、敏捷化開發;我們認爲未來工業軟件的部署、應用與開發或將圍繞着工業互聯網而 進行8。

其三,但工業軟件並非工業互聯網的子集,兩者仍是相對獨立的體系。工業互聯網所承工業軟件並不能包含所有工業軟件門類,其主要還是以輕量化的應用爲主,且偏向於 生產控制側的工業軟件(雲 MES 是最常見的工業 APP 之一)。對於專業的 CAD/CAE 等研 發設計軟件以及大型企業 ERP 軟件,工業 APP 及雲化的形式目前並不適用。我們認爲工 業軟件與工業互聯網雖有所聯繫,但目前仍是相對獨立的體系。

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(報告觀點屬於原作者,僅供參考。作者:中金公司,於鍾海、錢凱)

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