2022年工业互联网市场需求空间及产业链国产替代趋势分析报告

目录 市场空间测算：各行业信息化升级需求旺盛(工业制造/煤矿/轨交/电新/综合管廊/云平台)02产业链：推荐关注各环节国产替代机会(上 游 元 器 件/中 游 设 备/下 游 信 息 化)04市场格局：客户壁垒高，新技术有望重塑格局(头 部 公 司 竞 争 优 势/技 术 发 展 趋 势/国 产 厂 商 进 展)03行业概况：处于爆发边缘，多因素推动加速发展01 工业互联网是推动产业数字化转型的重要基石 工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施，为工业乃至各行业的产业数字化、网络化、智能化发展提供了重要途径。工业互联网所覆盖的产业包括网络、平台、安全三大体系，同时通过直接产业赋能帮助企业实现降本增效等数字化管理，逐步向各个产业渗透。工业互联网网络作为工业互联网的直接基础产业受益行业整体发展。 工业互联网连接生产信息和需求信息，促进产业生态协同发展。根据信通院数据统计，2020年我国工业互联网产业增加值规模达到3.6万亿元，名义增速达到11.7%，其中工业互联网直接产业增加值规模为0.95万亿元，名义增速为10.2%，工业互联网渗透产业增加值规模为2.6万亿元，名义增速达到12.2%。预计到2021年，工业互联网产业增加值规模将突破4万亿元，2020和2021年将分别占当年GDP比重的3.5%/3.6%。 资料来源：信通院、国信证券经济研究所整理 资料来源：工业互联网研究院、国信证券经济研究所整理 工业通信设备：工业互联网的基础 工业通信设备是工业互联网实现互联互通的基础。传统工业企业通信网络分为工厂内网和工厂外网——商用通信设备主要用于工厂外网（企业层与产业层），工业通信设备则主要用于工厂内网（现场设备层与边缘层），具体可分为现场接入设备和汇聚层交换设备： 工业互联网产业发展现状：初期发展成效显著，行业或迎发展拐点 需求端，工业企业云业务初具规模，云业务广度和深度亟待进一步提升。工业互联网平台作为工业互联网承上启下的核心桥梁可以有效反应行业整体发展水平。根据国家工业信息安全发展研究中心2021年7月发布的《工业互联网平台应用数据》报告披露： ➢现状1：不同地区工业互联网平台应用发展水平不均衡，东南沿海区域领跑；均衡发展指标有益推动中西部区域工业互联网发展；➢现状2：工业设备上云率总体为13.1%；根据工信部发布“十四五”信息化规划，工业设备上云率在2025年提升至30%；➢现状3：业务上云普及率为36.5%，但近49.3%的应用聚焦在运营状态检测，云端应用深度亟需进一步提升。 供给端，工业互联网平台应用成熟度逐步提升。2022年5月，工信部披露“双跨平台”数量提升至28家，具备一定行业、区域影响力的工业互联网平台数量已经超过150个。不同类型背景的工业互联网平台企业核心能力各有侧重，覆盖多个领域，具有较强示范作用和影响力。 工业互联网产业规模：2021年突破万亿大关，行业发展提档升级 工业互联网产业规模突破万亿大关。根据信通院数据，2021年我国工业互联网产业规模达10749亿元，同比增长18%。 ➢工业互联网网络设备及终端市场稳步发展。2020年工业互联网网络设备及终端市场规模为657亿元，这其中包括工业企业外网和内网的接入终端、交换机、物联网模组等设备。➢工业互联网平台及应用市场增长快速，2020年工业互联网平台PaaS业务及边缘计算市场规模达950.7亿。根据IDC预测，2021年中国制造业IT支出达1156.5亿美元，中国制造业IT总支出在高基数基础上，2021-2025年五年CAGR将保持在16.6%。我们认为在政策强力支持下，随着IT和OT技术不断融合，新的信息技术涌入工业制造业将为工业互联网注入新的增长动能。 资料来源：信通院、国信证券经济研究所整理 资料来源：IDC、国信证券经济研究所整理 工业互联网产业发展瓶颈：网络覆盖率与协议解析能力亟需提升 工厂内网应用对网络性能要求严格，实时业务仍然靠有线传输。