工业软件系列专题（三）：CAD/PLM迎来“黄金十年”

►CAD/PLM领域，颠覆者寡，剩者为王 纵观全球CAD/PLM厂商发展史，极少出现外来颠覆者，行业集中度高（TOP5市场份额占比80%左右），头部企业都是深耕行业数十年的长期专注者。 “卡脖子”倒逼国产加速替代，十年国产替代之旅，替代空间广阔（根据CIMdata数据，2025年，国内CAD市场预计达到10亿美元，CAD+CAE+CAM市场预计达到20亿美元，PLM市场预计达到7亿美元）； 目前CAD/PLM领域国产替代的布局阶段已近尾声，后续有望进入快速增长的“黄金十年”。 ►CAD市场将演绎强者恒强 国产CAD市场将呈现五雄争霸（中望软件、浩辰软件、山大华天、数码大方、新迪数字），中望软件具有先发优势。 按照“市场拓展企业小范围试用企业大规模采购”的行业推广过程，中望软件的销售布局有望在2022-2024年迎来业绩释放。 ►PLM市场处于群雄逐鹿阶段 PLM领域是十四五期间国产替代的主阵地，目前PLM市场参与者众多（20+），处于群雄逐鹿的竞争前半场。 预计到“十四五”末期，PLM领域的市场竞争有望进入仅剩少数玩家的后半场。 重点推荐：中望软件、用友网络。受益（非上市）：浩辰软件、山大华天、数码大方、新迪数字、金航数码、神舟软件。 ►风险提示：疫情导致全球经济下行的风险，行业竞争加剧导致盈利水平下降的风险，核心技术突破进程低于预期的风险，公司核心人才团队流失风险。 各章节主要观点汇总（一） 01CAD/PLM领域，颠覆者寡，剩者为王： 我国工业软件应用发展趋势：设计方法从逆向工程转向正向设计，研发设计类软件的重要性越来越高；企业向后服务市场转型，逐步加大对运维服务类软件的投资；各类创新应用层出不穷，旨在实现跨业务领域的业务贯通，实现IT和OT的融合，数字世界和物理世界的融合。 二维CAD在产品改型设计、工艺设计中应用广泛，三维CAD正在从设计向工艺推广。 三维普及大势所趋：三维模型将走出研发，应用于企业上下游的各个环节；二维仍将长期存在，但独立二维CAD的应用空间将受到挤压。 三维CAD与PLM系统集成的高复杂性，造就了主流CAD厂商同时也是主流PLM厂商的现状。 PLM系统是企业业务转型的重要落地工具，未来将注重支持正向研发、产品智能化和向服务转型。 CAD/PLM用户粘性很强，总替换成本高，企业选型相对谨慎，经过工程应用验证后，软件厂商将享受逐步放量的红利。 从全球头部厂商的发展历史来看，PTC之后再无颠覆者；头部企业集中度高，收并购是主要手段。国内一、二级市场估值倒挂，不利于国内头部企业通过收并购发展壮大。 02“卡脖子”倒逼国产替代加速： 国产替代的首要驱动因素：断供导致的技术和合规风险、软件合规带来的成本压力。 应对外部压力的三种主要技术路线：企业自研、和国外厂商深度合作、政策扶持加联盟突围；软件的通用化、产品化能力，合作双方的配合度，能否快速提升产品能力是三种技术路线各自面临的主要挑战。 各章节主要观点汇总（二） 03国产CAD五雄争霸，中望软件具有先发优势： 几何内核决定着CAD软件的能力边界和行业扩展性，同时很大程度上决定了该软件的性能和稳定性；几何内核是几何、算法与计算机技术的结合；开发几何内核需要经过实际迭代，长期技术积累，研发前期投入巨大。 在中美科技脱钩的背景下，几何内核很有可能成为芯片之后“卡脖子”的主要手段。目前全球主流CAD内核被国外巨头垄断，国产三维CAD软件厂商中，中望软件和山大华天具有自主内核。 近年来以华为、中车为代表的工业企业与国产CAD厂商合作，为国产CAD软件提供了成长的土壤。 对于中小企业，云CAD将大大降低CAD使用门槛和总拥有成本；在复杂设计领域，云CAD利用云端的计算能力，有望让实时仿真、创成式设计得到更广泛的应用。 二维CAD已实现可替代，国产三维在ICT行业跑通，中端CAD市场（家电、军工、工业装备等）空间广阔，是国产三维CAD后续重点。