20220630-长江证券-软件与服务行业：浮浮沉沉三十载从日本产业升级看国产工业软件格局演绎.pdf

行业研究丨深度报告丨软件与服务 Table_Title 浮浮沉沉三十载，从日本产业升级看国产工业软件格局演绎 请阅读最后评级说明和重要声明 2/29 丨证券研究报告丨 报告要点 Table_Summary 参考日本自动化与信息化产业三十年浮沉可知，每一轮制造业升级（结构/技术），都伴随着制造业资本开支的高速增长以及相关工业控制、工业软件企业的体量跃迁。当前我国处于产业结构升级与产业技术升级交汇期，新兴赛道下，复盘安川电机对富士电机的规模超越（自动化），独立工业软件厂商或存在崛起机会；传统行业层面，受益于生产工艺渐变特性以及资金体量优势，具备先发转型优势的自动化厂商或在未来工业软件竞争中持续领先。当前我国工控企业多成立于 2000 年之后，信息化接受程度较高，行业盈利良好，日本式转型停滞难以在国内复现。分析师及联系人 Table_Author 宗建树 余庚宗 胡世煜 SAC：S0490520030004 SAC：S0490516030002 SAC：S0490520110002 方子箫 eVeWbVPBmMsR6M8QbRoMqQpNoMlOmMxOjMqRmP7NsQpMxNsRmQvPnMoR 请阅读最后评级说明和重要声明 丨证券研究报告丨 更多研报请访问 长江研究小程序 软件与服务 cjzqdt11111 Table_Title2 浮浮沉沉三十载，从日本产业升级看国产工业软件格局演绎 行业研究丨深度报告 Table_Rank 投资评级 看好丨维持 Table_Summary2 产业结构升级与核心技术升级驱动工业软件市场持续成长 横向结构升级指制造业主导产业由纺服、食品等劳动密集型产业向钢铁、化工等资本密集型产业再向计算机、电子等知识密集型产业发展。纵向技术升级则是指新兴技术（电气化、自动化、信息化技术）出现带来制造业投资力度的加大与对应市场的扩容。每一轮制造业升级（结构/技术），都伴随着制造业资本开支的高速增长以及相关工业控制、工业软件企业的体量跃迁。当前中国正处于横向结构升级与纵向技术升级交汇期，复盘全球过往历次产业升级，有利于对后续我国后续工业自动化、工业软件相关企业发展路径做出预判。1948-1990 年日本复盘：制造业结构升级带动工业自动化高景气 同处于高附加值产业转型、政策推动自研、人力成本抬升、居民需求多样化背景，过往日本所处局面与当前中国较为相似。1972 年后日本汽车、电子等知识密集型新兴产业的发展，使自动化产品应用场景，应用频率均大幅提升，自动化市场高速扩容。产业结构升级浪潮下，日系传统电机/仪表厂商纷纷转型，向 PLC、伺服机、工业机器人等领域推进。经过三十余年自动化升级，凭借欧美厂商的早期技术支持与精益生产带来的优良品控，日本自动化产业在全球维度蓬勃发展，日系自动化企业纷纷实现体量跃迁。其中，部分新兴赛道相关自动化企业（欧姆龙、安川电机、发那科等）充分享受行业结构升级红利，具备较快业绩增速，相较竞争对手实现后来居上。1990-2014 年欧美日复盘：日系工业软件缘何落后 截至 20 世纪 80 年代末期，日本已成为全球高端制造业品的主要供应商，自动化产业整体较为强势。但自动化产业的优势并未延续至工业软件领域，各自动化龙头的工业软件转型进度缓慢，直至 2016 年起横河电机陆续收购 Industrial Evolution，SVM 等独立软件公司，转型之路才逐渐开启。而欧美自动化厂商则已经在 20 世纪 90 年代通过收并购方式开启了工业软件产品化转型进程，其转型进度相较日本厂商领先较多，市值体量差距持续扩大。追根溯源，日本上世纪 90 年代泡沫经济破碎带来的盈利下滑以及年功序列文化导致的管理僵化是自动化厂商转型缓慢的主要原因，而工业软件较强的马太效应（相对硬件）则使日系自动化厂商难以赶超。映照国内：双重升级下，工业软件市场格局如何演绎 当前我国处于产业结构升级与产业技术升级交汇期，受益于双重升级下制造业资本开支高速增长，工业自动化、工业软件市场均迎来极大扩容。新兴赛道（新能源、半导体等）中，产业产能扩张带来的自动化与信息化建设投入远超传统行业，参考日本安川电机对富士电机的规模超越（自动化业务），独立工业软件厂商或存在崛起机会。传统行业层面，受益于制造业工艺迭代缓慢特性以及资金体量优势，具备先发转型优势的自动化厂商或在未来工业软件竞争中持续领先。