2022年容知日新研究报告 领跑智能监测与故障诊断赛道

1、容知日新：领跑智能监测与故障诊断赛道

1.1、起步于手持系统，依托智能算法快速拓展下游

公司起步于手持系统，围绕智能算法和诊断系统扩张业务。公司初创阶段主要是设 计生产手持仪器为主要业务，受制于手持设备的使用效率和较低的人均看护能力，公司 逐渐向有线系统和无线系统进行产品线扩张。2012 年至 2017 年，公司构建了以智能算 法为核心，以大数据平台为架构的云诊断中心，大幅提升了远程设备状态监测与故障诊 断智能化水平和服务能力。2008 年公司的人均看护在 100-200 台之间，而目前的人均 看护能力已经达到了 5000 台以上，并且随着算法的进一步完善，该数字预计还会上涨。 2017 年以来，公司不断拓展所覆盖的行业和细分场景，扩展至石化、冶金、水泥等多 个行业，适应风机塔筒、风机叶片、风机螺栓、热轧层冷辊、冷却塔等复杂工业场景。

核心业务：以传感器收集物理信号，智能算法进行实时监测和故障诊断。公司自主 开发的传感器可用于收集振动、温度、位移、冲击等物理量，通过有线或无线设备向上 传递至服务器，利用智能算法对其进行处理，从而完成故障预警和设备状态分析。 核心价值：1）自主设计制造软硬件产品的能力；2）中枢服务器和海量发回数据； 3）先进的算法，诊断准确率达 95%。

1.2、营收及利润高速成长，下游横向纵向持续扩张

业绩规模及盈利能力高速提升，净利率维持高水平。随着下游对 PHM 系统的认可 度逐渐上升，公司营收出现快速成长，近五年 CAGR 为 41.2%，归母净利润随之攀升， 近五年 CAGR 为 52.4%。利润端增速高于营收端增速，主要原因为良好的费用控制带 来的盈利质量改善，整体毛利率呈现稳中略降 。

收入周期性较为明显，费用控制持续向好。从近两年季度数据来看，一季度营收较 少，归母净利润为负，同时费用支出并未明显减少，导致一季度及上半年费用率较高。 业绩兑现集中在第二和第四季度，原因主要为下游企业上半年进行预算，下半年完成采 购和兑付。从费用端看，公司年销售费用率、管理费用率自 2017 年以来持续走低， 2021 年管理费用率仅为 8.5%，充分体现了公司优秀的费用控制能力。

下游行业需求加速扩张，新赛道持续加码。公司初期风力发电监测系统为主要营收 来源，后来石化、冶金、水泥、煤炭行业逐渐发力。2020 年，风电行业营收同比上涨 38.5%，冶金行业同比高增 231.6%，填补了石化行业营收的短期停滞，体现了较为良 好的收入平滑能力。2021 年受电价下行等因素影响，风电建设需求有所放缓，石化、 水泥、煤炭则放量增长。从结构来看，公司下游营收来源更加多元，多个低渗透率赛道 的开拓有望为公司中短期发展注入强劲动力。

低渗透率市场毛利可观，下游开拓持续改善盈利质量。从市场规律来看，随着渗透 率的不断攀升，市场参与者和竞品也将增多，产品单价和利润空间压缩，因此高成熟度、 高渗透率的市场往往毛利率上限较低。从公司所处的运维赛道来看，下游风电行业起步 较早，已逐渐从后装向前装过渡，渗透率已经相当可观，主要增量来源于每年新建的机 组设备前装需求。而石化和冶金行业起步较晚，正处在渗透率高速爬坡阶段，整体盈利 质量表现亮眼。

2、智能监测与故障诊断正处于加速成长期

2.1、赛道处于发展初期，行业头部地位明确

PHM（预测性维护，故障预测与健康管理系统），致力于将设备健康管理从预防性 维护向预测性维护转变。基本方式是，针对正在服役中的大型设备，基于维修更换数据 和设备实时退化数据建模，进行设备状态动态评估和健康预测，并制定更加合理高效的 健康管理策略。核心目的在于减少紧急维修事件发生的概率，降低其带来的停机、排障、 维修损失，同时降低不必要的维修次数和对应成本。

