以智能制造推动企业数字化转型的方法、路径和举措

当前，数字经济已经成为全球经济发展的主要动力。云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新一代信息技术通过数据要素激发创新潜能，使工业经济时代的产业运行体系加速变革，使资源配置、生产组织、商业运营、创新协作等方式加快转变，制造业企业都面临打造提升数字经济时代生存和发展能力的现实问题，驱动企业对业务组织、研发设计、生产制造、销售服务、供应链、人力资源等要素开展全方位变革，加快实现数字化转型。工信部肖亚庆部长指出：“对制造业发展而言，数字化转型已不是‘选择题’，而是关乎生存和长远发展的‘必修课’”。

《“十四五”智能制造发展规划》指出：“智能制造是基于新一代信息技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、销售、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式”。数字化是智能制造的基础，企业需要采用数字化产品设计和工艺设计软件工具、数字化装备，建设数字化产线、车间、工厂，实现智能制造。因此，智能制造是制造业数字化转型的主攻方向，智能制造的充分发展会引发制造业制造范式、企业形态和产业模式发生根本性转变，推动制造业实现数字化转型。

当前，有关智能制造对制造业数字化转型的影响研究尚属空白，无论是从理论体系还是产业经济方面，都难有相关的数据和研究支撑。为此，我们采用实证分析方法，通过梳理大量的制造企业实践案例，提出智能制造推动企业数字化转型的路径和模式，以期对以智能制造为主攻方向推动企业数字化转型提供参考。

01

数据来源

研究数据以国资、央企系统的760个数字化转型优秀实践与典型案例为基础，并对4000多家企业智能制造发展情况开展研究，分析智能制造在企业数字化转型中的地位和作用。

案例范围包括场景级、企业级、产业链级、生态级，其中：场景级是指案例涉及企业下属车间、装置、区域或某些生产环节的数字化转型，占全部案例的22%；企业级指基本覆盖全企业或业务板块的数字化转型，占比达52%；产业链级指涉及供应链、产业链上下游等企业间的数字化转型，占13%；生态级指跨企业、跨领域的生态协同应用的数字化转型，占比为13%。

案例中的新一代信息技术应用包括5G、物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链、边缘计算等9类。各案例应用新一代信息技术的情况如图1所示。

图1 数字化转型案例中各类信息技术应用比例

从图1中可见，有490个案例应用了大数据技术，有328个案例应用了物联网技术。边缘计算、5G、区块链、人工智能技术应用的案例数较少，仍处于试点示范阶段。

02

行业情况分析

调研企业涵盖石油石化、机械装备、能源电力、材料、军工、医药等行业领域。

石油石化领域

（1）发展现状

对石油石化领域183个生产单元/产线开展的调研中，实现智能排产的达42%，实现智能物流为27%，实现智能能源管控的为28%，开展全过程质量追溯的达到56%，有5338台设备实现了远程运维/预测性维护。如图2所示。

图2 石油石化类企业智能制造发展情况

（2）典型案例

某石化公司围绕“建设千万吨级绿色智能一流炼化企业”的远景目标，完善和提升以ERP为核心的经营管理平台、以MES为核心的生产运行平台、以新一代ICT技术为重点的信息基础设施与运维平台，建成数字化炼厂。实现业务数据集中集成、流程管控智能优化、HSE管控实时可视、精益设备管理预知预防、质量管控快捷联动、精准计量管理集成应用、精细物资管理和智能仓储等，重塑生产运营指挥中枢，从经营管理、生产运行、安全环保、设备管理等业务领域开展数字化转型。如：通过实现物料进出厂计量作业自动化、计量过程可视化、计量数据集成化，实现了计量管理业务的数字化转型，使计量作业时间缩短1/3，劳动用工减少近40%，与计量相关的风险防控能力明显增强。

