1、 请务必阅读正文之后的免责条款部分 证券研究报告/行业研究/机械机械行业行业 工业 4.0 电话会议纪要 解读工业解读工业 4.04.0 中国智慧工厂之路中国智慧工厂之路 中信证券研究部中信证券研究部 2014 年 12 月 29 日 朱颖 电话：010-60836723 邮件： 执业证书编号：S1010514080006 刘海博 电话：0755-23835418 邮件： 执业证书编号：S1010512080011 事项：近期我们组织了工业 4.0 的电话会议，特邀请美国 IHS 首席分析汤洁与投资者进行了交流。主要观点如下：工业工业 4.0 的时代背景：全球主要经济体目前都把关注目光回到工业
2、上。工业将成为未来的时代背景：全球主要经济体目前都把关注目光回到工业上。工业将成为未来经济的一种重要的稳定增长点。应对全球制造业的四大挑战，德国提出工业经济的一种重要的稳定增长点。应对全球制造业的四大挑战，德国提出工业 4.0；美国以；美国以GE 为首提出工业物联网理念；中国解决方法很多，寄希望于为首提出工业物联网理念；中国解决方法很多，寄希望于“中国制造中国制造 2025 规划”规划”能够能够提出统一的核心思想。提出统一的核心思想。工业工业 4.0 的框架：最主要是将原来自动化的元器件、工业以太网、数据分析建模仿真等的框架：最主要是将原来自动化的元器件、工业以太网、数据分析建模仿真等技术进行
3、系统化整合。工业技术进行系统化整合。工业 4.0 不是创新某一项技术，而是进行组合式的创新不是创新某一项技术，而是进行组合式的创新，CPS 是主是主要框架。要框架。工业工业 4.0 的应用意义：的应用意义：1）满足个性化）满足个性化需求。需求。2）柔性。）柔性。3）策略优化。）策略优化。4）资源的最佳资源的最佳利用利用。5）形成新）形成新服务架构。服务架构。6）应对人口结构变化。）应对人口结构变化。7）平衡工作生活平衡工作生活。“三个集成三个集成”实现工业实现工业 4.0 的智能工厂：第一个的智能工厂：第一个集成，集成，企业外部价值网络的横向整合；企业外部价值网络的横向整合；第二个集成第二个集
4、成，对数，对数字化和虚拟化世界进行整合，产品价值链的数字和现实的集成；第三个集字化和虚拟化世界进行整合，产品价值链的数字和现实的集成；第三个集成，垂直集成和网络化制造系统，成，垂直集成和网络化制造系统，创建公司内部柔性自适应的生产系统。创建公司内部柔性自适应的生产系统。国内工业国内工业 4.0 节点已经到来节点已经到来，中国的市场从技术实现性、需求来看都是很快让，中国的市场从技术实现性、需求来看都是很快让 4.0 落地落地的体系的体系：1）技术角度，技术角度，工业工业 4.0 很多在软件层、很多在软件层、IT 系统架构上重新组合，国内一直较有优系统架构上重新组合，国内一直较有优势。势。2）国内
5、需求推动力大。中国优势在于市场）国内需求推动力大。中国优势在于市场大，小批量、多批次大，小批量、多批次需求需求在中国越来越明显，在中国越来越明显，市场需求也推动了中国工业市场需求也推动了中国工业 4.0 开始落地。另一开始落地。另一方面方面，机器装备产能过剩，庞大的保有量适，机器装备产能过剩，庞大的保有量适宜企业转型服务。宜企业转型服务。电话会议纪要具体如下：纪要：一、一、工业工业 4.0 提出的时代背景：提出的时代背景：大背景是工业受到来自国家层面、投资界、行业、公司等的关注。工业 4.0 之所以受到关注有几个原因，以全球四大经济体来看：工业 4.0 电话会议纪要 请务必阅读正文之后的免责条
6、款部分 1 美国：美国：背景是背景是 2008 年金融危机遇到了产业空心化年金融危机遇到了产业空心化问题，于是提出：1）“先进制造伙伴）“先进制造伙伴计划”计划”以振兴制造业；2）美国页岩气、页岩油战略。）美国页岩气、页岩油战略。美国很多工业都是能源密集型工业，如能源价格下降，美国工业的竞争力将大大提升；3）打造全球制造业的创新网络。）打造全球制造业的创新网络。德国：德国：德国在装备制造业领域一直以来都是领头羊，但受到了来自中国等低成本廉价设受到了来自中国等低成本廉价设备的竞争压力及来自美国低廉能源成本的竞争压力。备的竞争压力及来自美国低廉能源成本的竞争压力。德国等欧洲国家版图小，资源不丰富。
