工業(yè)軟件行業(yè)專題報告：CAD、PLM迎來“黃金十年”2023，天心天思助力企業(yè)信息化，智慧化

報告出品方/作者：華西證券，劉澤晶、劉波）

01 CAD/PLM領域，顛覆者寡，剩者為王

1.1在工業(yè)軟件5大類別中，CAD/PLM處于價值鏈前端，是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的源頭

綜合行業(yè)通用分類方法，我們把工業(yè)軟件分為5大類：研發(fā)設計類，經(jīng)營管理類，生產(chǎn)制造類，運維服務類，創(chuàng)新應用類。

近些年來，我國的工業(yè)軟件應用呈現(xiàn)如下特點： 我國工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)從跟隨轉(zhuǎn)向引領，設計方法從逆向工程轉(zhuǎn)向正向設計，研發(fā)設計類軟件的重要性越來越高。隨著設備保有量的增加，企業(yè)希望運維服務市場成為新的營收和利潤增長點，逐步加大對運維服務類軟件的投資。 各類創(chuàng)新應用層出不窮，旨在實現(xiàn)跨業(yè)務領域的業(yè)務貫通，實現(xiàn)IT和OT的融合，數(shù)字世界和物理世界的融合。

1.2 CAD/PLM的主要買家畫像

從客戶規(guī)模來看，大型工業(yè)企業(yè)的投資占比超過50%；中小型企業(yè)數(shù)量眾多，但需求并未充分釋放。

按企業(yè)性質(zhì)，我們將客戶分為三大類：國防軍工、央企國企、商業(yè)化公司。國防軍工：我國的各大軍工集團。央企國企：如中國第一汽車集團有限公司、中國中車集團公司等。 商業(yè)客戶：如華為技術有限公司、三一重工股份有限公司、深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司等。

1.3 CAD/PLM國內(nèi)市場空間

根據(jù)e-works數(shù)據(jù)：在新冠疫情的沖擊下，2020年中國研發(fā)設計類軟件市場仍然取得了9.4%的正增長。2020年中國市場達到29億美元，較2019年增長9.4%。2020年全球市場增長3.5%，達到533億美元，中國市場占全球份額由2019年 的5.1%增長至2020年的5.4%。仿真分析與數(shù)字化制造市場保持兩位數(shù)增長。我國CAD市場規(guī)模將近6億美元，CAD+CAE+CAM總市場份額將近12億美元。

1.4 未來5年，中國研發(fā)設計類軟件市場有望保持10%以上的增長

增長的主要動力：隨著工業(yè)企業(yè)競爭策略的轉(zhuǎn)變（從成本優(yōu)勢向科技優(yōu)勢轉(zhuǎn)變），研發(fā)投入增加帶來的軟件更新、擴展需求。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型大背景下，工業(yè)軟件在中小型企業(yè)的普及率將得到提升，需求有望釋放。軟件合規(guī)的持續(xù)推動。 新興企業(yè)（如新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈、半導體產(chǎn)業(yè)鏈）的快速成長帶來的需求增量。

1.5 全球CAD市場的主要參與者

中國CAD市場格局與全球類似，主要份額由外資廠商占據(jù)。達索：Catia在高端三維CAD市場（航空、汽車車身）一枝獨秀，SolidWorks在中低端市場占據(jù)較大市場份額。 西門子：NX面向高端三維CAD市場（國防軍工、汽車、軌道交通等），SolidEdge覆蓋中低端市場。 PTC：Creo覆蓋面廣（國防軍工、工程機械、ICT、醫(yī)療器械等），具有海量的Install Base。AutoDesk：二維CAD的王者，占據(jù)二維CAD80%左右的存量市場份額。

