2023年索辰科技研究报告:国产CAE稀缺龙头,成长空间广阔

  • 来源:华泰证券
  • 发布时间:2023/09/07
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索辰科技(688507)分析报告:国内CAE领军,扬帆国产化浪潮。公司概况:国产CAE龙头企业,深耕军工领域。索辰科技成立于2006年,自创立至今,公司专注于计算机辅助工程(CAE)软件的研发、销售和服务,目前已经拥有覆盖流体、结构、电磁、声学、光学、测控等学科方向的核心算法和产品。公司在国防军工领域具有较高影响力,与军工企业和科研院所开展长期深入合作。2022年,公司实现营业收入2.68亿元,2019-2022年CAGR达到32.27%,主要得益于CAE软件国产替代需求持续增长。公司技术能力领先,产品门类齐全,在国内厂商中市占率较高,未来有望充分把握CAE行业国产化机遇,逐步实现对国际厂商的...

索辰科技:国产 CAE 稀缺龙头,成长空间广阔

核心观点

索辰科技是国内 CAE 行业龙头企业,自 2006 年成立以来一直专注于 CAE 软件的研发、销 售与服务。目前,公司 CAE 软件的核心产品为工程仿真软件和仿真产品开发,产品涉及流 体、结构、光学、声学等多个方向,逐步实现 CAE 软件工具的多领域全方位覆盖。 从 CAE 行业来看,CAE 是实现制造业产品研发设计的重要工具,可缩短工业产品开发周期、 节省研发设计费用,具备较高的产业价值地位。据 Credence Research,2021 年全球 CAE 市场规模约为 90 亿美元,据 Credence Research 预测,2025 年全球 CAE 市场规模将达 128 亿美元,2022-2025 年复合增长率为 9.2%。随着 CAE 软件应用领域的扩大,以及与 细分领域融合程度的不断加深,CAE 市场规模有望实现快速扩张。据 IDC,2021 年中国 CAE 市场规模 21 亿美元,预计 2022-2026 年国内 CAE 市场规模 CAGR 将达到 18.4%, 有望实现较全球市场更快的增长。我们认为,CAE 软件是工业设计的基石,随着国内产业 高端化转型、国产化浪潮推进,软件重要性愈发凸显,未来有望迎来快速增长。

从竞争格局来看,目前全球/国内 CAE 市场主要以海外厂商为主导,据 IDC,2021 年我国 制造业 CAE 软件市场中,CR3(安西斯、达索、西门子)占比为 45.8%,市场集中度较高, 公司市占率 1.6%,仍有较大提升空间。此外,据工信部,2020 年中国研发设计类工业软 件国产化率仅有 5%。虽然国产厂商份额较低,但已实现多点突破,部分自研产品具备较强 竞争力。而国产 CAE 厂商中,索辰科技具备稀缺优势,主要体现在产品覆盖和营收体量两 个维度。一方面,目前市场中结构、流体、电磁三部分需求总计占据 85%份额,公司在主 流场景均已有丰富产品布局;另一方面,公司营收体量在国产 CAE 厂商中排名靠前,2022 年营收 2.68 亿元,约为同业上市公司霍莱沃 CAE 业务营收的 6.4 倍。展望未来,我们认为 随着国产替代政策持续加码,公司有望凭借客户积累,受益于国防信息化+国产化进程,实 现市场份额提升,同时不断打磨产品,将可触达市场向商用领域延伸。

从公司优势来看,索辰主营 CAE 工程仿真软件和仿真产品开发业务,产品涉及流体、结构、 光学、声学、电磁、测控等多个学科领域。对比同业公司来看,索辰科技具备三大竞争优 势:1)算法优势:对标海外龙头西斯/达索,公司流体仿真、结构仿真等部分产品已实现对 常见功能模块的覆盖,2010 年以来陆续推出结构与流体仿真、GKS、DSMC 等算法求解器, 算力持续扩充;2)精度优势:公司流体与结构仿真软件已取得与海外同业产品相近的仿真 效果,以结构仿真软件为例索辰 Virgo 和安西斯 Mechanical 软件在机体最大位移仿真场景 下,差值约 0.08%;3)算力优势:CAE 仿真对算力有较高要求,以 1.28 亿网格节点为例, CAE 仿真自由度规模约 7.68 亿,需要的 CPU 最低核数达 64 个。公司通过自建高性能计 算及云化平台,实现较同业竞品更高的并行计算效率。