7、面对这两方面竞争，要想维持领先地位越来越难。因此德国提出了一个整体战略，工业德国提出了一个整体战略，工业 4.0就是整体战略中的指导性原则。就是整体战略中的指导性原则。中国：中国：中国的经济结构调整、产业升级、环境保护等问题很多。最主要关注的是产业升级。而自动化与之关系最大。日本：专注于出口市场，且日本日本：专注于出口市场，且日本 20%的的 GDP 来自于制造业。来自于制造业。因此，日本对制造业的关注程度更超其他三大经济体。总结来看，全球主要经济体目前都把关注目光回到工业上。工业将成为未来经济的一种全球主要经济体目前都把关注目光回到工业上。工业将成为未来经济的一种重要的重要的稳定增长点。稳定
8、增长点。图 1：工业 4.0 提出的时代背景 资料来源：IHS，中信证券研究部整理 二、当前全球制造业面临的四大挑战及应对：二、当前全球制造业面临的四大挑战及应对：1、当前全球制造业面临四大挑战：、当前全球制造业面临四大挑战：一是能源资源利用效率的提高。这与制造业发展相辅相成。效率是决定性因素；二是产品越来越复杂情况下，交货期却要求越来越短；三是小批量、多批次的定制化或半定制化生产需求越来越多。对生产线提出柔性要求。四是劳动力短缺特别是成熟或熟练劳动力短缺。发达国家如日本的少子化、欧美国家的人口老龄化；中国是结构性劳动力短缺。其中最重要两点是：1）产品越来越复杂情况下，交货期却要求越来越短；）
9、产品越来越复杂情况下，交货期却要求越来越短；2）柔性化即）柔性化即小批量、多批次需求越来越多。当前网络化与数字化对商业模式进行重构。小批量、多批次需求越来越多。当前网络化与数字化对商业模式进行重构。如阿里巴巴、淘宝等平台的崛起，整个消费者需求越来越多元；产品生命周期越来越短。工业 4.0 电话会议纪要 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 2、解决办法：、解决办法：美国解决方法很多：如 1）艾默生是关注于流程制造（如石化行业）的公司，提出了普适测量的观点。流程制造更多是为了提取、观测数据，进行监测的状态。所以提出加上传感器、测量仪，把所有数据集中到云端；2）GE 提出工业物联网，将物联网技术运
10、用到工业。中国解决方法更多：如两化融合、数字工厂、先进制造装备，包括明年可能会出台的“中国制造 2025 规划”。目前中国的解决方案处于最零散和最多状态。图 2：中国解决制造业四大挑战的方法诸多 资料来源：IHS，中信证券研究部 总结：应对全球制造业的四大挑战总结：应对全球制造业的四大挑战。德国提出工业 4.0，比较纯粹；美国以 GE 为首提出工业物联网理念；中国解决方法很多，寄希望于“中国制造 2025 规划”能够提出统一的核心思想。三、工业物联网：三、工业物联网：目前全球可连接设备分为：车联网连接（automotive）、消费者连接（consumer）、军工航空连接、通信连接（commun
11、ication）、工业物联网连接（industry）、电脑、医疗设备（medical）。预估至预估至 2025 年，全球将会有年，全球将会有 800 亿个设备连接到网络上，亿个设备连接到网络上，50%以上都是工业物联网设备以上都是工业物联网设备。但 2013 年工业物联网相较传统通信设备、消费者连接少很多。未来工业物联网将作为非常重要的分支展现出，可预见增速最大的是工业物联网增速最大的是工业物联网。物联网简单分为工业物联网和非工业物联网。中国制造 2025 先进制造 机器人 两化融合 智能装备 智慧工厂 工业 4.0 电话会议纪要 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 图 3：预计至 2025
