当前位置: 能电机 >> 能电机发展 >> 中控技术研究报告流程工业智能制造领域领军
(报告出品方/作者:国信证券,熊莉、库宏垚、张伦可)
公司概况:浙大起家,自动化领军企业
流程工业领军企业成长史—深耕流程工业自动化20年,从工业3.0迈向工业4.0
中控技术是流程工业智能制造领域的领军企业。年,身为浙大教授的褚健创办浙江大学自动化公司,成为中控技术的前身。公司正式成立于年,是中控科技集团的核心成员企业。公司以集散控制系统(DCS)为业务起点,多元拓展发展成为集DCS、仪表、工业软件为一体的工业3.0+4.0智能制造厂商,产品和解决方案广泛应用于化工、石化、电力、制药等流程工业领域。
自成立以来,公司的发展大体可以分为四个阶段:
(1)-年:公司主要产品是自主研发的DCS系统,主要面向中小企业客户,开始实现对国外品牌DCS系统的国产化替代。
(2)-年:以中标中石化武汉分公司项目为标志,公司开始全面突破中大型项目,同时在产品谱系上不断拓展,延伸控制阀、仪表、工业软件等业务。公司进入中高端市场,全面实现对国外品牌的追赶和超越。
(3)—年:公司通过打造智能制造示范项目,为流程工业智能制造转型奠定良好基础,持续研发迭代数据库软件、先进控制软件、MES等工业软件,帮助客户实现智能化转型。
(4)年至今:商业模式蜕变,打开全球化增长曲线。在此期间,公司通过打造灯塔工厂,逐步从服务工业3.0项目转型服务工业3.0+4.0项目,发布PlantMate高端品牌和5S店销售策略,全方位实现客户数字化转型需求。公司在国际顶级客户及市场持续突破,成功进入沙特阿美、巴斯夫等供应商名录,后续国际市场有望成为公司收入的重要组成部分。
公司股权结构与管理层—流程工业领袖带队,股权激励绑定员工利益
公司实际控制人褚健先生直接持有中控技术14.65%的股份,并通过杭州元骋企业管理合伙企业间接持有中控技术7.99%的股份,共计持有中控技术22.64%的股份。杭州元骋设立于年3月,为公司持股平台,同年褚健先生将所持公司3,万股股份转让给其控制的杭州元骋,用于对公司高管及核心人员进行激励。褚健先生是国内工业自动化领域的领军人物,目前担任公司战略顾问,参与公司总体发展战略研究和指导经营团队开展经营计划。
公司管理层资历深厚,兼具专业才能与全球视野。董事长、总裁CUISHAN(崔山)先生,兼具工程师与销售复合背景,拥有多家国际自动化巨头的高管经验,在其带领下,中控技术以成为流程工业数字化的全球领军者为发展方向。团队其他核心成员多毕业于浙江大学自动化专业,且多在中控技术工作近20年,具有扎实的专业能力和丰富的管理经验。公司上市后,管理团队注入新鲜血液,有望为中控技术赋予新动能。
公司历次股权激励计划梳理
上市前连续4次激励,绑定骨干员工利益,彰显公司长期发展决心。年,公司进行了四次股权激励,员工和高管均有覆盖,激励人数占当时员工总数的30%。第四次股权激励给予了明确的业绩目标,考核标准为-年,公司累计收入分别不低于24、51.5、83.5、.5亿元,对应当年收入分别不低于24、27.5、32、37亿元;累计净利润分别不低于3.5、7.5、12.5、18.5亿元,对应当年净利润分别不低于3.5、4、5、6亿元。-年,公司均超额完成当年业绩考核目标,营收和利润实现快速增长。
公司优势产品概览—起步于DCS,逐步扩充仪表和工业软件
当前,公司主要面向流程工业企业“工业3.0+工业4.0”的数字化需求,提供以自动化控制系统为核心,涵盖工业软件、自动化仪表及运维服务的技术和产品,形成具有行业特点的智能制造解决方案,赋能用户提升自动化、数字化、智能化水平,实现工业企业高效自动化生产和智能化管理。
公司以研发生产DCS系统为业务起点,逐步迈向工业4.0。工业3.0指的是实现设备层和控制层的自动化,公司在自动化控制领域产品谱系较为丰富,主要包含核心DCS控制系统,安全仪表SIS控制系统和网络化混合控制系统。同时公司不断丰富自动化仪表类产品,包括变送器、控制阀、安全栅、校验仪等。随着公司对流程工业Know-how的不断积累,公司进一步拓展工业软件类产品,打造智能制造整体解决方案,稳步向工业4.0的智能化迈进。
从业务结构来看,工业自动化及智能制造解决方案是公司主营业务收入的主要来源。根据年年报,工业自动化及智能制造解决方案占比总收入的72.5%,其中包括工业3.0和4.0的组合解决方案;自动化仪表占比总收入约11.5%;单独对外销售的工业软件占比总收入约7.9%,比例逐步提升。
根据工业自动化及智能制造解决方案项目中是否包含自动化仪表、工业软件等,可将项目分为控制系统、控制系统+仪表、控制系统+软件+其他三类。年至年,控制系统项目在整体收入中始终占据较大比重,且收入值保持稳定增长,是公司的发展根基。同时,解决方案中包含工业软件的项目收入持续增长,占总收入比例也进一步提升,在年达到了15.83%,符合公司业务迈向工业4.0的发展战略。
公司销售模式和客户结构—直销为主,深度绑定头部大客户
销售模式方面,公司主要采用直销的方式,面向流程工业客户,销售自动化控制系统、工业软件等智能制造产品及解决方案。公司通过构建“区域+行业+产品”的组织架构,积极开创线下5S店管家式服务和线上PLANTMATE工业一站式平台新模式。