索辰科技:国产 CAE 龙头扬帆起航

发展历程:深耕 CAE 行业,逐步实现多领域布局

公司长期深耕于 CAE 行业,逐步实现多领域布局。索辰科技成立于 2006 年,自成立以来 一直专注于 CAE 软件的研发、销售与服务。2010 年,公司发布拥有自主知识产权的流体、 结构、电磁仿真软件;2013 年,公司发布基于气体动理学核心算法的流体仿真软件高阶版 本,聚焦于航空航天市场,同年发布自主研发的测控仿真软件;2017 年发布声学仿真软件; 2018 年,公司电磁、声学、光学、测控、多学科等软件产品逐步完成研发并持续完善,主 要产品和核心技术基本成型。目前,公司 CAE 软件的核心产品为工程仿真软件和仿真产品 开发,产品涉及流体、结构、光学、声学、电磁、测控、多学科等多个方向,逐步实现 CAE 软件工具的多领域全方位覆盖。

公司上市以来股价表现受板块工业软件板块影响显著。复盘公司历史股价表现来看,上市 初期,公司股价波动较大,而后与工业软件板块走势逐渐趋于一致。2023/4/18-2023/8/18 期间,工业软件板块整体跌幅为 17.1%,主要受下游行业景气度影响,2023 年 1-7 月国内 PPI 均处于同比下行区间,工业企业信息化投入或受到一定影响。我们认为,随着宏观经济 恢复,工业企业的软件需求有望逐步回暖,叠加国产替代政策,板块表现有望逐步改善。

公司治理:股权结构较为集中,高管行业经验丰富

股权结构相对集中,员工持股有望激发长期竞争力。据 Wind 数据,截至 2023 年 8 月 18 日,公司的实际控制人陈灏先生直接持股 26.62%,股权结构相对集中。宁波辰识、上海索 汇是公司分别于 2015 年、2017 年设立的员工持股平台,分别占公司 8.04%、1.51%的股 份,我们认为核心员工持股有利于发挥股权激励效应,或将助力企业未来发展。

高管团队深耕行业多年,专业经验丰富。索辰科技高管团队具备丰富的 CAE软件产品经验, 深耕 CAE 行业多年。公司董事长兼总经理陈灏,曾任美国 ANSYS 股份有限公司上海代表 处华南区总经理兼销售副总裁、安世亚太科技(北京)有限公司销售副总裁,拥有多年 CAE 行业工作经验,对行业拥有深刻见解,是公司研发方向及开发战略制定者。此外,王普勇、 毛为喆、王瑞洁等多位高管均有多年产学界工作经验,核心团队具备较强研发技术水平, 有助于公司产品线的进一步成熟与完善。

财务分析:营收及利润稳步增长

2020-2023H1 公司营收增速较快。2019-2023H1 公司总营业收入分别为 1.16、1.62、1.93、 2.68、0.21 亿元,2020-2023H1 同比增速分别为 39.7%、19.0%、39.1%、35.4%,2020-2022 年 CAGR 为 32.3%,营业收入的快速增长主要得益于 CAE 行业的快速发展以及国防科技 领域软件国产化建设的大力推进。2019-2023H1 归母净利润分别为-0.13、0.33、0.50、0.54、 -0.32 亿元,2020-2023H1 同比增速分别为 359.3%、54.2%、6.8%、11.9%。2022 年公司 为增强产品竞争力,进一步扩大研发投入,从而导致归母净利润增速放缓。23H1 公司归母 净利润为负,主因收入确认集中在下半年,研发等费用投入前置。

