计算机行业深度报告：执工业软件之剑，走制造强国之路

做强工业软件是我国制造强国必经之路：工业软件是对工业技术和知识的程序化封装、复用，是工业化的顶级产品。发展工业软件关乎中国工业经济命脉，1）工业软件能否自主可控关乎工业安全与否，一旦工业软件被入侵或者禁用，中国工业可能面临瘫痪；2）工业软件是搭上第四次工业革命快车的关键，是实现智能制造的重要手段。根据智研咨询数据和世界银行数据，中国内2020年工业软件市场规模为286亿美元，仅占全球规模的6%，远低于中国2020年制造业增加值占全球比重28.61%，发展空间较大。同时，工业软件市场相比于工业增长更加稳健。 高研发、强生态、和持续并购造就工业软件高壁垒：工业软件需要持续的高研发投入。2021年，全球领先的工业软件公司研发费用率几乎都高于10%，更有甚者达35%以上。生态协同不断打磨工业软件产品，提升产品竞争力。客户需求是多样的，个性化的，开放的生态建设可以起到四两拨千斤的获客效果。并购帮助工业软件企业快速提升实力、占领市场，低于后来竞争者。 政策和资本加持，工业软件国产化进程加快：2021年以来，多项政策表明在“十四五”期间推动工业软件发展，《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》更是对工业软件各个环节提出了明确增长目标。根据智研咨询数据，2012-2020年国内工业软件市场规模复合增速高达12%，是全球市场同期增速的2倍以上。我们预计未来国家有望针对工业软件不同细分领域推出更有针对性、支持力度更大的政策，包括强制使用国产化软件等政策。同时，资本市场看好工业软件，一级市场融资数逐年增加，工业软件企业陆续登陆资本市场，享有较高估值。 中国工业软件全而不强，各个环节情况有所不同：1）研发设计类软件，国产工业软件在国内市场份额最低，不到5%，虽然已经出现一些自主研发软件的公司，如中望软件、华大九天等，但主要也只使用于工业机理简单、系统功能单一、行业复杂度低的领域。2）生产制造类软件方面，在部分领域具备一定实力，出现了宝信软件、和利时、中控技术等企业，已经具备高端市场替代逻辑。3）经营管理类软件方面，国产厂商主要占领中低端市场，主要包括用友网络、金蝶国际和浪潮国际等ERP厂商，但在高端市场领域（尤其是跨国公司）更多被SAP、Oracle占领。 4）运维服务类软件，国内软件主要关注数据采集、监控等简单能力，缺少成熟的工程应用，缺乏数据和经验的积累。 投资建议：建议优先关注重点提及行业、替换较为容易的生产执行类工业软件，宝信软件（钢铁行业生产执行类），赛意信息（电子信息行业生产执行类），鼎捷软件（电子信息行业生产执行类），推荐中控技术（石化行业生产执行类）。关注国产化率较低，技术攻关难度较高，“卡脖子”程度最大的研发设计类工业软件企业，中望软件（CAD）、霍莱沃（CAE）、华大九天（EDA），概伦电子（EDA）。关注刚刚兴起，市场空间逐步打开，竞争格局分散的运维服务类工业软件公司，容知日新。 风险提示：国产化政策推进不及预期；技术研发进度不及预期；疫情风险超预期。 1.工业软件：现代制造业之魂 1.1.工业软件定义及分类 工信部信软司指出：工业软件指专用于或主要用于工业领域，为提高工业企业研发、制造、生产管理水平和工业装备性能的软件。 工业软件是对工业技术和知识的程序化封装、复用，是工业化的顶级产品。在实际工业场景中，如汽车制造、船舶制造等，人们获得了诀窍、技能、经验，通过程序化、算法化、模型化等手段，封装成了工业软件。工业软件能够控制生产设备、优化制造和管理流程，提高生产率，是现代工业的“灵魂”。 图1：工业软件的内涵 从制造业生产周期的角度分类，工业软件包括研发设计类、生产制造类、运维服务类和经营管理类。研发设计类主要用于设计工业产品，数量虽少，却是“卡脖子”最严重的环节，主要包括CAD、CAE、CAM、EDA、PLM等；生产制造类主要用于生产过程中，主要包括PLC、DCS、SCADA、MES等；运维服务类主要用于设备的维护、维修过程，主要为MRO；经营管理类主要用于企业的经营与管理，主要包括ERP、SCM、CRM等。 