最新智慧工厂行业分析报告

智慧工厂行业分析报告正文目录1什么是“智慧工厂” (5)1.1 第四次工业革命与“智慧工厂” (5)1.2 “智慧工厂”是产业升级的必然选择 (8)1.3 “智慧工厂”的三层架构 (12)2“智慧工厂”在下游行业的典型应用 (13)2.1 模范工厂：西门子安贝格电子制造工厂 (13)2.2 中国：智能制造示范项目正在加速 (14)2.3 “智慧工厂”下游应用与对应空间 (15)3“智慧工厂”：计划层与执行层 (20)3.1 工业软件概述 (20)3.2 企业管理软件：继续维持高景气度 (21)3.3 MES系统：工业软件核心 (23)4“智慧工厂”：控制层 (27)4.1 工业通讯：工业以太网应用占比逐年提升 (27)4.2 工业自动控制系统装置过去5年市场年复合增长率18.70% (29)4.3 工业自动控制系统装置：PLC (31)4.4 工业自动控制系统装置：DCS (33)5“智慧工厂”：设备层 (36)5.1 工业机器人及核心零部件需求旺盛 (36)5.2 数控机床受益消费电子等行业 (39)6相关标的 (41)6.1 黄河旋风（600172.SH） (41)6.2 山东威达（002026.SZ） (42)7相关标的估值表 (43)7.1 相关标的估值表 (43)8风险提示 (43)图表目录图表1：工业4.0又被解读为基于CPS的第四次工业革命 (5)图表2：全球首席执行官调查：先进制造技术的未来重要性排名 (7)图表3：“中国制造2025”与“工业4.0”对比 (7)图表4：主要制造业国家智能制造内涵对比表 (8)图表5：智慧工厂为现代工厂信息化发展的新阶段 (8)图表6：机械产品与工厂自动化的对应关系 (9)图表7：2020年和2025年制造业主要指标 (9)图表8：我国智能装备制造产业市场规模（亿元） (10)图表9：东南亚国家制造业劳动力成本（美元/小时） (11)图表10：主要制造业国家劳动力成本（美元/小时） (11)图表11：中国工业节能市场分布 (11)图表12：我国工业节能投资额与节能量 (11)图表13：我国工业节能市场潜在规模测算 (12)图表14：智慧工厂基本架构 (12)图表15：德国安贝格工厂数字化工厂建设足迹 (13)图表16：智能制造试点示范专项行动 (14)图表17：智能制造专项政府补助金额（亿元） (14)图表18：智慧工厂主要下游应用行业 (15)图表19：我国自动化生产线供需情况 (16)图表20：我国自动化生产线行业分布 (16)图表21：中国自动化市场规模（产品+服务） (16)图表22：中国自动化应用市场规模及增速 (16)图表23：部分下游应用行业工厂自动化改造项目及降本增效情况 (17)图表24：我国汽车制造设备行业市场规模 (18)图表25：我国汽车制造设备子行业价值占比 (18)图表26：我国医药制造业主营业务收入（亿元） (19)图表27：医药制造业收入占工业增加值比重（%） (19)图表28：石化行业主要自动化产品市场规模测算值（亿元） (19)图表29：工业软件应用分类及主要供应商 (20)图表30：全球企业级软件市场规模 (21)图表31：中国工业软件市场规模 (21)图表32：中国管理软件市场规模与增速 (22)图表33：传统管理软件与下一代管理软件发展趋势 (22)图表34：2015年我国管理软件市场产品结构 (22)图表35：2015年我国管理软件市场下游应用 (22)图表36：2015年我国管理软件市场竞争格局 (23)图表37：全球MES市场规模测算值（亿美元） (23)图表38：我国MES市场规模测算值（亿元） (23)图表39：国内MES系统应用普及率 (24)图表40：国内MES系统的应用需求结构 (24)图表41：基于RFID的MES系统价值 (24)图表42：我国MES系统主要供应商 (25)图表43：工业通讯技术及其主要协议 (27)图表44：2017年全球工业网络市场竞争格局 (28)图表45：中国工业通讯行业已安装市场份额占比 (29)图表46：中国工业通讯行业新增市场份额占比 (29)图表47：2015年我国工业通讯分行业新增市场规模及增长（万节点） (29)图表48：我国工业自动控制系统装置行业市场规模 (30)图表49：我国工业自动控制系统装置行业利润总额 (30)图表50：工业自动控制系统装置产品分类 (30)图表51：机械自动化升级路径 (31)图表52：2016年我国PLC市场构成（I/O数量） (31)图表53：2016年我国PLC市场构成（下游应用） (31)图表54：我国PLC市场规模 (32)图表55：2016年亚洲将成为全球最大的PLC市场 (32)图表56：2015年我国大型PLC市场竞争格局 (32)图表57：2015年我国中型PLC市场竞争格局 (32)图表58：中国市场小型PLC市场竞争格局 (33)图表59：我国DCS市场规模 (34)图表60：2016年国内DCS产品下游应用领域占比 (34)图表61：2016年我国DCS市场竞争格局 (34)图表62：全球工业机器人销量（万台） (36)图表63：我国工业机器人销量（千台） (36)图表64：国内市场外资品牌工业机器人竞争格局 (36)图表65：主要国家工业机器人密度 (36)图表66：《中国制造2025》重点领域技术路线图机器人相关发展目标 (37)图表67：工业机器人用RV减速器搭载位置 (38)图表68：日本纳博RV减速器 (38)图表69：国内工业机器人RV减速器市场规模 (38)图表70：我国伺服行业市场规模（亿元） (39)图表71：国内市场伺服行业竞争格局（2015） (39)图表72：国内金属切削机床产量 (40)图表73：国内金属切削机床数控化率 (40)图表74：全球手机金属精密结构件CNC设备需求测算（存量市场） (40)图表75：黄河旋风历年营业收入 (41)图表76：黄河旋风历年归母净利润 (41)图表77：山东威达历年营业收入 (42)图表78：山东威达历年归母净利润 (42)图表79：相关标的估值表（截止至12月11日） (43)1 什么是“智慧工厂”1.1 第四次工业革命与“智慧工厂”德国政府首次提出工业4.0概念第一次工业革命以蒸汽机的使用为标志，开创了机器代替手工劳动的时代；第二次工业革命的兴起促使人类进入了电气时代；第三次工业革命是科技领域的又一次质的飞跃，信息控制技术的革新推动了社会生产与生活方式。