当前我国工控企业多成立于 2000 年之后，信息化接受程度较高，行业盈利良好，日本式转型停滞难以在国内复现。伴随工业软件新品不断出现，国产替代有序推进，相关软硬件一体化厂商市场空间上限逐渐打开，叠加商业模式优化带来的企业估值抬升，具备先发转型优势的传统自动化龙头厂商市值跃迁值得期待。风险提示 1、国产替代不及预期；2、软硬件一体化转型进度不及预期。Table_StockData 市场表现对比图市场表现对比图(近近 12 个月个月)资料来源：Wind 相关研究相关研究 至暗时刻悄然过，拨开浓雾见光明计算机行业 2022 年度中期投资策略2022-06-16 当前时点重申看好工业软件2022-05-30 从钉钉看企业服务市场发展2022-05-23 -39%-25%-11%3%2021-62021-102022-22022-6软件与服务沪深300指数2022-06-30 请阅读最后评级说明和重要声明 4/29 行业研究|深度报告 目录 一张图看本文思路概要.6 产业结构升级与核心技术升级驱动工业软件市场持续成长.6 复盘海外：每一次制造业结构/产业升级，都是一轮资本开支高景气周期.8 1948-1990 年日本复盘：制造业结构升级带动工业自动化高景气.8 1990-2014 年欧美日复盘：日系工业软件缘何落后.18 映照国内：双重升级下，工业软件市场格局如何演绎.23 新兴赛道：独立工业软件商存在崛起可能.24 传统行业：场景为王，重点关注具备先发转型优势的行业自动化巨头.25 图表目录 图 1：一张图看本文思路概要.6 图 2：工业软件市场同时受制造业结构升级与技术升级驱动.7 图 3：过往制造业历次产业升级典例.7 图 4：70 年代后日本中高技术制造业产值占比不断提升.9 图 5：当前我国高技术产业占比类似于日本上世纪 80 年代.9 图 6：1970 年日本处于“工程师红利期”（1970 年理工科学生占比远高于 2003 年）.9 图 7：日本 70 年代收入高增长带来需求多样化，推动生产模式转变.9 图 8：新日本钢铁公司早年自动化推进概况.10 图 9：1970-1980 年原油价格（美元/桶）及增速.11 图 10：1974-1990 年，半导体集成电路、一般通用机械产值涨幅较大，粗钢产值出现下滑（亿日元）.11 图 11：1974-1990 年，汽车、一般通用机械出口额涨幅较大，粗钢产值出现下滑（亿日元）.11 图 12：自动化产品体系梳理.12 图 13：横河电机主营产品展示（由反馈系统扩张至控制系统）.13 图 14：阿自倍尔主营产品展示（由反馈系统扩张至控制系统）.13 图 15：上世纪 70 年代末三菱电机、东芝电气、日立公司主要产品应用领域为钢铁行业.14 图 16：欧姆龙官网关键词展示.14 图 17：PLC 早年发明史.15 图 18：精益生产文化带来产品质量保障（1992 年数据）.16 图 19：欧美系模拟量输入型 PLC 具有价格优势.16 图 20：日系厂商内部对比，微型 PLC（数字输入/输出）领域三菱电机具备价格优势.16 图 21：欧美系厂商内部对比，微型 PLC（数字输入/输出）领域西门子具备价格优势.16 图 22：2021 年欧姆龙营收构成.17 图 23：2021 年横河电机营收构成.17 图 24：2021 年安川电机营收构成.17 图 25：2021 年三菱电机营收构成.17 图 26：安川电机与三菱电机实现营收体量扩容（亿日元）（1991 之前高增长，后续因泡沫经济破碎导致增长放缓）.18 图 27：三菱电机、富士电机与安川电机实现员工规模扩容（人）（1991 之前高增长，后续因泡沫经济破碎导致增长放 请阅读最后评级说明和重要声明 5/29 行业研究|深度报告 缓）.18 图 28：工业 1.0、2.0、3.0 发展示意图.19 图 29：2017-2021 年中控技术工业自动化解决方案细分构成（含软件类解决方案占比较低，当然仍处于自动化、信息化协同推进阶段）.19 图 30：1990-2021 年日本主要工业机械领域定单（工业机器人板块高速上行）.20 图 31：日本自动化产品出口金额常年位列全球第二.20 图 32：过往日本软件投入占全球比重较高，近年来逐渐降低.20 图 33：2009-2013 年日本、美国工业控制软件出口额占软件出口额比重.20 图 34：西门子软件领域收并购事件一览（1990 年至今）.21 图 35：罗克韦尔软件领域收并购事件一览（1990 