工業軟件行業專題：從日本產業升級看國產工業軟件格局演繹產業結構升級與核心技術升級驅動工業軟件市場持續成長工控設備、工業軟件市場的成長由制造業橫向結構升級和縱向技術升級驅動：橫向結構升級指制造業主導產業由紡服、食品等勞動密集型產業向鋼鐵、化工等資本密集型產業再向計算機、電子等知識密集型產業發展。一方面，新興產業的出現會帶來全新自動化、信息化建設需求，并進而驅動工控設備、工業軟件市場擴容，另一方面，伴隨產業結構升級不斷進行，新興產業生產流程復雜度，生產工藝精細度指數級提升，人工操作難以滿足生產要求，工控設備、工業軟件滲透率（自動化、信息化支出比例）相較傳統行業進一步提升。縱向技術升級則是指新興技術（電氣化、自動化、信息化技術）出現帶來制造業投資力度的加大與對應市場的擴容。一方面，技術升級必然伴隨著軟硬件新品的出現，在企業旺盛的提質增效需求下，市場隨之擴容；另一方面，工控設備，工業軟件的應用必然會導致生產工藝與生產流程的重塑，新興技術應用場景大幅增加，滲透率

（支出比例）提升驅動市場規模增長。每一輪制造業升級（結構/技術），都伴隨著制造業資本開支的高速增長以及相關工業控制、工業軟件企業的體量躍遷。當前中國正處于橫向結構升級與縱向技術升級交匯期，復盤全球過往歷次產業升級，有利于對后續我國后續工業自動化、工業軟件相關企業發展路徑做出預判。復盤海外：每一次制造業結構/產業升級，都是一輪資本開支高景氣周期橫向結構升級實質上是指產業結構由勞動密集型產業向資本密集型產業再向技術密集型產業轉變的過程，其發生往往伴隨著產業鏈的轉移（處于產業升級中的國家將低技術水平產業向外轉移）。盡管定義上產業鏈轉移僅代指高工業水平國家向低工業水平國家進行低端產業轉移，但完整工業化的輸入卻往往使低工業水平國家擁有了產業升級的可能，并最終在高端制造業領域也形成一定競爭力。從歷史上看，過往全球維度共有四次產業鏈轉移，分別對應四類國家的產業結構升級：第一次，英國向美國轉移：18世紀末至19世紀上半葉，英國將部分過剩產能（鋼鐵、煤炭）向歐洲大陸和美國轉移，歐美重工業（鋼鐵）隨之崛起。第二次，美國向日本、德國轉移：20世紀50年代至60年代，美國將鋼鐵、紡織等傳統產業向日本、德國這些二戰戰敗國轉移。伴隨工業基礎快速恢復，日本與德國逐漸向汽車、計算機產業轉型。第三次，日本、德國向亞洲“四小龍”和部分拉美國家轉移：20世紀70年代至80年代，日本、德國向亞洲“四小龍”和部分拉美國家轉移鋼鐵化工等重工業以及輕工、紡織等勞動密集型加工產業，此后“四小龍”產業升級較快，誕生如臺積電等高精尖企業。第四次，美日德向中國、東南亞國家轉移：20世紀90年代至今，美日德等發達國家把勞動密集型產業和低附加值產業向中國和東南亞國家轉移，中國內陸逐漸成為世界產業轉移的最大承接地和受益方。第三次產業鏈轉移時，日本所處格局與當前中國較為相似，對本輪中國工業自動化的發展具備一定參考意義。1）產業結構層面，均面臨從資本密集型產業（鋼鐵、化工）向技術密集型產業（半導體、新能源汽車）轉型過程；2）技術層面，均提出“科技立國”、“自主創新”等策略方針，開始大范圍技術自研進程；3）人員稟賦層面，均面臨人力成本上升，“人口紅利”不再的局面，但“工程師紅利”的存在則使工業自動化、信息化仍能以相對較低的成本高速推廣；4）伴隨過往經濟的高速增長，居民生活水平持續改善，兩國均面臨著消費品需求種類日益繁多，生產由大規模標準化生產向小批量、多種類、柔性生產方式的轉變。1948-1972年間，輕加工向重工業過度“重工業化”推動日本戰后經濟高速增長。1970年之前日本處于戰后恢復階段，其GDP高速增長，產業結構變動較大，可分為戰后恢復期（1948-1955）與高速成長期（1956-1972）。