工业网络现场控制类业务对时延要求达到1ms级别，并且要求较高可靠性，这需要稳定的有线传输，但有线传输的部署成本和运维成本不能较好适应未来柔性化生产的发展。 工业通信网络覆盖率亟需提升，仍然有45%的企业目前还不具备在生产现场边缘端上云处理能力。根据工业信息发展研究中心针对1445家工业互联网应用企业研究发现，有35%的企业工业通信网络覆盖率低于20%，工业网络覆盖率低直接影响到企业生产现场的边缘处理能力。工业协议解析率18.4%，制约了工业设备上云。工业设备上云的前置条件依次是生产设备数字化、数字化设备联网与工业协议解析，目前生产设备数字化和数字化设备联网已初具规模；但因为工业协议碎片化的特征，工业协议解析率较低，成为了设备上云的发展瓶颈。我们认为5G、TSN等新技术的发展和持续渗透将有助于解决目前网络互联网在边缘端的覆盖和处理能力。 资料来源：工业信息安全发展研究中心、国信证券经济研究所整理 资料来源：工业信息安全发展研究中心、国信证券经济研究所整理 催化因素一：政策频繁加码工业互联网 工业互联网政策支持不断。近期多项“十四五”规划及相关政策文件持续聚焦工业互联网领域的应用发展。例如《“十四五”信息通信行业发展规划》提出打造全面互联的工业互联网；《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》目标至2025年信息化和工业化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展，新一代信息技术向制造业各领域加速渗透等。 高增长量化目标的提出彰显工业互联网发展决心。且近期政策对工业互联网提出了多项具体的量化目标，例如根据相关“十四五”规划，2025年工业互联网平台应用普及率和工业设备上云率将分别从2020年的14.7%和13.1%提升至45%和30%；智能制造装备、工业软件等关键软硬件设备市场满足率提升至70%/50%以上。 催化因素二：运营商、设备商等巨头加速推进数字化服务 电信运营商与通信设备商开始重视新一代信息基础设施赋能企业数字化转型，公司战略均逐步转向产业信息化数字化升级方向，在此大背景下，各垂直领域的生态及商业模式将被重新定义，新的蓝海市场将为参与厂商来带机遇： ➢三大运营商均在将投资重心由5G转向数字化转型创新业务。中国电信预计2022年产业数字化相关资本开支达270亿元，同比+62%，占资本开支比重升至30%。中国移动5G在工业互联网应用方面开拓效果显著，2021年5G专网达项目1590个，其中智慧矿山157个、智慧工厂700多个、智慧电力签约150个、智慧冶金落地15家A+钢铁企业；且中国移动22年资本开支规划中加大业务支撑网投入，由2021年的257亿元提升至2022年的307亿元。 资料来源：华为、国信证券经济研究所整理 资料来源：中国电信公告、国信证券经济研究所整理 催化因素三：工业设备加速上云，要求工业网络支持 数据上云协助工业企业降本增效。据《工业互联网创新发展成效评估报告》，离散制造业和流程制造业企业在应用工业互联网后两年内，设备综合效率分别提升了10pct和8pct；且有三成企业，尤其是高耗能领域企业，反映应用工业互联网后能耗水平有明显下降。因此，工业企业上云设备数增长显著，推动工业网络建设。根据工信部统计对“十大双跨”工业云平台设备平均接入数的统计，平均接入设备数从2018年的57万台增长到2022年的140万台，年复合增长率超150%。对比西门子于2017年对全球工业企业设备连接点数增长及数据上云数据增长的预测，我国工业设备信息化上云速度远高于全球水平。而工业设备上云离不开工业网络及各类工业通信设备，推动需求增长。 资料来源：《工业互联网创新发展成效评估报告》、国信证券经济研究所整理 资料来源：西门子、国信证券经济研究所整理 资料来源：工信部、国信证券经济研究所整理 催化因素四：工厂智能化无人化驱动工业网络升级 工业智能化信息化对工业通信设备带宽升级提出需求，工业通信设备价值量提升。