1.6 全球PLM市場的主要參與者

全球PLM市場，市場集中度高，TOP5市場占比將近80%，頭部企業(yè)分為兩類。CAD廠商：西門子、達索、PTC。ERP廠商：SAP、Oracle。

1.7 國內(nèi)CAD應用狀況：我國的CAD普及率較高，應用逐步深入

1991年，當時的國務委員宋健提出“甩掉繪圖板”的號召，我國政府開始重視CAD技術的應用推廣，并促成了一場在工業(yè)各領域的 技術革新。

1995-2000年，隨著PC的普及，以AutoCAD為主的二維CAD得到廣泛應用，國內(nèi)涌現(xiàn)了大量基于AutoCAD的二次開發(fā)商。

2000-2010年，國外三維CAD廠商進入中國，大量企業(yè)開始試點三維CAD，頭部企業(yè)三維CAD得到廣泛應用，形成三維設計建模、 二維出圖的局面。

2010年至今，隨著三維標注、三維檢測等技術逐漸成熟、數(shù)控加工的普及，頭部企業(yè)基于三維模型開展深化應用，MBD/MBE成為企 業(yè)CAD應用新的方向。

1.8 國內(nèi)PLM應用狀況：PLM已初步應用于產(chǎn)品生命周期全過程

我國PLM應用經(jīng)歷了四個大的階段：文件管理—>PDM—>PLM—>深化應用、融合創(chuàng)新。

文件管理（2000年以前）：伴隨著二維CAD的廣泛應用和三維CAD的推廣，CAD數(shù)據(jù)的管理需求應運而生，早期的PDM主要用于 CAD數(shù)據(jù)及設計文檔的管理。

PDM（2000年-2005年）：領先企業(yè)開始實施PDM系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)核心數(shù)據(jù)和核心流程的管理。

PLM（2005年-2015年）：企業(yè)越來越重視研發(fā)管理體系的建設，并引入專業(yè)咨詢公司協(xié)助改善研發(fā)管理體系，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)從核心 功能向前后擴展，逐步覆蓋需求管理、產(chǎn)品平臺/產(chǎn)品線管理、工藝管理、售后管理等產(chǎn)品生命周期全過程。

深化應用、融合創(chuàng)新（2015年至今）：隨著MBD/MBE的應用以及企業(yè)對產(chǎn)品系列化、模塊化重視程度的提升，PLM應用走向深入。 同時，數(shù)字主線、中臺等新技術的出現(xiàn)促進了PLM與其它系統(tǒng)的融合，頭部企業(yè)開始注重跨業(yè)務領域的融合與創(chuàng)新。

1.9 CAD/PLM的總替換成本高，企業(yè)選型相對謹慎

CAD/PLM作為研發(fā)領域的核心軟件，用戶粘性強，替換成本高。

用戶習慣：研發(fā)人員任務飽滿，在企業(yè)相對強勢，不愿意花時間在學習、適應新軟件上，用戶粘性強；如果進行軟件更換，軟件實 施以及用戶學習、適應過程將會產(chǎn)生較大的時間成本。

歷史數(shù)據(jù)：歷史數(shù)據(jù)是企業(yè)核心資產(chǎn)，軟件切換必須考慮歷史數(shù)據(jù)的重用，這將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)整理、轉(zhuǎn)換成本。

軟件購置成本、與其它系統(tǒng)適配成本：CAD、PLM強關聯(lián)，CAD的更換需要與PLM系統(tǒng)重新對接；PLM與企業(yè)內(nèi)眾多系統(tǒng)存在接 口，PLM的更換需要重新與其它系統(tǒng)對接。