赛道处于发展初期，行业头部地位明确。与部分发达国家相比，我国状态监测与故 障诊断行业起步较晚，但随着各工业门类规模和技术的蓬勃发展，该行业逐渐进入快速 上升通道。纵观整个行业格局，可将企业分为三个类型：1）第一类，完整方案提供商， 有自主研发、生产能力，并在多个行业和细分领域具备技术实力，同时拥有一定规模的 网络化在线监测客户群体；2）第二类，覆盖某一细分行业的产品提供商，不具备专业 化的故障诊断和服务能力；3）第三类，设备集成商和代理商，不具备生产和服务能力， 盈利空间有限。 鉴于截至 2022H1，公司累计远程监测设备重要设备超过 8.5 万台，服务大型工业 企业 1800 多家，为风电、水泥、钢铁、煤炭、冶金等多个行业提供完整解决方案。毫 无疑问，公司属于第一类企业，在国内居于领先地位。

2.2、云边端架构支持高效数据分析，增益效果显著

灵芝 SuperCare 设备智能运维平台，云边端架构支持高效数据分析。端侧，智能 数据采集终端，对振动、声波、加速度、温度、位移等物理数据进行采集。边侧，借助 企业服务器、交换机、网关设备等进行数据的储存、管控和分发。云端，利用先进算法 和大数据技术进行数据分析，形成诊断结论，给出预警及解决方案。技术核心要素包括， 大数据和云计算技术、业务中台前后端分离、微服务架构及各类业务组件。

多样的下游行业和设备特性，高度定制化的专业算法。针对风电、冶金、煤炭、石 化等不同行业的多类型设备，公司对其监测算法进行高度定制，最大化报警反馈的准确 性和及时性。可视化方面，除了对反馈的波形数据进行可视化显示外，灵芝 SuperCare 丰富的应用可以支持设备模型和故障的可视化。

增益效果显著，依托数据资源不断成长。目前，灵芝运维平台已在多家头部企业先 行试用。以中信泰富特钢集团青岛特钢为例，根据统计，灵芝平台投入使用前，设 备事故年停机次数在 5 起以上、年停机时长均超 3273 分钟，在完成平台植入后，全年 实现 0 事故，年经济增益估值约 700 余万元，同时助力客户赢得国家级、行业级、市 级、集团级等五项技术创新大奖，应用价值突出。随着看护设备超过 8.5 万台，闭环案 例突破万个，大量实时数据的上传和积累，为运维平台优化算法，提高准确度和有效性 提供了有力支持。

2.3、重视人才培养和研发投入，紧握核心价值链

研发和生产高度自主，把握高价值产品和环节。 技术层面，公司有能力自主研发有线、无线及手持采集系统所需的软硬件，掌握核 心知识产权，并拥有覆盖数据采集与筛选、数据分析、智能算法模型及智能诊断服务等 环节的多个核心技术，以及持续创新的技术实力。 生产环节，公司通过自行生产和采取自行生产和外协加工结合，其中传感单元制造、 电路板测试、软件烧录、老化测试、性能测试等高附加值、核心技术环节由公司自行完 成，贴片焊接表面处理等工序交由外部合作方完成。

重视分析工程师培养，实现高度专业的全天候看护。作为国内远程诊断和看护行业 的领导者，公司致力于培养资深的分析工程师团队，针对不同行业、设备、场景的监测 提供高度专业、具备实战经验的分析人才。目前，公司的诊断看护工程师大概在 24 人 左右，三班轮班制，实现 24 小时的轮岗看护服务。通过大量的数据积累和算法优化， 目前公司的人均看护设备数量提升至 5000 台以上。此外，公司还获得了 Mobius 在中 国地区 ISO 振动分析师Ⅱ级-Ⅳ级代理培训及认证中心资格。

3、成熟下游奠定营收基石：陆风方兴未艾，海风高歌猛进

3.1、PHM的成熟应用案例：风电行业

PHM 的成熟应用案例：风电行业。从必要性角度来看： 1）风电机组单价较高，一般 2 兆瓦以上的机组设备往往高达千万，相比一旦出现 故障导致硬件损坏将带来高昂损失，对增加 PHM 监测设备带来的成本并不敏感； 2）维修难度、维修耗时俱高，风电机组部署的地理位置较为特殊，通常位于荒漠、 海岸、山脉，甚至海上，维修人员难以快速到场，部件及其他资源无法及时到位； 3）意外停机带来的停工损失相当可观，一旦风电机组出现电机抱死事故，其带来 的收益损失每天在万元以上，长期无故障运行对于存在大量民营的风电行业尤为关键。