工程仿真软件收入是营收的主要来源,仿真软件开发营收占比快速提升。公司主营业务可 分为工程仿真软件和仿真软件开发。2020-2022 年公司工程仿真软件收入 CAGR 为 26.3%, 主要增长动力来自国防军工领域软件国产化加速趋势下,军工集团及科研院所加大对国产 工业软件的采购力度,以及客户群体和数量的快速增长。2020-2022 年公司仿真业务收入 CAGR 达 64.3%,增速较快,主因公司为下游国防及军工单位提供的仿真高性能计算及云 平台项目顺利交付,带来较大的项目收入。23H1 工程仿真软件营收占比提升,主因工程仿 真软件持续放量,该业务收入较上年同期增长 328.6%。

CAE 产品标准化程度高,工程仿真软件毛利率达 95%以上。公司工程仿真软件、仿真产品 开发及其他业务 2019-2022 年的平均毛利率水平分别为 96.3%、26.6%、15.4%。其中, 工程仿真软件产品标准化程度较高,毛利率较高,符合公司所处研发设计类工业软件行业 高毛利的特点;仿真软件开发业务需要为客户提供软硬件、多模块一体化的产品,需要采 购一定金额的硬件设备和软件模块,2021 年,仿真产品开发业务毛利率同比下降 15.2pct, 主系公司为中国航发下属单位开发的高性能计算平台、仿真云平台等项目需要的服务器等 硬件设备较多,硬件成本增加,毛利率下降。

公司销售费用率和管理费用率较低,研发投入保持高位。2019-2022 年公司销售/管理/研发 费用率大致呈下降趋势,2022 年公司管理费用率同减 2.7pct,主因公司产品及业务逐渐成 熟,规模效应凸显,管理费用率逐年降低;2022 年研发费用率同增 1.0pct,主要系公司为 保持技术的前瞻性和领先性,持续地进行研发投入,研发人员数量及平均薪酬均有所增长。 毛利率变动主要受工程仿真软件和仿真产品开发两大业务占比影响,2022 年公司毛利率同 比下滑 9.9pct,主因毛利率较低的仿真产品开发业务收入快速增长。

受军工及科研院所客户回款节奏影响,公司应收账款周转率较低。2019-2023H1 公司应收 账款周转率分别为 0.86、1.18、1.10、0.99、0.06,低于 2019-2023H1 可比公司平均应收 账款周转率 6.61、5.15、4.18、3.84、1.80,主因公司客户主要为军工单位及科研院所, 该类客户通常采用预算管理和集中采购制度,需要通过预算、审批、合同签订、货款结算 等流程,周期相对较长,导致公司应收账款周转率较低。 23H1 公司货币资金充足,有利于后续产品拓展与升级优化。2019-2023H1 公司货币资金 分别为 1.02、1.65、1.59、1.69、22.92 亿元,同比增速为 62.1%、-3.6%、6.3%、1679.6%。 2023H1 货币资金大幅增加,主因公司成功上市募资,带来大量现金流。据招股说明书,公 司募集资金投资项目分别为研发中心建设项目、工业仿真云项目、260 台 DEMX 水下噪声 测试仪建设项目、营销网络建设项目等,均围绕公司主营业务展开。我们认为,充足的现 金流可为产品的拓展与更新迭代提供有力的支撑,有望进一步提升公司竞争力。

CAE:工业设计之基石,国产替代开启星辰大海

CAE 行业:研发设计核心工具,市场规模有望加速扩张

CAE 软件是产品研发实现正向设计、原始创新的重要工具软件。索辰科技主要从事 CAE 软件的研发、销售和服务业务。CAE 即计算机辅助设计(Computer Aided Engineering), 狭义指用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析,并对其未来的工作状态和运行 行为进行模拟,从而证实未来工程、产品功能和性能的可用性和可靠性。在工程/产品设计 过程中,CAE 软件能够起到优化设计方案、提升产品性能、大幅减少试验次数、提升研发 效率等效果,是产品研发实现正向设计、原始创新的重要工具软件,主要应用于航空航天、 船舶海洋、发动机等的模拟分析。

