机械设备行业报告：工控设备出海是未来新选择

  工控设备下业可分为 OEM 型市场和项目型市场，二者占比各 50%左右，且OEM 市场占比在逐年提升。OEM 市场多以设备的批量供应为主，少数会提供解决方案；项目型市场是指工程整体自动化解决方案的设计与实施。2009、2018、2020 年 OEM 型市场和项目型市场占有率分别为 42.6%/57.4%、50.1%/49.9%、51.1%/48.9%，OEM 型市场占有率不断的提高且超过了项目型市场份额。

  据工控网统计，2021 年 OEM 下游应用市场机床工具占比最大，比重高达 19.86%；其次为电子制造设备，占整体应用市场比重为 14.63%；风电行业占整体应用市场比重为 6.97%。OEM 型市场下游最重要的包含：纺织机械、机床工具、塑料机械、橡胶机械、食品机械、包装机械、印刷机械、起重机械、暖通空调、矿用机械、电梯、造纸机械、电子制造设备、建筑机械、交通运输工具、电源设备、医疗设施、风电等。

  据工控网统计，2021年项目型市场下游应用化工行业占比最大，比重高达22.77%；其次为石化行业占整体应用市场比重为 14.02%；市政行业占整体应用市场比重为11.63%。项目型市场下游最重要的包含：石化、化工、冶金、市政、公共设施、油气、建材、矿业、造纸、电力、汽车。

  从整体国内市场需求来看，2023 年以来我们国家的经济增速放缓，制造业 PMI 整体呈现下行趋势，实际的需求仍偏弱。2023 年我国制造业 PMI 指数在 1-12 月间 8 次跌破50%荣枯线，供需走弱仍然是主要拖累，世界经济复苏步伐放缓、出口业务减少、海运紧张等影响国内企业预期，2024 年国家将加大对高新技术型企业的支持力度、提升就业率、推动个人所得税的优惠政策，促使消费的增长，需求有望底部反转。

  从分行业角度来看，OME 市场占比最大的是机床、电子制造、纺织设备等，而项目型市场占比最大的为化工行业和市政行业，2023 年需求承压。根据 iFinD 数据，我国切削机床增长率由 2021 年初的 30%以上下降至 2023 年 12 月的 10%左右，其 2022和 2023 年上半年增速为负；2023 年成形机床除 12 月以外均为负增长。根据 iFinD数据，2021-2023 年我国纺织行业 PMI 大多月份低于 50%，行业景气度差；而电子信息制造业从 2021 年 2 月 50%以上的增长年年在下降至 2023 年的负增长率。

  在项目型市场，化工行业增速有所回升，市政公用等行业投资增速呈现下降趋势，景气度整体偏弱。根据 iFinD 数据，2021.11-2023.11 我国化学原料和化学制品制造业增速从-1%左右回升至 10%左右，而我国在市政公用设施建设方面，投资完成额增长率逐年下降。

  工控行业受到制造业景气程度以及自动化渗透率影响，智能工厂渗透率还有提升空间。根据中商产业研究院数据，2022 年我国智能工厂市场规模达 10566 亿元，预计 2023 年我国智能工厂市场规模将达 11686 亿元。2022 年 3C 电子和汽车的智能工厂占比分别为 38%和 21%。其次是金属制造、材料制造，占比分别为 15%、8%。

  我国智能制造企业成熟度逐步的提升，提升对工业控制需求。根据《人机一体化智能系统成熟度报告》，2022 年我国人机一体化智能系统成熟度指数为 106，同比增长 6% ，成熟度稳步提升。

  分级别来看，2022 年实现了网络化集成及单点智能化等级三的比例为 12%，实现了深度智能化等级四的比例为 4%，智能化程度越高对工控产品需求越大。

  工控设备大致上可以分为控制层、驱动层、执行层、传感层，并通过系统集成形成满足下游需要的自动化设备。控制层产品大多数都用在控制生产制作的完整过程的温度、压力、流量等变量或物置、倾斜、旋转等参数，如 DCS、PLC 等；驱动层和执行层产品则根据控制层发出的具体指令驱动执行层设备执行相关动作，如伺服系统、变频器、电机等；传感层产品主要负责感应、测量、反馈内外部信息并传输相关信号，如视觉系统、编码器。

