2021年工業(yè)軟件行業(yè)研究報告

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1、2021年工業(yè)軟件行業(yè)研究報告 導語 從市場空間看，全球CAD/CAE/CAM市場空間分別為20億美元級(2028年)、130億美元級(2025年)和40億美元級(2025年)。從行業(yè)增速看，中國CAD/CAE/CAM市場復合增速均明顯高于全球水平，中國市場對工業(yè)軟件的需求持續(xù)加大。 核心觀點： 基于對CAX產業(yè)的分析與判斷，對標國外主流的達索、西門子、Autodesk等工業(yè)軟件巨頭發(fā)展路徑的分析，我們歸納出如下三個推薦邏輯: 核心邏輯一:當前中國制造業(yè)從粗放式向精細化管理模式轉變，百億級全球市場看空間，中國CAX類工業(yè)軟件市場增速明顯高于全球。 從市場空間看，全球CA

2、D/CAE/CAM市場空間分別為20億美元級(2028年)、130億美元級(2025年)和40億美元級(2025年)。 從行業(yè)增速看，中國CAD/CAE/CAM市場復合增速均明顯高于全球水平，中國市場對工業(yè)軟件的需求持續(xù)加大。 核心邏輯二:無論是全球還是中國CAX軟件市場，海外巨頭幾乎都占據(jù)壟斷。在CAX細分市場中，國產替代進程由高到底分別為:2D CAD>3D CAD>CAE/CAM。 從國產替代程度看，當前國產2D CAD逐步國產替代，3D CAD實現(xiàn)基本可用，CAE和CAM仍處于核心技術亟待突破階段。從應用場景來看，國產CAD/CAE/CAM較多應用于建筑、工業(yè)工程等中低端場景，航

3、空航天、精密制造等高端場景尚待突破。 核心邏輯三:CAX三大產品一體化發(fā)展是大勢所趨，數(shù)據(jù)交互是產品無縫銜接的關鍵，工業(yè)軟件的演進史就是行業(yè)巨頭發(fā)展的并購史。 歐美已經(jīng)誕生了眾多綜合性的工業(yè)巨頭，包括西門子(1149億歐元)、達索(501億歐元)、Autodesk(645億美元)、ANSYS(294億 美元)、PTC(155億美元)，中國CAD龍頭廠商中望軟件(349億元)長期成長空間巨大。 01 綜述：CAX一體化趨勢，數(shù)據(jù)交互是關鍵 1.1 CAX三大產品一體化發(fā)展是大勢所趨，數(shù)據(jù)交互是關鍵 CAD/CAE / CAM 一體化發(fā)展大勢所趨：一般來說，產品生產過程可分為初步設計、詳

4、細設計、生產準備和生產制造 4 個階段。 初步設計和詳細設計流程環(huán)節(jié)：利用CAD進行產品幾何實體建模，為CAE所用；利用 CAE 對產品幾何實體模型進行性能、強度、動力 學等方面的數(shù)值模擬計算，根據(jù)CAE計算結果不斷利用 CAD 修改幾何實體模型， 最終設計出符合性能和經(jīng)濟性要求的最優(yōu)化產品。 生產準備和生產制造流程環(huán)節(jié)：利用 CAD 輸出產品三維圖形、工程圖紙等，并保存所有產品數(shù)據(jù)信息為CAM所用；利用 CAM 完成 產品生產制造所需的工藝設計、NC 編程、機器人編程等工作以及實際制造工作。 1.2 CAD/CAE/CAM通過建模和分析，編程成為自動化一條龍 CAD,CAE,CAM建

5、模分析自動編程一條龍 技術層面：CAD和CAE是兩大技術方向，CAD的核心是基于 集合模型的造型建模，CAE是基于物理模型的數(shù)值 擬合求解，而CAM是將CAD建模轉化為數(shù)控加工程 序的功能。 應用層面：CAD、CAE、CAM三者環(huán)環(huán)相扣，由CAE軟件讀 取CAD的初步建模，進行工程分析（仿真模擬）， 再將結果反饋給CAD繼續(xù)優(yōu)化產品設計，最后由 CAM進行自動化數(shù)控編程。該流程結束后，與生產 管控和管理運營軟件結合起來進行生產作業(yè)，由生 產控制系統(tǒng)進行加工制造。 CAM與CAD的高度集成是大趨勢：CAM與CAD的集成將極大的提高設計生產效率， 主流CAD/CAM軟件多會集成CAE模塊，滿

6、足輕度 仿真分析需求。 02 分述：CAX三大品類的空間、格局與差距 2.1 中國CAD市場增速明顯高于全球，呈巨頭壟斷行業(yè)格局 中國CAD市場增速明顯高于全球：根未來幾年全球CAD市場規(guī)模增速預計保持6.5%，2028年將達到138.3億美元。其中，同期中國CAD市場規(guī)模增速明顯高于全球。 無論是中國還是全球，四大CAD巨頭壟斷行業(yè)：全球CAD市場仍然由海外巨頭主導，四大巨頭占據(jù)全球CAD市場的80%，包括達索 （ 31% ）、 Autodesk（28% ）、西門子（ 21% ）、PTC（8%）。 2.2 國產2D CAD可基本實現(xiàn)國產替代，非高端領域逐步國產替代 2D CAD

