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生产控制类之一:乘智能制造东风,渡自主可控长河

信息技术2023-02-16孟灿、陈矣骄国金证券学***
生产控制类之一:乘智能制造东风,渡自主可控长河

生产控制类工业软件是我国智能制造背景下亟待完成自主可控进程的核心软件产品,近年来有连续政策利好催化。生产控制类工业软件一方面直接控制、调度车间的生产设备,一方面与制造业企业的销售、设计、物流、经营、财务系统紧密相关,承担着采集数据、控制底层设备、实时监控调度、执行企业计划等重要工作。其中,过程控制、先进过程控制及优化、生产执行及管理三大品类是其主要组成部分。 组成一:过程控制类产品,主要包括DCS、SIS、SCADA、PLC。 DCS集散控制系统:是主要应用于流程工业的系统控制架构。据智研咨询,DCS集散控制系统国内市场规模在100亿左右,海外市场规模在千亿以上,2021年DCS国产化率达55.7%。据ARC,2021年中控技术国内DCS市场份额高达33.8%,居国内龙头地位。 SIS异常工况仪表控制系统:主要侧重于安全告警控制。据ARC,2022年国内SIS市场规模达28亿元,康吉森、中控技术居国内市场Top2,2019年分别占有26.4%、24.5%市场份额。 SCADA数据采集与监视控制系统:主要应用于远程控制行业。据华经情报网,2022年国内SCADA市场规模达 156亿元,2021年海外市场达92亿美元,目前国产化率达60%,主要本土厂商为力控科技、亚控科技。PLC可编程逻辑控制器:主要侧重于局部的逻辑控制,是系统控制架构下基础的逻辑控制单元,多应用于离散工业控制。据华经情报网,2022年国内PLC市场规模达156亿元,据观研天下,全球规模在107亿美元以上,目前国内市场仍由海外大厂主导,本土代表厂商为汇川技术。 组成二:先进过程控制与优化系统APC。 APC是先进控制模式下的DCS控制模块,国内市场规模在亿元量级,中控技术连续三年位居国内APC市占率第一,2021年市场占有率高达28.6%。 生产执行与管理类产品主要包括MES、LIMS、OTS。 MES制造执行系统:主要应用于制造运营层,下游行业较为分散。据华经情报网,2022年国内MES市场规模达57.2亿元,全球市场达1,420亿元。据IDC,MES国产替代空间较大,宝信软件(7.2%)、鼎捷软件(3.8%)、中控技术(2.8%)为主要本土玩家。 LIMS实验室信息管理系统:主要应用于科研机构及企业研发部门。 OTS仿真培训系统:主要应用于操作人员的培训、演练和指导,国内主要厂商包括中控技术、康吉森。 生产控制类工业软件赛道,需求端高景气且制造业领域国产替代需求日渐旺盛,供给端部分公司逐步突破0-1技术壁垒且产品标准化程度高具备规模效应,稀缺性强竞争格局好。推荐关注生产控制类工业软件重点公司,如中控技术、赛意信息、汉得信息、能科科技、鼎捷软件(完整推荐组合详见正文)。 国产化政策推进不及预期的风险;技术研发进度不及预期的风险;行业竞争加剧的风险。 内容目录 1.生产控制类工业软件品类丰富,政策加持自主可控进程提速5 1.1生产控制环节居于制造业企业经营管理关键位置5 1.2生产控制类工业软件品类丰富,国产化布局相对充分5 1.3政策利好频频加持智能制造发展,助力工业软件自主可控进程提速6 2.过程控制类:DCS、SIS、SCDA、PLC8 2.1DCS:控制对象分散+集中统一管理,百亿市场规模国产化率过半8 2.2SIS:异常工况仪表控制系统,国内28亿元规模市场集中度较高10 2.3SCADA:数据采集+监视控制,156亿市场规模国产化比例高达60%11 2.4PLC:可编程逻辑控制器,国内PLC市场整体由海外龙头主导13 3.先进过程控制与优化系统:APC17 3.1APC:多变量控制+回路预测,中控龙头地位稳固17 4.生产执行与管理类:MES、LIMS、OTS19 4.1MES:计划下达+生产调度,下游行业分散国产替代空间可观19 4.2LIMS:实验室信息管理系统,应用于科研机构及研发部门20 4.3OTS:仿真培训系统,打破“一旦开车难以回头”困局21 5.