1、 我國處工業數字化轉型初期，工業 4.0 需多技術構建

1.1 、 工業軟件是工業互聯網的核心，工業 4.0 囊括工業互聯網等多技術

工業軟件是工業互聯網的核心，工業互聯網則是工業 4.0 的重要組成部分。工業互聯網的本質是通過工業互聯網平臺將設備、產線、供應鏈上下游有機結合起來，形成數據和產業聯動，既可提升產業效率，又實現服務體系智能化。工業軟件可使得工業流程數字化，打通各環節物理界限，對海量數據進行處理和應用。“工業 4.0”則是一個整體的概念，即以實現“智能製造”爲導向，建立工業系統使得整個生產環節可自主執行決策，涉及物聯網、工業互聯網、雲計算、人工智能等多類型技術。

工業軟件以應用軟件爲主，也包含部分控制系統、中間件等，是打通生產流程中各環節間的重要工具。工業軟件的用途以支撐工業企業業務和應用爲主，一般分爲運營管理、生產控制、研發設計、協同集成和嵌入式工業軟件幾類，本質是通過數字化模型或專用軟件工具將過去在特定工業場景中的經驗固定下來，連接生產、設計、製造各環節，用可視化的方式規劃、呈現、優化產業鏈環節。

工業互聯網本質是基於平臺形式，推動製造業產業鏈的效率提升和各生產要素的共享。我國對工業互聯網的定義分爲宏觀和技術兩個層面，即可將工業經濟的生產要素、產業鏈環節、價值鏈環節串聯起來，並通過重塑工業生產製造和服務體系，實現製造業數字化、網絡化、智能化轉型的平臺即爲工業互聯網。從技術上，工業互聯網是 ICT 技術和製造業技術的融合，廣泛連接人、機、物等各類要素，實現從生產視角往平臺視角的轉變。

工業 4.0 是對工業往智能化發展的階段命名。工業 4.0 最早是由德國提出，旨在建立一種具備高度靈活性、定製化、數字化、智能化的工業生產模式。對比工業 3.0的自動化生產，4.0 更強調通過充分利用 ICT 技術，包含物聯網、AI 等技術，建立智能工廠或智能化的生產體系，改善原有供應鏈體系，創造新的價值，將製造業往智能化轉型。因此，一般工業 4.0，包含智能工廠、智能生產和智能物流三大主題。

1.2 、 中國工業發展階段和現狀

我國工業多數處於工業 2.0 和 3.0 往 4.0 過度的階段。根據國家工業安全發展研究中心的數據統計，2019 年我國工業信息化和工業化融合率達 55.1%，其中電力行業兩化率最高爲 67.4%，說明我國工業工序數控化率和生產設備的數字化率均值已超過 50%，滿足工業 2.0 的電氣化、機械化，其中部分行業如電力、石化等已實現重點工序自動化，並開始往 4.0 智能化方向發展。例如，中國石化的九江石化智能工廠。

製造業增加值和高新技術製造業增加值持續上升，但 2019 年我國製造業企業平均利潤仍遠低於世界 500 強企業，生產要素的使用率和支撐力還有待提升。根據工業和信息化部的統計，2019 年我國規模以上工業增加值增長 5.7%，電信業務總量按2019 年不變價計算增長 18.5%，軟件和信息技術服務業收入增長 15.4%，製造業增加值佔全球比重達 28.1%, 連續 10 年保持世界第一製造大國地位。但另一方面，根據工信部統計 2019 年我國製造業企業平均利潤僅爲 2.59%，低於 500 強的 4.37%， 更遠低於世界 500 強企業的 6.57%，說明製造業利潤不到增加值的十分之一。一方面反映我國製造業處於轉型期，注重新技術和高質量的產業發展；另一方面也反映我國製造業的傳統優勢面臨嚴峻考驗，未來成本紅利優勢持續性有限。

工業互聯網相關政策持續推出，帶動工業互聯網經濟增加值金額的持續擴大。自 2013 年提出《信息化和工業化深度融合專項活動以來》，國家持續頒佈相關文件或推進相關項目發展，如工信部公佈 2019 年工業互聯網試點示範項目名單，包含工業互聯網網絡方向共 29 家、平臺方向 35 家、安全方向 17 家。此外，根據智研諮詢的數據，我國工業互聯網 2018 年、2019 年的產業經濟增加值規模分別爲 1.42 萬億元、2.13 萬億元，佔GDP 比重分別爲 1.5%、2.2%，預計 2020 年產業經濟規模將達3.1 萬億元，佔GDP 比重爲 2.9%，同時可帶動約 255 萬個新增就業崗位。