本质上,CAE 可拆解为:数学+物理学(底层)、计算机科学(中层)、工程学(外层)。CAE 软件是一种综合性、知识密集型的信息产品,本质是将理论模型进行求解所得到的代数求 解过程固化成的计算机程序,且包括丰富的工程数据、模型和简单易操作的用户界面和结 果分析功能,融合了物理学、数学、工程学、计算机科学等多学科的算法和技术。从本质 上看,CAE 软件可以拆解为三层: 1)数学+物理学(底层):CAE 的本质是使用物理法则对现实世界进行描述,而后利用结 构离散化的思维解决由物理法则描述的抽象化工程问题,涉及结构力学、材料力学、理论 力学等特定物理规则,以及有限元法(FEM)、有限差分法(FDM)、边界元法(BEM)等 离散求解方法。 2)计算机科学(中层):计算机科学是连接底层算法和外层工程学应用的纽带,负责对物 理法则和数学方程进行代码分装,并为仿真模拟过程提供算力支持,构建用户交互界面与 模块,优化使用体验。 3)工程学(外层):对工程知识的理解是 CAE 在具体应用层面的表达。不同垂直行业有自 身的设计规范和标准,制造/设计涉及的工艺流程需要行业 Know-how 作为支持,同时,下 游用户的使用习惯和绑定程度也决定了 CAE 软件在工程学领域的应用形式。

求解器体现产品核心竞争力。CAE 软件包含前处理、求解计算和后处理三个阶段:1)前处 理:包含 CAE 几何模型与物理模型的建立、网格划分以及物理属性和边界条件添加等功能 模块;2)求解计算:运用求解器将 CAE 软件底层的物理、数学算法用计算机语言展示并 计算求解,直接决定了 CAE 软件的仿真精度,是产品的核心竞争力;3)后处理:为客户 提供可视化界面,通过图表、图形、动画等方式展现工程问题的模拟结果。

CAE 仿真可缩短工业产品开发周期、节省研发设计费用。从设计角度看,CAE 仿真借助计 算机分析,帮助设计者寻找最佳产品设计方案,确保了设计的合理性,缩短产品设计周期, 降低材料和设计人工成本;从实验角度看,CAE 仿真通过构建“虚拟样机”,替代传统验证 过程中“物理样机验证”过程,缩短设计-验证-制造循环周期的同时,节省生产物料成本。 因此,CAE 软件在工程设计和分析领域扮演十分重要的角色。

2021 年全球 CAE 市场规模约为 90 亿美元。CAE 软件作为工业制造仿真的基础工具,在 近年来高端制造业稳定向好的发展态势下,全球 CAE 市场规模不断扩大。据 Credence Research,2016-2021 年全球 CAE 市场规模由 50 亿美元增长至 90 亿美元,预计 2025 年 达到 128 亿美元,2022-2025 年复合增长率为 9.2%。据 Grand View Research,CAE 软 件主要应用于汽车、国防军工、电子电器、工业装备、医疗设备和其他领域,其中,2025 年汽车及国防军工领域市场规模有望超过 30 亿美元。我们认为,随着 CAE 软件应用领域 的扩大,以及与细分领域融合程度的不断加深,CAE 市场规模有望实现快速扩张。

工业设计需求驱动下,国内 CAE 市场规模增速有望逐步加快。据 IDC,2016-2020 年我国 CAE行业市场规模从10亿美元增长至18亿美元,预计2021年达到21亿美元,同增16.7%, 明显高于全球增速水平。我们认为,未来在制造工艺复杂度提升带来的设计工具仿真要求 提高、新能源与汽车等新兴产业仿真需求增加等因素的驱动下,中国 CAE 市场将持续扩张。 据 IDC,2022-2026 年国内 CAE 市场规模 CAGR 将达到 18.4%,有望保持较快增长。