机械装备领域

（1）发展现状

调研的机械装备制造领域948家生产单位建设有83条智能单元/产线，全生命周期数字化仿真技术应用仅3%，智能排产技术应用仅为12%，智能物流应用仅为5%，应用质量智能检测技术的为14%，实现智能能源管控的仅为4%，开展全过程质量追溯的有23%，有869台设备实现了远程运维/预测性维护。从调研数据来看，机械装备制造企业智能制造发展还很薄弱，应强化智能制造推动企业数字化转型工作。如图3所示。

图3 机械装备类企业智能制造发展情况

（2）典型案例

某飞机制造公司以“用数据定义产品、用数据驱动制造、用数据创造价值”的发展思路，对传统机械加工系统进行智能化改造。通过工艺革新，改变传统工艺流程，统一设计、加工、检测基准，形成基于单一数据链的高度集成化、标准化的新工艺方法。在数控机床上应用光电编码器、直线光栅、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器等，利用RFID、工业互联网技术和智能控制技术，实现了传感、控制、检测、物流的高度集成和数字信息的全流程贯通。开发MES制造执行系统，实现机床管理、机床操作、工序编排、加工状态智能控制和柔性生产，实现了小批量、多品种、多工序、高精度零件的24小时无人值守作业。通过智能制造工程实现了传统机械加工系统的数字化转型。

材料领域

（1）发展现状

对材料领域474家生产单位开展了调研，其中建设有82条智能单元/产线，5个黑灯产线/车间，智能排产技术应用为14%，应用质量智能检测技术的为25%，实现智能能源管控的仅为7%，开展全过程质量追溯的有25%，有7743台设备实现了远程运维/预测性维护。从调研数据来看，材料生产企业智能制造发展还有很大提升空间。如图4所示。

图4 材料类企业智能制造发展情况

（2）典型案例

2020年1月，中国宝武集团宝山基地被选为世界经济论坛“灯塔工厂”，是继浦项、塔塔后，国际第三家、国内第一家入选世界经济论坛“灯塔工厂”的钢铁制造企业。其在以智能制造为核心推动业务数字化转型方面做了大量的实践工作。部署实时在线连续感知监测装置，增加制造过程探测点，实现冶金流程在线检测和监控；使质量管理从抽检变为全检，从最终结果检查变为生产过程中检查，从定性分析变为定量分析，从分段检验变为一贯制检验，从事后分析变为事前预警。借助智能检测、机器人和先进控制技术，通过装备智能化实现无人化生产作业，建成黑灯车间、无人化库区、自动化装卸码头等，提高作业效率。基于对关键设备状态、工艺、生产、质量、备件等数据进行大数据综合分析，形成从单台设备到产线群的设备状态综合监测诊断能力，减少设备故障损失；基于大数据，集成采购、生 产、质量、研发、销售等信息，形成多基地、全流程的协同经营决策支持系统。

03

智能制造推动企业数字化转型路径和模式

智能制造推动企业数字化转型路径

随着信息技术、制造技术，以及二者融合深度的不断加强，智能制造呈现出不同的发展水平和发展阶段，企业以智能制造推进数字化转型要秉承“问题导向”、“价值驱动”、“成本效益”原则，面向制造装备/单元、车间/工厂、供应链/产业链等制造实体不同层级，围绕设计、生产、管理、服务等制造全生命周期业务流程，梳理数字化转型需求，明确定位问题，设定总体目标，开展规划设计，分步工程实施。要根据企业所在行业特点、企业规模、预期投入等实际情况和需求出发，设定数字化转型总体目标。综合考虑资金投入、技术人才、合作伙伴、集成商等因素，制定详细的实施方案。

智能制造推动企业数字化转型模式

工业和信息化部在评选2021年度智能制造试点示范企业工作中发布了《智能制造典型场景参考指引（2021年）》，总结了工厂设计、产品研发、工艺设计、计划调度、生产作业、仓储配送、质量管控、设备管理、安全管控、能源管理、环保管控、营销管理、售后服务、供应链管理、模式创新等15个环节52个智能制造典型场景，为企业以智能制造为主攻方向，推动各项业务的数字化转型提供了参考。本文就离散制造的产品研发、工艺设计、生产作业、售后服务、供应链管理业务的数字化转型分析如下：