2、 動力分析：受益需求+技術+政策+環境的四重驅動力

2.1 、 需求推動：我國需要藉助工業互聯網等新技術提高附加值，增強競爭力

我國製造業作爲驅動全球工業增長的重要引擎，需要持續提升產業競爭力，繼續保持世界第一製造大國的地位。根據工信部數據，2019 年我國製造業增加值佔全球比重爲 28.1%，是全球工業增長重要驅動力，連續 10 年位列全球第一。也是當前全世界擁有產業分類中全部工業門類國家。但另一方面，我國工業企業的淨利潤率不足 3%，依託成本優勢和人口紅利帶動發展 20 年。但是隨着工業 4.0 革命的到來， 我們需要新技術、新產業、新動能驅動國內工業進行迭代發展，提高產業附加值的同時，提升企業的利潤水平，繼續保持製造大國地位。

工業軟件、工業互聯網等工業經驗和 ICT 技術融合既是工業數字化轉型路徑和方法論，也是經濟體實現生產力增長的重要驅動力。根據麥肯錫的預測，2019-2029年間，美國和西歐的潛在生產力增長預計每年至少可達 2%，其中大約 60%是通過數字化實現的，說明數字化對經濟體生產力驅動的重要性。而工業互聯網等技術將數據驅動、工業機理與智能科學結合，形成數字空間與物理世界融合的智能化決策閉環，實現跨行業、跨企業、跨車間、跨設備的優化結果輸出，提升效率。

工業軟件作爲工業互聯網的核心，是支撐企業業務、應用和提效增質的重要工具。根據工信部數據，我國工業軟件市場規模於 2019 年達到 1720 億元，同比增速約 17%，2016-2019 年的CAGR 爲 16.2%，行業需求旺盛。其中，生產控制類軟件是工業軟件的重要組成部分，用於提高製造中的管控能力，提高效率和原材料利用率。例如DCS 適用於流程型企業的生產過程，在石化、化工、電力等方面的運用都很高， 但在造紙、冶金等行業，滲透率仍有較大提升空間。

隨着國內製造業成本優勢的下降和對智能化、數字化轉型意識的提升，我們認爲即使存在成本優勢的企業在擴產時，仍將優先選擇自動化程度較高的生產線，擁抱數字化轉型的產業發展規律，提升製造業整體的競爭力與產業附加值。

2.2 、 技術驅動：5G+物聯網等技術發展，推動工業互聯網日趨成熟

工業互聯網涉及機器間的聯動和機器數據間的傳輸和分析，而 5G 和物聯網技術的成熟，加速工業互聯網的落地和發展。

5G 在傳輸速率、連接數密、數據延遲等方面較 4G 有質的飛躍，且 5G 引入全新的架構解決方案，可創建獨立網絡爲垂直行業的業務需求實現量身定製。2019 年11 月，5G 正式商用。根據 ITU 定義 5G 的三大應用場景，強型移動寬帶(eMBB)、海量機器類通信(mMTC)及低時延高可靠通信(uRLLC)是其三大應用場景。其中 uRLLC 以面向物物連接爲主且具備低延時和高可靠性的要求，在智能工廠、智能電廠、智能園區中可獲廣泛使用。根據信通院的測算，隨着 5G 獨立組網和商用落地的加速，工業作爲重點領域預計至 2030 年將收到投資近 2000 億，加速工業互聯網落地。

工業控制系統、工業互聯網平臺均需要物聯網技術支持，打破物理和數字間的壁壘。物聯網將射頻識別技術、傳感器技術、納米技術、嵌入式技術等集合在一起， 實現整體感知、可靠傳輸和智能處理的 3 大功能。隨着物聯網中的雲計算、5G 通信、傳感器等技術的發展，物聯網在智能工廠、智能交通等多場景的應用日益增多，推動產業數字化轉型

2.3 、 政策利好：國家和地方政府重視工業升級，政策利好持續

相關政策推行超過 5 年，時機日趨成熟政策利好頻出。自 2015 年工信部、發改委在《中國製造 2025》中提出“製造強國”概念，我國就開啓了工業創新驅動之路。隨着兩化數據和數字化軟件滲透率的提升，我國工業基礎日趨進步，2018-2020 年國家先後高頻出臺了超過 8 份相關政策，並在 2018-2020 年的政府工作報告中均提及推動先進製造業的發展，發展工業互聯網，推進智能製造。因而，當前政府的高度重視和頻出政策，有利於推動行業前進。