1.10 縱觀CAD/PLM發(fā)展史，顛覆者寡，剩者為王

從全球頭部廠商的發(fā)展歷史來看，PTC之后再無顛覆者；頭部企業(yè)集中度高，收并購是主要手段。

市場空間小（與云計算、網(wǎng)絡安全、ERP等不在同一量級）；且投入周期長（數(shù)十年磨一劍），投資回報慢。 傳統(tǒng)CAD/PLM市場已發(fā)展多年，處于成熟穩(wěn)定期，中小廠商已告別高增長，收并購有利于形成協(xié)同效應，技術上能形成完 整解決方案，運營上能共享銷售體系，增加各單品的客戶覆蓋度。CAD內(nèi)核屬強技術壁壘，全球具有獨立內(nèi)核技術的廠商不足10家。 從客戶端來看，總替換成本高，粘性很強；產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同也有利于增加用戶粘性。國內(nèi)一、二級市場估值倒掛，不利于國內(nèi)頭部企業(yè)通過收并購發(fā)展壯大。

02 “卡脖子”倒逼國產(chǎn)替代加速

2.1 CAD/PLM領域國產(chǎn)化程度低

CAD市場目前外資廠商處于壟斷地位。二維CAD領域，國產(chǎn)軟件開始搶占AutoCAD市場。三維CAD領域，國產(chǎn)軟件還處于起步階段，市場份額較小。

2.2 科技打壓倒逼國產(chǎn)CAD/PLM崛起

實體名單具體管控措施：不售：不再同實體名單所列企業(yè)發(fā)生新的業(yè)務關系，不可 以繼續(xù)銷售軟件及服務。 不收：不再接收來自實體名單所列企業(yè)的付款，這樣會導 致原有合同不能完整執(zhí)行。不服務：不再向?qū)嶓w名單所列企業(yè)提供服務，包括現(xiàn)場服 務和遠程電話支持。

2.3 軟件合規(guī)帶來的成本壓力也促進國內(nèi)企業(yè)更多考慮性價比更高的國產(chǎn)軟件

近10年以來，隨著我國知識產(chǎn)權(quán)保護意識的提升和保護力度持續(xù)強化，我國軟件正版化狀況已大為改善。大型企業(yè)基本合規(guī)，其中出海型企業(yè)、上市公司合規(guī)意識最強。中型企業(yè)存在一定缺口，近年來軟件合規(guī)意識正在逐步增強。 小型企業(yè)和個人用戶的軟件正版化率有較大提升空間。

2.4 應對外部壓力的主要措施：企業(yè)自研

我國國防軍工企業(yè)是美國科技打壓的主要對象，美國商務部多批次將我國國防軍工企業(yè)列入實體名單，國防軍工企業(yè)通過國產(chǎn) 替代實現(xiàn)自主可控的緊迫性高。 以航天為代表的我國國防科技工業(yè)的發(fā)展歷程就是一部自力更生、攻堅克難的奮斗史，國防軍工單位作為我國自主可控攻堅戰(zhàn) 的排頭兵，具有豐富的歷史經(jīng)驗，目前正在開展工業(yè)軟件領域的自研工作。

2.5 應對外部壓力的主要措施：和國外廠商深度合作

中國航天科技集團有限公司將與達索系統(tǒng)開展信息技術、數(shù)字化軟件和咨詢服務方面的合作，提升數(shù)字化與智能制造水平。航 天科技集團面向未來，與國際級的合作伙伴同行，打造成為世界一流的宇航企業(yè)。中法已在多領域展開合作，包括航天領域。達索系統(tǒng)在全球航空航天領域擁有眾多成功案例（比如虛擬與實體技術之間的有效協(xié)同）。 達索系統(tǒng)的團隊、產(chǎn)品、技術對中國航天數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有提升作用。

2.6 應對外部壓力的主要措施：政策扶持現(xiàn)有國產(chǎn)軟件的發(fā)展

政策引導對企業(yè)的影響： 隨著國產(chǎn)軟件的逐漸成熟，預計十四五期間國產(chǎn)替代將會加速。經(jīng)費來源中“國撥”比例較高的企業(yè)，技術相對成熟的管理系統(tǒng)（比如PLM、ERP等）將是本輪國產(chǎn)替代的重點。

