数字孪生短、中、长发展潜力分析

最佳答案 匿名用户编辑于2023/03/21 09:39

把握高景气兼长逻辑赛道,看好数字孪生发展潜力。

1. 短期:国防信息化叠加国产替代,军工正向研发需求驱动

顶层设计出台促进军工信息化水平提升,国防现代化建设将迎来全面发展机遇。从国家规 划来看,推进国防和军队现代化建设将是我国的长期发展基调。党的十九大提出了国防和 军队现代化三步走蓝图:2020 年信息化取得巨大进展、2035 年基本实现国防和军队现代化、 本世纪中叶把人民军队建成世界一流军队。从发展趋势来看,除了新式装备占比逐渐提升 外,国防信息化建设也被列为重点发展对象,军队战斗力生成离不开信息化发展,无论是 导弹精确制导、战斗机航电系统更新换代还是各军兵种联合作战体系的建立,都离不开态 势感知、信息传输、存储分析、信息安全等。

国防信息化建设与国产替代共振,军工信息化市场前景可期。随着全球安全形势恶化以及 政治经济环境剧变,在战略性高技术产业实现自主可控的重要性正在不断凸显,进口替代 步伐持续加大。我国国防预算支出呈稳定增长态势,2022 年国防支出预算高达 1.45 万亿元, 同比增长 7.1%,占 GDP 比重约为 1.27%。我国军工信息化起步较晚,在国防信息化装备 研发能力和自主可控水平仍有较大的提升空间。受贸易摩擦和地缘冲突事件刺激,以及相 关财政及政策的大力扶持,国防信息化建设提速与国产化替代共振,军用电子信息化市场 空间巨大。据智研咨询估计,2025 年我国军工信息化市场规模将达到 1462 亿元。

生产运营流程数字化提质增效,助力军工企业推进智能制造。军工企业非常注重研发和工 艺管理,产品更新换代快,生产模式是典型的小批量、多品种,产品结构复杂,往往需要 机电软等多学科的协同设计。根据官微披露,能科为许多军工企业解决了在推进智能制造 方面的实际问题,例如,1)面对某军工客户建设智能装配车间的需求,能科开展“Digital Twin”实施落地,全面应用仿真技术,大幅降低设计与生产制造过程的不确定性,提升了 整体制造水平。2)在某军工客户综合传动装臵装配线智能化改造项目中,能科围绕智能管 控、智能物流、装配线控制、生产车间仿真及系统集成共五个部分进行规划设计,以基于 装配线生产管理过程个性化定制开发的智能管控系统为核心,实现了 ERP、PDM、QMS、 WMS、SCADA 等系统的全面集成,使物料配送效率提升 38%,装配效率提高 20%以上。

能科驱动正向研发,为重磅级军工客户建设研发设计、协同管理平台。2019 年,公司凭借 在航天军工客户服务的丰富经验以及先进的框架与技术,脱颖而出牵手航天科工火箭技术 有限公司(简称,火箭公司)协同研发平台项目。火箭公司的研发平台将构建覆盖产品结构设计、PCB 电路板设计、电子电气开发、嵌入式软件设计、多学科综合仿真分析、质量 管理等关键研发业务过程的集成管理平台。实现上述业务过程“流程”、“数据”、“知识” 的统一管理,实现火箭公司研制从文档管理为主向数字化、结构化、可视化、知识驱动以 及基于模型的企业转变,实现计划以及流程任务的一体化管理,提升多专业、多学科、跨 部门的运载火箭及航天器型号研制的协同管理能力。随后公司中标了多个军工航天领域研 发设计、生产制造、数据管理、数据采集等系统平台建设项目,服务于中国兵器工业集团、 中国航天科工集团等客户。

2. 中期:聚焦中台智能制造,民用领域大有可为

中台产品驱动数据价值,企业数字化转型的加速引擎。中台在架构上通过“数据采集接入” →“加工存储” →“统一管理” →“服务应用”,帮助企业打通数据孤岛,解决企业信息管 理中“数据烟囱”问题,实现了数据全生命周期的管理。随着中台搭建的完善,能够有效 发挥数据及分析技术对前台业务的复用价值,避免系统重复建设,解决业务部门与技术部 门的信息不对称,从而敏捷面对市场变化。

中台市场增长潜力大,在智能制造水平较低的民用领域大有可为。企业通常会根据自身实 际情况需求进行数据中台和业务中台的规划和部署,业务中台将企业经营管理涉及的业务 场景流程标准化、数据化,为数据中台提供完整的数据源,实现数据和中台建设的可复用 性;数据中台将业务数据化沉淀的数据通过大数据、机器学习等方式进行价值提炼,形成 企业数据资产,提供决策支持,赋能前端业务,整个过程实现了业务数据化和数据业务化。