年至今）.21 图 36：泡沫破碎下，企业盈利萎缩.22 图 37：泡沫经济破碎后，日本初创企业数量骤减（单位：个）.22 图 38：2019-2021 年欧美日典型公司离职率对比（日系公司离职率显著低于美系公司）.22 图 39：2008-2019 年西门子营业收入地域比重（伴随软件业务占比提升，区域业务占比差距逐渐缩小）.23 图 40：1996 与 2021 年日系与欧美系自动化公司市值体量（工业软件转型推动欧美系自动化公司实现市值飞越）23 图 41：工业软件厂商图谱.24 图 42：2003-2011 年各行业企业营收总额占制造业企业营收总额比重（规模以上）（重工业占比提升、轻加工业占比下滑）.24 图 43：2012-2017 年各行业企业营收总额占制造业企业营收总额比重（规模以上）（高端离散制造业占比提升，重工业占比下滑）.24 图 44：手机、PC 客户需求 VS 工业软件客户需求.26 图 45：1989-2022H1 西门子 PE（2014 年软件化转型后估值高速上行）.27 图 46：1996-2022H1 罗克韦尔 PE（工业软件转型后估值高速上行）.27 图 47：2017-2021 年国内主要工控公司归母净利润总和（亿元）及 yoy.27 图 48：国内部分自动化公司拥有单独的软件产品研发部门（柏楚电子）.28 图 49：国内部分自动化公司拥有单独的软件产品研发部门（中控技术）.28 表 1：全球四次产业转移情况梳理.8 表 2：1945-1955 年日本 GDP、制造业、主导产业平均增长率.9 表 3：1956-1972 年日本 GDP、制造业、主导产业平均增长率.10 表 4：1979 年安川电机、富士电机、三菱电机情况简览（由电动机等执行系统向 PLC 等控制系统扩张）.13 表 5：日美自动化企业合作图谱.15 表 6：上世纪 80 年代欧美日 PLC 厂商多采用合资生产形式在国内生产、销售 PLC 产品.17 表 7：国内主要工业自动化公司均成立于 2000 年之后，管理层对工业软件接受程度较高.28 请阅读最后评级说明和重要声明 6/29 行业研究|深度报告 一张图看本文思路概要 图 1：一张图看本文思路概要 资料来源：长江证券研究所 产业结构升级与核心技术升级驱动工业软件市场持续成长 工控设备、工控设备、工业软件市场的成长由制造业工业软件市场的成长由制造业横向横向结构升级结构升级和纵向技术升级和纵向技术升级驱动驱动：横向横向结构升级结构升级指制造业主导产业指制造业主导产业由由纺服、食品等纺服、食品等劳动密集型产业劳动密集型产业向向钢铁、化工等钢铁、化工等资资本密集型产业本密集型产业再再向向计算机、电子等知识密集型产业发展。计算机、电子等知识密集型产业发展。一方面，新兴产业的出现会带来全新自动化、信息化建设需求，并进而驱动工控设备、工业软件市场扩容，另一方面，伴随产业结构升级不断进行，新兴产业生产流程复杂度，生产工艺精细度指数级提升，人工操作难以满足生产要求，工控设备、工业软件渗透率（自动化、信息化支出比例）相较传统行业进一步提升。纵向技术升级则是指纵向技术升级则是指新兴技术新兴技术（电气化、自动化、信息化技术）（电气化、自动化、信息化技术）出现出现带来制造业投带来制造业投资力度的加大与对应市场的扩容。资力度的加大与对应市场的扩容。一方面，技术升级必然伴随着软硬件新品的出现，在企业旺盛的提质增效需求下，市场随之扩容；另一方面，工控设备，工业软件的应用必然会导致生产工艺与生产流程的重塑，新兴技术应用场景大幅增加，渗透率（支出比例）提升驱动市场规模增长。工业软件产业结构升级核心技术升级新兴产业推动工业软件市场增量扩容新产品开辟增量市场参考结果欧姆龙、发那科等新兴自动化厂商后来居上制造业复杂度提升带动渗透率上行重塑生产流程带动渗透率进一步提升日本1972-1990：重工业高端离散制造参考欧美日1990-2014：自动化厂商转型进程中国制造业产业结构升级核心技术升级重工业高端离散制造参与者众多，工业软件竞争格局走向尚不明朗新兴赛道下，独立软件厂商存在崛起可能推论工业软件巨头大多由自动化巨头演进而来（欧美）结果1欧美工业软件崛起而日本软件产品化失败，二者市值体量差距拉大结果2传统行业下，具备先发转型优势的自动化龙头或在未来工业软件竞争中持续领先主客观因素驱动下，自动化龙头的工业软件转型必将持续推进推论复盘过往映照当下 请阅读最后评级说明和重要声明 7/29 行业研究|深度报告 图 2：工业软件市场同时受制造业结构升级与技术升级驱动 资料来源：长江证券研究所 每一轮制造业升级（结构每一轮制造业升级（结构/技术）技术），都伴随着制造业，都伴随着制造业资本开支的高速增长以及相关工业控资本开支的高速增长以及相关工业控制、工业软件企业的体量跃迁制、工业软件企业的体量跃迁。