竞争格局:国产替代前景广阔,公司具备多学科覆盖优势

国内 CAE 行业市场高度集中,国产化率较低。CAE 行业具有较高的核心算法、人才储备、 客户 Know-How 等行业壁垒。在核心工业软件领域中的 CAE 软件市场,Ansys、达索、西 门子已形成巨头垄断的局面,在国外市场占据着技术、规模和市场的绝对优势;在国内市 场,外资巨头依靠技术优势和先发优势占据了较大的市场份额。据 IDC 数据,从市场集中 度看,2021 年我国制造业 CAE 软件市场中,CR3(安西斯、达索、西门子)占比为 45.8%, 市场集中度较高。此外,据工信部,2020 年中国研发设计类工业软件国产化率仅有 5%。 我们认为,在中美贸易摩擦等外部环境变化下,工业软件国产替代有望加速,以 CAE 软件 为首的研发设计类工业软件具备广阔市场空间。

国产 CAE 厂商多点突破,部分自研产品具备较强竞争力。21 世纪年以来,随着高端制造 业转型的不断推进,国内 CAE 下游各行业应用市场需求持续扩大,尽管国外 CAR 软件厂 商在市场中具有较强的领先地位,但不能完全满足国内工程、制造业等领域内研发、生产、 制造、建设等环节中的全部仿真设计需求,市场中存在较多围绕特定行业应用而催生的 CAE 软件二次开发业务,为中国本土 CAE 软件的市场化发展提供契机。国内 CAE 行业迈入快 速发展时期,大量 CAE 公司相继成立,一些厂商已经拥有针对特定领域的全自研核心技术, 在细分领域具备可对标海外龙头产品的竞争力。

国产 CAE 厂商中,索辰科技具备稀缺优势。对比同业 CAE 厂商,我们认为,公司深耕 CAE 软件行业多年,拥有一定稀缺优势。首先,从 CAE 行业细分市场来看,据公司招股书,市 场需求最大的细分领域为结构、流体、电磁,总计占据 85%的市场份额。公司当前 CAE 产 品矩阵中,已实现对三大学科领域的覆盖,且部分产品具备与海外龙头同等性能表现。其 次,对比国内上市公司霍莱沃,公司 2022 年 CAE 营收体量约为霍莱沃 CAE 业务营收的 6.4 倍,且霍莱沃 CAE 产品集中在电磁仿真领域,公司产品适用范围更广。

驱动力:从军工单位到商业市场,国产替代有望驱动 TAM 延伸

CAE 产业扶持政策持续加码,国产替代进程有望加速。2021 年 11 月工信部发布《“十四 五”软件和信息技术服务业发展规划》,明确提出要研发推广计算机辅助设计、仿真、计算 等工具软件。2022 年 3 月 14 日,发改委在《关于做好 2022 年享受税收优惠政策的集成电 路企业或项目、软件企业清单制定工作有关要求的通知中》,将 CAE 软件归为研发设计类 工业软件重点软件领域。我们认为,在中美贸易摩擦的背景下,国家层面不断出台 CAE 产 业扶持政策,加速国产替代进程,CAE 产业龙头有望迎来国产化发展机遇。

国防支出预算稳步增长,助力 CAE 在军工领域加速应用。据国防部,2023 年中国国防支 出预算约为 1.58 万亿元,同比增长 7.0%,2017-2023 年国防支出预算 CAGR 为 7.5%, 保持稳定增长。同时,据国防部,在 2022 年和 2023 年国防支出预算新闻发布会中,均强 调新增国防预算将着力加快武器装备现代化建设,加速科技向战斗力转化。而武器装备现 代化建设,需要进行大量的仿真试验,CAE 软件广泛应用于航空航天、核工业、船舶海洋 等军工领域,有望受益于国防信息化发展。

公司深耕军工领域多年,旗下产品可满足大部分军事仿真需求。公司始终以客户需求为导 向,不断突破并积累领先的核心算法经验,各类产品均实现了与军工产业的深度融合,相 关产品性能已得到国内众多军工单位和科研院所认可,被规模应用于国内国防军工、航空 航天、兵器传播等领域。