（1）基于数字模型的设计制造协同

基于云平台协同技术，建设支撑复杂产品设计制造协同平台，应用系统工程、知识工程、专业仿真、数字孪生及基于模型的设计/制造/验证/服务技术，打通从设计到制造的全三维过程，在计算机虚拟环境中实现从产品设计、零件制造、整机装配到试验的全过程数字化建模、仿真与虚实映射，实现数据驱动的产品开发与技术创新，提高设计效率，缩短研发周期，提高产品研制成功率。

（2）数字化工艺设计与仿真

建设基于云平台的综合几何、功能、控制、物理等特性的统一数字化模型库、知识库与制造数据，构建制造资源的网络化共享模式，应用数字化建模与仿真、数字孪生、工艺知识分析等技术，应用数字化工艺设计仿真，以及智能决策优化等相关软件工具，在虚拟环境中对制造系统进行多专业联合仿真优化，通过制造机理分析、工艺过程建模和虚拟制造验证，实现工艺设计数字化，提高工艺开发和创新效率，保障工艺可行性，提高工艺设计质量。

（3）智能化车间/生产线

围绕产品高质量和准时交付需求，依据零件加工、表面热处理、部装和总装等工艺特点，合理设计智能化生产组织模式，建设智能化车间/生产线，实现智能化生产。针对生产过程涉及的产品、制造系统和制造流程，建设模拟实际生产运行环境的智能车间/生产线数字化模型，形成数字化制造系统模型与物理制造系统的虚实映射，通过人、设备、物 料、环境等生产资源信息的互联互通，将信息直接反馈到数字化制造系统模型，实现制造系统的实时动态仿真，支持制造系统的资源评估、预测、优化与重构，提升柔性生产制造和质量保证能力。

（4）最优能力配置的网络化协同供应链体系

基于大数据、人工智能、物联网等技术手段，打造网络化多级协同供应链体系，形成基于产能需求的供应链网络动态供给能力，实现内外创新资源、生产能力和服务能力的高度集成，生产制造与服务运维信息的高度共享，增强资源和服务的动态分析与柔性配置能力，实现全产业链协同的最优能力配置。

（5）面向产品全生命周期的柔性化服务保障

应用物联网、数字孪生、大数据等新技术，建设人、机、物互联互通的装备运营服务保障平台，构建装备的数字孪生模型，形成基于数字孪生的服务保障能力，支撑远程运维、故障预测、健康管理，以及智能决策等，形成面向产品全生命周期的柔性化保障模式，提升装备维护快速响应与效率，降低装备运维总体成本。

04

推动实现制造业数字化转型建议

以高水平标准引领转型

（1）建立全链条智能制造标准体系

推动航空航天、石化、能源、电子、装备、汽车、船舶、轨道交通、医药、冶金材料等领域从工厂系统层级、产品生命周期价值链和产业链等维度，建立健全符合行业特点的全链条智能制造标准体系。

（2）建立统一数据标准，促进数据流动

数据连接和数据共享需要统一的数据标准，鼓励制造企业应用规范的系统交互数据格式与服务接口，推动生产环节的数字化连接，打通各部门各环节的数据共享，促进数据流动。

（3）研制新技术创新应用的关键标准

制定包含供应链、研发设计、运行管理、物流配送、运维服务等产品全生命周期的关键标准，同步推进5G、人工智能、区块链等新技术应用标准研制，以标准引领新模式、新场景推广应用，促进创新成果快速市场化和产业化。

推进新技术新模式的示范应用

（1）加快新技术创新应用

积极开展5G、大数据、云计算、人工智能、区块链等技术的应用场景研究，推动其在产品研发、生产制造、销售服务、供应链协同等方面的创新应用，促进新技术新模式的培育和产生。

（2）推动制造能力共享

探索共享制造新模式，创新资源配置方式，实现各企业之间产品设计与开发能力共享，工业软件、生产设备、专用工具、生产线等制造资源共享，仪器设备与实验能力共享，发展按需使用的共享服务模式。