当前中国正处于横向结构升级与纵向技术升级交汇期，复盘全球过往历次产业升级，有利于对后续我国后续工业自动化、工业软件相关企业发展路径做出预判。图 3：过往制造业历次产业升级典例 资料来源：长江证券研究所 工业软件产业结构升级核心技术升级新兴产业推动工业软件市场增量扩容新产品开辟增量市场制造业复杂度提升带动渗透率上行重塑生产流程带动渗透率进一步提升结构升级技术升级蒸气化电气化自动化信息化英国工业革命（1769-1850）日本战后恢复（1948-1972）中国产业升级（2013至今）低技术产业（纺服、食品）中技术产业（钢铁、化工）高技术产业（汽车、电子）日本制造业崛起（1972-1990）请阅读最后评级说明和重要声明 8/29 行业研究|深度报告 复盘海外：每一次制造业结构/产业升级，都是一轮资本开支高景气周期 1948-1990 年日本复盘：制造业结构升级带动工业自动化高景气 横向结构升级横向结构升级实质上是实质上是指指产业结产业结构由劳动密集型产业向资本密集型产业再向技术密集构由劳动密集型产业向资本密集型产业再向技术密集型产业转变的过程，型产业转变的过程，其发生往往伴随着产业链的转移其发生往往伴随着产业链的转移（处于产业升级中的国家将低技术水平产业向外转移）。尽管定义上产业链转移仅代指高工业水平国家向低工业水平国家进行低端产业转移，但完整工业化的输入却往往使低工业水平国家拥有了产业升级的可能，并最终在高端制造业领域也形成一定竞争力。从历史上看，过往全球维度共有四次产业链转移，分别对应四类国家的产业结构升级：第一次，英国向美国转移：18 世纪末至 19 世纪上半叶，英国将部分过剩产能（钢铁、煤炭）向欧洲大陆和美国转移，欧美重工业（钢铁）随之崛起。第二次，美国向日本、德国转移：20 世纪 50 年代至 60 年代，美国将钢铁、纺织等传统产业向日本、德国这些二战战败国转移。伴随工业基础快速恢复，日本与德国逐渐向汽车、计算机产业转型。第三次，日本、德国向亚洲“四小龙”和部分拉美国家转移：20 世纪 70 年代至 80年代，日本、德国向亚洲“四小龙”和部分拉美国家转移钢铁化工等重工业以及轻工、纺织等劳动密集型加工产业，此后“四小龙”产业升级较快，诞生如台积电等高精尖企业。第四次，美日德向中国、东南亚国家转移：20 世纪 90 年代至今，美日德等发达国家把劳动密集型产业和低附加值产业向中国和东南亚国家转移，中国内陆逐渐成为世界产业转移的最大承接地和受益方。表 1：全球四次产业转移情况梳理 转移的次数转移的次数 时间时间 转移目的地转移目的地 转移行业转移行业 第一次 18 世纪末-19 世纪上半叶 欧洲大陆与美国 钢铁 第二次 20 世纪 50-60 年代 日本、德国 钢铁、纺织 第三次 20 世纪 70-80 年代 亚洲“四小龙”纺织、服装、重工业 第四次 20 世纪 90 年代至今 中国、东南亚国家 劳动、资本密集型产业和低附加值的技术密集型产业 资料来源：孙浩进国际产业转移的历史演进及新趋势的启示，长江证券研究所 第三第三次产业链转移时，日本所处格局与当前中国较为相似，次产业链转移时，日本所处格局与当前中国较为相似，对本轮中国对本轮中国工业自动化工业自动化的发的发展展具备一定参考意义。具备一定参考意义。1）产业结构层面，均面临从资本密集型产业（钢铁、化工）向技术密集型产业（半导体、新能源汽车）转型过程；2）技术层面，均提出“科技立国”、“自主创新”等策略方针，开始大范围技术自研进程；3）人员禀赋层面，均面临人力成本上升，“人口红利”不再的局面，但“工程师红利”的存在则使工业自动化、信息化仍能以相对较低的成本高速推广；4）伴随过往经济的高速增长，居民生活水平持续改善，请阅读最后评级说明和重要声明 9/29 行业研究|深度报告 两国均面临着消费品需求种类日益繁多，生产由大规模标准化生产向小批量、多种类、柔性生产方式的转变。