3.2、陆风方兴未艾，海风高歌猛进

风电机组累计装机存量可观，受机械及电气寿命影响故障率逐步放大。早在 2015 年，我国已经累计完成 145.4GW 风电机组装机量，在此后的六年间，加速完成了 183.1GW 新装量，截至 2021 年底存量总计 328.5GW，CAGR 为 14.6%。从存量结构 来看，运行市场超过 6 年的机组占比超过 44%，其出现故障的概率随着机械寿命的消 耗及电气设备老化逐步放大。且由于部署时间较早，部分并未安装监测运维系统，存量 改造空间显著。

海上风电优势显著，行业上限持续开拓。相比陆上风电，海上风电至少具备以下优 势：1）广阔的开发潜力，可开发的优秀陆上风电资源受制于地形、气候具有明显的上 限，而海上机组的可开发空间远远高于前者；2）更近的输电距离，对于我国而言，近 海部署海上风电机组相比集中位于中西部地区的陆上机组，能够以更近的距离为沿海经 济重镇提供清洁能源，降低输电成本；3）更强的风力，由于没有起伏地形的遮挡，和 海洋本身的风力优势，海上风电机组往往具有更高的单机发电功率。

海上风电也存在一些劣势：1）特殊水文条件增加机械腐蚀，海洋环境更高的湿度 和含盐量，更易导致设备锈蚀老化；2）更高的部署与维护成本，相比陆上风电使用的 工程机械，海上风电依赖特种船只进行部署和维护，成本较高；3）极端天气，以我国 近海为例，每年遭受台风的频率和强度都相当可观，对设备质量成本和运维成本的影响 也不容小觑。但也正因以上问题的存在，PHM 设备及相关先进传感器模组才有了更高 的必要性。

海上风电市场规模快速提升，行业结构发生变化。国内海上风电新增装机比例在 2021 年迎来突破式发展，完成 16.9GW，约为 2020 年的5.5倍，为此前累计建成规模 的 1.8 倍，存量方面，国内海上风电累计装机量占比达到8%，相比2018年的2.5%显 著提升。未来，随着陆上风电建设趋于成熟，海上风电建设有望在低渗透率、强政策驱 动下不断放量增长。

3.3、监测系统前装趋势明确，市场空间仍十分可观

国内企业快速崛起，全球市场份额发生颠覆性变化。截取 2017 及 2021 年市场份 额数据进行比对，2017 年全球海上风电市场主要玩家为西门子、维斯塔斯为代表的海 外企业，而到了 2021 年，上海电气、明阳智慧、金风科技、中船海装等公司总计占有 73.5%的份额，完成赶超并确立了规模优势。此外，未来国内企业有望借助高速扩张的 海上风电市场东风，快速开拓业务边界。

风电机组监测系统市场规模稳定增长，全球市场有望超百亿。1）根据各省市十四 五能源规划、2020 年北京国际风能大会（CWP）发布《风能北京宣言》等文件，预测 未来 3 年风电年装机容量达 50GW 左右；2）根据公司招股书中风电相关收入与公司覆 盖的下游风电装机量，测算出单位新增装机对应监测系统价值量，假设未来该值随着监 测系统的维持稳中有升；3）基于以上，进行国内风电行业监测系统市场规模测算，鉴 于全球风电机组累计装机规模中国占比为 40.4%（GWEC，2021），我们认为全球市场 规模有望超过百亿。

下游基建存量增量均十分可观，双线增长产生有效支撑。从下游企业占风电市场的 份额情况来看，2021 年新增装机容量中，前十大企业市占率总计接近 95%，将有效为 公司带来新能源基础设施建设红利。同时在累计存量中，上述企业占比约为 80%，存 量设备更新、维护和加装需求，随着现有设备的老化和损耗将持续产生市场空间，有望 为公司带来长期收入支撑。

3.4、监测产品逐渐丰富，大中型风电客户全覆盖

监测产品逐渐丰富，有望创造增量需求。随着公司规模和技术水平提升，公司监测 产品覆盖范围逐渐扩张。2020 年，公司推出叶片有线监测系统，覆盖多个关键部件的 一体化监测系统逐渐成型。风叶作为风电机组中高价值量部件，为常规易损部件，且一 旦出现开裂损坏或将带来较大的事故风险。公司新产品有效填补监测空白，有望从存量 设备中寻找到增量需求。多物理量、全方位监测，高准确率评估风电机组状态。公司现有监测设备已经覆盖 传动链、齿轮箱、叶片、塔筒、螺栓等核心或易损部件。传感类型包括倾角、冲击振动、 间隙位移、温度等多维度物理量。传感器封装工艺采用激光密封焊接和金属屏蔽设计， 能够适应大多数严苛工况和恶劣环境，并有效降低电磁干扰。此外，公司积极采用低功 耗通信技术及芯片，有效延长传感器工作周期。