中望具有先发优势，2022-2024年有望迎来业绩释放。 04国产PLM参与者众多，群雄逐鹿： PLM系统架构和底层数据模型、与工具/系统的集成是PLM的关键技术；PLM系统的通用化、产品化能力是商业化PLM厂商的核心竞争力。 服务合作伙伴的能力与PLM产品的市占率互为因果，相互影响；完备的服务合作伙伴生态是PLM厂商的重要护城河。 在CAD工具软件本地部署的前提下，云PLM的主要发展方向是向企业供应链、产品全生命周期的拓展；云CAD与PLM的协同将有利于促进设计工作与数据管理的一体化，利用新技术，营造新业态。 国产产品具备PDM核心功能，但产品完整度不够，缺少高水平的实施顾问，缺少大用户量、大数据量、复杂场景的工程应用经验。 PLM是十四五期间国产替代的主阵地，目前市场参与者众多，集中度低；十四五末期，市场竞争有望进入仅剩少数主要玩家的后半场。 02“卡脖子”倒逼国产替代加速 03国产CAD五雄争霸，中望软件具有先发优势 04国产PLM参与者众多，群雄逐鹿 1.1在工业软件5大类别中，CAD/PLM处于价值链前端，是产品数据的源头 综合行业通用分类方法，我们把工业软件分为5大类：研发设计类，经营管理类，生产制造类，运维服务类，创新应用类。 近些年来，我国的工业软件应用呈现如下特点： 我国工业企业产品研发从跟随转向引领，设计方法从逆向工程转向正向设计，研发设计类软件的重要性越来越高。 随着设备保有量的增加，企业希望运维服务市场成为新的营收和利润增长点，逐步加大对运维服务类软件的投资。 各类创新应用层出不穷，旨在实现跨业务领域的业务贯通，实现IT和OT的融合，数字世界和物理世界的融合。 CAD：设计绘图CAE：仿真分析CAM：辅助制造MBSE：系统工程 PDM/PLM：数据管理 ERP：企业资源管理FM：财务管理 DCS、SCADA：现场控制APS：计划排程MES：制造执行EMS：能效管理 APM：资产性能管理 MRO：维护维修运行管理PHM：故障预测与健康管理SLM：售后技术资料管理 数字主线/数据中台/业务中台/工业互联网平台 HRM/HCM：人力资源管理EAM：资产管理 CRM：客户关系管理SCM：供应链管理BI：商业智能 1.1在工业软件5大类别中，CAD/PLM处于价值链前端，是产品数据的源头 研发处于企业价值链的前端，对后续业务活动影响深远：产品功能性能、用户感受。 产品的可靠性、可用性、可维修性、安全性。 CAD为研发活动的必备工具，贯穿产品研发活动始终，是产品研发的“鲁班斧”。 PLM管理产品研发数据及产品研发流程，是众多下游系统（ERP/MES/SCM/MRO等）的数据源头。 1.2 CAD/PLM的主要买家画像 从客户规模来看，大型工业企业的投资占比超过50%；中小型企业数量众多，但需求并未充分释放。 按企业性质，我们将客户分为三大类：国防军工、央企国企、商业化公司。 国防军工：我国的各大军工集团。 央企国企：如中国第一汽车集团有限公司、中国中车集团公司等。 商业客户：如华为技术有限公司、三一重工股份有限公司、深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司等。 中国工业软件市场客户类型 1.3 CAD/PLM国内市场空间 根据e-works数据：在新冠疫情的冲击下，2020年中国研发设计类软件市场仍然取得了9.4%的正增长。 2020年中国市场达到29亿美元，较2019年增长9.4%。2020年全球市场增长3.5%，达到533亿美元，中国市场占全球份额由2019年的5.1%增长至2020年的5.4%。 仿真分析与数字化制造市场保持两位数增长。 我国CAD市场规模将近6亿美元，CAD+CAE+CAM总市场份额将近12亿美元。 