图 4：70 年代后日本中高技术制造业产值占比不断提升 图 5：当前我国高技术产业占比类似于日本上世纪 80 年代 资料来源：苏宏伟日本制造业产业结构合理化与高级化研究，长江证券研究所 资料来源：Wind，长江证券研究所 图 6：1970 年日本处于“工程师红利期”（1970 年理工科学生占比远高于 2003 年）图 7：日本 70 年代收入高增长带来需求多样化，推动生产模式转变 资料来源：日本文部科学省，长江证券研究所 资料来源：Wind，长江证券研究所 1948-1972 年间，轻加工向重工业过度“重工业化”推动日本战后经济高速增长。“重工业化”推动日本战后经济高速增长。1970 年之前日本处于战后恢复阶段，其 GDP高速增长，产业结构变动较大，可分为战后恢复期（1948-1955）与高速成长期（1956-1972）。其中战后恢复期以劳动密集型轻工业（印刷、造纸、食品等）为主导产业，以稳就业作为阶段经济目标。而高速成长期则以重化工业（钢铁、化工等）为主导产业，同时伴随着金属制品制造业的高速发展。在高速成长期间，日本重化工产业占总体制造业的比例从 1956 年 57%上升至 1972 年的 65%，同时高技术产业比例超过低技术产业，日本制造业产生明显的“重工业化”与“技术集约化”趋势。表 2：1945-1955 年日本 GDP、制造业、主导产业平均增长率 GDP 制造业总制造业总 附加值附加值 石油、煤石油、煤 炭工业附加值炭工业附加值 出版印刷出版印刷 业附加值业附加值 造纸工业造纸工业 附加值附加值 食品工业食品工业 附加值附加值 纤维工业纤维工业 附加值附加值 18.16%30.30%50.45%42.19%38.98%37.4%32.31%资料来源：郭安琪战后日本制造业的结构演进，长江证券研究所 0%10%20%30%40%50%60%70%80%19731975197719791981198319851987198919911993199519971999200120032005200720092011低技术制造业产值占比中高技术制造业产值占比27.33%12.50%28.48%38.63%39.33%28.23%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%201620172018201920202021中国高技术制造业PMI占比8.40%4.30%0%5%10%15%20%25%30%35%19702003-10%0%10%20%30%196019631966196919721975197819811984198719901993199619992002200520082011201420172020日本:两人及以上的劳动者家庭(非农):年平均月实收入:同比日本:两人及以上的劳动者家庭(非农):年平均月可支配收入:同比日本:两人及以上的劳动者家庭(非农):年平均月消费支出:同比 请阅读最后评级说明和重要声明 10/29 行业研究|深度报告 表 3：1956-1972 年日本 GDP、制造业、主导产业平均增长率 GDP 制造业制造业 总附加值总附加值 钢铁业钢铁业 附加值附加值 金属制金属制 造业附加值造业附加值 普通机普通机 械业附加值械业附加值 电气机电气机 械业附加值械业附加值 运输机运输机 械业附加值械业附加值 15.23%16.98%18.27%21.05%21.27%23.11%21.32%资料来源：郭安琪战后日本制造业的结构演进，长江证券研究所 自动化进程已悄然开启自动化进程已悄然开启，钢铁、化工自动化是当时主流，钢铁、化工自动化是当时主流。为提升本国重工业国际竞争力，除积极引进海外先进工艺以提升产品质量外，具备效率提升功能的自动化设备也被日本大力推广，而产业高速成长带来的产能扩张，则使自动化设备厂商迎来一波扩张周期。以钢铁行业为例，新日铁公司于 1965 年建设的 Kimitsu 工厂和 1971 年建设的 Oita 工厂均在自动化应用方面取得了显著的发展，二者均大量应用计算机建立了全工厂自动化系统，生产连续性得到大幅提升。本时期自动化建设主要由本时期自动化建设主要由三菱电机、东芝电气、日立三菱电机、东芝电气、日立集团等大型电机厂商参与，以大型计算机做集中控制，分布式微型机使用较少，自动化集团等大型电机厂商参与，以大型计算机做集中控制，分布式微型机使用较少，自动化仍处于发展初期仍处于发展初期。图 8：新日本钢铁公司早年自动化推进概况 资料来源：陈振宇新日本钢铁公司以计算机化为中心的自动化概况，长江证券研究所 1973-1991 年：产业结构升级，新兴产业崛起带来弯道超车机会 石油危机石油危机驱动日本开启产业驱动日本开启产业结构结构升级进程。