（3）实现供应链协同

开展供应链协同管理场景示范，优化企业业务流程、制造资源、物流仓储、商流信息等要素，统一规范包括商品、供应商、物流数据、配送数据等基础数据，实现物流、信息流和资金流的协同，实现供应链上下游企业更好地分工与合作。

注重生态建设

（1）建设协同创新平台

建设智能制造协同创新平台，为国家制定智能制造支持政策、推进智能制造工程实施、组织核心技术攻关提供支撑，并依托平台建立智能制造实施成效的跟踪监测、统计分析、信息通报等机制。平台以线上运营和线下深度服务相结合的模式，为企业智能制造战略咨询、总体规划、诊断评估、精益改善、过程监管、绩效评测提供技术服务。

（2）培育系统集成商

培育智能制造装备、软件、系统集成商和解决方案供应商。在条件较为成熟的行业如汽车及其零部件、3C、医药等领域推进智能工厂、数字化车间改造。鼓励智能制造装备产业发展，形成一批智能装备龙头企业。

智能制造2022年度策略报告：需求分化，坚持双碳+和消费+两条主线

（报告出品方/作者：平安证券 吴文成）

一、回顾与展望：2021年表现优异，2022年行业增速边际放缓

1.1 行情回顾：业绩估值双重驱动下，2021年机械板块股价表现优异

2021年 1-11月申万机械指数大幅跑赢沪深300。2021年初至12月3日，申万机械指数上涨14.74%，跑赢沪深300指数20.70个百分点。

在所有28个申万一级行业中，机械板块的涨幅排第9位。机床工具、金属制品 III 涨幅靠前。细分板块中，机床工具(62.0%)、金属制品 III(52.7%)、制冷空调设备(47.5%)、磨具磨料 (46.0%)等涨幅居前；工程机械（-25.4%）板块跌幅靠前。

机械板块个股平均涨幅34.4%，44家公司涨幅超100%。

截至2021年12月3日，申万机械行业408家上市公司（剔除年内新上市公司）中，年初至今涨跌幅平均值为34.4%，中位数为16.2%；年初至今涨幅超过100%的公司有44家。

涨幅较好的公司主要集中在新能源产业链（大金重工、金银河、海源复材、科达制造、斯莱克、联赢激光、融捷股份）和新材料领域（精功科技、黄河旋风）。

1-10月，通用设备和专用设备收入和利润总额同比显著。

收入方面，2021年1-10月，通用设备累计营业收入同比上升 18.0%，专用设备累计营业收入同比上升 15.5%；

利润方面，通用设备利润总额同比上升 13.7%，专用设备利润总额同比增长 14.9%。

与 1-4 月 50%以上的增速相比，5 月至 10 月设备制造业收入和利润同比增速均有放缓。

增速的趋缓一方面是由于2020年下半年制造业景气度有所恢复，基数增大；另一方面也体现出2021年下半年经济下行压力加大、制造业投资放缓的情况。

机械行业估值处于市场中等水平。

截至2021年 12 月 3 日，机械板块 PE 为 28.03 倍，在 28 个申万一级行业中位列 14，处于市场中等水平。自2015年下跌以来，机械行业整体估值仍处于底部盘整阶段。

各细分板块估值分化严重。

细分行业中，铁路设备、金属制品Ⅲ、工程机械估值较低，板块 PE 处于10-20倍之间；磨具磨料、机床工具、其它专用机械估值较高，板块 PE 高于 60。机械行业内部估值水平分化严重。

1.2 基本面展望：增速整体趋缓，结构持续优化，成本压力缓解

制造业投资边际放缓。2021 年 Q1-Q3，我国季度 GDP 同比分别增加18.3%、7.9%、4.9%，GDP中的制造业当季同比分 别增加 26.8%、9.2%、4.6%，经济增速边际放缓。