其中戰后恢復期以勞動密集型輕工業（印刷、造紙、食品等）為主導產業，以穩就業作為階段經濟目標。而高速成長期則以重化工業（鋼鐵、化工等）為主導產業，同時伴隨著金屬制品制造業的高速發展。在高速成長期間，日本重化工產業占總體制造業的比例從1956年57%上升至1972年的65%，同時高技術產業比例超過低技術產業，日本制造業產生明顯的“重工業化”與“技術集約化”趨勢。自動化進程已悄然開啟，鋼鐵、化工自動化是當時主流。為提升本國重工業國際競爭力，除積極引進海外先進工藝以提升產品質量外，具備效率提升功能的自動化設備也被日本大力推廣，而產業高速成長帶來的產能擴張，則使自動化設備廠商迎來一波擴張周期。以鋼鐵行業為例，新日鐵公司于1965年建設的Kimitsu工廠和1971年建設的Oita工廠均在自動化應用方面取得了顯著的發展，二者均大量應用計算機建立了全工廠自動化系統，生產連續性得到大幅提升。本時期自動化建設主要由三菱電機、東芝電氣、日立

集團等大型電機廠商參與，以大型計算機做集中控制，分布式微型機使用較少，自動化仍處于發展初期。1973-1991年：產業結構升級，新興產業崛起帶來彎道超車機會石油危機驅動日本開啟產業結構升級進程。1973年第一次石油危機的爆發，對日本經濟沖擊較大（1974年日本經濟增長率自戰后以來首次出現負增長）。彼時以以石油、化學、鋼鐵等高能耗的重化工業為主導的日本制造業消耗了日本能源的絕大部分，石油價格的暴漲迫使日本制造業做出調整，開始逐漸擺脫高能耗產業集群，轉向以高附加值組裝加工業為主導的產業結構。伴隨產業升級推進，其制造業中的主導產業發生了顯著的變化。從制造業總量結構變化來看。以紡織業為代表的輕工業占比持續下降，紡織業產值占全部制造業產值的比重由1955年的16.2%降低至1985年的3.1%，同時以能源消耗為主的鋼鐵、石化等重化工業(不含機械類)產值在全部制造業產值中的比重也呈逐步平緩下降趨勢，由1975年的31.2%降低至1985年的27%。而技術含量較高的汽車、機械等組裝加工業的比重呈現明顯擴大趨勢，由1955年為的14.6%上升至1985年的40%，取代了原來的重化工業在制造業中“一股獨大”的龍頭地位。旺盛需求下，傳統制造業廠商紛紛開啟自動化轉型進程。2019年10月，美國《CONTORL》雜志公布2018年世界自動化公司50強名單，其中日本公司共有9家上榜，分別為三菱電機、橫河電機、歐姆龍、發那科、安川電機、阿自倍爾，富士電機，堀場制作所、日立機械所，其工業自動化業務均崛起于日本產業升級時期，成長具備一定共通特點：均由老牌電機或儀表廠商轉型而來，工業基因濃厚：縱觀日本自動化龍頭廠商成長歷史，其產品矩陣變遷大致遵循兩條路徑，其一是由執行系統（電機）向驅動系統、控制系統、輸出系統擴張，代表公司為三菱電機、安川電機、富士電機等電機廠商，其二是由反饋系統（儀表）向控制系統擴張，代表公司為橫河電機與阿自倍爾（原株式會社山武）等儀表廠商。上述廠商中，除發那科成立時間相對較晚外（但背靠富士通），其余廠商均為老牌工業巨頭，擁有近百年歷史，工業基因濃厚。成長速度受細分行業影響較大：從上世紀70年代末期刊文獻中可看出，當時自動化建設以大型電控設備套裝為主要形式，且自動化設備多由三菱電機、東芝電氣、日立機械所等大型電機廠商提供，并廣泛應用于鋼鐵、發電、水泥、造紙、化工等傳統行業。但從2019年Control雜志名單中可看出，除三菱電機仍維持著較大的銷售規模外，日立機械所與東芝電氣均排名靠后，而以電池焊接、汽車裝配、半導體制造、機器人等為主要業務領域的歐姆龍、發那科、安川電機，卻實現了后來居上，銷售規模排名靠前（1979年數據顯示安川電機規模遠低于富士電機、但2019年自動化業務已實現規模反超）。