5S店是指在国内各化工园区,建立以企业为中心的营销服务网络,将公司的Sales(产品销售)、Spareparts(备品备件)、Service(服务)、Specialists(专家)以及Solutions(解决方案)五大业务内容拓展至各线下门店,从而贴近终端客户。公司目标在年前完成家园区5S店的建设,实现全国超过个化工园区的覆盖,其中包括家线下店和家线上虚拟店的开设,超过亿元收入的店达到30家。截止年12月末,公司拥有家线下5S店,覆盖了全国华中、华东、华南、东北、西北、西南六大地区,中、大型店从39家增加至68家,其中收入万元以上单店从16家增加至33家。
线上打造PLANTMATE工业一站式服务平台,全方位提升客户黏性。PLANTMATE是公司推出的针对工业领域的电商平台,通过引入第三方商户进驻线上商城、提供工业SaaS服务、按照客户需求派单、给商户提供联储联备、知识培训等服务,最终为客户打造全体系覆盖的工业解决方案。自年推出PlantMate以来,平台快速发展,五大功能版块联合了上千家生态圈战略合作品牌,服务于一万余家客户。PlantMate线上平台致力于搭建智能化资源服务生态圈,以“需求+资源+产品+解决方案”的服务模式,为客户创造价值。
客户结构方面,公司客户群体较分散,与下游优质大客户深度绑定。年,公司前五大客户销售额为71,.20万元,占年度销售总额15.81%,较上年同期增长3.08%,整体客户结构较分散,对单一客户依赖程度低。同时,公司与中石化、中石油等多个大型国企合作多年,深度绑定,下游客户为公司提供了持续稳定的订单来源。公司下游从石油、化工领域起步,与行业头部厂商长期合作,成功完成多个大型项目,行业Know-how持续积累,随后进一步拓展到电力、医药、冶金等领域。
公司财务分析—收入利润快速增长,毛利率维持在较高水平
1、收入及归母净利润情况
-年,公司收入呈加速增长趋势。年,公司实现营业收入45.19亿元,同比增长43.08%,-年营收复合增速为27.41%。年,公司归母净利润约5.82亿元,同比增长37.4%,恢复加速增长趋势。-年公司归母净利润复合增速为37.46%。年、年、年公司非经常性损益较高,主要系当年政府补助增加所致。年、年、年公司非经常性损益较高,主要系当年政府补助增加所致。公司年政府补助为万元,、、年分别为//万元。
从收入结构来看,智能制造解决方案收入占比呈持续下滑态势,但年仍贡献了公司总收入的72.51%。自动化仪表收入占比呈上升趋势,年占比提升至11.49%。工业软件及服务占比逐年上升,年占比约12.46%。此外,公司收入绝大部分由国内贡献,年国内收入占比约95.9%。
2、毛利率及费用率
自年以来,公司毛利率略有下降,主要由于公司项目体量上升,部分大项目的毛利相对较低,以及S2B平台销售第三方产品的毛利率偏低。年,公司整体毛利率为39.25%。后续随着高毛利率的工业软件业务占比逐步提升,公司毛利率有望恢复上升趋势。费用率方面,公司管理费用率和销售费用率呈明显下降趋势,主要受益于收入增长带来的规模优势,和品牌效应带来的溢价。公司始终保持较的研发投入,年研发费用率为10.99%。
3、现金流情况和营运能力
年,公司经营性净现金流出现下滑,主要由于公司业务规模扩大、存货采购和人员薪酬支出增加所致。营运能力方面,公司存货周转率基本保持稳定,年略有提升至1.07。公司存货周转的速度主要取决于工业自动化及智能制造解决方案的业务周期。由于公司业务主要面向流程工业客户,对安全及生产要求严格,项目复杂度较高,导致业务周期相对较长,因此公司存货周转率相对较低。存货的构成主要是发出商品、库存商品和原材料增长比较快。
产品体系详解:软硬兼备,丰富解决方案
中控技术作为流程工业自动化的龙头厂商,目前公司智能制造解决方案主要包含控制系统、自动化仪表和工业软件,帮助工业企业用户实现从工业3.0到工业4.0的转变,赋能用户实现“安全生产、节能降耗、提高质量、降本增效、绿色环保”的五大目标。
自动化控制系统—流程工业控制的大脑,公司稳居行业第一
1、DCS系统
DCS是流程工业控制的核心,国内市场处于稳健增长阶段。DCS(DistributedControlSystem)即集散控制系统,又称“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”,是实现控制生产全流程的“工业大脑”。DCS控制系统由输入输出模块、通信模块、控制器和人机界面组成,用于实现对生产过程的数据采集、控制和监视功能,主要应用于流程工业领域,下游包括化工、石化、电力、核电、制药、冶金、建筑等。
DCS行业市场规模达到87.43亿元,需求主要来自化工、石化、电力等流程工业领域。年,国内DCS市场规模为87.4亿元,同比增长7.2%。工业数字化趋势下,DCS控制系统作为流程工业智能化的核心,国内市场预计仍会保持5-6%的年增长率。从下游应用行业来看,年,化工、石化和电力三大行业占据国内DCS市场80.7%的份额,其中化工行业作为DCS第一大市场,规模达到32.3亿元。