2021年7-10月，我国固定资产累计投资额同比增速分别为 17.3%、15.7%、14.8%、14.2%，制造业投资同样呈现边际放缓趋势。

2022 年机械板块上市公司业绩将呈现分化。

2022年出口驱动我国制造业投资增加的动力将减弱。受益于国内率先控制住疫情局势，2020年下半年开始，我国制造业出口加大。

2021年 10月份，我国通用设备和专用设备出口交货值分别为 536亿元、362亿元，同比分别增长 17.5%和 23.3%，均处于历史高位。

展望 2022 年，随着海外生产的逐步恢复，出口驱动我国制造业投资增加的动力将减弱。

制造业结构持续优化，高端制造成长迅速。

2021年 1-10月，我国规模以上工业增加值同比增10.9%，高技术产业增加值增长19.5%，增速高于工业整体增速。1-10月新能源汽车、工业机器人、集成电路产量分别增长164%、51.9%、40.2%，高端制造成长迅速，结构优化明显。

2022年钢材、铝材等原材料涨价压力有望缓解。

钢材和铝材是设备行业的重要原材料。截至2021年 12月 3日，钢材和铝材均价相比 2020 年均价增长 40%、31%。原材料涨价冲击了智能制造行业毛利率。

四季度以来，价格上涨走势有所放缓。2021 年 10月至今，钢材均价相比 2021 年 Q3均价下跌了 9.5%，铝材均价上涨了 3.2%。

我们判断，随着国家调控政策的出台以及供需不平衡问题得到部分解决，钢材和铝材价格上涨趋势有望被遏制住，2022年原材料价格有掉头向下的趋势。

二、专用设备：需求分化，关注“双碳+”和“消费+”两条主线

专用设备景气度分化。

2021年以来，SW 机械中专用设备细分板块收入同比均有大幅增长，增速表现前高后低，与 GDP 增速表现一致。

2021 年前三季度，不同板块景气度呈现分化，某些板块收入同比增速维持在高位，某些板块增速收入增速下滑较快。

根据 wind 数据，2021 年前三季度，收入同比增速维持在 35%以上的仅有其他专用机械和纺织服装设备两大类。其他专用机械包含品类较多：“双碳+”和“消费+”两条主线投资机会。

不同的专用设备下游驱动逻辑不同，放眼 2022 年，我们认为，两大领域的增长确定性较高：

1) 下游高景气度推动产能持续扩张的“双碳+”板块。

2022年“双碳”任务还将深入推进，电动车、光伏等新能源板块还将保持良好增长，产能的扩张和技术的进步将继续推动相关设备需求增长。

2) 有望受益于居民消费复苏的“消费+”领域。

2022 年我国居民消费水平有望复苏，新消费类的培育钻石，需求好转和盈利改善的智能物流、冷链物流设备等有望诞生新机会。

2.1 “双碳+”产业链：下游爆发，产能积极扩张，设备需求高景气

“双碳+”仍是2022年资本市场的主线。展望2022年，我们认为“双碳”政策推动的新能源相关产业链下游持续高增，是扩张最积极的领域。

细分领域包括：

1) 电动车设备产业链，具体包括锂电池生产设备、锂电池材料生产设备、电池壳生产设备、电动车生产设备等，下游扩张和技术进步是最主要的推动力。

2) 光伏设备，主要包括持续扩张的硅片设备和技术迭代频繁的电池片设备领域。

3) 半导体设备，在汽车“缺芯”等因素的推动下，半导体产能持续扩张，半导体设备国产替代仍在加速进行。

2.1.1 电动车设备产业链：动力电池设备增长确定性强，技术革新带来细分赛道机遇

新能源汽车产销量持续超预期。2021 年 1-10 月，我国新能源汽车累计产量达 270 万辆，同比增长 164%；累计销售 253 万辆，同比增长 189%。

从单月数据来看，2021 年 3-10 月新能源汽车产销量同比增速均在 125%以上，产销量增长强劲。

2022 年新能源汽车销量有望超过 500 万辆，同比增长 50%。

根据平安汽车团队数据，2021 年我国新能源汽车销量有望达 到 340万辆，同比增加 1.7倍。2022年，我国新能源汽车销量有望达到 510万辆，同比增长 50%。