德国政府于2013年在汉诺威工业博览会上正式公布“工业4.0”理念与计划，其同时被确定为《高技术战略2020》十大未来项目之一，并获得政府2亿欧元的资助。

工业 4.0同时也被认为是以信息物理系统（CPS）技术为核心的第四次工业革命。

CPS为工业4.0的基础，其深度融合计算、通信以及控制技术，有效实现柔性生产线的实时感知、实时控制以及信息实时存储。

工业4.0强调在自动化、信息化基础上的高度网络化，其中，自动化体现为大规模采用自动化流水线作业，人力成本得到有效控制；信息化通过企业管理软件系统加以实现，单一软件相互间的协同融合成为趋势；而高度网络化作为工业4.0区别于前三次工业革命最重要的特征，通过工业物联网技术实现大数据的挖掘与再增值。

工业4.0包括九大技术支柱，分别为工业物联网、云计算、工业大数据、工业机器人、3D打印、自动化技术、工业网络安全、虚拟现实以及人工智能。

图表1：工业4.0又被解读为基于CPS的第四次工业革命工业4.0关键词工业4.0可简单概括为“一个核心、两大主题、三项集成”。

一个核心即互联，具体为生产设备间、设备与产品间、虚拟与现实间的互联互通。

基于信息物理系统（Cyber-Physical Systems）完成“制造”向“智造”升级，机器、存储系统与生产过程构建成相互交织的工业网络，实现数据的实时交互与储存。

作为工业4.0的两大主题，智能工厂与智能生产贯穿产业升级全过程。

其中，智能工厂主要研究智能化生产系统及过程以及网络化分布生产设施的实现；智能生产指人机互动、智能物流管理、3D打印等技术在工业生产过程中的应用。

工业4.0的三项集成分别为纵向集成、横向集成以及端对端集成。

其中，纵向集成为企业内部的集成，主要解决企业信息孤岛问题，实现生产设备间的互联；横向集成为企业间的无缝衔接与合作，为企业纵向集成的外向延伸；端到端集成为贯穿全社会价值链的工程化数字集成，从而最大程度实现个性化定制，以及产品全生命周期管理。

智慧工厂的成长路径有三步，依次为包括执行层自动化、管理层信息化以及最终的智能化。

作为工业4.0的实现途径，智慧工厂的主要特征包括：（1）利用物联网技术实现设备间高效的信息互联，数字工厂向“物联工厂”升级，操作人员可实时获取生产设备、物料、成品等相互间的动态生产数据，满足工厂24小时监测需求；（2）基于庞大数据库实现数据挖掘与分析，使工厂具备自我学习能力，并在此基础上完成能源消耗的优化、生产决策的自动判断等任务；（3）引入基于计算机数控机床、机器人等高度智能化的自动化生产线，满足个性化定制柔性化生产需求，有效缩短产品生产周期，并同时大幅降低产品成本。

（4）配套智能物流仓储系统，通过自动化立体仓库、自动输送分拣系统、智能仓储管理系统等实现仓库管理过程中各环节数据录入的实时性以及对于货物出入库管理的高效性。

（5）工厂内配备电子看板显示生产的实时动态，同时，操作人员可远程参与生产过程的修正或指挥。

德勤在《2016全球制造业竞争力指数》报告中就先进制造技术在未来重要性的选项按国别进行排名。

从结果看，“智能工厂”在美国、欧洲、中国三大地区的重要性排名分别为第4位、第1位与第2位，突显出其在未来智能制造技术中的重要地位。

除此之外，预测分析、智能互联产品等技术同样排名靠前，事实上，它们都是“智能工厂”、“智能生产”的重要组成元素。

图表2：全球首席执行官调查：先进制造技术的未来重要性排名中国预测分析 1 4 1智能互联产品（IoT) 2 2 7先进材料 3 5 4智能工厂（IoT） 4 1 2数字化设计、仿真和集成 5 3 5高性能计算 6 7 3先进机器人技术7 6 8增材制造（3D打印）8 9 11开源设计/客户直接输入9 10 10增强现实技术（改进质量、培训、输出知识）10 8 6增强现实技术（提升客户服务和体验）11 11 9工业4.0在各国相继获得实践2015年5月，国务院正式印发《中国制造2025》，其为我国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领，被视为中国版“工业 4.0”指导文件。

文件提出我国制造业通过“三步走”实现制造强国的战略目标：（1）第一步：力争用10年时间，迈入制造强国行列；（2）第二步：到2035年，我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；（3）第三步：到新中国成立100年时，制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。