行业Knowhow赋能产品竞争力,六大特性奠定产品基础。DCS系统对于新进入的厂商有较高的壁垒,主要体现在一套成熟的DCS系统需要对下游行业的工业流程有较深的理解,工业程序的积累为产品后续的升级迭代奠定良好基础,促进了应用的广泛和多样性。在石油化工等流程工业中,温度、压力、流量、液位的检测和控制为DCS系统需要满足的首要功能,但是具体性能的优异可体现在精度的控制上,比如在石油大型工艺设备运转中,如何把握开关量的顺序控制;不同下游对精度的要求也有所不同,比如石化和电力行业对SOE(SequenceOfEvents,查找事故原因)的精度要求差异很大,8-10msvs1ms。作为流程工业头部自动化控制设备厂商,与行业客户合作越紧密,对该行业先进工业的理解也会越深度,致使产品竞争力与行业中长尾厂商的差距逐步拉大。这也解释了为什么DCS系统很长一段时间内都以海外厂商占据主导地位。由于DCS系统牵扯到整个生产流程的核心控制部分,一旦出现故障,难以避免生产流程停滞所带来的损失。同时,当更换DCS系统时,连接现场仪表、阀门、电机控制器等的上万个I/O点接口需要重新连接部署,成本较高,因此客户对DCS产品的黏性较强。
公司DCS产品主要有两个型号,分别是JX-XP和ECS-,两者区别在于前者主要针对中小项目,后者适用于中大型项目。面向中小项目的JX-XP特点在于拥有化工、石化、电力等典型流程行业丰富的行业算法库,是公司销售数量最大的自动化控制设备。ECS-作为面向中大型项目大规模联合控制系统,支持全冗余系统结构、分区分域、多人组态等先进功能。同时公司针对不同应用场景,提供全自主可控的ECS-X系统。
公司在国内DCS市场占据龙头地位,国产替代仍有广阔空间。DCS系统普遍以十年为替换周期,十年前市场中主要以外资品牌为主,而中控技术作为当前的DCS系统头部公司,有望在设备更换周期把握机遇,进一步提升市场份额。公司成立至今共完成了00多个DCS项目,服务DCS用户超过个,覆盖全球30多个国家和地区,打造了众多标杆案例(如中天合创、神华宁煤、新疆天业、浙江龙盛、九江石化、新安化工、桐昆集团、阳煤集团、宁德时代等)。
年,中控技术占据国内DCS市场份额27%,外资厂商以艾默生、霍尼韦尔、ABB、西门子为主导共占据国内DCS市场份额39%,由于DCS系统在流程工业经济中至关重要,国产替代是必然趋势。-年,中控技术连续11年蝉联我国DCS市场整体占有率第一名,市占率从13%提升至33.8%。在化工和石化领域,公司的领先优势更加明显,年公司在化工领域市占率达到51.5%,石化领域的市占率达到41.6%。年,公司在与中石化、中海油、中化集团、东方雨虹等公司的合作项目中,落地了一系列具有业内影响力的项目,并且顺利进入巴斯夫的合格供应商名录,首次与巴斯夫合作落地生产装置DCS项目。公司面向海内外的高端市场持续突破,未来有望进一步突破高价值量大型项目。
2、SIS安全仪表系统
SIS(SafetyInstrumentedSystem)安全仪表系统相当于生产系统的“急刹车装置”,与DCS“动静相宜”。相较于DCS需要对生产过程进行“动态控制”,SIS是“静态”的,始终对系统进行监视,对异常情况进行快速处理,使危害降到最低。SIS系统主要由传感器、逻辑控制器以及最终执行单元组成,用于实现一个或多个安全回路功能,达到工艺装置要求的安全完整性等级(SIL)。SIS是保障工厂安全运行的核心装备,在工业生产期间提供对设备、人身、环境的安全保护,避免恶性事故发生。SIS主要应用于化工、石化、电力、油气、冶金等各个领域。
政策推动SIS市场快速增长。根据ARC数据,年,国内SIS市场规模为3.2亿美元,连续三年取得两位数增长。化工、炼化石化及油气为SIS主要下游应用行业,年三大行业合计占比超过SIS国内市场需求的80%。根据国家安全监管总局()号文件要求,自年1月1日起,所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的SIS系统;自年1月1日起,其他新建化工装置、危险化学品储存设施也需要设计符合要求的SIS系统。政策推动下,生产安全重视程度与日俱增,SIS系统在各行业的渗透率有望持续提升。我国SIS市场将保持8.3%的复合增速快速增长,预计年市场规模将达到4.76亿美元。
年推出高容积率的中小型安全仪表系统,拓宽SIS产品类别。目前公司SIS产品主要有两个型号,分别和TCS-和TCS-。TCS-SIS系统主要应用于有安全完整性等级(SIL3及以下)要求的关键过程安全控制场合,包括紧急停车系统(ESD)、火灾及气体检测系统(FGS)、燃烧管理系统(BMS)、大型透平压缩机控制(CCS)等。TCSSIS则相对外型较小,采用四重化或两重化构架的关键技术,支持冗余支持热插拔,总线布置配置灵活。
公司在SIS市场份额排名第二,与第一名差距逐年缩小。根据公司年报披露,年公司在国内安全仪表系统(SIS)的市场占有率为25.7%,排名第二,较年市场占有率提升3.3个百分点。年公司SIS市场占有率为24.5%,排名第二,仅次于康吉森。康吉森为施耐德电气TRICONEX安全仪表系统在国内唯一的分销商,与其自研的SIS产品形成较好协同效应。如果单看自有安全仪表系统出货量,实际上中控技术在中国市场已经排名第一。
3、网络化混合控制系统
