2024年工控设备行业分析：工控设备出海是未来新选择

1. 工控行业受制造业景气度与自动化率双重影响

1.1 工控设备应用在下游各个领域

工控设备下游行业可分为 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 市场和项目型市场份额分别为 42.6%/57.4%、50.1%/49.9%、51.1%/48.9%，OEM 型市 场份额不断提升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 型市场下游主要包括：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、医疗设备、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%。项目型市场下游主要包括：石化、化工、冶金、市政、公共设施、油气、建 材、矿业、造纸、电力、汽车。

1.2 国内制造业景气度整体较弱

从整体国内市场需求来看，2023 年以来我国经济增速放缓，制造业 PMI 整体呈 现下行趋势，实际需求仍偏弱。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%以上的增长逐年下降至 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。

1.3 智能制造成熟度提升带动工控产品需求

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不断提高，提升对工业控制需求。根据《智能制造成熟 度报告》，2022 年我国智能制造成熟度指数为 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。

2. 国内市场国产替代趋势明显

2.1 控制层：小型 PLC 国产化率高但中大型 PLC 有待突破

工控设备主要分为控制层、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。控制层产品主要用于控制生产制造过程的温度、压力、流量 等变量或物体位置、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 市场规模最大，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 主要应用在流程工业，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，下游 行业主要为化工、石油和电力等。小型 PLC 主要应用在电子制造、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，所以市场规模相对较小，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 占据市场份额超 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%，市场份额有所提升。

2.2 驱动层：高压变频器市占率有待提升

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份 额中，施耐德、ABB 和西门子排名前三，累计市场份额约 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份额约 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。

2.3 执行层：国产占据大部分市场

伺服系统按照功率大小可以分为小型伺服、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，主要用于驱动重型机械设备。中型伺服是指功率介于 1KW 和 7.5KW 之间， 在 OEM 市场得到广泛应用。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 年有所下 降，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。伺服系统主要应用于数控机床加工设备、影像测量、电子半导体设备、工业机器人、纺织服装加工设备等领域，步进系统主要应 用于主要应用于雕刻机、电子加工设备、医疗、电池生产设备、自动生产线设备等领 域。

2022 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，国内市场份额取得了较大增长。

3. 工控设备出海是未来新趋势

3.1 海外市场：空间大且市场多被海外巨头占领

受制造业数字化转型推动，全球工控自动化市场规模不断扩大，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较大差距。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。

3.2 竞争对手：海外巨头产品和业务各具特色

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；丹纳赫的优势在于电子检测和测量。我们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。

3.3 从区域看：欧美日韩技术强劲且市场空间广阔

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，工控企业主要分为五个梯队，美国属于第一梯队，是全球科技创新的领导者；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，目前主要集中在低 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，全球工业增加值主要集中 在中国、欧洲、北美和日韩，分别占比 25.76%、23.99%、18%、9.32%。我们认为工 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，国内企业需要在技术和产品上与头部企业正面竞争。

3.4 竞争策略：国内企业聚焦不同区域与市场

从进出口的数据来看，随着国内工控设备企业技术和产品不断完善，逐步由销 售单产品发展成提供自动化解决方案，并对下游企业的工控设备进行国产替代，且 产品出口规模也在快速增长。以 PLC 产品为例，根据智研咨询整理数据，2020-2022 年我国 PLC 进口金额从 101000 万美元降低至 99000 万美元，数量从 600 万个降低至 500 万个；2020-2022 年我国 PLC 出口金额从 82000 万美元增长至 100000 美元，复 合增长率为 10.43%，数量从 2850 万个增长至 4600 万个；2022 年 PLC 出口平均均价 为 21.73 美元，进口均价为 198 美元。我们认为国内工控产品出口在快速增长，且 目前主要以中低端产品为主，未来在量和价上均有较高的成长空间。

从进出口来源地和目的地来看，以 PLC 为例，根据智研咨询统计数据，大陆进 口来源地主要集中在德国、日本和中国台湾，占比为 74.12%，出口目的地主要进展 在中国香港、美国、德国，占比为 61.89%。我们认为德国和日本工控企业仍然占国 际主导地位，且德国、美国、日本等地区市场空间较大，国内企业想要在海外提高市占率，需要在德国、日本、美国市场和本土强势企业正面竞争。