新能源汽车的持续高增长，推动产业链上下游的产能投资，利好新能源汽车产业链的设备需求。

1、锂电池设备：在手订单饱满，盈利能力改善

受益于新能源汽车产销量持续超预期，动力电池企业扩产成为确定性事件。

根据我们的测算，预计到 2025年，国内、国外新能源汽车销量分别达到 1200万辆、1159万辆，按照国内单车带电量 65kWh，国外单车带电量 62kWh测算，预计 2025 年国内和国外装机量分别达到 780GWh 和 718WGh，合计达到1498GWh。

动力电池将进入 TWh时代。我们按照装机量/出货量为 90%估算，到2025 年，全球动力电池出货量将达到 1665GWh。

中性预期下，未来 5年锂电设备年均市场规模超 700亿元。

我们按照 2025 年产能/出货量为 1/1.5/2(对应悲观/中性/乐观预期)来测算，2020 到 2025 年全球动力电池产能缺口分别为 1165/1997/2830GWh，年均新增产能为 233/399/566GWh。

按照每 GWh 设备投资为 1.8 亿元测算，则三种预期下，年均设备市场空间分别为 429/719/1019 亿元。锂电设备景气度具有可持续性。

锂电设备行业供不应求，行业出现大规模招人现象。

锂电设备行业属于非标自动化行业，对工程师有要求，人均产值存在天花板（70-100万元）。因此，锂电设备企业产能扩张主要依赖扩招工程师数量。在行业供不应求的背景下，各家锂电设备公司开启新一轮招人计划。

2021年中，已披露的锂电设备公司员工总数均有显著上涨。2021年 6月底，赢合科技、杭可科技、利元亨、联赢激光员工总数相比 2020 年底增长 29%、39%、20%、36%。

锂电设备产能难以快速释放。锂电设备行业的产能依赖工程师人数。

尽管各家设备公司紧锣密鼓地招人，但一方面成熟工程师比较稀缺难招，另一方面新人培养需要时间，因此产能无法快速释放。而与此同时，锂电设备订单超预期地增长，行业供不应求状态还将延续。

锂电设备企业盈利能力有望改善。

设备订单到确认收入需要 9-12 个月时间。2020 年锂电设备企业订单质量较差，导致其 2021 年毛利率普遍较低。

2021年锂电设备供不应求，订单质量显著提升，设备公司 2022年毛利率有望逐季改善。同时，2021 年大规模招人导致的费用前置现象（职工薪酬推升管理费用率增加）也有望在 2022 年改善。

毛利率向上、费用率向下，锂电设备企业业绩有望超预期。业内领先的先导智能、杭可科技、联赢激光、利元亨、海目星、赢合科技等。

2、锂电池材料设备：PET铜箔技术有望带来新一轮产能投资

锂电铜箔是锂离子电池铜箔的简称，它充当锂电池负极集流体的材料，是铜原料用电解法生产并经过表面处理的金属铜箔。

铜箔生产流程包括四大工序：

溶铜工序：将原料铜（铜板、铜线等）与热稀硫酸反应，生产硫酸铜溶液，再经过滤、调节温度，调节电解液成分，制备出纯度高、满足工艺条件的电解液。

生箔工序：添加添加剂，利用低电压、大电流技术，通过电化学反应，使电解液铜离子获电子后，附着在连续转动的高性能钛质阴极辊上，随着持续的电解沉积，形成一定厚度的铜箔。随后生产的铜箔通过阴极辊的连续转动、酸洗、水洗、烘干、剥离等工序剥离卷绕成铜箔卷。

后处理工序：对原箔进行酸洗、有机防氧化等表面处理工序，使其指标符合客户要求。

分切工序：根据客户对于铜箔的品质、幅宽、重量等要求，对铜箔进行分切、检验、包装等。

PET铜箔是在 4.5微米的 PET膜两边各镀 1微米的铜形成 6.5微米的 PET镀铜膜。相比传统铜箔，PET铜箔安全性更高、更加轻薄从而降低了原材料成本、提升了能量密度。