网络化混合控制系统是基于通用通信协议(UCP)网络进行构架,使得产品适应现场分散的使用场合,满足连续或半连续工业过程,以及大型基础设施场所的控制需求。其集成多种控制功能、可视化、网络和信息技术,为各类应用程序提供完全集成化解决方案,如离散控制、运动控制、批处理和驱动控制等应用场合。其丰富的行业功能库和开放的组态方式能广泛应用于油气长输管道、轨道交通BAS、隧道环控、水利监控、综合管廊、污水处理、供水净水及其他市政工程等领域。(报告来源:未来智库)
自动化仪表—行业竞争格局分散,国产化替代空间广阔
自动化仪表是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。公司自动化仪表主要包括控制阀、压力变送器、安全栅等产品,其中变送器和控制阀的产品销售收入为公司自动化仪表业务的主要构成部分。压力变送器,是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备,主要参考指标有准确度、长期稳定性、量程范围等,单价在0.2-0.3万元。控制阀,属于过程控制中的终端元件,也是自控系统中的执行器,其分为调节阀、切断阀等多种类型,单价在0.55-0.65万元。
拓展补全自动化仪表业务,提升整体解决方案竞争力。公司以核心DCS控制系统为抓手迅速打开流程工业市场,通过向自动化仪表产品进行拓展,在投标时增强公司整体解决方案的竞争力。由于我国基础工业与海外差距较大,自动化仪表市场一直被海外巨头垄断,近年来国产厂商从中低端现场仪表类产品尝试突破。自动化仪表的技术难度主要体现在材料先进、产品使用寿命、性能指标等,比如控制阀如何把精度调节在较精细先进的水平。
压力变送器和调节阀市场,国产替代空间仍广阔。年,国内压力变送器市场规模为40.2亿元,同比增长9.2%,预计未来三年将保持3%的复合增速。当前压力变送器行业以外资企业为主,横河电机市占率28.6%,排名行业第一;国产企业川仪股份市占率5.6%,排名第三。
年国内调节阀市场规模为19.99亿美元,预计未来三年行业将保持5.3%的复合增速。国内调节阀市场集中度较低,年市场前十名总份额仅为41%,艾默生以8.3%的市占率排名第一,国产厂商中吴忠仪表与川仪股份较领先,但吴忠仪表份额仅为3.7%,排名第四。以公司年调节阀业务收入万元测算,公司调节阀市占率为0.6%。
公司自动化仪表业务实现稳健增长。年,公司自动化仪表业务实现收入5.16亿元,同比增长44%。公司招股书曾披露调节阀和压力变送器的具体收入(如下图所示),年公司控制阀产品实现收入0.98亿元,同比增长32.43%;压力变送器产品实现收入0.44亿元,同比增长76%。
工业软件—软件定义数字化,七大产品体系全方位优化生产控制
工业软件可分为嵌入式软件(工业通信、汽车电子等软件)、研发设计类(CAD、PLM等软件)、生产控制类(MES、DCS等软件)、和信息管理类(ERP、CRM等软件)。中控技术的主要工业软件产品布局在生产控制类软件,是智能制造的驱动内核。生产控制类软件要求集工业知识和行业“Know-How”于一体,与流程工业生产过程紧密结合,对竞争厂商壁垒要求较高。
中国工业软件市场增速领先全球,潜力巨大。年全球工业软件市场规模达到亿美元,近三年复合增长率约为5%。当前中国工业软件产业规模仅占全球工业软件市场规模的6%,仍处于渗透率快速提升阶段。-年,中国工业软件市场规模复合增长率为13%。年,中国工业软件市场规模达到亿元,同比增长16.5%。在中国生产控制类软件供应商中,国内厂商占据了50%的市场,涌现了上海宝信、和利时、中控技术这样的行业领军企业。随着中国工业快速发展,化工、石油等工业处于世界领先水平,与之对应的生产控制类软件具备了高端市场替代的可能性。后续随着中国智能制造转型加速,工业应用场景逐步增多,国产生产制造类软件的性能进一步完善,国产化率有望加快提升。
一、生产流程执行—MES(制造执行系统)
MES(制造执行系统)是面向生产制造企业车间执行层的生产信息化管理系统,位于上层的经营管理层与物联网组件层之间,实现生产车间与计划部门数据的互联互通。MES上接ERP或PLM软件,下接PLC/DCS/SCADA软件,具有很强的行业特性,不同行业的MES应用差异大。
MES行业竞争格局相对分散,外企主导市场。年,前八名的企业市占率合计39.7%。西门子、宝信软件、SAP分别以11.1%、7.6%、7.2%的市占率位居前三,中控技术市场份额为2.1%,位列第七名。我们认为凭借公司在流程工业领域的客户基础和产品优势,未来公司有望提升MES产品市占率。
年,流程行业拥有家大中型工业企业,假设流程工业平均MES项目单价为万元,当前MES普及率为25%,即对应流程工业MES市场空间为96.98亿元。
二、生产流程管控—APC(先进控制过程)、RTO(过程实时优化)、OTS(仿真培训软件)
APC(先进控制过程)是实现流程工业生产装置全流程平稳与协调控制的核心工具,通常在DCS、PLC、FCS等计算机控制系统已有常规控制的基础上,采用多种策略提高复杂工业过程的控制品质,增强系统的抗干扰能力和鲁棒性,降低劳动强度,实现节能增效的目的。公司是完全自主知识产品的APC软件供应商,产品已在中石化、中石油、中海油等流程工业企业应用多套,形成了80多种生产装置先进控制解决方案。