7、方面：國產軟件（以中望軟件為例）已可基本實現(xiàn)國產替代 ，國產化率約11%。已有國產2D CAD產品采用多核處理器，運行速度 基本趕上AutoCAD。兼容性方面國產軟件較海外軟件有一定差距。 行業(yè)分布：海外主流2D CAD產品可適用于高端設備，如精密機械、電 腦軟硬件、醫(yī)療企業(yè)、汽車等的生產。國內主流2D CAD產品主要適用 于基礎機械制造和建筑行業(yè)等相對中低端場景。 2.3 國產3D CAD基本實現(xiàn)可用，主要應用相對中低端工業(yè)場景 國產3D CAD在非高端領域已基本可用，未來3-5年有望逐步替代達索 Solid Works，但與海外高端產品還有明顯差距。國產三維幾何建模能力，國產軟件較海

8、外軟件有一定差距，不能運用 于高端的航空航天、精密制造行業(yè)。海外主流3D CAD產品廣泛應用于 該類行業(yè)，而國內主流3D CAD產品主要用于工業(yè)工程、汽車機械等行 業(yè)，預計追趕CATIA還需要較長時間。 2.4 中望3D CAD掌握核心自主技術，實力比肩國際第三陣營 針對不同復雜場景及曲面設計需求，體量裝配數(shù)量，3D CAD 產品滿足各層次需求：3D CAD 主要分第一陣營平均技術指標、第二陣營平均技術指標、第三陣營平均技術指標，分別對應三維幾何建模能力自由曲面建模質 量、大體量裝配設計能力、行業(yè)應用模塊、典型應用領域等技術特征。三維幾何建模能力場景主要劃分為：簡單場景建模質量可用，一般復

9、雜場景建模質量可靠，超復雜場景建模質量高穩(wěn)定好。 2.5 CAE三巨頭主導全球市場，中國CAE市場國產化率不足5% 中國CAE市場增速高于全球6.6個百分點：2020年預計全球CAE市場規(guī)模達到81億美元，預計2025年達到 128億美元，年均復合增速9.6%。 全球CAE市場基本被海外企業(yè)主導，中國CAE市場國產化率不足5%：2020年排名前三廠商占據(jù)全球CAE市場的47%，分別是西門子、 ANSYS和達索。在中國市場，全球CAE三巨頭的市占率超過95.7%，國產化率不足5%。 2.6 中國CAM市場增速26.8%，國產CAM廠商核心技術亟待突破 中國CAM市場增速26.8%，明顯

10、高于全球7%的增速水平：2017年全球CAM市場規(guī)模為20.9億美元，預計 2025年將達到35.7億美元，對應2017-2025年均增速為7%。根據(jù)中國研發(fā)類工業(yè)軟件類型占比中CAM軟件占比11%，乘上中國研發(fā)設計 類工業(yè)軟件市場規(guī)模，估算出的中國CAM市場規(guī)模來看，2012-2017年均增速26.8%，遠遠超過全球CAM市場增速。 競爭格局：無論是全球還是中國CAM市場，達索、西門子、PTC三巨頭幾乎占據(jù)了大部分市場，國產CAM廠商僅山大華天SINOVATION相 對成熟，國產CAM廠商核心技術亟待突破。 2.7 CAM軟件存在三種解決方案，功能特點各有側重 與CAD套件一起打包的C

11、AM工具： 優(yōu)點：具有相關性，由于刀具路徑鏈接回CAD設計，因 此所有更改都會立即反映在刀具路徑中，不必手動將 CAD文件重新導入外部CAM軟件，然后從頭開始重新編 程刀具路徑。 缺點：功能不夠強大，無法為具有許多特征的高度復雜零 件創(chuàng)建刀具路徑。 獨立的CAM程序： 優(yōu)點：專用CAM軟件具有強大的CAM操作功能，可以創(chuàng) 建復雜的幾何圖形，如渦輪機。 缺點：CAD軟件本地不能導入，喪失結合性。 需要CAM軟件和CAD程序支持相同的文件格式，因此獨 立的CAM程序在處理行業(yè)標準格式的文件時比較方便， 否則操作將會變得十分復雜。 用于CAD程序的CAM插件：上述兩種解決方案之間有一個

12、中間地帶，它具有前兩種方案所有 優(yōu)點。既為原生CAD軟件提供全面的CAM功能，使得相關性得以 保留，又可以讓用戶從專用CAM軟件中找到的大量工具獲益。 03 風險提示 疫情導致全球經(jīng)濟的下行的風險：疫情蔓延全球，宏觀經(jīng)濟下滑導致企業(yè)IT支出增長放緩，下游客戶對工業(yè)軟件的需求下降的風險。 制造業(yè)升級進展過慢的風險：中國制造業(yè)產業(yè)升級過程中，技術和產品迭代過慢，升級進程低于預期。 行業(yè)競爭加劇導致盈利水平下降：國外工業(yè)軟件巨頭擴張進一步加劇行業(yè)競爭格局，導致行業(yè)盈利水平下降。 核心技術突破進程低于預期的風險：核心技術突破困難，進程低于預期導致的產品性能更新放緩，競爭力下降。 報告節(jié)選： ——END——