政府文件明確發展目標，推動行業發展。《中國製造 2025》指出，1）提高創新能力，包括製造業研發經費投入佔主營收入比在 2020 和 2025 年分別達到 1.26%和1.68%，製造業每億元收入中有效發明專利數在 2020 和 2025 年分別達到 0.7 和 1.1件；2）提高工業發展質量，核心工業製造增加值率在 2020 和 2025 年分別達到 17% 和 19%（一般發達國家爲 35%以上）；3）提高兩化融合率，即要求數字化研發設計工具、關鍵工序製造裝備數控化在規模企業獲得廣泛應用。此外，《智能製造發展規劃（2016-2020 年）》中，明確提出到 2022 年，我國智能製造裝備銷售收入將接近 4 萬億元。其中，製造業重點領域企業數字化研發設計工具普及率超過 70%，關鍵工序數控化率超過 50%，數字化車間/智能工廠普及率超過 20%等。

工業互聯網、工業軟件是重點方向，財政政策和專項工程持續扶持工業軟件發展。正如上文所說，工業互聯網作爲 ICT 和製造業深度融合的產物，是工業數字化轉型和提升產業鏈效率的重要工具，已連續在 2018-2020 年政府報告中提及，尤其2020 年提到“工業+互聯網”意在覆蓋更多的工業領域。此外，工業軟件作爲基礎且國內數控和研發設計類軟件當前仍屬於短板，獲國家在財政和專項政策上大力扶持。例如，在 2020 年 8 月印發的《關於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，明確了集成電路設計企業和軟件企業的減稅、投融資政策，意圖大力扶持產業發展。

2.4、 環境刺激：外部環境變動帶動自研產品需求上漲，全球工業呈現智能化方向發展

工業作爲現代化經濟的基礎，是各經濟體競爭力的體現，而工業軟件往往會成爲制約工業發展的工具，自研產品勢在必行。外部環境的變動更凸顯自主軟件的重要性，例如當前高端芯片設計軟件的提供商被美國企業壟斷，因而從完善技術鏈和降低潛在風險的角度看，大力發展各類自主工業軟件符合當前行業發展趨勢。

西方國家也在大力發展工業智能化，工業強國之路離不開工業智能化升級。在上一輪全球化發展浪潮中，中國憑藉成本優勢與人口紅利承接了工業產業鏈中附加值相對較低的加工、組裝環節，而歐美則聚焦在研發、核心零部件、品牌營銷等高附加值環節，積累了大量收益。歐美國家爲了繼續維持工業優勢，先後提出工業 4.0 或工業互聯網發展計劃，例如 2014 年美國GE、IBM、Cisco 等龍頭主導成立工業互聯網聯盟（IIC）、德國政府提出工業 4.0 戰略等。總覽全球主要工業國家，都在工業互聯網、工業智能化方向提出了自己的主張或者計劃，而中國作爲製造業大國，實現智能化升級既是發展的必然之路，也是爲了應對未來競爭的必然選擇。

3、 覆盤海外：企業聯盟或政府引導行業方向，“自研+併購”推動企業發展

3.1 、 原因&引導者：重塑製造業後，巨頭企業或政府引領技術方向

工業互聯網與工業軟件重塑製造業，行業巨頭與政府一起引導產業發展。工業軟件等新技術帶動工業數字化轉型，既可提高工業附加值，又能提升製造業的競爭力。因而，從當前逆全球化的趨勢和自身經濟長遠發展的考慮，各國和行業巨頭均意識到工業互聯網和工業軟件等技術的重要性，並依據自身的技術和產業鏈分工，引導本國工業數字化行業發展。

美國：企業聯盟引導全球工業互聯網發展，政府提出“再工業化”戰略 美國工業互聯網的發展分爲 3 個推動力：

1）政府“再工業化”戰略：2008 年金融危機後，美國意圖通過重振製造業來解決“產業空心化”問題，其中組織實施的“先進製造業夥伴計劃”，將信息物理系統結合、信息安全、大數據分析、傳感與控制等技術結合於工業中，爲工業互聯網發展提供有效支撐；

2）巨頭企業和創新企業並行：一方面巨頭企業 GE 於 2013 年率先推出 Predix工業互聯網平臺，併成立新的工業互聯網公司運營平臺與數據，可見對互聯網平臺的重視，另一方面，創新公司如 C3Iot 開發的一系列工業 APP 受到市場追捧，四輪融資後估值近 100 億人民幣；