RTO(过程实时优化)指通过将回路控制与过程运行优化相结合,来解决复杂流程工业过程优化与控制问题。该产品使生产过程装置类似于汽车自动驾驶和路径最优规划等,实现了装置自动平稳卡边控制和技术经济指标最优化功能,从而提高装置运行整体收益。产品主要用于炼油、石化、化工、冶金、造纸、制药等行业。
OTS(仿真培训软件)目的在于提高生产安全性。工厂自动化程度的提高,一定程度上减少了操作人员失误的频率;在面临生产问题时,不正常操作或者误操作极易引发生产事故。传统操作人员的培训不仅危险大,而且进度较慢;因此模仿工厂操作的OTS成为发展趋势。
APC和RTO是工业4.0时代的重要软件,市场保持稳健增长。在工业4.0时代,随着工业生产进一步智能化,APC和RTO(实时优化技术)作为能显著改善生产环节、提高工业自动化水平的重要软件,发展前景广阔。年国内APC和RTO整体市场规模达到5万美元,同比增长16.5%,预计未来5年国内APC及RTO市场将会保持10.8%的复合增长率。
中控技术工业软件产品梳理
公司不断丰富工业软件产品体系,目前已经形成了包括实时数据库、数字孪生、生产管理、过程优化、生产安全、资产管理、供应链管理等七大类工业软件体系共计个工业APP应用开发,拓展了新材料、新能源、制药食品等新行业应用。能单独核算收入的工业软件主要包括MES(生产执行软件)、APC(先进过程控制)和OTS(仿真培训软件),其中根据公司招股书披露,MES和APC贡献了公司单独销售的工业软件主要收入。
软硬件结合数字化解决方案成竞标趋势,公司工业软件业务增长加速。年,中控技术工业软件实现营业收入8.71亿元,同比增长63.4%,占公司主营业务收入的比例为19.39%,系公司第三大收入来源。公司上市前,招股书曾披露单独对外销售的工业软件收入的具体构成情况,其中MES软件贡献了大部分收入。年上半年,MES软件的收入占公司单独对外销售的工业软件收入的比例为83.13%,单项目平均收入为74.45万元;APC软件占比为16.87%,单项目平均收入为87.29万元。公司单独对外销售OTS软件的金额相对较小,主要系该软件通常与控制系统一起销售,一般在解决方案中进行核算。
得益于公司在过程控制系统中智能仪表、DCS、PLC的完善产品线,公司能够实时获取大量生产过程中的数据,进而与MES进行无缝融合。技术上,公司参与起草MES国际标准,制订并发布了MES国家标准。目前,公司是与中石化、中石油、中海油同时进行战略合作的MES解决方案供应商,在石油、化工等行业拥有超过个的MES应用项目。年,中控技术市场在流程工业MES市场的份额为2.1%,位列第七名。我们认为凭借公司在流程工业领域的客户基础和产品优势,未来公司有望提升MES产品市占率。
公司在国内APC领域排名第一,市占率高达28.6%。APC需求主要来自于大型流程工业企业,公司头部效应显著。根据工控网统计,年,公司APC国内市场占有率28.6%,较去年市场份额提升1.6%,排名第一;其中在化工、石化行业市场占有率均排名第一。
公司APC系统在巨化氟聚厂案例效果明显:公司通过优化控制方案,实现了巨化氟聚厂所有HFP装置APC全覆盖。项目组开发了针对原料配比及组分波动、电压波动、歧化反应剧烈放热等异常工况的防飞温专家控制器,有效防止了裂解反应飞温现象的发生。裂解炉寿命由原来的3-6个月延长至9个月以上,检修次数由年均20次下降到年均5次,装置安全性得到全面提升。整个APC系统试运行以来,单位产品蒸汽耗下降9.2%,电耗下降9.5%,产品优等品比例由45%上升到51%,预估每年可为企业带来万元的经济效益。
行业简析:景气周期共振,对标海外龙头开启软硬并列发展
工业自动化行业概况—从自动化走向智能化
一、工业行业分类
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。
二、工业自动化控制产品架构
工业3.0的本质是工业自动化。简单理解,工业自动化就是通过利用各类自动化生产设备、自动化控制设备、结合仪器仪表等将大量生产过程繁重的人力部分转化为机械化生产,提高生产效率和质量。流程工业生产的运行模式特征突出,比如,生产过程连续,不能停顿,任何工序出现问题会使得整个生产线和最终产品受到影响;部分产业的原料成分、设备状态、工艺参数等需要达到实时或全面检测。流程工业的自动化挑战体现在自动化设备测量难、控制难、优化决策难等方面。
工业自动化控制的主要产品从功能上可以划分为控制层、驱动层和执行层。其中,控制层包括PLC、DCS、运动控制器等,驱动层包括变频器、伺服驱动器、行业一体化专机等,执行层包括伺服电机、步进电机、直驱电机等。
三、从自动化走向智能化,智能工厂解决方案架构解析
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。
工业自动化行业的周期性和成长性
一、工控行业整体规模跟随经济周期波动
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。8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,8年国内启动四万亿刺激,新的经济增长周期随即开启,PMI自8年历史低位后开启反弹;2)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,主要由于年我国经济首次进入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)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年一度达到16.5%。