图2：工业软件行业概览 1.2.工业软件市场规模 国内工业软件市场规模全球占比较小，但发展潜力较大。根据智研咨询数据，2020年全球工业软件市场规模为4358亿美元，2012-2020年全球工业软件市场规模复合增速为5%。国内2020年工业软件市场规模为286亿美元，仅占全球规模的6%，但2012-2020年国内工业软件市场规模复合增速高达12%，大幅高于全球水平，发展迅速。根据世界银行数据，中国2020年制造业增加值占全球比重为28.61%，2011-2020连续十年保持世界第一制造大国地位，相比于同期工业软件规模全球比重仅有6%，可预计有广阔的发展空间。 图3：全球工业软件产业市场规模（单位：百亿美元） 图4：中国工业软件产业规模（单位：百亿美元） 平均汇率计算得到 图5：中国及全球制造业增加值（单位：百亿美元） 工业软件市场规模同比增速相比于下游工业波动率更低，更为稳定。工业软件虽然和工业紧密联系，应用于工业中，但不论是中国还是全球市场，市场规模增速波动性低于下游工业，更加稳定。我们认为主要原因是一方面工业软件相比于工业生产设备，工业企业需求相对柔性；另一方面，工业软件目前渗透率和价值量仍在快速提升。 图6：中国工业软件营收市场规模增速和规模以上制造业企业营收增速对比 图7：全球工业软件营收市场规模和工业增加值增速对比 1.3.工业软件竞争要素：研发、生态、并购 工业软件需要持续的高研发投入。工业软件服务于工业制造，工业技术的不断发展，要求工业软件不断迭代与更新，以匹配最新的工业需求。2021年，全球领先的工业软件公司研发费用率几乎都高于10%，更有甚者达35%以上。以EDA行业为例，摩尔定律的演进推动着制造工艺不断升级，从微米到纳米，再到现在的 2nm ，这对EDA设计软件的要求也越来越高，EDA软件企业需要持续投入研发费用，让软件能跟上先进制程芯片设计需求。全球EDA巨头Synopsys和CAD巨头Autodesk研发费用率2011-2021年连续10年超过20%。想要在工业软件领域建立和保持竞争壁垒，就需要紧贴工业需求，跟进工业发展现状，持续的研发投入至关重要。 图8：部分国外工业软件企业研发费用率 客户赋能：生态协同不断打磨工业软件产品，提升产品竞争力。工业软件的生命力在于与实际工业的结合，需要使用者在应用中不断提出改进需求，与工业软件开发商深度互动，工业软件开发商才能持续迭代和改进。几乎每一个优秀的工业软件背后都有一个与之陪跑的制造业巨头，例如达索的CATIA三维设计软件和达索航空一起成长，最后成为飞机制造设计的全球标准。每年在达索SolidWorks的全球用户大会上，达索高管公布新的软件版本后，会收集并对现场提出的用户需求进行筛选，确定哪些需求会在下一个版本中进行改进和发布。 图9：部分全球工业软件龙头及其相关的制造业巨头 赋能客户：客户需求是多样的，个性化的，开放的生态建设可以起到四两拨千斤的获客效果。开放是生态建设的重要法门，只有解决好系统的开放性问题，提供良好的二次开发工具，软件公司才能避免消耗自己大量的开发资源，同时吸引来大量的第三方开发人员，通过二次开发来满足客户的个性化需求，从而获得更多客户。AutoCAD提供了可以对软件进行二次开发的AutoLisp语言，后来又支持HighC和C++等语言进行二次开发，便捷的二次开发环境使得AutoCAD及其DWG文件格式成为二维CAD领域事实上的标准。 并购帮助工业软件企业快速提升实力、占领市场。1）工业细分领域众多，孕育出了各类工业软件，细分市场较小；2）工业逐步向互联化、智能化发展，不同工业环节逐渐打通，对应工业软件也开始整合，如CAD、CAE、CAM一体化；3）工业软件是多年工业知识的积淀，技术壁垒较高，自研成本很高，造不如买。三个因素共同作用，并购成为工业软件行业企业成长的常用方法。