军工客户粘性较强,公司或将持续受益于国防军工国产化进程。公司的客户主要为中国航 发、中国船舶、航天工业等军工单位及科研院所,2022H1 军工单位贡献营收约 88.92%, 前五大客户分别为中核集团、中国兵工、航空工业、无锡超算、中科院。我们认为,军工 产品选型、招标有着严格标准,供应商不会轻易更换,有望为公司带来较好的客户粘性。 在工业软件国产化及核心技术自主可控背景下,公司有望依托多年积累的行业 Know-How 与客户服务经验,进一步扩大国防军工领域优势,持续受益于国产替代浪潮。

产品持续打磨,未来有望应用拓展更多商业场景。随着工程制造不断向精密化、复杂化方 向发展,各细分领域对 CAE 软件的需求逐步提升,CAE 软件应用范围不断拓宽,深度参与 工程设计制造的众多环节。以桥梁建造为例,CAE 软件通过仿真模拟能够实现对桥梁进行 较为准确的受力分析,模拟其在各种工况下的动态反应。具体来说,CAE 有限元分析可以 用于模拟各类桥梁的受力、施工工况、动荷载的耦合等。我们认为,随着公司在军工市场 持续打磨 CAE 产品,产品力提升有望帮助公司未来拓展商用飞机、桥梁建造、汽车制造等 更多 B 端场景,实现 TAM 的持续抬升。

公司优势:核心工具多点突破有望助力公司市场份额提升

公司主营业务由工程仿真软件和仿真产品开发构成,产品涉及流体、结构、光学、声学、 电磁、测控、多学科等多个方向,可满足航空航天、国防装备、船舶海洋、重型机械、核 工业、电子电器、地面交通等复杂产品或工程领域的仿真需求。 1)工程仿真软件:通用型的仿真工具软件,是公司核心技术的集中体现,由三部分构成: ①单一学科仿真软件:包含流体、结构、声学、电磁等仿真软件,可实现不同场景、不同 工程环境的仿真模拟计算;②多学科仿真软件:将多类型仿真软件与仿真系统集成在同一 个仿真软件下运行,提升复杂工程整体设计效率;③在产品系统及详细设计、试验验证、 生产等阶段引入仿真分析方法,实现产品设计、生产全周期的仿真驱动。 2)仿真产品开发:定制化产品。该类业务主要面向军工单位及科研院所,客户普遍存在专 业化、定制化的仿真需求,公司给予在 CAE 领域的核心技术及产品积累,为客户提供一体 化、多方位的仿真产品。

核心优势一:部分求解算法已突破海外技术壁垒

海外龙头深耕 CAE 行业多年,国产 CAE 加速追赶。从 CAE 行业发展历史来看,达索、 MCS 等海外 CAE 龙头厂商起步较早,大多脱胎于高端工业制造领域,与工程实践深度融 合,为 CAE 仿真技术打下坚实基础。同时,海外厂商通过自研或并购逐步构建起成熟完备 的产品体系,并通过与下游客户紧密合作,不断优化仿真算法,构筑起一条基于行业 Know-How 经验的技术护城河。相比之下,国产 CAE 软件起步较晚,正在加速追赶。

复盘海外 CAE 龙头发展历史,我们发现 CAE 软件的成熟体现在逐步完善的产品体系。我 们认为,CAE 仿真软件技术壁垒较高,需要融合物理、数学、计算机、工程学等多学科知 识,因此产品研发难度较大,单一点工具产品往往难以充分满足下游客户需求,也难以支 撑企业实现足够的营收体量,产品体系的丰富度往往成为衡量学科软件成熟度的重要指标。 复盘历史来看,海外厂商正是通过持续不断地自研+并购,拓展自身的产品矩阵,从而巩固 竞争壁垒,一步步实现产品化能力的成熟与完善。具体来看:

1)西门子:自研+并购优势软件产品,逐步实现设计制造全流程软件覆盖。西门子数字化 工厂集团旗下机构 Siemens PLM Software,是全球领先的产品生命周期管理(PLM)软件 和生产运营管理(MOM)软件、系统于服务提供商。Siemens PLM Software 主要由 UGS 演变而来,经历了多次并购重组于整合,2007 年后基本稳定并形成目前的架构。西门子一 直坚持自研与兼并整合相结合的战略,逐步由设计初期的 NX CAD 三维设计软件到 CAE 仿 真测试、工业制造以及工艺规划,工业仿真软件体系不断成熟。

2)达索系统:深耕航空工业,从优势行业到多垂直领域覆盖。1981 年,为配合达索航空 公司幻影系列战机的研发,达索系统应运而生。航空航天领域在设计复杂度、安全性等诸 多方面都有着近乎完美的苛刻要求,因此,达索系统在诞生之初就建立了极高的技术壁垒。 达索系统以航空航天仿真为起点,通过并购不断完善在流体、复合材料、多物理等领域的 仿真产品体系,打造覆盖全系统、全流程、全领域、虚拟结合的全数字化研发平台,在航 空航天、国防、交通运输、汽车等领域的拥有领先技术优势地位。

3)ANSYS:脱胎于核工业仿真,通过并购不断拓宽产品体系。1963 年,ANSYS 前身是 创始人 John Swanson 博士为计算核反应堆火箭加载温度和压力的结构应力而编写的仿真 程序 STASYS,该程序可以利用整合及一般性的有限元素法程序来取代复杂的手算,提高 工业设计效率。1970 年,ANSYS 正式宣告成立,几十年来,除了投入大量经费对软件进 行升级优化之外,ANSYS 不断通过并购吸收工业仿真软件优质企业。例如,2006 年,ANSYS 收购流体仿真领域龙头企业 Fluent,为其在流体仿真领域的发展打下了坚实的基础,进一 步拓宽了客户覆盖面,有力地带动公司营收增长。近二十年来,ANSYS 通过数次并购,当 前形成了涵盖结构、流体、电磁、材料、多体动力学等领域的产品矩阵。

对标安西斯/达索,公司部分产品已实现对常见功能模块的覆盖。海外 CAE 龙头企业经过 数十年的快速发展,形成了丰富的产品矩阵与功能模块。以公司的流体和结构软件为例, 产品可应用于众多常见工程应用场景,如湍流模型、气动噪声、疲劳断裂分析等,应用场 景广泛。我们认为,随着仿真模拟软件的持续优化,公司 CAE 软件产品的功能模块有望得 到进一步扩充,从而形成更为丰富的产品矩阵,逐步实现对仿真场景的全面覆盖。

多学科产品矩阵源自持续不断的研发投入。成立以来,公司始终坚持核心技术的自主创新, 基于对物理学、数学等学科理论的深入学习,不断开发各类先进求解器算法并持续优化。 2010 年公司发布第一款结构与流体仿真软件,不断增添气体动理学(GKS)、直接模拟蒙 特卡洛(DSMC)、光滑粒子流(SPH)等核心算法求解器,仿真应用范围逐步扩大,已实 现对流体与结构前沿产品的技术突破。

公司流体与结构仿真软件部分核心算法已具备对标海外前沿产品的竞争力。自成立以来, 公司始终坚持自研 CAE 核心技术的发展战略,在气体动理学、蒙特卡洛等求解算法领域已 经实现了对国外原有技术的突破,在求解效率、软件可用度等方面,有一定的技术先进性。 我们认为,随着公司软件产品应用领域的不断扩张、算例持续扩充、算法继续迭代,公司 产品或将体现出更强的市场竞争力。

核心优势二:仿真精度可对标海外领先产品

仿真精度是 CAE 仿真软件的重要考量标准。仿真的本质是用物理模型模拟现实,用数学求 解物理模型,再用数据结果指导现实,过程中可能产生三重误差,进而对产品结构与质量 产生影响,造成不必要的成本浪费。因此,提高仿真精度,增强仿真的实践指导意义,已 成为 CAE 产品技术发展与优化的重要助推力。

公司流体与结构仿真软件已取得与海外同业产品相近的仿真效果。仿真精度可以通过与真 实系统变量数据间的相对误差核绝对误差来衡量,误差越低,精度越高。具体而言,公司 CAE 产品的高精度仿真体现在:

1)流体仿真软件仿真精度测试:据公司招股书,在同等模型测算下,公司流体仿真软件的 计算结果和行业主流产品 Fluent 的计算结果或理论解的差异较小,仿真精度较高,产品具 有先进性。

2)结构仿真软件仿真精度测试:据公司招股书,第三方测试公司选取典型的四缸柴油机机 体模型,用索辰 Virgo 和安西斯 Mechanical 软件分别对外侧气缸爆发时的工况进行了仿真 测算,两款软件重点考察部位的等效应力、整体最大变形数值仿真值较为接近,表明 Virgo 软件能够取得与 Mechanical 同水平的仿真精度。

3)多学科仿真软件综合多物理场耦合分析结合,进一步提升仿真精度。在具体的行业应用 中,不同环境下可能存在诸多特异性问题,使用单一学科仿真软件可能会忽略各物理场间 的交互作用,影响最终结果的仿真精度。因此,公司推出了以 EMT 为代表的多学科仿真软 件,EMT 提供强大的多目标优化计算引擎,可以内嵌或调用各学科核心算法求解器模块, 帮助用户快速寻找复杂工况环境下的最佳设计方案,提升在多物理场环境下的仿真结果。

核心优势三:计算效率不断提升,工业仿真云平台有望进一步拓宽客群

随着工程问题复杂度的不断提升,CAE 仿真对算力的逐步扩大。CAE 仿真软件经过多年的 发展,能力边界不断被拓宽,表现为更丰富的数学求解方法(如有限元方法拓展、与其他 数值方法联合求解)、更丰富的产品功能(如从求解器向前后置处理软件扩展),对算力的 需求不断扩大。一般情况下,会使用多个处理器并行的方法加速运算过程,但由于部分算 法的计算模式限制或固有负载等因素的存在,处理器核数增加也难以提升计算效率。因此, 并行效率是评估算法优劣的重要因素。

对比同业竞品,公司产品具有更高的并行效率。以流体仿真软件为例,据公司招股书,无 论是在显式求解还是隐式求解格式下,与安西斯 Fluent 流体仿真软件相比,使用同等 CPU/GPU 核数加速时,公司 Aries 软件均取得较高的加速比,即实现较高的并行效率。

高性能计算及云化平台有望提升公司产品的并行计算能力,增强技术竞争力。公司的主要 客户为国内军工单位及科研院所,部分客户在设计与制造过程中需要进行大量的仿真模拟 计算,对算力要求较高,单纯的算法优化不能满足客户对计算效率的要求。因此,积极研 究和应用前沿计算机技术,通过高性能计算、云平台等技术提升公司产品的并行计算能力, 增强技术竞争力。工业仿真云与高性能计算平台的有效结合可实现客户计算资源的充分利 用,提升仿真效率,实现快速处理极复杂模型的高级仿真、降低计算成本的效果。

持续优化升级工业仿真云平台,有望触达更多用户市场。根据公司招股书募投项目说明, 公司将持续加强工业仿真云建设,推进应用层云端 CAE 仿真软件研发与服务层平台生态建 设两部分,通过云计算与仿真技术的融合降低用户的使用成本,在更好地服务军工集团和 科研院所的同时,进一步触达更为广阔的民用市场。

工业仿真云项目投产有望为公司带来每年 3.3 亿元的稳定收入现金流。工业仿真云项目预 计将在第一年建设完成,在第五年达产,服务于中小企业用户和大企业用户。项目达产后, 预计能够服务 2000 家中小企业用户,以单用户每年平均使用 100 次、单次平均金额 768 元来计算,预计能够为公司创收 1.54 亿元;同时,该产品预计能服务 50 家大企业用户, 以单用户年平均使用 365 次、单次平均金额 9600 元来计算,预计创收 1.75 亿元。因此, 我们认为,工业仿真云平台达产后,能够有效拓展公司的商业市场客群,打开成长空间。


(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。)

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