產業轉型浪潮下，以新興產業為主要客戶的自動化廠商相對成長較快。受益于西方技術輸入，產品性能突破較快：從戰后重建開始，日本僅用三十余年時間便完成了工業自動化進程，建設速度較快，一方面歸功于日本整體的技術引進政策，另一方面也是因為日本與歐美自動化公司長期且持久的合作。電機類公司中，安川電機從1954年開始長期與BBC公司進行技術合作；富士電機公司與西門子、三菱電機公司與美國西屋公司擁有長期技術合同，雙方產品結構幾乎一致。儀表類公司中，橫河電機與美國Foxboro、阿自倍爾與霍尼韋爾均有保持有長期合作關系。歐美企業的持續技術輸入，是日本自動化產品性能，滲透率快速提升的重要原因。三點因素確保日本自動化產業具備充足競爭力。從1972年自動化產業蓬勃發展到1991年泡沫經濟破碎，日本自動化產業始終保持著較強競爭力，日系PLC（三菱、立石、日立等）曾憑借其良好的產品質量管控，一度占據美國低端PLC市場。此處以PLC（可編程邏輯控制器）為例，闡述日系自動化產業的三點核心競爭力：技術處于同一梯隊：受益于戰后歐美企業的長期技術扶持與日本積極的技術引進政策，日系PLC與歐系、美系PLC始終位于同一技術梯隊（1969年美國數字化設備公司首次發明PLC，日本于1971年引進并在當年完成產品自研）。性能接近是全球市場競爭的前提條件。精益生產鑄就高性價比：與歐美系PLC產品對比，日系PLC在產品質量與價格維度均存在優勢。產品質量層面，受益于“精益生產”等文化的盛行，日本工業制品品控良好，大至汽車，小至芯片，均在客戶處擁有較好口碑；產品價格層面，在常規數字輸入型PLC（數字開關量輸入/輸出點數大于40點）領域，日系產品具備價格優勢，但在微型數字輸入型PLC（數字開關量輸入/輸出點數小于40點）及模擬量輸入型PLC領域，歐美系產品具備價格優勢。海外擴張意識強烈：基于“貿易立國”思路，日本早在上世紀70年代就已開始了海外市場擴張歷程。以中國市場為例，1982年改革開放后，日系與歐美系PLC廠商同時進入我國市場，并以合資建廠的形式在我國開展生產，占據較多國內市場份額。考慮到PLC同樣存在較強使用黏性，海外市場份額的率先占據使日本PLC廠商享受豐厚業績回報。時至今日，工業自動化已超越電機銷售等傳統業務，成為上述自動化廠商的主要收入來源。日本產業結構升級帶來的工業高投入成就了日本自動化產業的長期繁榮。當前我國同樣處于產業結構升級進程，各高端離散制造業相關工業自動化、工業軟件廠商享受較大行業高景氣紅利。1990-2014年歐美日復盤：日系工業軟件緣何落后縱向技術升級是指客觀技術的突破帶動制造業生產效率的高速增長。過往工業1.0、2.0、3.0的出現分別源自于蒸汽傳導、電力驅動、計算技術的突破。工業1.0：指18世紀60年代至19世紀中期的蒸汽時代。通過蒸汽機實現工廠機械化，機械生產代替了手工勞動，經濟社會從以農業、手工業為基礎轉型到以工業、機械制造帶動經濟發展的新模式。工業2.0：指19世紀末至20世紀初的電氣時代。在勞動分工基礎上采用電力驅動產品的大規模生產，通過零部件生產與產品裝配的成功分離，開創了產品批量生產的高效新模式。工業3.0：指20世紀70年代至今的電子和信息化時代。廣泛應用電子和信息技術，使制造過程自動化控制程度大幅度提高。機器能夠逐步替代人類作業，不僅接管了相當比例的“體力勞動”，還接管了部分“腦力勞動”。當前我國制造業整體較為落后，仍處于自動化、信息化協同推進的階段。