国内工控企业积极布局海外市场，海外营收占比逐年提升，海外毛利率显著高 于国内，我们认为出口产品中，DCS 难于 PLC 和伺服、难于变频器、难于家电控制器。 根据 iFinD 数据，2017-2022 年，国内工控企业海外收入逐年提升，2022 年汇川技 术 、 英 威 腾 、 伟 创 电 气 、 麦 格 米 特 、 中 控 技 术 海 外 收 入 分 别 为 8.85/11.29/0.71/16.97/2.50 亿 元 ， 在 本 公 司 收 入 中 占 比 分 别 为 3.85%/27.56%/22.39%/30.97%/3.77%。数据显示，以家电控制器为主的企业（麦格米 特）出口占比高于以变频器为主要产品的企业（英威腾、伟创电气），而变频器为主 的企业出口占比高于离散自动化工业控制类企业（汇川技术），离散自动化工业控制 类企业出口占比高于流程自动化工业控制类企业（中控技术），我们认为 DCS 的出口 难于 PLC 和伺服、难于变频器、难于家电控制器。

工控海外市场主要分为三类，一类市场是以德国、日本为主，这个市场主要是以 高端定制化为主。该市场将技术放在第一位、稳定性放在第二位，价格放在第三位。 二类市场是以韩国、意大利等国家为主，这些国家的解决方案主要由本土的 OEM 厂 商提供，因此非常重视工控公司标准产品的技术，不太需要太多定制化解决方案。三 类市场主要以东南亚为主，该市场比重视性价比。

4. 工控设备公司海外拓展处于不同阶段

4.1 第一梯队:在欧美市场与海外巨头正面竞争

国内离散自动化已非常成熟，国产化率高且出口较早，包括汇川技术、伟创电 气、英威腾、麦格米特均积极布局高端市场，在欧美与海外巨头正面竞争。以汇川技 术为例，据公司 2022 年年报，伺服与低压变频器国内市占率分别为 21.5%与 14.9%， 市占率分别为第一和第三。国产小型 PLC 市占率 11.9%，排名第二。

公司营收与归母净利润持续提升。2022 年公司实现营收和净利润分别为 230.08 亿元与 43.20 亿元，2018-2022 年公司营收和归母净利润 4 年 CAGR 分别为 36.94%与 31.70%。从业务结构看，公司通用自动化业务占比逐年降低，新能源类业务近三年逐 年提升。电梯电气系统稳定发展，其他业务占比逐年缩小。

目前公司海外营收占比较低，近年来积极布局促进占比提升。从 2018 年到 2023 年 Q3，公司海外营收整体呈向上趋势，2020 到 2022 年海外增速低于国内增速占比 有所下滑，23 年公司积极拓展布局海外，前三季度海外实现营收约 8.11 亿元，占比 显著提升。

4.2 第二梯队:海外拓展能力增强业绩增长迅速

国内流程工业控制设备发展较晚，且由于下游对解决方案、稳定性、安全性要求 较高，故国产替代缓慢。但近几年以中控技术和和利时为代表的企业发展迅猛，海外 营收基数小但增长迅速。根据中控技术 2022 年年报，公司核心产品 DCS 与 SIS 国内 市占率分别为 36.7%与 29.0%，均居国内第一。公司产品在化工领域、石化领域、建 材领域的市占率分别达到 54.8%、44.8%、32.9%，均排名第一。 公司营收持续增长，归母净利润稳健提升。在 2018-2022 年期间，公司营收从21.33 亿元提升至 66.23 亿元，CAGR 为 31.03%。同时，归母净利润也从 2.84 亿元增 至 7.97 亿元，CAGR 为 36.67%。

海外营收增速较快但目前占比还较低。2022 年公司实现海外营收 2.5 亿，同比 增长约 35%，增速较快。但 2022 年海外营收占公司收入比重为 3.77%，还处于较低水 平，未来还有较大提升空间。

4.3 第三梯队: 海外业务逐步修复未来蓄势待发

高端自动化仪表方面，国产替代处于萌芽阶段。以川仪股份为代表的企业国产 替代发展潜力高，市占率还有提升空间，且海外业务未来蓄势待发。根据川仪股份年 报，公司产品广泛应用于石油化工、电力等行业，主要客户为国内大型石油和电力集 团。在 2018-2022 年，公司营收从 35.57 亿元增长至 63.70 亿元。

2023 年公司海外营收占比有所提升。受到不可抗力影响，2020 年公司海外营收 出现了大幅下降，增速为-27.78%。23 年疫情放开后迅速反弹，2023 年上半年占比显 著提升至 3.03%，基本恢复疫情前水平。

编辑：火腿肠