升级进程。1973 年第一次石油危机的爆发，对日本经济冲击较大（1974 年日本经济增长率自战后以来首次出现负增长）。彼时以以石油、化 请阅读最后评级说明和重要声明 11/29 行业研究|深度报告 学、钢铁等高能耗的重化工业为主导的日本制造业消耗了日本能源的绝大部分，石油价格的暴涨迫使日本制造业做出调整，开始逐渐摆脱高能耗产业集群，转向以高附加值组装加工业为主导的产业结构。图 9：1970-1980 年原油价格（美元/桶）及增速 资料来源：Wind，长江证券研究所 伴随产业升级推进伴随产业升级推进，其制造业中的主导产业发生了显著的变化。，其制造业中的主导产业发生了显著的变化。从制造业总量结构变化来看。以纺织业为代表的轻工业占比持续下降，纺织业产值占全部制造业产值的比重由1955 年的 16.2%降低至 1985 年的 3.1%，同时以能源消耗为主的钢铁、石化等重化工业(不含机械类)产值在全部制造业产值中的比重也呈逐步平缓下降趋势，由 1975 年的31.2%降低至 1985 年的 27%。而技术含量较高的汽车、机械等组装加工业的比重呈现明显扩大趋势，由 1955 年为的 14.6%上升至 1985 年的 40%，取代了原来的重化工业在制造业中“一股独大”的龙头地位。图 10：1974-1990 年，半导体集成电路、一般通用机械产值涨幅较大，粗钢产值出现下滑（亿日元）图 11：1974-1990 年，汽车、一般通用机械出口额涨幅较大，粗钢产值出现下滑（亿日元）资料来源：孙杭生日本“世界工厂”繁荣期的制造业转型升级研究，长江证券研究所 资料来源：孙杭生日本“世界工厂”繁荣期的制造业转型升级研究，长江证券研究所 制造业的结构变迁推动自动化产业高速制造业的结构变迁推动自动化产业高速成长成长。制造业产业升级从两个维度驱动自动化产业高速发展：1）伴随着晶体管应用带来的微处理器性能提升，工控设备运算能力逐渐可以满足实际生产需要，变频器、PLC、伺服电机等工业自动化新品陆续推出，推动自动化市场扩容；2）伴随汽车、半导体等产业的发展，生产精密度要求抬升，手工装配逐14.520.321.833.7131.7125.2139.6150.8155.0371.6442.4-50%0%50%100%150%200%250%300%350%05010015020025030035040045050019701971197219731974197519761977197819791980原油均价（美元/桶）yoyCAGR：26.86%CAGR：8.82%CAGR：-1.91%369 26,461 71,508 16,612 102,273 52,493 020000400006000080000100000120000半导体集成电路一般产业机械粗钢1974年产值1990年产值1931034420314907685019321018090050000100000150000200000250000汽车一般产业机械钢铁1974年出口额1990年出口额CAGR：9.02%CAGR：9.02%CAGR：-3.41%请阅读最后评级说明和重要声明 12/29 行业研究|深度报告 渐无法满足生产要求，自动化设备应用频率提升，结合新兴产业持续的产能扩张（建设新厂），自动化市场规模高速成长（规模与渗透率双双提升）。图 12：自动化产品体系梳理 资料来源：长江证券研究所 旺盛需求下，传统制造业旺盛需求下，传统制造业厂商纷纷开启自动化转型进程。厂商纷纷开启自动化转型进程。2019年10月，美国 CONTORL杂志公布 2018 年世界自动化公司 50 强名单，其中日本公司共有 9 家上榜，分别为三菱电机、横河电机、欧姆龙、发那科、安川电机、阿自倍尔，富士电机，堀场制作所、日立机械所，其工业自动化业务均崛起于日本产业升级时期，成长具备一定共通特点：均由老牌电机或仪表厂商转型而来，工业基因浓厚均由老牌电机或仪表厂商转型而来，工业基因浓厚：纵观日本自动化龙头厂商成长历史，其产品矩阵变迁大致遵循两条路径，其一是由执行系统（电机）向驱动系统、控制系统、输出系统扩张，代表公司为三菱电机、安川电机、富士电机等电机厂商，其二是由反馈系统（仪表）向控制系统扩张，代表公司为横河电机与阿自倍尔（原株式会社山武）等仪表厂商。上述厂商中，除发那科成立时间相对较晚外（但背靠富士通），其余厂商均为老牌工业巨头，拥有近百年历史，工业基因浓厚。