3）企業聯盟發展生態：2014 年GE、Cisco、IMB、Intel 等企業成立了 IIC 聯盟，意圖打造工業互聯網生態體系，推行技術標準化和試點應用，參加多個會議，討論工業互聯網生態建設與商業模型。

德國：率先提出“工業 4.0”，打造企業間智能化網絡德國工業互聯網的發展分爲 2 個推動力：

1） 政府一系列戰略部署：德國自身在製造業設備產業鏈中具有領先地位，其爲繼續保持優勢和麪對新一輪科技挑戰，利用製造裝備、自動化系統、流程工藝等優勢與 ICT 結合，對工業進行改造並提出了“工業 4.0”概念，並將其上升爲國家戰略， 後續又推出“國家工業戰略 2030 發展戰略”，意圖加大政府支持力度，進一步打造工業生產全要素、全價值鏈、全產業鏈全面連接的“新一代”生產製造服務體系。

2） 巨頭企業的積極響應與推動：西門子提出“數字化工業”作爲未來三大運營方向之一，收購了低代碼技術公司 Mendix，意圖降低基於 MindSphere 平臺開發工業APP 的難度，降低應用開發門檻；此外，西門子還聯合庫卡、Festo、艾森曼集團等18 家合作伙伴公司共同創建“MindSphereWorld”，打造圍繞 MindSphere 平臺的生態系統，並擴展其全球影響力。

其他：打造本土工業互聯網體系，開展國際間合作交流

1） 英、法、韓等國家紛紛意識到工業互聯網的重要性，先後出臺政策和行業方向打造本土體系：英國提出“製造 2050”，法國提出“新工業法國”戰略等，意圖打造自己的新工業體系；韓國則將機器人、人工智能、自動駕駛和 3D 打印確立爲智能製造產業的重點方向。

2） 國際間交流日趨增多：2018 年，印度尼西亞與新加坡實施第四次工業革命締結合作，意圖支持印尼工業 4.0 振興食品和飲料、紡織品和服裝、汽車、化工產品等領域；2019 年在成都召開的世界工業互聯網大會上展示了中外工業互聯網建設最新成就，發佈工業互聯網標準。

我們認爲產業鏈附加值提升是所有經濟體都在追求的方向，轉型的重要性有目共睹，因而當前是國內發展工業互聯網技術的重要時期。

3.2 、 覆盤達索：“自研+併購”實現縱向領域深耕發展

達索公司是世界主要軍用飛機制造商之一，達索系統作爲全球工業軟件巨頭，當前通過“自研+併購”覆蓋包括 CAD/CAE/CAM/CAPP/PLM 等在內的多設計軟件與管理解決平臺等，覆蓋國家超過 140 個，客戶超過 120 萬個，爲航空、汽車、機械等行業提供服務與技術支持。

我們認爲工業軟件公司產品體系的完善和市場擴張離不開併購，因而縱向整合有利於企業做大。

4、 回顧國內：起步晚於海外，自給率低，但遠期市場大

4.1 、 國內現狀：市場增速超全球，但自研產品與外資差距較大

我國工業互聯網和工業軟件市場增速遠超全球。根據前瞻經濟學人的估算，2019 年全球工業互聯網市場規模約爲 8465.57 億美元，同比增長 5%，而其對國內工業互聯網市場未來年(2020-2025)的年均複合增長率估算約爲 13%，並預計至 2025 年， 我國市場因受益“新基建+工業 4.0”，工業互聯網市場規模可達 1.2 萬億。而在 Garter和工信部對工業軟件市場的統計數據庫，國內同期年均超 15%的增速遠超全球 5%，

因而我們預計未來 5 年仍會是國內工業互聯網和工業軟件市場的快速發展期。

國產工業軟件存在高端產品少、低端產品多、技術產品少、管理產品多的格局。目前國內自主軟件在生產管理領域，例如ERP 領域發展較好，但在數控流程、研發設計等工程研製領域相對較差；另外，即使在相對較強的ERP 領域，高端市場中外資產品仍佔據一半以上的市場。例如，CAD 的研發設計軟件領域，國內廠商如中望軟件的市佔率不足 10%，高端 CAD、CAE、MES 等市場被西門子、達索、ANYSY 等海外廠家壟斷；高端 ERP 軟件市場中 SAP 和 Oracle 的市佔率合計超過 50%，因而整體自給率偏低