以煤矿智能化为例，井下部分包括摄像机、探测器、电话、广播站等设备，完成图像采集、井下条件采集、广播、通话等功能。这些场景对网络带宽的需求远远超过传统普通工业设备连接带宽需求，驱动工业通信设备向更大带宽演进升级。而后续视频传输向4K的高清升级，在100个检测点的场景下，传输带宽将高达2500Mbps，网络交换机更需要从小速率端口交换机升级到万兆交换机。 资料来源：三旺通信、国信证券经济研究所整理 催化因素五：自主可控背景下，国产厂商迎发展机遇 国产自主可控成为各行业信息设备主要发展方向，电力、煤矿、轨交等领域在新的通信网络部署中更倾向于选择国产自主可控品牌，对于国产自主可控的设备商来说市场空间巨大。 当前工业网络国产厂商市占率较低，发展空间充足。根据观研网数据显示，2017年我国工控行业国产厂商市场份额在34.7%左右，工业通信设备一般与工控设备厂商品牌对应，推算我国本土工业通信品牌份额也在34%左右，国产厂商仍然有较大的发展机遇。 资料来源：观研网、国信证券经济研究所整理 发展趋势一：TSN与5G技术有望加速应用 TSN与5G均是解决大带宽的新技术，同时TSN将解决协议碎片化问题，有望加速应用： ➢TSN与OPCUA的融合有助于解决工业通信协议碎片化的问题。TSN技术基于以太网提供了一套数据链路层的协议标准，解决了网络通讯中数据传输及获取的可靠性和确定性的问题；OPCUA则提供一套通用的数据解析机制，解决系统互操作的复杂性问题。因此TSN能把PROFINET等实时以太网现场总线和OPCUA共享到同一个通信设施上，有助于解决工业通信协议碎片化的问题。 ➢5G拓展无线接入容量。5G在系统性能方面具备10~20 Gbit/s的峰值速率，100 Mbit/s~1 Gbit/s的用户体验速率，每平方公里100万的连接数密度，1ms的空口时延，500km/h的移动性支持，每平方米10 Mbit/s的流量密度等关键能力指标，相对4G提升3到5倍的频谱效率、百倍的能效。 资料来源：IMT-2020、国信证券经济研究所整理 发展趋势二：从产品向平台发展，云到端解决方案更受青睐 “云+边”的平台型方案已成为工业互联网公司的主要应用技术方案。工业边缘计算网关在底层通过工业服务适配器，将现场设备封装成web服务；通过工业网络联接到工业数据平台中。而边缘网关+云平台组成的云到端的平台型解决方案在多场景拓展的边际收益较高。因此，近年来，国内工业通信设备商均在积极布局边缘计算和云管理平台，向客户提供端到端整体解决方案已成为拓展垂直市场的重要推手。例如，映翰通在2016-2018年业绩显著增长主要来自于公司向电网客户提供了从边到云端的平台解决方案，实现新垂直市场的开拓。 资料来源：映翰通、国信证券经济研究所整理 资料来源：Wind、国信证券经济研究所整理 发展趋势三：国产厂商正走向海外 国产通信设备商均在积极拓展海外市场，华为、中兴等传统通信设备商的海外经历具有较好的参考意义。工业通信设备公司拥有同样的海外竞争力，以映翰通和三旺通信为例： ➢截至2021年，映翰通的海外市场销售收入占公司整体销售收入的30%左右； ➢根据公司公告，三旺通信的海外代理及合作伙伴已经遍布24个国家。 资料来源：Wind、国信证券经济研究所整理 资料来源：《三旺通信服务白皮书》、国信证券经济研究所整理 目录 市场空间测算：各行业信息化升级需求旺盛(工业制造/煤矿/轨交/电新/综合管廊/云平台)02产业链：推荐关注各环节国产替代机会(上 游 元 器 件/中 游 设 备/下 游 信 息 化)04市场格局：客户壁垒高，新技术有望重塑格局(头 部 公 司 竞 争 优 势/技 术 发 展 趋 势/国 产 厂 商 进 展)03行业概况：处于爆发边缘，多因素推动加速发展01 工业通信设备应用：从工业制造基础设施延展到各行各业 工业通信设备稳定可靠性强，逐步由工业制造扩展至多个行业应用。工业通信设备起初应用在工业制造设备的信息