2022年工业自动化行业市场现状及发展趋势分析 工业自动化的市场规模基本跟随经济周期波动

1.工业自动化行业概况—从自动化走向智能化

按照产品制造工艺过程的特点，工业行业可分为流程工业、离散工业。流程工业是以资源和可回收资源为原料，通过物理变化和化学反应的连续复杂生产为制造业提供原材料和能源的基础工业，包括石化、化工、钢铁、有色金属、建材和电力等高耗能行业。近十年来，我国流程工业的生产工艺、装备和自动化水平都得到了大幅度提升，产能高度集中，电力、水泥、钢铁、有色金属、造纸等行业的产能均居世界第一。离散工业为物理加工过程，其产品往往由多个零件经过一系列并不连续的工序的加工装配而成。

当前，全球工业行业正经历从工业3.0到工业4.0的升级发展中。工业4.0的核心是智能化，即利用用AI、大数据等信息技术帮助企业充分利用过去积累的关于工艺技术、设备技术、运营技术等多方面的数据，实现安全生产、节能减排、降本增效等需求。我们认为现阶段智能工厂解决方案的架构组成主要包含四个部分，分别是管理层、计划层、控制层和设备层。1)顶层是管理层，对企业生产运营全流程（包括原材料购买及使用、生产制造、销售、售后服务等）进行管控，典型产品即为ERP（EnterpriseResourcePlanning）软件。2）往下第二层是计划层层，主要依据管理层制定的生产制造环节的目标，进行车间生产流程执行任务的统一发放，从系统下达生产订单开始，直至终端生产商品的成品分发点，主要产品包括MES（ManufacturingExecutionSystem）、APS（Advancedplanningandscheduling）、APC(AdvancedProcesscontrol)等软件。3）控制层处于设备层与执行层之间，主要职能是通过大型自动化控制设备和工控软件，接受车间不同处理器的信号，决定控制行动，输出信号对车间生产设备进行控制、调度等。该环节的主要产品包括DCS（DistributedControlSystem）、PLC（ProgrammableLogicController）、SIS（SafetyInstrumentedSystem）系统等。4）最底层是设备层，主要包含各类智能生产设备、传感器、控制阀等，实现整个生产流程的自动化。

2.工业自动化行业的周期性和成长性

通过对比内工业自动化市场规模与我国固定资产投资额增长趋势，我们发现工业自动化的市场规模基本跟随经济周期波动。2008年以来，我国工业自动化行业经历了三轮明显上升周期，分别是：1）由于经济衰退，2008年国内启动四万亿刺激，新的经济增长周期随即开启，PMI自2008年历史低位后开启反弹；2）2013年起，我国工业自动化市场规模经历了一轮一年半的小增长，主要由于2012年我国经济首次进入1999年以来中国经济增速的最低值，欧债危机发酵和美国经济放缓的大背景下，国内在“稳增长”的基调下刺激地产投资回升，带动宏观经济反弹；3）2016年起，伴随供给侧改革和制造业整体回暖，工业自动化行业增速在2017年一度达到16.5%。

全球工控安全事件频发，基础工业国产化迫切。流程工业规模的生产特点决定了一旦生产中的某一环节出现危险就会引起连锁反应，导致大规模的事故。同时，流程工业中的石化、化工、电力等行业是关系到国计民生的基础行业，其工控系统的安全性至关重要。2012-2019年，全球工控安全事件报告数量持续攀升，由197件增长至329件，给用户带来了巨大的损失，也威胁着国家的安全。实现流程行业工控系统自主、可控愈发迫切，对国产的、可靠的工控系统的需求持续旺盛，工控行业景气度有望持续提升。

通过梳理海外传统工业巨头如艾默生和西门子，以及海外独立的工业软件龙头厂商的发展历程，我们能够清晰地看到：对于专注流程工业生产优化的软件厂商，早期的发展往往得到举国之力的支持，多数诞生于顶尖大学实验室。我们认为形成该发展脉络的原因在于，软件是实现工业智能化的核心，而基础工业是强国之本。纯软件厂商，往往缺少对工业流程的理解和数据的积累，因此早期工业软件企业的成长离不开国家层面的大力扶持，主要体现在科研经费和数据开放。对于传统工业巨头，过去十年我们能够清晰地看到艾默生、西门子等厂商采取的工业3.0转型工业4.0的策略—即通过收购细分领域软件公司，丰富以往欠缺的软件能力，打造全方位智能制造解决方案。

一、流程工业海外软件龙头发展历程—举国之力扶持，诞生于顶尖大学实验室

目前在生产过程优化环节做的最好的海外软件厂商主要有Aspen和Aveva，前者近期被艾默生收购，后者于2017年被施耐德收购。通过复盘Aspen和Aveva的发展历程，两个企业均诞生于世界一流大学的实验室，并且得到国家层面的大力资助，逐步成长为行业龙头。AspenPlus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。1970年代的能源危机，美国能源部和美国、欧洲的60多家加工工业公司斥资支持其发展，以提升石油行业的生产效率。Aveva则是发源于1967年剑桥大学CAD中心的一个用三维设计工具进行工厂设计的项目，后期通过不断收购完成跨行业的部署和软件功能的丰富。当前Aveva的产品涵盖工厂设计、模拟、培训和运营的整个工程过程生命周期。

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