國產公司的產品體系成熟度和縱向延展性差於外資公司， 缺少大型工業軟件企業。國內公司起步晚，資金實力相對海外巨頭如 SAP、達索差距較遠，因而當前無論是研發投入、產品體系成熟度、縱向整合方面都無法與海外公司抗衡。且因爲高端市場的缺失和低端市場的競爭激烈，國內企業在工業互聯網/工業軟件市場收入整體佔比小，缺少大型工業軟件企業。

4.2 、 原因分析：基礎、生態和人才共振造成國內發展慢於西方

我們認爲國內工業互聯網產業發展慢於歐美國家的原因主要有以下 3 個：

1）產業鏈原有基礎相對薄弱：長久以來，中國製造業多受益歐美產業鏈轉移帶來的需求，因而行業整體的附加值低或直接原裝引進海外生產線，導致製造業雖然規模大，但是產業質量和軟件使用率低於西方。例如工信部辛部長在“2018 國家制造強國建設專家論壇”中表示“中國製造業創新能力薄弱，對外依存度高， 整體上仍處於全球產業鏈和價值鏈的中低端，製造業核心技術短缺局面尚未根本解決”。

2）軟件生態相對薄弱：早先國內產品整體的可靠性和穩定性差於外資產品，導致國內大型製造業企業習慣於採購海外產品，而工業軟件、工控系統等產品發展需不斷使用迭代，造成國內產品無法接觸高端市場，迭代效率變慢，差距進一步拉大。

3）專業人才缺失：工業軟件行業的發展既需要軟件類人才，又需要具有較強的工業實操經驗，而互聯網行業的虹吸效應導致人才相對短缺。此外，之前校企合作不夠緊密，實操性強的軟件開發人員需公司自主培養，造成成本高，人數少。

4.3 、 展望未來：工業互聯網滲透率提升，平臺接入設備+公司持續增長

受益我國 ICT 技術發展、國內政府的高度重視、海外工業升級的經驗，國內工業互聯網市場將持續穩健發展，工業平臺接入的設備和企業數量將持續增多。根據中國信通院的數據，2019 年我國工業互聯網產業經濟規模約 2.13 萬億，同比增長47%，對我國經濟增長貢獻佔比約 10%，同比增加 3pct。其中，根據前瞻產業院的預測 2020 年我國工業互聯網市場規模可達 6990 億，較 2015 年增長近一倍。根據工信部 2019 年公佈的《工業互聯網網絡建設及推廣指南》規劃，意圖在 2020 年左右建成 100 個以上企業內網絡建設和升級和 20 個以上網絡技術創新和行業應用測試牀，形成工業互聯網網絡創新基地的雛形。考慮到截至 2019 年，我國工業互聯網下游滲透率僅 2.76%，設備接入量不足 20%，我們預計未來滲透率、設備接入量等都將持續增多。

我們預計國內工業互聯網未來發展將出現以下 4 種方向：1）連接設備的多樣化； 2）國產軟件和平臺的滲透率提升；3）由產業個體往生態系統發展；4）平臺應用從設備和數據收集分析往產品和客戶端偏移。

設備連接多元化：未來隨着邊緣計算、微站傳輸等技術的發展，接入平臺互聯互通的設備的部分數據將位於數據來源端被處理，而非直接傳輸至雲端，帶來數據的實時和智能化處理，因而既降低物聯網的管理難度，又提升接入智能設備的數量和類型，帶來設備連接的多元化。

國產軟件和平臺的滲透率提升：外部環境變動讓行業、監管、資本都意識到自主研發的必要性和重要性，疊加國內工業軟件企業近 20 年的自我進步，產品體系日益成熟，適配率和精準度逐步提升，因而未來無論是大環境還是行業自身發展，國產軟件和平臺的滲透率將持續提升。

由產業個體往生態系統發展：工業互聯網領域的公司通過上下游或橫縱向建立戰略合作關係後，公司發展有望從單一產業鏈個體或單一產業鏈往多重生態方向，實現靈活生產，挖掘用戶價值，將每個單體公司融爲工業互聯網網絡中的一份子。

平臺應用從設備和數據收集分析往產品和客戶端偏移：相對比工業 3.0 中提出的自動化處理，工業 4.0 下的工業互聯網體系更注重的是數據的聯動和產業鏈價值提升，因而對下游客戶和產品本身的智能化分析判讀成爲發展重點。

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（報告觀點屬於原作者，僅供參考。報告來源：開源證券）

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