据海比研究院资料数据,2021 年中台市场总规模预计为 144.2 亿元,预计 2020 年-2025 年 CAGR 为 60%;2021 年中台用户新增数量预计 5751 家,预计 2020 年-2025 年 CAGR 为 67%。而当前大民用领域企业智能制造成熟度较低,《智能制造发展指数报告》(2021 年) 指出我国 69%的制造业成熟度处于一级及以下,在被调查企业中,设备联网制造企业占 29%,生产数据自动采集企业占 40%,实现全流程质量追溯的企业仅有 9%,实现智能决 策的企业只有 5%,由此可见中台在企业智能制造转型上具有广阔市场。

随着企业数字化建设需求逐渐明确,以及以正向研发到生产运营的全流程数字化建设思路 逐渐深入企业客户,公司顺应发展机会,重点切入大消费品行业(包括食品与饮料、服装、 轻工业品等)、新能源行业(包括风力、光伏、动力电池、新能源汽车等)以及流程制造行 业等民用领域。

3. 长期:虚拟制造方兴未艾,剑指数字孪生蓝海市场

数字孪生“星火”初燃,打开虚拟制造想象空间。世界工业巨头西门子、达索、施耐德近 年来纷纷通过收购虚拟仿真等工业软件布局数字孪生基础技术能力,Garner 连续四年 (2016-2019 年)将数字孪生列为未来十大战略趋势,发展数字孪生技术意义重大。据 IDC 数据估计,2022 年全球数字孪生市场规模为 110.4 亿美元,2025 年有望达到 264 亿美 元,2022—2025 年的 CAGR 为 24.35%。据信通院白皮书观点,存量工厂三维可视化改造 的普及、全场景虚拟制造能力的提升、实时智能仿真分析单点的突破将会是未来的重要应 用方向。

数字孪生技术贯穿制造各个环节,提升复杂行业作业效率。工业数字孪生是多类数字化技 术集成融合和创新应用,基于建模工具在数字空间构建精准物理对象模型,再利用实时 IOT 数据驱动模型运转,通过集成融合构建综合决策能力,推动工业全业务流程闭环优化,其 典型特征是全生命周期实施映射、综合决策和闭环优化,在工业研发、生产、运维全链条 均发挥重要作用。数字孪生具备三大优势:多学科设计提供高校工程的解决方案、通过机 器仿真和虚拟调试可降低产品风险,以及通过统一的数据管理平台完成不同技术的集成和 不同人员的工作协同。因此,拥有全面的数字孪生意味着可以快速创新和模拟,更快地将 机器推向市场。

数字孪生技术利用我国数据红利优化机理模型性能,加快工业软件国产替代速度。《工业数 字孪生白皮书(2021)》中提到,从产业层面看,由于我国工业历程发展时间短,工业软件 核心模型和算法一直与国外存在差距,成为国家关键“卡脖子”短板。数字孪生能充分发 挥我国工业门类齐全、场景众多的优势,释放我国工业数据红利,将人工智能技术与工业 软件结合,通过数据科学优化机理模型性能,实现工业软件弯道超车。

从企业层面看,数字孪生在工业研发、生产、运维全链条均发挥重要作用。在研发阶段, 数字孪生能够通过虚拟调试加快推动产品研发低成本试错。在生产阶段,数字孪生能够构 建实时联动的三维可视化工厂,提升工厂一体化管控水平。在运维阶段,数字孪生可以将 仿真技术与大数据技术结合,不但能够知道工厂或设备“什么时候发生故障”,还能够了解 “哪里发生了故障”,极大提升了运维的安全可靠性。此外,数字孪生还可将关键能力从工 业制造领域复用至其他行业,形成正向飞轮效应。

能科数字孪生解决方案优化制造系统,加速企业迈入工业 4.0。以某大型健身器材行业客户 为例,公司利用 Plant Simulation 等仿真软件建立和实际工厂一模一样的虚拟工厂,在虚拟 工厂中运用企业知识对产品的设计、工艺规划、生产执行、物流产能等进行仿真,优化出 最佳的生产制造方案;并将工厂的实际生产数据在虚拟工厂中实时的展示出来,管理人员 通过增强虚拟现实了解生产线的质量情况、运转情况、在制品情况等。技术实施后,将现 有设备生产力提高了 15-20%,新生产设施投资降低 5-20%,库存和生产时间减少 20-60%, 实现了系统结构的优化,加速企业迈入工业 4.0。

提前卡位军工虚拟制造赛道,为国产 C919大飞机提供试飞管理平台。公司的客户包含航发 集团、中航工业、中国商飞、航天科工等大型军工航天企业。从具体的项目看,涵盖军工 企业的数字化厂线建设、研发平台建设、仿真测试服务和管理等。公司应用数字孪生技术, 为航天、航空等国防军工行业提供软硬件相关综合数字化解决方案,例如,公司为国产 C919 大飞机提供了试飞管理平台。