-年,全球原油上游投资不足导致原油供应紧张。年,油价回暖,推动行业固定资产投资额加速增长。在新旧能源转型中,原油需求将继续攀升,全球仍然面临原油供给不足的问题,预计年国际油价将持续高企,未来3-5年,能源资源有望处在景气向上的周期。因此对应能源行业的工控投资也应呈向上趋势。
二、国产替代趋势助推行业成长性
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。-年,全球工控安全事件报告数量持续攀升,由件增长至件,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。
本土厂商快速成长,国产替代有望加速。工业自动化的产业链中,控制系统和执行系统是国产替代率相对较高的环节。控制系统中DCS、IPC/PC-based、驱动和执行中的减速器、伺服以及传感/仪表已达到较高国产化水平,代表性公司如中控技术(DCS)、雷赛智能(IPC)、绿的谐波(减速器)等等。CNC、伺服、传感/仪表和机器人本体的国产化正迎头赶上,国产替代率有望快速提升。9-年我国工控市场中国产品牌占有率稳步增长,年达到了36%。
多项政策陆续出台,鼓励工业自动化行业的发展与创新。近年来,工业自动化行业受到了各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。“十四五”规划中,提出推动制造业高端化智能化绿色化,同时强调推进产业数字化转型。此后,《关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见》、《工业互联网综合标准化体系建设指南(版)》等产业政策陆续出台,为工业自动化的发展提供了明确、广阔的市场前景,为企业提供了良好的生产经营环境。
海外工业巨头发展历程—从硬到软,走向并购
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。0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。(报告来源:未来智库)
二、传统巨头走向工业4,0的发展脉络—不断收购,从硬到软
艾默生—全球流程工业数字化巨头,最新完成Aspen55%股权
收购艾默生是一家全球性的技术与工程公司,为工业、商业和住宅市场客户提供创新性解决方案。公司成立于年,最开始的业务以电机等硬件制造为主。3年,艾默生进行战略变革,将自动化业务确定为今后的主要发展方向。6年,艾默生收购了罗斯蒙特的过程控制仪表业务,随后通过一系列的收购战略和海外扩张,发展成为了一个全球技术解决方案的提供商。
聚焦工业软件,不断收购细分领域龙头厂商。步入工业4.0时代,大型成套机械设备等优势领域已进入成熟期,单一提供设备不再满足下游用户的需求。艾默生将智能化手段融入其中,积极调整业务结构以适应市场需求的变化。一方面,艾默生对于公司的核心业务进行了调整。年,艾默生宣布将其业务组合重新定位为两个核心业务平台——自动化解决方案和商住解决方案,年,艾默生以52亿美元出售了网络能源、马达电机两项业务,主动剥离了一部分硬件业务。同年,艾默生推出PlantWeb数字生态系统,系统结合了数据采集、数据传输、数据存储与处理以及应用技术,通过全面感知及专家分析,提供有效的行动建议,助力企业的数字化转型。另一方面,艾默生聚焦工业软件,对细分领域的软件公司进行了多项收购,进一步拓展公司的高级软件解决方案。年起,艾默生在数据管理领域进行了多项收购,以增强在工厂分析、模拟软件、云技术和数据采集等领域的能力,实现业务多元化。年,艾默生不仅完成了对领先运营技术软件提供商OSI的收购,还成功收购全球顶尖流程工业过程模拟器软件厂商Aspen55%的股权,为公司在能源终端市场客户的数字化运营业务拓展奠定坚实基础。
当前艾默生的两大重点业务为自动化解决方案和商住解决方案,其中自动化解决方案贡献了大部分收入。年,自动化解决方案收入达到10百万美元,占比63.6%。同时,自动化解决方案呈增长趋势。年至年,自动化解决方案收入的复合增长率为5.37%。
自动化解决方案可以进一步细分为测量和分析仪器、阀门和制动器和调节器、工业解决方案、系统和软件。尽管硬件依然贡献了自动化解决方案的大部分收入,但系统和软件收入增长趋势明显,收入占比从年的21.24%提升至年的24.03%。
西门子—工业数字化DigitalIndustries为公司最快增长业务
西门子为德国的一家跨国企业,其电子与电机产品是全球业界先驱,公司活跃于能源、医疗、工业、基础建设及城市业务等领域。在数字化和工业4.0的进程中,西门子是供应商领跑者之一。通过十几年的软件并购、业务整合,西门子已经在数字化领域形成了完整的版图。年,西门子以35亿美元收购美国PLM公司UGS,这项收购使西门子获得了数字化世界的三项重要产品:NX、Teamcenter和Tecnomatix;8年,西门子收购德国公司Innotec,以增强虚拟工厂建设能力;9年,西门子收购法国的MES厂商ElanSoftwareSystems。年,工业4.0成为德国国家战略后,西门子的收购步伐进一步加快,不断夯实、扩展软件版图。