如Moldflow是注塑仿真的领先公司，Delcam是CAD/CAM软件公司，在模具加工等行业应用广泛，本身也进行过诸多并购，这两家公司最终被Autodesk公司并购，补全了Autodesk的产品链。 工业软件行业最终竞争格局：寡头垄断。新兴工业软件出现时，由于技术尚未稳定，可能市场格局较为分散，但随着技术发展、生态形成、并购加剧，最终将演变为寡头格局。从全球市场来看，各个环节、各个领域的工业软件市场最终都是由几个巨头瓜分。 表1：全球典型工业产品主要供应商 1.4.工业软件未来发展方向 底层数据平台：集成化、开源化和标准化。集成化指实现各类软件的互联互通。在研发设计类软件中，厂商逐渐实现CAX一体化软件及平台，厂商试图打造集产品研发全流程一体平台，实现2DCAD和3D CAD到CAE、CAM的互通。工业软件部分走向开源平台。厂商通过开发平台，聚集并对接了大量产业链合作伙伴，以二次开发形式帮助企业降低为客户带来定制化服务的成本。软件的打通对标准化提出了要求。当前已经指定了多种标准，如接口标准CGI、文件标准CGM等，要实现软件集成就需要数据转换，当前数据转换存在一定误差，设计的误差会对后期的修改工作带来巨大的工作量。 PLM通过标准化的数据、文件才能更好地实现产品生命分析。 服务提供：云化、服务化。云化可以实现全社会的合作开发，释放厂商硬件的资源空间，降低维护成本。PTC的云端CAD应用Onshape实现了在计算机、手机、平板等多终端的浏览器中，通过登录展开设计工作。工业软件通过工业互联网为客户实现个性化的定制服务。厂商不再局限于提供简单的软件产品销售，还包括开发工程服务、工业数据分析、抽象机理模型等。 技术革新：自动化、智能化。云计算、物联网、AI的发展带来了第四次工业革命，加速释放工业领域数字化和智能化的产品需求。云计算、物联网帮助企业实现收集数据，AI帮助企业分析数据，最终实现智能制造。在研发设计领域，体现在参数选择、形成智能化CAD系统、减少人工占比部分等方面；在生产制造领域，体现在智能控制生产方面，减少人工托底的比例，实现自动化生产，减少人工干预带来的不确定性。在经营管理方面，智能ERP帮助企业实现供应链上下互联，实现智能决策并采取生产或其他行动。 2.工业软件的重要性：为什么要做工业软件？ 工业软件源于工业、用于工业、优化工业，带有天然的工业基因，因此工业软件的重要性，也会体现在工业生产的方方面面，工业软件也是我国的智造之路不可或缺的一部分。 2.1.工业软件国产化关乎工业安全 工业是国家经济命脉。根据国家统计局数据，2015-2021年工业在中国GDP中占比始终维持在30%以上，是我国第一大支柱产业。工业的健康运转既关乎我国经济的平稳发展，也关乎民生安全。 图10：工业是我国GDP中占比第一大产业 “不敢用”：工业软件是现代工业核心组成，是否安全决定工业能否正常运行。现代工业已经离不开信息化，所有的设备、系统都是基于工业软件，工业软件一旦出现问题，工业可能面临瘫痪。全球每年有很多工业软件安全问题引起的工业事故，2010年9月，伊朗政府宣布，大约3万个网络终端感染“震网”，病毒攻击目标直指核设施，“震网”是专门针对工业控制系统发动攻击的恶意软件。 中国工业软件大多依赖海外产品，存在安全隐患。根据《中国工业软件产业白皮书 （2020）》数据，2019年，中国研发设计类工业软件国产化率仅有5%，生产控制类为50%，经营管理类为70%，在高端工业市场，国产化率更低。大量工业企业使用海外工业软件产品，如果出现安全问题，将对国计民生造成巨大损失。 图11：2019年国产工业软件细分领域占国内的市场份额 “不能用”：中国部分工业软件已经被西方制裁，俄乌战事告诉我们工业软件必须国产化。2019年5月16日，美国商务部宣布将华为及70家关联企业列入所谓的“实体清单”，禁止EDA软件公司为华为提供服务。俄乌战事开始后，西方Oracle，SAP，Siemens，A