大中型风电客户全覆盖，市场占比表现亮眼。客户覆盖方面，公司与风电市场装机 规模 top10 企业均达成业务合作，拥有丰富的合作案例和大型客户积累。市场份额方面， 公司根据 中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA）公布的数据 ， 即 2017/2018/2019 年我国风电新增装机容量分别是 1966/2114/2679 万千瓦，结合公司合 同中风电相关产品进行容量估算，得到对应装机容量分别是 516/610/926 万千瓦，市场 占有率分别为 26.23%/28.86%/34.55%。

4、新兴下游渗透率高速攀升

4.1、钢铁：PHM帮助流程工业降本增效的典型应用场景

钢铁：PHM 帮助流程工业降本增效的典型应用场景。正因为炼铁、炼钢、热轧和 冷轧等流程型工业生产阶段自动化程度高、连续运行时间长、生产环境恶劣、对设备运 行稳定性要求高，维持设备长时间运行是保障生产效率和安全的首要前提，状态监测与 故障诊断系统提供的故障率优化往往能产生较为显著的经济效益改善。数据反馈，相比 其带来的实际增效结果而言，PHM 设备投入完全在下游的接受范围之内。 应用场景覆盖冶金全产业链，积累各类型设备监测方案。公司监测产品已经覆盖铁 前、炼钢、轧钢、动力等全流程产线，针对皮带机、风机、水泵、磨机、转炉、轧机、 汽轮机等实现了大量应用，有效预测和避免上述设备出现机械故障导致的停工损失和次 生灾害。

钢铁行业需求旺盛，智能化已成变革方向。根据国家发改委数据，2021 年全国粗 钢产量为 10.3 亿吨，我国大型规模钢铁企业达数百家，关键设备众多，从矿山、炼铁 炼钢到轧钢，每吨钢铁全流程检维修成本在 250 块钱到 300 块钱一年，由此推测，全国 每年钢铁行业检维修费用为 2500 至 3000 亿元。同时，随着人口老龄化程度加深，用 工成本逐渐攀升，钢铁行业有充分的动力减少对人工定期巡检和维修，逐步采用更加及 时灵敏、低成本、全天候的 PHM 解决方案。 从客户覆盖来看，国内前 10 大钢铁企业绝大多数为公司客户，包括中国宝武钢铁 集团、河钢集团、沙钢集团、鞍钢集团、建龙集团、山东钢铁集团、华菱集团、本钢集 团、方大集团等。

钢铁行业渗透率仍处低位，智能运维市场增长迅猛。作为钢铁行业龙头，宝钢集团 一直以来积极推动“运维监测一律远程”，推出宝武智维平台，进行冶金业智能运维云 边端建设。《中国冶金报》2021 年 10 月刊文披露，宝武智能运维平台已接入设备超 15 万台，数据项超 80 万，有效数据数百 TB，覆盖钢铁行业全工序，并还在持续扩大设备 接入与创新应用中。联系宝武智维平台 2023 年实现“百万设备接入、百条产线覆盖、 百亿营收规模”的发展目标，即至少完成 100 万台设备的智能运维覆盖。我们认为，仅 就短期规划而言，宝武一家尚未实现的空间仍然可观，而从长期来看，全冶金及钢铁行 业在龙头的带动下走向全面智能运维的趋势具备较高确定性，低渗透率有望为公司带来 长期需求驱动。

4.2、化工行业故障容错率低，监测系统对其意义匪浅

化工行业故障容错率低，监测系统对其意义匪浅。化工行业倚重连贯流程，每一个 泵、反应釜、管路、温控设备出现故障都会对产线造成重大影响，甚至酿成生产事故。 以 2021 年为例，全国共计发生化工事故 122 起，造成 150 人死亡。提前预测、快速排 障对于化工行业而言具有重大意义。此外，相比钢铁行业，化工企业更加分散、生产主 体众多，第三方集中托管模式能够有效降低运维成本，由此更加彰显容知日新商业模式 上的优势。此外，以石化核心产品乙烯产量为例，全国产量始终维持正增长，石化新设 备和产线仍在不断更新及扩张中。