在大力布局软件的同时,西门子逐步剥离了非核心的硬件业务。5年,西门子出售移动电话业务;年,西门子将旗下的威迪欧汽车电子以亿欧元卖给了德国大陆集团;年,西门子剥离照明业务,分拆欧司朗将其独立上市,但仍然持有欧司朗约17%股权;年,西门子彻底退出家电领域;年,西门子能源公司正式从西门子集团剥离并独立上市。
年,西门子发布《愿景》,决定把公司的核心竞争力放在电气化、自动化和数字化三个领域。年起,西门子进一步专注于流程工业的数字化发展;年,DigitalIndustries成为西门子的三家运营公司之一,西门子整合了工业4.0所有关键主题,推动数字化战略。目前,西门子是欧洲第一大软件企业,全球前三的工业软件企业,拥有最广泛的工业软件和服务组合。
DigitalIndustries(DI)为西门子五大业务部门之一,拥有离散自动化和流程自动化领域的领先解决方案,使客户能够优化从产品设计开发到生产和售后服务的整个价值链。年,DI部门实现了亿欧元的收入,同比增长10.1%,占西门子总体收入的27%。同时,西门子的软件收入稳定增长,-年,CAGR为6.4%。年,西门子软件收入达到了42.9亿欧元。
施耐德—老牌电气大厂,外延并购软件丰富工业4.0能力
施耐德诞生于法国,是全球能效管理和自动化领域的领导者,为多个国家的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案。近年来,施耐德通过外延并购加快公司在工业4.0的布局。通过收购Invensys、AEVEAGroup、IGE+XAO等工业软件企业,公司集成了世界领先的工业和能源管理技术,形成了从终端到云的互联互通产品、控制、软件和服务,贯穿企业业务全生命周期,助力客户实现高效和可持续发展。
施耐德的核心业务可以分为能源管理和工业自动化两部分,分别占比收入76.7%和23.3%。根据施耐德年年报,公司软件和服务的收入占比约为18%。施耐德将继续以软件和服务为战略重点,计划到年实现软件和服务的收入占比达到23%。
三、中控技术—内外并举,不断拓展自身工业软件能力
对内,中控技术是国内最早一批投入研发流程工业APC及其他生产过程优化软件的企业,于0年初便开始储备研发。以MES/APC/RTO为代表的生产控制软件是智能制造的驱动内核,需要对工业程序长期积累,公司通过不断与细分行业客户合作打造标杆智能工厂,其软件层面的产品竞争力也不断提升,后续渗透率有望继续突破。
对外,年2月,中控技术宣布拟以现金5.61亿元收购石化盈科,丰富公司在石油石化领域的工业软件能力,完善公司整体数字化布局。石化盈科在自动化、数字化、智能化领域深耕二十余年,在能源化工行业拥有丰富经验,主要大股东为中石化。石化盈科具备多年的ERP实施经验,产品矩阵包括CRM、SRM、HR、OA等工业软件。此次收购,有望帮助公司进一步丰富其工业软件产品体系,提升公司整体智能制造解决方案综合势力。此外,石化盈科与设计院有非常深入的合作关系,积累了石化领域数量庞大的工艺机理模型和设备模型,有望进一步提高公司产品的综合性能和竞争力。
尽管当前公司在生产流程优化软件上的能力与海外巨头仍有较大差距,但是公司通过内外并举,自身产品竞争力不断提升。同时由于软件定义工业数字化化的高度,软件层面的优化对于国家基础工业长期发展至关重要。因此我们认为中控技术做为石油化工行业领先的数字化厂商,是最有可能通过和我国石油化工厂商深度合作培育产品竞争力,对后期能源发展产生革命性影响。
公司成长性分析:护城河深厚,数字化趋势确立
战略定位:5T技术融合,打造国际一线流程工业数字化企业
通过核心DCS产品建立深厚客户关系,多学科技术融合打造全方位智能制造解决方案。公司通过多年在自动化控制技术领域的积累,用核心产品DCS系统建立起长期客户关系,在国内石化化工行业拥有优良的客户群体和知名度。DCS系统对于新进入者来说有相当高的技术壁垒,除了要求企业对流程工业细分行业有较深的理解,还需要产品在系统安全、稳定性等方面有保障。目前成熟有竞争力的系统需要集多学科技术知识储备,还需要软件和硬件人员互相配合。公司通过延续自身在DCS系统方面积累的经验,不断拓展多学科技术,丰富仪器仪表和工业软件类产品,最终成为客户数字化整体解决方案的供应商。
年,公司全面发布5T战略,在技术层面,从原有的自动化控制技术(AT)开始,构建完整的包括工艺技术(PT)、运营技术(OT)、设备技术(ET)和信息技术(IT)在内的五个“T”的技术体系。在业务层面,打造集仪器仪表、控制系统和工业软件为一体化的业务布局,全面建立起引领客户未来智能制造需求的解决方案。
全面践行5T战略,研发保持高投入。年,公司研发投入4.97亿元,同比增长37.19%,占全年营业收入的11%,持续增长的研发投入为公司研发创新活动提供了有力支撑。年公司员工构成中占比最大的为研发人员,占整体员工总数34%,其中27%的研发人员为博士和硕士研究生。公司现有科研场地余平方米,建立了软件分中心、硬件分中心、可靠性测试部等研发测试部门,配备了国内外大量的先进的测试设备;拥有可靠性寿命实验室、工业通讯与网络实验室、信息集成与工厂建模实验室、工控安全实验室等系列专业实验室,为打造全球一线流程工业数字化企业奠定坚实基础。