控制系统反馈系统驱动系统执行系统输出系统PLC数控系统IPC及PC-basedHMI及工业软件DCS伺服驱动变频器软启动器直流驱动工业交换机伺服电机直线电机减速器编码器接触器继电器调节阀传感器检测仪器过程仪表机器人数控机床辅助机械非标设备 请阅读最后评级说明和重要声明 13/29 行业研究|深度报告 表 4：1979 年安川电机、富士电机、三菱电机情况简览（由电动机等执行系统向 PLC 等控制系统扩张）公司名称公司名称 年度销售额年度销售额（亿日元）（亿日元）公司人数公司人数 主要产品主要产品 安川电机 700 4600 大中小交直流电机、800 系列直流电动机、感应电动机十涡流制动器、VS 联轴器、VS 制动器、各种电气控制装置、数值控制装置、工业用自动化控制装置、以及轻重工业用各种电机电器、成套设备、省力机器装置等。富士电机 15000 汽轮机、燃汽轮机、水轮机、大中小交流直流电机、调相机、断路器、电开关、控制装置、臭氧、污泥、废气、废水处理装置、整流器、电加热炉、电子计算机、可编程序控制，空气净化无尘无菌装置等。三菱电机 9347 51000 汽轮发电机、汽轮机、柴油发电机、原子能发电设备、中型感应电机、可控硅用直流电动机、牵引电机、冷冻电机、电梯电机、工业和电子机器用自动控制装置、交直流电机、电磁开关、制动器、变压器、深井电机、各种电气、数控装置、各种工业用电焊机、电解加工、自动熔解、污水处理、净化装置、自动仓库机器装置 资料来源：刘嗣裕日本三菱、富士、安川电机公司概况简介，长江证券研究所 图 13：横河电机主营产品展示（由反馈系统扩张至控制系统）图 14：阿自倍尔主营产品展示（由反馈系统扩张至控制系统）资料来源：横河电机官网，长江证券研究所 资料来源：阿自倍尔官网，长江证券研究所 成长速度受细分行业影响较大：成长速度受细分行业影响较大：从上世纪 70 年代末期刊文献中可看出，当时自动化建设以大型电控设备套装为主要形式，且自动化设备多由三菱电机、东芝电气、日立机械所等大型电机厂商提供，并广泛应用于钢铁、发电、水泥、造纸、化工等传统行业。但从 2019 年 Control 杂志名单中可看出，除三菱电机仍维持着较大的销售规模外，日立机械所与东芝电气均排名靠后，而以电池焊接、汽车装配、半导体制造、机器人等为主要业务领域的欧姆龙、发那科、安川电机，却实现了后来居上，销售规模排名靠前（1979 年数据显示安川电机规模远低于富士电机、但 2019年自动化业务已实现规模反超）。产业转型浪潮下，以新兴产业为主要客户的自动产业转型浪潮下，以新兴产业为主要客户的自动化厂商相对成长较快。化厂商相对成长较快。请阅读最后评级说明和重要声明 14/29 行业研究|深度报告 图 15：上世纪 70 年代末三菱电机、东芝电气、日立公司主要产品应用领域为钢铁行业 资料来源：杨竞衡日本自动化电控成套设备考察报告，长江证券研究所 图 16：欧姆龙官网关键词展示 资料来源：欧姆龙官网，长江证券研究所 受益于西方技术输入受益于西方技术输入，产品性能突破产品性能突破较快较快：从战后重建开始，日本仅用三十余年时间便完成了工业自动化进程，建设速度较快，一方面归功于日本整体的技术引进政策，另一方面也是因为日本与欧美自动化公司长期且持久的合作。电机类公司中，安川电机从1954年开始长期与BBC公司进行技术合作；富士电机公司与西门子、三菱电机公司与美国西屋公司拥有长期技术合同，双方产品结构几乎一致。仪表类公司中，横河电机与美国 Foxboro、阿自倍尔与霍尼韦尔均有保持有长期合作关系。欧美企业的持续技术输入，是日本自动化产品性能，欧美企业的持续技术输入，是日本自动化产品性能，渗透率渗透率快速快速提升的重要原因。提升的重要原因。请阅读最后评级说明和重要声明 15/29 行业研究|深度报告 表 5：日美自动化企业合作图谱 日本厂商日本厂商 合作起始合作起始时间时间 合作方合作方 三菱电机 三菱电机与美国西屋公司建立合作关系 富士电机 富士电机与西门子建立合作关系 阿自倍尔 1952 年 阿自倍尔和美国霍尼韦尔公司技术合作 北辰电机 1953 年 北辰电机和美国 Fisher&Port 公司技术合作 安川电机 1954 年 安川电机与 BBC 公司技术合作 横河电机 1955 年 横河电机和美国 Bendin 公司技术合作 1955 年 横河电机和美国 Foxboro 公司技术合作 1976 年 横河电机和美国通用电气技术合作 资料来源：刘嗣裕日本三菱、富士、安川电机公司概况简介，工业仪表与自动化装置编辑部日本仪表工业概况，周鹏飞国外仪器仪表企业发展道路研究（二）日本最大的工业仪表企业一横河电机公司，阿自倍尔公司官网，长江证券研究所 三点因素确保日本自动化产业具备充足竞争力三点因素确保日本自动化产业具备充足竞争力。