伴隨生產場景信息化程度提升，新興提質增效需求被持續開發，工業軟件新品不斷出現，結合工業軟件對生產流程的不斷重塑，市場空間上限持續打開，行業內企業必然會迎來體量躍遷。當前我國國產工業軟件仍處于發展初期，各自動化廠商，信息管理軟件廠商，工業軟件實施商、集成商均致力于工業軟件產品開發，市場競爭格局走勢尚不明晰。參考20世紀90年代歐、美、日自動化廠商轉型過程，或可對中國工業軟件市場未來走勢的預判起到借鑒作用。1990年后：日系自動化廠商轉型進程逐漸落后于歐美自動化領域，日本廠商具備較強競爭力。截至20世紀80年代末期，日本已成為全球高端制造業品的主要供應商，其尖端技術出口額占世界比重由1975年的19.8%增長至1984年的32.1%，超過美國（30.4%）、英國（27.6%）、西德（27%）。制造業高景氣的背后是自動化產業的蓬勃發展，以機器人為例，1989年日本機器人產值達到437.6億日元，較1980年提升5.6倍。機器人內部包含伺服器、控制器等自動化設備，是自動化產業發展水平的集中體現，機器人產業繁榮象征著自動化產業的整體強勢。但自動化產業優勢并未延續至工業軟件領域。日本自動化產業的繁榮景氣并未讓日本在工業軟件領域占據優勢。盡管日本軟件產業十分發達，年度軟件銷售總額僅次于美國，但其信息服務市場中86%的軟件銷售額都來自軟件定制開發服務，僅14%來自軟件產品銷售，嵌入式工業軟件較為發達，但工業軟件產品化進程大幅低于預期。從企業維度看，日本盡管擁有眾多工業自動化廠商，但卻缺少工業軟件產品商，直至2016年起橫河電機陸續收購云數據服務提供商IndustrialEvolution，能源管理技術提供商SVM等獨立軟件公司，日本自動化廠商軟件轉型之路才逐漸開啟。與此同時，歐美自動化廠商已成功向軟硬件一體解決方案商轉型。20世紀90年代以來，歐美傳統自動化廠商（西門子、羅克韋爾等）通過收并購方式，開始向工業軟件產品商轉型，其轉型進度相較日本廠商領先較多。日系自動化企業轉型進程落后歐美自動化企業較多，主要出于三大原因：泡沫經濟破碎，企業轉型意愿與能力均大幅降低：泡沫經濟的破碎從企業盈利與創業意愿方面對信息化轉型進程形成壓制。企業盈利層面，伴隨泡沫經濟破碎后國民消費意愿的大幅降低，以及80年代日本的大量低效益產能擴張，價格競爭下1990年后日本自動化產業內各企業盈利能力大幅降低。盈利萎縮背景下，企業轉型意愿較弱；創業意愿層面，伴隨泡沫經濟的破碎，市場風險偏好降低，創業企業數量驟減，軟件初創企業/團隊缺失，大型自動化集團難以通過收并購形式增強工業軟件產品開發實力，轉型能力受損。人員與制度僵化拖慢轉型進程：日本與歐美自動化企業大多有較長歷史，遵循電動化、自動化路線發展而來，企業高管多為硬件相關專家出身，對軟件重視程度較低；

企業研發體系偏向于硬件，軟件僅作為輔助服務，而非單獨產品對待。因此日本、歐美老牌自動化廠商在向軟件產品商轉型過程中，均會面臨企業管理思路、研發體系僵化等問題。日系與歐美系自動化廠商轉型進度差距較大，部分原因在于日本的年功序列文化，年功序列文化下公司人員更替緩慢，傳統硬件業務出身的高管長期占據管理崗位，軟件開發人才話語權缺失。而泡沫經濟破碎導致的社會創業意愿低下則使日系公司難以像歐美企業（西門子等）一樣通過兼并收購吸收新鮮血液，從而實現組織架構變革、高管人員更替。相比自動化硬件，工業軟件具備更強馬太效應，先發優勢明顯：與純自動化硬件相比，軟硬件一體化解決方案具有更強黏性，替換壁壘較高，馬太效應明顯。同時，軟件產品受地域性影響因素較小，全球推廣更為容易。泡沫經濟破碎與年功序列文化導致日系自動化企業錯過轉型時點，市場化競爭下，后續追趕較為困難。工業軟件市場擴容趨勢下。