战略一:不断扩充产品体系,提升客户黏性
从自动化控制设备纵向延伸,深度打造智能制造解决方案。基于公司DCS、SIS等产品在单元层工业控制系统中的核心地位,公司向上拓展车间层,布局MES、APC等软件产品,优化整体生产流程;向下拓展设备层,布局控制阀、压力变送器等自动化仪表业务。公司产品贯穿设备层、单元层、和车间层三个层级(如下图所示):自动化控制系统指挥控制物理生产流程;现场仪表对生产过程的各种参数进行监测、反馈和处理;工业软件优化生产计划和执行,将客户工厂的数据能够在自身完整的信息化体系中流动。
核心模块标准化保证交付效率,解决方案实现高速增长。尽管不同项目对产品的要求和配置有所不同,但是DCS和SIS系统核心模块的制造仍是标准化,主要定制化的部分主要是针对技术要求较低的机柜集成。因此公司产品交付依然可以保持高效率。随着工业制造流程逐步复杂化和系统化,公司在销售时以包含控制系统、工业软件、自动化仪表及运维服务的智能制造整体解决方案为主。当前公司智能制造解决方案主要包括三类:控制系统、控制系统+仪表、控制系统+软件+其他。年,公司对外销售的整体解决方案包含控制系统+仪表的收入达到7.46亿元,同比增长48.9%;包含控制系统+软件+其他的收入达到5.16亿元,同比增长90.4%。
智能制造解决方案是大势所趋,整体收入体量和项目数量均有提升。随着制造业由自动化,向信息化和智能化不断升级,公司工业4.0+工业3.0解决方案收入不断增长,项目数量持续增加。-年,公司解决方案收入实现复合增长24.4%。
战略二:打造平台+工业APP架构,构筑生态圈
将需求按模块分割,“平台+工业APP”彰显灵活部署优势。针对传统工业软件体系庞大、价格昂贵、开发周期长等问题,公司推出了“平台+工业APP”的应用方案,通过提供开放化的平台来发展生态合作伙伴,打造全产业链工业APP库。基于不同业务特性,公司将功能模块分布部署,按照客户需求将软件模块组合成APP,实现产品功能的快速延展,更好地满足客户的个性化需求。公司已完成模块化开发的功能包括油品移动、油品调和、操作导航、高级报警管理、资产管理、计划调度等,并拓展了新材料、新能源、制药食品等行业应用场景。
实现多云部署,打造工业APP生态互联互通。公司将持续推进工业APP的SaaS化,当前公司的“平台+工业APP”应用方案支持公有云、混合云、专属云等多种部署模式。通过云端部署、SaaS化服务、按需购买、轻量化应用的方式,降低企业数字化转型升级门槛,实现“小投入、快实施、大改进”。公司自主开发的APP、合作伙伴开发的APP以及用户在工业互联网平台上开发的APP可以互联互通,以集成化、数字化、智能化手段解决生产控制、生产管理、企业经营的综合问题。企业也能始终掌握自身发展工业大数据和人工智能方面的主动权。年,公司发布了多个细分产品和行业解决方案,在近百个项目上应用并快速迭代完善,同时拓展了锂电、食品、电缆、防水材料等新行业应用;签订万华集团、华谊集团、包钢集团、盛虹集团、湖北兴发集团、中化集团、广东邦普循环等大型智能工厂项目。
战略三:线上S2B+线下5S店双管齐下,全方位感知客户需求
构建多线运维体系,全方位感知客户需求。线下,公司完成在全国主流化工园区布局5S自动化管家店,并且持续扩建,通过提供及时的响应服务提升用户满意度,同时助力新项目的争取,牵引整体解决方案业务的发展。同时公司通过业绩考核激励的模式,实现技术、研发、销售人员集体下沉至5S店,将5S店打造成为满足客户全方位需求的快捷站点。截止年底,公司共拥有家5S店并且不断壮大5S店规模。年,9家小型店升级为中大型店,中、大型店从39家增加至68家,其中收入万元以上单店从16家增加至33家。大项目合同额同比增长95%。
线上,公司着力打造PlantMate平台,平台集信息收集、产品推介、客户服务、交易计算、仓储物流、运营管理、资讯等多种服务于一体,加强与客户的联动。同时,平台积极吸纳各类同行产品,致力于构建“工业自动化沃尔玛”,让客户能在平台上一站购齐所有满足自身需求的产品。年4月,PlantMate更新到版本4.0,进一步契合用户需求,提升整体效率。5S自动化管家店与PlantMate平台并行快速发展,线下线上高效协同,推动公司业务增长。
战略四:海外布局本地化团队,加速拓宽全球市场
中国年的石油产量位列全球第七,年的化工品销售额位居世界首位。下游行业的广阔空间,给予了中控肥沃的土壤来培育全球领先的流程工业自动化设备。同时,公司积极拓展海外市场,加速国际化进程。年,公司海外业务实现营收1.84亿元,较上年增长53.8%;顺利进入BASF合格供应商名录,实现DCS在其生产装置正式应用;与印度尼西亚、马来西亚、巴基斯坦、菲律宾、越南、印度等多家客户开展数字化转型合作;被沙特阿美列为了重点合作厂商。年,公司成立新加坡国际运营中心,并逐步向东南亚、中东、非洲等区域扩张,建立本地化的运营公司和人才队伍,海外市场有望继续突破。
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