石油化工领域，公司积累了 3400 余起成功故障诊断案例，客户覆盖中石化、中海 油、中国石油天然气集团、中化集团、河南能化、浙江荣盛等大型企业。煤化工领域， 公司积累了将近 200 起服务案例，覆盖煤制气、煤制烯烃、煤制油、煤热解等领域。主 要监测设备包括机泵、风机、压缩机、汽轮机组、皮带机、破碎机等，核心监测物理量 为转速、加速度、温度和振动。根据公司测算，目前该行业渗透率仅为 5%-10%，成长 空间显著。

4.3、智能煤矿建设加速，PHM系发力方向之一

煤炭行业：动设备数量庞大，防爆及安全生产要求明确。国家煤炭安全监察局 2020 年 5 月印发《煤炭安全生产标准化管理体系基本要求及评分办法（试行）》，文件 明确要求主要提升系统、主通风机系统、压风系统、排水系统等要求有电动机及主要轴 承温度和振动监测，主通风机系统具备振动监测及报警功能。作为多工作场景高度配合 的产业，除了文件中重点提到的通风、提升、排水系统以外，还有选煤厂的皮带机、破 碎机、离心机，各类工作面移动设备，采矿区的摇臂等大量动设备需要安装监测系统。 以上设备，容知日新均有产品覆盖。

智能煤矿建设加速，PHM 系发力方向之一。国务院安委会印发的《煤矿安全专项 整治三年行动实施方案》指出，2022 年要力争采掘智能化工作面达到 1000 个以上，最 新数据显示，截止 2022 年 3 月智能工作面已经达到 687 个。同时十四五末期我国煤矿 数量将压缩至 4000 处左右，智能化比例将超过 25%。作为提高设备安全持续运行能力 的智能监测技术有望成为进一步深化智能煤矿建设的要素之一。

Zigbee 通信协议加持，云边端合力支撑高效监测。煤炭行业公司提供了完整的有 线/无线监测解决方案，形成传感器-通讯站/采集站-交换机-服务器体系，并根据下游特 性，对相关硬件产品进行了防爆设计，以及采用低功耗、低时延、高容量传输的 Zigbee 通信协议，当然在信号屏蔽区，也可采用有线传输以提高监测可靠性。部分监 测器具备边缘智能，能够基于指标分级报警。

投资分析

容知日新可基于下游市场渗透率进行营收预测，我们根据公司财报所分拆的风力发 电、石化、冶金、水泥、煤炭及其他下游行业作为口径进行分析，并分别对这三部分业 务做出假设：

一、风力发电： 1） 根据各省市十四五能源规划、2020 年北京国际风能大会（CWP）发布《风能 北京宣言》等文件，预测未来 3 年风电年装机容量达 50GW 左右； 2） 据公司招股书中风电相关收入与公司覆盖的下游风电装机量，测算出单位新增 装机对应监测系统价值量，并假设随着监测设备和手段更加丰富，未来该值随 着监测系统的维持稳中有升； 3） 公司基本完成对风电行业下游大型企业的全面覆盖，有望从行业渗透率上升的 大势中充分获益，并凭借先发优势和算法、传感器技术等积累提高其市场占有 率； 4） 风电设施监测系统费用占比在整体建设成本中很低，目前已全面采用前装模式， 铺设确定性较高； 5） 基于以上，进行国内风电行业监测系统市场规模测算。此外，鉴于全球风电机 组累计装机规模中国占比为 40.4%（GWEC，2021），我们认为全球市场规模 有望超过百亿。

二、冶金： 1） 2021 年全国粗钢产量为 10.3 亿吨，我国大型规模钢铁企业达数百家，关键设 备众多，从矿山、炼铁炼钢到轧钢，根据调研，每吨钢铁全流程检维修成本 在 250 块钱到 300 块钱一年，由此推测，全国每年钢铁行业完整检维修费用 为 2500 至 3000 亿元； 2） 目前钢铁行业设备监测运维仍以传统方式为主，PHM 渗透率处在低位，未来 随着行业龙头发力推广智能运维技术，渗透率将快速提升。以宝武集团为例， 宝武智维平台 2023 年实现“百万设备接入、百条产线覆盖、百亿营收规模” 的发展目标，即至少完成 100 万台设备的智能运维覆盖。

三、煤炭、水泥、石化： 1） 煤炭、水泥、石化等流程型工业部分渗透率处在 5%至 10%的较低水平，随着 智能监测系统对上述流程工业对减少故障、停工概率的现实意义不断被证明， 下游头部企业相关采购和使用场景迅速增加； 2） 受益于低渗透率，毛利水平高于成熟市场，为公司的业绩增速和盈利质量提 供了显著增益。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）