2.7 應對外部壓力的主要措施：聯(lián)盟突圍

針對我國工業(yè)軟件企業(yè)分散、多而不強等特點，相關企業(yè)聯(lián)合起來，聯(lián)盟突圍。 最近廣州市聯(lián)合11家企業(yè)，成立工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，其目的是“加速推進工業(yè)軟件和制造業(yè)融合發(fā)展，加強工業(yè)企業(yè)對接，強 化交流合作，推廣優(yōu)秀軟件產(chǎn)品和解決方案”。華為助力，共建工業(yè)軟件云。集眾智、聚眾力，一起共建工業(yè)軟件生態(tài)，然后基于工業(yè)軟件云“大插座”標準，聯(lián)合促成“平臺+插件”方式，用一種新的 商業(yè)模式形成網(wǎng)格生態(tài)，聯(lián)合所有的工業(yè)軟件開發(fā)商和頭部企業(yè)用戶，一起來打造面向產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)集群需求的集成環(huán)境。 工業(yè)企業(yè)+軟件廠商+云平臺，有望成為具有良好落地效果的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。（報告來源：未來智庫）

03 國產(chǎn)CAD五雄爭霸，中望軟件具有先發(fā)優(yōu)勢

3.1 CAD的核心技術：幾何內(nèi)核是CAD軟件的“芯”

CAD軟件的核心是其內(nèi)部的幾何內(nèi)核，幾何內(nèi)核對CAD軟件的重要性，如同計算機設備中的芯片一樣，是工業(yè)設計軟件最為基礎和 核心的部分。幾何內(nèi)核決定著CAD軟件的能力邊界和行業(yè)擴展性，同時很大程度上決定了該軟件的性能和穩(wěn)定性。

3.2 CAD工程應用的關鍵：功能完整性

CAD軟件的每一個領域又可以細分為上、中、下游的多種能力，國內(nèi)廠商 尚需時日來完善細分領域的功能。以線束設計為例，可以細分為原理圖、三維布置圖、線束圖、電器設備圖 等。國產(chǎn)軟件還需時日完善上下游的功能覆蓋，現(xiàn)階段可以與第三方軟件（如 EPLAN）結(jié)合形成解決方案。

3.3 CAD應用推廣的關鍵：國際巨頭的發(fā)展都離不開工業(yè)巨頭的支持

Catia的產(chǎn)生、發(fā)展離不開法國達索航空的支持。法國達索航空的CAD/CAM部門開發(fā)了CATIA軟件，隨后獨立形成達索系統(tǒng)公司。達索航空是CATIA的開發(fā)者、堅定用戶和支持者。達索同時還引進洛克希德馬丁公司的CADAM軟件進行學習，并于1989年整合CADAM公司，形成了獨霸航空設計領域的Catia軟件。

3.4 CAD應用推廣的關鍵：國產(chǎn)CAD軟件正在逐步構(gòu)建生態(tài)

從工業(yè)企業(yè)的角度，重點考慮與供應鏈上下游企業(yè)的協(xié)作問題。比如主機廠和供應商的協(xié)作、主機廠和下游制造單位的協(xié)作。 目前在手機產(chǎn)業(yè)鏈，以Creo為主；在航空產(chǎn)業(yè)鏈，以Catia為主。

3.5 CAD發(fā)展趨勢：云CAD

對于中小企業(yè)，云CAD將大大降低CAD使用門檻和總擁有成本. 對設計師來說，傳統(tǒng)CAD應用中的軟件使用環(huán)境的配置、數(shù)據(jù)版本一致性、數(shù)據(jù)管理與團隊協(xié)作問題等問題將迎刃而解，設計師能更 專注于設計活動本身。對企業(yè)來說，不用在本地配置昂貴的圖形工作站，不用專業(yè)團隊運維管理CAD工具及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，這將大大降低運維成本。

3.6 CAD技術發(fā)展趨勢：與新技術的融合

CAD與新技術發(fā)展方向結(jié)合，如下方面將是CAD技術重點發(fā)展方向。 3D打印：從3D建模、3D打印仿真分析到與主流3D打印機對接的全過程。 拓撲優(yōu)化：根據(jù)一組設計要求（如負載、約束、材料、制造工藝等）自主創(chuàng)建最佳設計的方法.