12、 年全球将有 800 个设备连接到网络上 资料来源：IHS，中信证券研究部 1、工业物联网的层级：、工业物联网的层级：1）现场层的连接）现场层的连接主要是风机、设备、拖拉机、缆通等现场设备的连接；2）管理层的连）管理层的连接接是对生产、设备运行和接通的状态进行管理；3）企业层的连接）企业层的连接如 ERP 连接，更多是从资源、物料、财务层级来看待生产工程。对外一层是云端，对外一层是云端，云端能够使数据实现随时、实时提取、存储，同时能够发送至具有分析功能的计算机中，自动根据建立的模型进行预测分析；也可发送到消费者手机或个人电脑上，如也有厂商研发出 APP。利用这种小型 APP 可进行监控、管理以
13、实时掌握生产的运行状态。这是工业物联网的核心框架。这是工业物联网的核心框架。2、工业物联网主要参与者：、工业物联网主要参与者：主要推动者有 GE、思科、IBM、ATMT 及 Intel。围绕着这些企业，总共约 80 多家企业加入物联网。工业 4.0 电话会议纪要 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 图 4：工业物联网主要参与者 资料来源：IHS，中信证券研究部 3、工业物联网四大关键点：、工业物联网四大关键点：1）要连接所有网络以拿到数据；）要连接所有网络以拿到数据；2）要有智能机器；）要有智能机器；3）大数据，）大数据，将所有设备、所有人连接后，所有数据都大批量传送至智能终端上；4）分析，
14、）分析，得到数据后，从中抓取出相应的趋势来提高设备状态的检测和预测。图 5：工业物联网四大关键点 资料来源：IHS，中信证券研究部整理 四、工业四、工业 4.0 相关概念：相关概念：工业工业1.0是机械替代人工是机械替代人工（蒸汽机的发明）。工业工业2.0是电力替代普通蒸汽的机械力是电力替代普通蒸汽的机械力（1870年辛辛那提屠宰场第一条电动流水线线的应用）。工业工业 3.0 是利用电子和是利用电子和 IT 技术达到设备和技术达到设备和制造过程的高度自动化制造过程的高度自动化（目前大部分国家包括中国处于 3.0）。这其中典型的代表是 PLC 应用，PLC 是 DEC 在 1969 年发明，包括
15、机器人、数控机床这样的单台设备都属于 3.0。工业 4.0 电话会议纪要 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 1、工业工业 4.0 框架：框架：工业工业 4.0 最主要的框架是信息物理系统最主要的框架是信息物理系统 CPS（Cyber-Physical Systems），最核心的），最核心的就是将原来自动化的元器件、工业以太网、数据分析建模仿真等技术进行系统化整合。就是将原来自动化的元器件、工业以太网、数据分析建模仿真等技术进行系统化整合。工业4.0 不是创新某一项技术，而是进行组合式的创新进行组合式的创新，搭建一个新的平台或一个新时代。是一个系统性的智能、分析过程，CPS 是主要框架。是主
16、要框架。图 6：工业 1.0-工业 4.0 发展历程 资料来源：IHS，中信证券研究部 2、工业工业 4.0 的背景：的背景：VDMA（德国机械设备协会）、ZVEI（德国电气电子协会）、BITKOM（德国信息通信协会）一起提出工业 4.0 框架和平台，它们是这个体系框架的核心。西门子、博世、IBM、惠普、费斯通、菲尼克斯、ABB、SAP 都加入其中，将其产品或解决方案实现工业 4.0。3、工业、工业 4.0 的共同目标：的共同目标：1）能够拥有产品制造过程中所必须的数据。）能够拥有产品制造过程中所必须的数据。2）网络化的生产设备加入到价值创造的过网络化的生产设备加入到价值创造的过程中。程中。网络化的生产设备有自稳定或者说自组织的功能。生产设备具有一定的智能，根据不同订单、不同需求，生产设备能够自动调整生产次序，可能在设计阶段或图纸还没定稿阶段就参与一些仿真或测试性运行。3）基于当前环境实现柔性的制造系统。）基于当前环境实现柔性的制造系统。4）人类担当创造、）人类担当创造、管理及决策的职能。管理及决策的职能。4、工业、工业 4.0 所需的技术：所需的技术：网络技术、数字化技术、人工智能技
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