PET 铜箔生产需要经历关键的两个环节：

1）在 PET 薄膜上蒸镀或者 PVD 法生成金属层；

2）利用电镀工艺生长铜薄膜。

东威科技有望受益于 PET铜箔技术技术的爆发。PET铜箔电镀工艺关键在于膜不变形、均匀度好、无穿孔等方面，这对电镀设备要求非常高。国内 PCB 电镀设备领先者东威科技积极推出用于 PET铜箔的专用电镀设备，有望受益于新技术爆发。

3、电池壳设备：4680等大圆柱电池有望带来电池壳技术的升级

动力锂电池外壳性能要求高。动力锂电池外壳属于精密结构件，在锂电池中承担传输能量、承载电解液、保护安全性、固定支承电池、外观装饰等作用。

动力锂电池外壳具有高尺寸精度、高表面质量，根据应用环境的不同还需要具备多种特定性能，包括可连接性、抗震性、散热性、防腐蚀性、防干扰性、抗静电性等。

电池壳设备相关机遇。

1）动力锂电池外壳主要由冲床生产，相关设备主要采购自日本旭精机和中国台湾金丰。

国内设备厂宁波精达经过合作研发，推出“预拉升”和“一出多”等技术创新，实现了冲床的国产替代。公司正积极研发适用于大圆柱电池壳的冲床设备，有望分享大圆柱渗透率提升红利。

2）苏州斯莱克深耕易拉罐生产设备多年，借鉴易拉罐生产工艺，推出 DWI(Draw Wall Ironing)技术，用于生产圆柱电池壳。

该方法生产效率高、品质一致性好，有望凭借新技术优势，分享 4680 等大圆柱电池技术红利。

2.1.2 光伏设备：关注硅片产能扩张和电池片技术迭代

1、硅片相关设备：硅片企业积极扩产，薄片化大势所趋，硅片和切片设备机会硅片企业积极扩张产能，硅片设备企业持续受益。

根据有色金属工业协会硅业分会数据，2020 年底国内硅片企业产能为 205GW，预计2021年将扩产至310GW，同比增长51%。

光伏资讯统计，2021年国内硅片企业规划的扩产规模共计 170GW，投资额超过 250 亿元。国内硅片设备龙头晶盛机电。

硅片薄片化大势所趋，切片设备机会。

大面积、薄片化是光伏硅片的两个发展趋势。2021 年内硅料价格创历史新高，推动企业产品向薄片化迈进。硅片产能扩张和薄片化趋势下，切片设备和切片代工服务有望迎来发展机遇，高测股份。

2、电池片设备：TOPCON迎来窗口期，长期依旧看好HJT大机会

TOPCON 迎来窗口期。

TOPCon 产线可以由成熟主流的 PERC 产线改造而成，产能转换的性价比高，是极佳的过渡路线。

2022-2023 年，TOPCon 电池产能有望率先爆发，两年投资超过 120GW，带来相关环节的设备机遇。

帝尔激光、捷佳伟创。在长期，HJT有望成为主流技术路线。与 PERC和 TOPCon相比，HJT具有发电效率高、工艺流程短等优势，有望成为下一代主流电池。产业链正在验证银包铜、电镀铜、高精度多主栅串焊机等工艺，有望加速 HJT 时代的到来。HJT 设备领先者迈为股份、捷佳伟创、金辰股份。

2.1.3 半导体设备：“缺芯”格局延续，设备厂商迎来需求高增和国产替代的双重机遇

芯片短缺持续，全球半导体设备维持高景气。Strategy Analytics报告认为全球芯片短缺情况将持续至2022-2023年。

产能紧缺背景下，全球晶圆厂开启扩产。

2021H1 全球半导体设备销售额达 484 亿美元，同比激增 49.6%。SEMI 预计 2021 和 2022 年全球半导体设备市场空间分别为 953 亿和1013 亿美元。