日系與歐美系自動化企業體量差距持續拉大。20世紀90年代以來的制造業信息化升級促使工業軟件新品不斷出現，滲透率快速提升，并最終帶來了工業軟件市場的極大擴容。工業軟件產品與軟硬件一體化解決方案的推出，帶動歐美系老牌自動化公司再次實現市值躍遷，與日系自動化公司逐漸拉開差距。當前我國處于自動化、信息化協同推進階段，國產替代背景下，工業控制、工業軟件相關企業同樣存在市值躍遷可能。映照國內：雙重升級下，工業軟件市場格局如何演繹當前我國處于產業結構升級與產業技術升級交匯期。受益于雙重升級下制造業資本開支高速增長，工業自動化、工業軟件市場均迎來極大擴容，相關上市公司市值體量持續上行。但市場競爭格局整體尚不明晰，各自動化廠商，信息管理軟件廠商，工業軟件實施商、集成商仍處于細分賽道深鉆期，競爭多發生在同一賽道內，跨行業競爭較少。新興賽道：獨立工業軟件商存在崛起可能對比日本（1972-1990），當前我國同樣處于產業結構升級周期。中國制造業發展順序與日本較為類似，均遵循“輕加工業—重工業—高端離散制造業”升級進程。當前我國處于由高端離散制造業產業升級周期，近年來汽車、電子設備制造、電氣機械等行業企業營收總額（規模以上）占制造業企業營收總額（規模以上）比重持續提升，產業結構升級帶來的工業高投入，使相關工業自動化、工業軟件廠商存在彎道超車可能。參考日本自動化產業發展歷史并結合我國當前現狀，可得三點結論：每一次產業升級，都是一次工業高投入的到來。參考日本產業結構升級期間自動化廠商的高速崛起，當前我國新能源、半導體等新興產業加速發展期，產業升級使工控設備、工業軟件廠商均迎來體量躍遷機會。新興賽道中，獨立工業軟件商存在崛起可能。參考安川電機（汽車、電子應用居多）對富士電機（鋼鐵行業應用較多）在自動化業務層面的規模超越，產業升級過程中，新興產業在產能擴張的同時，自動化與信息化建設投入力度也遠超傳統行業。考慮到新興產業領域，傳統自動化廠商并無業績體量絕對優勢，獨立工業軟件廠商或存在崛起機會。獨立軟件商成長需要一定時間。工業自動化、信息化的發展本質上是一個逐步迭代的過程，日本自動化廠商產品性能的高速突破與歐美廠商長期的技術輸入關聯緊密。貿易戰背景下，我國工業軟件主要依賴自主研發與國內并購，各工業軟件廠商成長或需要更長時間。傳統行業：場景為王，重點關注具備先發轉型優勢的行業自動化巨頭市場空間大幅擴容背景下，具備先發轉型優勢的自動化廠商或在未來工業軟件（傳統行業）競爭中持續領先。參考過往歐、美、日廠商轉型歷史，當前自動化巨頭大多由大型電機、儀表廠商轉型而來，而工業軟件巨頭大多由自動化廠商轉型而來，獨立軟件開發商多存在于研發設計類軟件和信息管理類軟件兩端，具備先發轉型優勢的傳統自動化巨頭（寶信軟件、中控技術等）或在未來工業軟件（尤其是生產控制類軟件、嵌入式軟件）市場競爭中持續領先，原因如下：制造業信息化升級是一個漸變的過程，自動化巨頭較易具備先發轉型優勢：制造業技術升級往往較為緩慢（日本自動化推廣耗時近40年），企業信息化需求的出現是一個漫長的過程。在實際業務進行中，傳統自動化巨頭更容易發現企業信息化痛點難點，并以逐步迭代的方式促使自身業務由純硬件向軟硬件一體化產品轉變（尤其是對于成長于信息化時代的企業），從而在工業軟件領域具備一定先發優勢。自動化巨頭成立較早，大多具備資金體量優勢：相比工業軟件廠商，自動化廠商出現時間較早，發展時間長，普遍具備一定資金體量優勢。盡管該類企業可能存在制度僵化，創新能力不足等問題。但憑借資金體量優勢帶來的較強收并購能力，大型自動化企業在戰略方向選擇上仍具備較高的容錯率，在市場競爭中更易形成競爭優勢。智能制造與國產替代大環境下，三重因素驅動自動化龍頭