04 國產(chǎn)PLM參與者眾多，群雄逐鹿

4.1 PLM的核心技術：系統(tǒng)架構(gòu)和底層數(shù)據(jù)模型、與工具/系統(tǒng)的集成

PLM作為工業(yè)企業(yè)研發(fā)領域的大型系統(tǒng)，管理的數(shù)據(jù)多樣、用戶眾多，系統(tǒng)架構(gòu)和底層數(shù)據(jù)模型的健壯性與穩(wěn)定性將決定是否滿足大 規(guī)模工程應用的要求；同時，系統(tǒng)架構(gòu)和底層數(shù)據(jù)模型也決定了系統(tǒng)的集成性、擴展性、二次開發(fā)的便利性。

4.2 PLM系統(tǒng)的通用化、產(chǎn)品化能力是商業(yè)化PLM廠商的核心競爭力

全球范圍內(nèi)，除了主流的商用PLM軟件外，以日企為代表的部分工業(yè)企業(yè)也自研PLM或類似系統(tǒng)，但應用范圍一般以局限于企業(yè)內(nèi) 部、與其緊密協(xié)作的上下游企業(yè)。

4.3 PLM應用推廣的關鍵：生態(tài)（服務合作伙伴）

商業(yè)化PLM市場，企業(yè)的PLM系統(tǒng)建設一般需要6-12個月的實施過程，該過程將實現(xiàn)商業(yè)PLM系統(tǒng)能力與企業(yè)業(yè)務流程的結(jié)合，將 對商業(yè)PLM系統(tǒng)進行開發(fā)配置，以符合企業(yè)個性化要求。

4.4 PLM發(fā)展趨勢：云PLM

在CAD工具軟件本地部署的前提下，云PLM的主要發(fā)展方向是向企業(yè)供應鏈、產(chǎn)品全生命周期的拓展。 傳統(tǒng)PLM屬于工業(yè)企業(yè)核心系統(tǒng)，保密級別高，應用范圍一般局限于企業(yè)內(nèi)網(wǎng)；云PLM有助于將PLM的應用范圍從實體企業(yè)拓展到 虛擬企業(yè)范圍，上下游企業(yè)有望基于云PLM實現(xiàn)協(xié)同。

4.5 PLM技術發(fā)展趨勢：與新技術的融合

隨著微服務架構(gòu)等技術的發(fā)展，系統(tǒng)技術架構(gòu)將劃分為較清晰的前中后三層。后臺：傳統(tǒng)的PLM功能后臺化（數(shù)據(jù)模型、流程引擎、數(shù)據(jù)存儲、工具集成等），并封裝成微服務。 中臺：中臺連接后臺，為前臺賦能。中臺提供業(yè)務視角的數(shù)據(jù)建模；對微服務的管理、編排；提供低代碼開發(fā)平臺，支持前臺應用的 快速開發(fā)、迭代。前臺：開發(fā)創(chuàng)新應用，改變傳統(tǒng)PLM系統(tǒng)交互界面復雜、用戶體驗差的頑疾；另外隨需應變，快速迭代，支持業(yè)務創(chuàng)新.

4.6 PLM競爭格局：國產(chǎn)PLM具備PDM核心功能，但全生命周期覆蓋完整度不夠

國產(chǎn)PLM系統(tǒng)以其高性價比在中小企業(yè)市場占據(jù)了一定份額，與外資PLM相比，如下方面存在差距： 缺少高水平的實施顧問，國產(chǎn)PLM系統(tǒng)的高性價比很大程度上限制了其實施服務隊伍的水平，高水平實施顧問的缺乏又會降低國產(chǎn) PLM廠商的市場競爭力，二者之間形成負反饋。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。）