投资建议22 6.风险提示23 图表目录 图表1:生产控制环节与设计、经营、财务等环节联系密切5 图表2:生产控制类工业软件图谱6 图表3:政策加持工业软件自主可控进程提速6 图表4:DCS“集”“散”之意8 图表5:2021年全球DCS市场规模175亿美元,2026年或达232亿美元8 图表6:智研咨询口径下2022年我国DCS市场规模或达119.2亿元9 图表7:华经情报网口径下2022年我国DCS市场规模或达92.7亿元9 图表8:国产化率逐步上升,国产替代空间仍较为可观9 图表9:2020年我国DCS下游行业分布9 图表10:中控技术国内DCS市场份额高达33.8%,居国内市场市占率首位10 图表11:SIS与DCS的主要差异10 图表12:华经情报网口径下2022年我国SIS市场规模或达4亿美元10 图表13:ARC口径下2022年我国SIS市场规模或达27.9亿元10 图表14:2019年我国SIS下游行业分布11 图表15:2019年中控约占国内SIS市场1/411 图表16:海内外主要SIS玩家11 图表17:SCADA与DCS的主要差异12 图表18:2021年全球SCADA市场规模92亿美元,2026年或达132亿美元12 图表19:2022年我国SCADA市场规模或达156亿元13 图表20:2020年我国SCADA下游行业分布13 图表21:SCADA国产化比例高达60%13 图表22:PLC融合多元技术,实现广泛应用14 图表23:I/O点数越多,存储容量越大14 图表24:DCS侧重整体系统控制,PLC侧重局部逻辑控制15 图表25:2020年全球PLC市场规模达107.4亿美元15 图表26:华经情报网口径下2022年我国PLC市场规模或达153亿元15 图表27:亿渡数据口径下2022年我国PLC市场规模或达161亿元15 图表28:2021年我国小型PLC下游行业分布16 图表29:2021年我国中大型PLC下游行业分布16 图表30:国内PLC市场整体由海外龙头主导16 图表31:海内外PLC主要玩家17 图表32:APC系先进控制模式下的DCS控制模块17 图表33:中控连续三年稳居国内APC市占率第一18 图表34:中控APC-Suite应用效果显著18 图表35:MES位于生产控制层和运营管理层之间19 图表36:MES行业高度分散,参与厂商众多19 图表37:2022年全球MES市场规模或在1,420亿元20 图表38:2022年我国MES市场或达57.2亿元20 图表39:MES市场国产替代空间较大,Top8中本土厂商占到�席20 图表40:LIMS涵盖10大子系统21 图表41:OTS的设计验证功能打破“一旦开车难以回头”困局21 图表42:推荐生产控制类工业软件赛道8家主要标的22 1.1生产控制环节居于制造业企业经营管理关键位置 生产控制环节位居企业经营管理关键位置,与设计、经营、财务等环节联系密切。生产控制类工业软件是对工业设备及控制系统进行管理控制、数据采集、生产执行与安全告警的一类软件。生产控制类工业软件一方面直接控制、调度车间的生产设备,一方面与制造业企业的销售、设计、物流、经营、财务系统紧密联系,承担着采集各类数据、控制底层设备、实时监控调度、执行企业计划等一系列重要工作。 图表1:生产控制环节与设计、经营、财务等环节联系密切 来源:JIT生产经营研究所|平野裕之,国金证券研究所 1.2生产控制类工业软件品类丰富,国产化布局相对充分 生产控制类工业软件主要涵盖过程控制、先进过程控制及优化、生产执行及管理三大类,国产化布局相对充分。目前国内企业在生产执行及管理类软件领域布局最为充分,代表公司主要包括石化盈科(中控技术战略入股22%)、中控技术、力控科技等。过程控制与先进过程控制及优化软件领域次之,少数品类国内厂商基本处于空白阶段,代表公司主要包括中控技术、和利时、力控科技、亚控科技等。总体而言,国产生产控制类工业软件品类基本齐全,国产化布局相对充分。 