  从市场空间来看，控制层产品中 DCS 市场顶级规模，中大型 PLC 与小型 PLC 市场规模相当。根据工控网数据，DCS 与大型 PLC 主要使用在在流程工业，预计 2023 年市场空间为 160 亿元，而中大型 PLC 到 2023 年的市场规模预计为 84.68 亿元，下业主要为化工、石油和电力等。小型 PLC 主要使用在在电子制造、机床工具等行业，下游竞争性行业对成本敏感度高，但单个价值量小，所以市场规模比较小，预计2023 年小型 PLC 市场规模约为 80.72 亿元。

  从国产化率来看，DCS 最高，小型 PLC 其次，中大型 PLC 最低。根据华经情报网统计数据，2023Q1 小型 PLC、中大型 PLC 的国产化率分别为 36.1%、5.5%。根据智研咨询数据计算，2021 年 DCS 国产化率为 55.54%。我们大家都认为控制器设备国产替代空间较大。

  从竞争格局来看，中国大型 PLC 市场主要被国外品牌垄断，2023Q1 中国小型 PLC市场内资品牌占比约 36.1%，国外品牌虽然强但国产替代趋势明显且空间较大.根据华经产业研究院数据，外资 TOP3 占据市场占有率超 75%。根据 MIR 数据，2022 年中国中大型 PLC 市场中西门子和欧姆龙排名前两位，国际厂商在中大型 PLC 市场中占垄断地位。2022 年中国小型 PLC 市场中国产品牌汇川技术、信捷电气 2 家本土厂商，分别占比 12%和 6%，合计占比 18%，市场占有率有所提升。

  根据中商产业研究院数据，2022 年中国低压变频器和高压变频器市场规模分别为 466.2 亿元和 159.78 亿元，2019-2022 年 CAGR 分别为 10.52%和 6.22%。2021 年低压变频器下游应用领域比较平均，主要分布在起重（9%）、电梯（9%）、纺织（9%）、冶金（8%）、电力（8%）、石油石化（7%）、市政（6%）、建筑（5%）、建材（4%）等领域。高压变频器下游应用领域主要分布在冶金（27%）、电力（14%）、石化（14%）、采矿（12%）、市政（9%）、建材（8%）等领域。

  国内品牌变频器包括高压变频器和低压变频器，根据中商产业研究院数据，预计 2022 年高压和低压变频器分别占比 26%和 74%。2022 年中国中高压变频器市场占有率中，施耐德、ABB 和西门子排名前三，累计市场占有率约 30.7%。本土品牌主要有汇川技术、英威腾等，其中汇川占比约 13.6%。低压变频器方面，2022 年 ABB、西门子、安川、三菱、富士等外资品牌市场占有率约 57.7%，国产品牌方面汇川技术较为突出，占据了 14.9%的市场空间，国产化替代空间广阔。

  伺服系统按照功率大小可大致分为小型伺服、中型伺服和大型伺服系统，根据中商产业研究院数据，上述类型分别占比 45%、37%、18%。大型伺服是指系统功率大于7.5KW，大多数都用在驱动重型机械设备。中型伺服是指功率介于 1KW 和 7.5KW 之间，在 OEM 市场得到普遍应用。小型伺服是指系统功率小于 1KW，主要应在中低端 OEM市场。

  根据中商产业研究院数据，2022 年国内伺服市场规模为 170 亿元，同比增长约16%。2019 到 2022 年国内伺服系统市场规模持续增长，2019 年相比 2018 年会降低，主要受到中美贸易环境波动导致电子、工业机器人、机床等领域需求不振影响。

  伺服系统行业下游应用广泛，电子制造设备、电池制造设备、工业机器人、包装机械和光伏设备等行业应用占比较高。

  从产品参数上看，国产品牌与国外品牌差距不大，目前差距主要在产品的稳定度、行业的认知和工艺的积累上。伺服系统的主要性能指标包括编码器分辨率、电机过载能力、电机最高转速、频率响应速度。目前国内厂商已经具备自主研发伺服驱动器、伺服电机和高端编码器的能力。