2016至2020年中国研发设计类软件市场的增长趋势 2020年中国研发设计类软件市场规模及份额组成 1.4未来5年，中国研发设计类软件市场有望保持10%以上的增长 根据e-works数据，预计到2025年，我国CAD市场规模将达到10亿美元，CAD+CAE+CAM总市场份额将达到20亿美元。 增长的主要动力： 随着工业企业竞争策略的转变（从成本优势向科技优势转变），研发投入增加带来的软件更新、扩展需求。 在数字化转型大背景下，工业软件在中小型企业的普及率将得到提升，需求有望释放。 软件合规的持续推动。 新兴企业（如新能源汽车产业链、半导体产业链）的快速成长带来的需求增量。 未来5年中国工业软件市场规模将持续增长 未来5年中国研发设计类软件市场将保持稳定增长 1.5全球CAD市场的主要参与者 全球CAD市场，市场集中度高，TOP5市场占比高达80%。 中国CAD市场格局与全球类似，主要份额由外资厂商占据。 达索：Catia在高端三维CAD市场（航空、汽车车身）一枝独秀，SolidWorks在中低端市场占据较大市场份额。 西门子：NX面向高端三维CAD市场（国防军工、汽车、轨道交通等），SolidEdge覆盖中低端市场。 PTC：Creo覆盖面广（国防军工、工程机械、ICT、医疗器械等），具有海量的InstallBase。 AutoDesk：二维CAD的王者，占据二维CAD80%左右的存量市场份额。 1.6全球PLM市场的主要参与者 全球PLM市场，市场集中度高，TOP5市场占比将近80%，头部企业分为两类。 CAD厂商：西门子、达索、PTC。 ERP厂商：SAP、Oracle。 国内PLM厂家众多，目前还处于低研发投入、低市场份额的初级阶段，国内PLM厂商可以分为四大类。 以CAD为主体：山大华天、数码大方等。 以PDM为主体：思普、中车信息（清软英泰）等。 ERP厂商：用友、金蝶等。 专注某细分领域：青铜器RDM（研发项目管理）等。 中国PLM市场主要参与者 1.7国内CAD应用状况：我国的CAD普及率较高，应用逐步深入 我国CAD应用经历了四个大的阶段：甩图板二维应用三维应用MBD/MBE。 1991年，当时的国务委员宋健提出“甩掉绘图板”的号召，我国政府开始重视CAD技术的应用推广，并促成了一场在工业各领域的技术革新。 1995-2000年，随着PC的普及，以AutoCAD为主的二维CAD得到广泛应用，国内涌现了大量基于AutoCAD的二次开发商。 2000-2010年，国外三维CAD厂商进入中国，大量企业开始试点三维CAD，头部企业三维CAD得到广泛应用，形成三维设计建模、二维出图的局面。 2010年至今，随着三维标注、三维检测等技术逐渐成熟、数控加工的普及，头部企业基于三维模型开展深化应用，MBD/MBE成为企业CAD应用新的方向。 基于三维CAD的深化应用：MBD/MBE。 2000年—2010年 三维CAD从试点到广泛应用。 1995年—2000年 二维CAD得到普及。 1991年—1995年 甩图板，开始重视二维CAD应用推广。 1.7国内CAD应用状况：CAD主要应用于产品设计、工艺设计环节 在典型复杂装备研制过程中，方案设计、详细设计、工艺规划/工艺设计是使用CAD软件的主要阶段。 方案设计：包括需求分析、架构设计、原理设计等，主要输出为产品研制大纲、系统架构图，布局图，各分系统、组件的功能性能要求、接口要求等。 详细设计：承接方案设计的结果，进行多专业（机、电、软等）具体设计工作，是在数字世界进行产品实现、仿真验证的过程，主要输出为三维模型，二维图纸，BOM表等。 工艺规划/工艺设计：承接详细设计的结果，确定产品加工过程和工序，主要输出为工艺规划、工序卡片等。 典型复杂装备研制流程图 1.7国内CAD应用状况：二维CAD在产品改型设计、工艺设计中应用广泛 二维CAD的特点： 以三视投影图（正视图，侧视图，俯视图）的形式表达零部件，创建者、使用者都需要具备三视图和立体图形之间转换的能力。 优势：图形间一般没有很强的关联性，对于成熟