从 1972 年自动化产业蓬勃发展到 1991年泡沫经济破碎，日本自动化产业始终保持着较强竞争力，日系 PLC（三菱、立石、日立等）曾凭借其良好的产品质量管控，一度占据美国低端 PLC 市场。此处以 PLC（可编程逻辑控制器）为例，阐述日系自动化产业的三点核心竞争力：技术处于同一梯队：技术处于同一梯队：受益于战后欧美企业的长期技术扶持与日本积极的技术引进政策，日系 PLC 与欧系、美系 PLC 始终位于同一技术梯队（1969 年美国数字化设备公司首次发明 PLC，日本于 1971 年引进并在当年完成产品自研）。性能接近是全球市场竞争的前提条件。图 17：PLC 早年发明史 资料来源：周斌可编程序控制器的昨天、今天和明天，长江证券研究所 精益生产铸就高性价比精益生产铸就高性价比：与欧美系 PLC 产品对比，日系 PLC 在产品质量与价格维度均存在优势。产品质量层面，受益于“精益生产”等文化的盛行，日本工业制品品控良好，大至汽车，小至芯片，均在客户处拥有较好口碑；产品价格层面，在常规数字输入型 PLC（数字开关量输入/输出点数大于 40 点）领域，日系产品具备价格优势，但在微型数字输入型 PLC（数字开关量输入/输出点数小于 40 点）及模拟量输入型 PLC 领域，欧美系产品具备价格优势。美国数据设备公司(DEC)研制出世界上第一台PLC样机1969年1969年1971年1973年美国哥德公司(GOULD MODICON)率先实现PLC商品化通过从美国引进PLC技术，日立公司研制出日本第一台PLC，命名为DSC-8欧洲的西门子(SIEMENS)研制出欧洲第一台PLC 请阅读最后评级说明和重要声明 16/29 行业研究|深度报告 图 18：精益生产文化带来产品质量保障（1992 年数据）图 19：欧美系模拟量输入型 PLC 具有价格优势 资料来源：张光华日本汽车为什么赢得市场，长江证券研究所 资料来源：陈达华各国 PLC 在工控领域中的应用现状及其发展趋势，长江证券研究所 图 20：日系厂商内部对比，微型 PLC（数字输入/输出）领域三菱电机具备价格优势 图 21：欧美系厂商内部对比，微型 PLC（数字输入/输出）领域西门子具备价格优势 资料来源：陈达华各国 PLC 在工控领域中的应用现状及其发展趋势，长江证券研究所 资料来源：陈达华各国 PLC 在工控领域中的应用现状及其发展趋势，长江证券研究所 海外扩张意识强烈海外扩张意识强烈：基于“贸易立国”思路，日本早在上世纪 70 年代就已开始了海外市场扩张历程。以中国市场为例，1982 年改革开放后，日系与欧美系 PLC 厂商同时进入我国市场，并以合资建厂的形式在我国开展生产，占据较多国内市场份额。考虑到 PLC 同样存在较强使用黏性，海外市场份额的率先占据使日本 PLC 厂商享受丰厚业绩回报。请阅读最后评级说明和重要声明 17/29 行业研究|深度报告 表 6：上世纪 80 年代欧美日 PLC 厂商多采用合资生产形式在国内生产、销售 PLC 产品 厂商分类厂商分类 外资厂商外资厂商 国内合作方国内合作方 生产生产产品产品 欧美系 Siemens 大连辽宁无线电二厂 S5-101U PLC Ailen-Bradely 厦门 A-B 合资公司 A-B 小型 PLC 产品 Gould 天津自动化仪表厂 Gould PCD84 日系 日本光洋公司 无锡电器厂 SR-10、SR-20 PLC 三菱电机 黄石机械自动化所 三菱 K 系列、F 系列 三菱电机 上海工业自动化仪表研究所 三菱 K 系列、F 系列 日立机械所 北京机电研究所 日立 D 系列 东芝电气 中科院计算所 东芝 EX 系列 资料来源：耿长福PLC 的发展及国产化的进程，徐宝安可编程控制器的发展及展望，长江证券研究所 时至今日，工业自动化已超越电机销售等传统业务，成为上述时至今日，工业自动化已超越电机销售等传统业务，成为上述自动化厂商自动化厂商的主要收入来的主要收入来源源。日本。日本产业结构升级产业结构升级带来的工业高投入成就了日本自动化产业的长期繁荣。带来的工业高投入成就了日本自动化产业的长期繁荣。当前我国同样处于产业结构升级进程，各高端离散制造业相关工