图表2:生产控制类工业软件图谱 来源:�子宗等《石化工业软件分类及自主工业软件成熟度分析》,头豹研究院,国金证券研究所 1.3政策利好频频加持智能制造发展,助力工业软件自主可控进程提速 智能制造是推动制造业从低端向中高端升级转型的关键,工业软件则是发展智能制造不可或缺的关键基础。目前我国生产控制类工业软件在核心技术等方面与海外大厂仍有较大差距。近年来,国家陆续推出了诸多鼓励先进制造业与工业软件发展的政策文件,为生产控制类工业软件的发展提供了有力的政策支持,助力国产替代进程提速。 时间 政策 发布主体 主要内容及影响 2015.05 《中国制造2025》 国务院 集中在操作系统及工业软件领域,要开发安全领域操作系统等工业基础软件,突破智能设计及仿真及其工具、制造物联与服务、工业大数据处理等高端工业软件核心技术,开发自主可控的高端工业平台软件和重点领域应用软件,建立完善工业软件集成标准和安全测评体系,推进自主工业软件体系化发展和产业化应用。 2015.12 《国家智能制造标准体系建设指南 (2015年版)》 工业和信息化部等 明确建设智能制造标准体系的总体要求、建设思路、建设内容和组织实施方式,从生命周期、系统层级、智能功能3个维度建立了智能制造标准体系参考模型。 2016.05 《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》 国务院 加快计算机辅助设计仿真、制造执行系统、产品全生命周期管理等工业软件产业化,强化软件支撑和定义制造业的基础性作用。 2016.12 《智能制造发展规划(2016-2020年)》 财政部、 工信部 大力发展具有国际影响力的龙头企业集团;做优做强一批传感器智能仪表、控制系统、伺服装臵、工业软件等“精特”配套企业。 2016.12 《软件和信息技术服务业发展规划(2016-2020)》 工信部 围绕制造业关键环节,重点支持高端工业软件、新型工业APP等研发和应用,发展工业操作系统及工业大数据管理系统,提高工业软件产品的供给能力,强化软件支撑和定义制造的基础性作用。 图表3:政策加持工业软件自主可控进程提速 2016.12 《“十三🖂”国家信息化规划》 国务院 加快计算机辅助设计仿真、制造执行系统、产品全生命周期管理等工业软件的研发和产业化,加强软件定义和支撑制造业的基础性作用。 2017.11 《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》 国务院 加快信息通信、数据集成分析等领域技术研发和产业化,集中突破一批高性能网络、智能模块工业软件等关键软硬件产品与解决方案。 2018.04 《工业互联网APP培育工程实施方案(2018-2020年)》 工信部 深化跨行业跨领域合作,促进“工匠”知识和经验的积淀、开放和复用,实现技术扩散和商业化,加速工业技术软件化进程。鼓励龙头企业行业协会、专业机构等设立专业部门推进工业技术软件化,整合产业链资源,提升工程化实力。 2018.08 《国家智能制造标准体系建设指南(2018)》 工信部、标准化管理委员会 对工业标准进行规范,主要包括产品、工具、嵌入式软件、系统和平台的功能定义、业务模型、技术要求等软件产品与系统标准;工业技术软件化方法、参考架构、工业应用程序(APP)封装等工业技术软件化标准。 2018.09 《关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见》 国务院 深入推进工业互联网创新发展,推进工业互联网平台建设,形成多层次、系统性工业互联网平台体系,引导企业上云上平台,加快发展工业软件,培育工业互联网应用创新生态。 2019.05 《关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告》 财政部 依法成立且符合条件的集成电路设计企业和软件企业,在2018年12一年至第二年免征企业所得税,第三年至第�年按照25%的法定税率减半征收企业所得税,并享受至期满为止。 2020.08 《新时期促进集成电