  伺服系统在控制精度、过载能力、响应速度、低频特性上优于步进系统，但步进系统价格低，适合较多低端制造业领域。伺服系统主要使用在于数字控制机床加工设施、影像测量、电子半导体设备、工业机器人、纺织服装加工设施等领域，步进系统主要使用在于主要使用在于雕刻机、电子加工设施、医疗、电池生产设备、自动生产线 年国内伺服国产化率超过 30%，步进系统国产化率超过 90%，国产化趋势明显。近几年国内厂商自研能力逐步增强，国内龙头如汇川技术等公司不断投入研发以及拓展产品，国内市场占有率取得了较大增长。

  受制造业数字化转型推动，全球工控自动化市场规模逐步扩大，根据智研咨询统计数据，2022 年全球工控自动化市场规模达 2308 亿美元，其中中国市场仅占17.63%。根据智研咨询统计数据，全球工控自动化行业市场规模呈现稳定上涨态势，2022 年全球工控自动化行业市场规模约为 2308 亿美元，其中北美市场、欧洲市场、中 国 市 场 规 模 分 别 为 752.64/679.48/406.86 亿 美 元 ， 分 别 占 比32.61%/29.44%/17.63%。我们大家都认为海外市场空间较大，工控企业出海有望打开新的成长空间。

  国内工控企业在品牌影响力上和营收规模上与国际企业仍有很大的差距。相比国内，国外工控市场发展更为成熟，在国际工控企业中，如德国的西门子、法国的施耐德和美国的艾默生等，其技术和品牌影响力都已得到了市场的广泛认可。根据维科工控网和 iFinD 数据，2023 年第三季度西门子、通用电气、施耐德营收分别为205/173.46/95.8 亿美元，而国内企业汇川技术、中控技术、麦格米特营收分别为10.73/2.85/2.22 亿美元。我们大家都认为随着国内工控企业技术和产品日益成熟，具有较大的成长空间。

  海外巨头在工控领域格局优势，德国企业擅长各种工业领域的解决方案，日本企业擅长高端定制化产品，美国企业擅长软件和工业互联网。西门子在工业控制整体解决方案上积累深厚，核心产品是 PLC 和控制方案；ABB 主要聚焦于电气领域的自动化，并在机器人领域有深厚积淀；艾默生主要聚焦于网络能源、气候技术、家电工具等通用产品；罗克韦尔的优势主要在工业控制和工业软件系统；施耐德主要聚焦于过程控制；横河优势在检测和传感器领域；三菱聚焦于上游零部件和仪器仪表；通用电气聚焦于电力、航空航天、医疗等高端领域；霍尼韦尔聚焦于汽车、航空航天、楼宇自动化；丹纳赫的优点是电子检测和测量。我们大家都认为中国企业走向高端、走向国外，可从日本产品开始替代，逐步拓展到替代欧洲产品，最后替代美国产品。

  从技术角度看，欧美日韩技术强劲，在技术创新和高端领域具备优势，中国属于技术追赶者，在部分领域具备竞争力，但高端领域还具有较大进步空间。根据数智邦分析，工控企业大致上可以分为五个梯队，美国属于第一梯队，是全球科学技术创新的领导者；日本和欧洲部分国家属于第二梯队，在高端制造上占据很大优势；中国台湾和其他欧洲国家处于第三梯队，在汽车、钢铁、电子、精密器械领域具备很强竞争力；中国大陆处于第四梯队，是技术追赶者，在部分领域具备竞争力，但在高端领域与欧美企业还有差距；南美和东南亚部分国际处于第五梯队，是技术跟随者，目前大多分布在在低端制造领域。

  根据数智邦统计数据，2022 年全球工业增加值前十的国家分别为中国、美国、日本、德国、印度、韩国、英国、俄罗斯、法国、意大利，全球工业增加值大多分布在在中国、欧洲、北美和日韩，分别占比 25.76%、23.99%、18%、9.32%。我们大家都认为工控设备需求和工业增加值高度相关，欧美日韩市场空间广阔，但同时欧美日韩本土企业技术强劲，国内企业要在技术和产品上与头部企业正面竞争。

  （特别说明：本文来源于公开资料，摘录内容仅供参考，不构成任何投资建议，如需使用请参阅报告原文。）

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