半导体设备国产化方兴未艾。

2020年和 2021年，中国大陆均为全球半导体设备第一大市场。2019年我国集成电路设备国 产化率仅 8%左右，国产替代空间巨大；过去 5年，国产半导体设备销售额增速均大于全球半导体设备销售增速，增长动能可期。

国内晶圆厂积极扩产，新增产能以 28nm 以上的成熟制程为主。

成熟制程芯片广泛应用于汽车、家电、显示等领域，也是“缺芯”的主要环节。经不完全统计，年初至今国内产能爬坡、在建、规划建设晶圆厂项目分别为 12/6/6 个，预计项目投资额合计超过 6000 亿元，新增月产能超过 90万片(折合 12英寸)。

国内晶圆厂商扩产方向以成熟制程为主，为国产设备商带来机遇。

国产设备商迎来重要机遇期。国产设备厂商在成熟制程已有一定积累，且具有服务优势和产业链安全优势，有望受益于晶圆厂扩产大潮，助力芯片国产替代进程。

国产半导体设备商积极推进上市进程。

2021 年内已有多家半导体设备公司上市，包括芯碁微装、盛美上海；另有 3 家公司已经过会，包括华海清科、屹唐股份、拓荆科技。

公司预计使用 IPO 所募资金加强研发、扩张产能，推动国产替代加速。

半导体国产替代浪潮下，设备赛道业绩可期。

龙头公司有北方华创、中微公司、盛美上海；细分领域专业型公司有华峰测控、精测电子、芯源微等；零部件企业华亚智能等。

新消费崛起、传统消费复苏，看好培育钻石、智能物流设备、冷链设备。

展望 2022年，消费有望从疫情冲击下复苏，成为经济发展的重要动力。我们认为，以培育钻石为代表的新消费相关板块、以及受益于传统消费复苏的智能物流设备、冷链设备板块均将有较好表现。

细分领域包括：

1) 培育钻石：产品技术趋近成熟、市场认可度提升，性价比凸显，行业迎来爆发期。

2) 智能物流设备：消费复苏背景下，下游快递行业价格战停止；同时上游原材料涨价压力减缓，相关企业毛利率有望恢复。

3) 冷链设备：国内外消费复苏推动冷链消费增加，原材料涨价冲击消退。

1、培育钻石：技术成熟+市场认可，市场空间迎来爆发

供给和需求共振，培育钻石行业崛起。

供给端，培育钻石技术逐步成熟，品质提升和成本下降为培育钻石市场扩张提供了基础；需求端，培育钻石性价比和可持续发展优势凸显，下游品牌商、零售商、鉴定机构等共同推动培育钻石加速渗透，培育钻石消费市场潜力可期。

2025 年全球培育钻石毛坯价值量有望超过 210亿元。2020 年，全球培育钻石毛坯石产量约 700 万克拉，相当于天然毛坯钻产量的 6.31%。

我们假设 2021-2025 年培育钻石渗透率分别为 8%、10%、12.5%、15.5%、19%，价格每年下降 5%，则 2025 年全球培育钻石产量2,780 万克拉，市场规模 215 亿元。

培育钻石主要有 HPHT和 CVD两种制备方法，两种路线各有千秋，形成互补。

HPHT法培育钻石生长速度快、颜色较好但净度稍差，在 1-5 克拉钻石的合成中优势明显；CVD 法培育钻石培育周期长，颜色不易控制但净度高，适宜 5 克拉以上大颗粒培育钻石合成。

我国培育钻石生产主要采用 HPHT法，技术成熟度高。

我国培育钻石生产规模全球领先，产能以 HPHT为主，技术成熟度高。国内培育钻石龙头中兵红箭、力量钻石、黄河旋风均采用 HPHT法。

营收规模和毛利率“双击”，HPHT龙头公司业绩有望爆发。

营收方面，培育钻石市场规模增速 20%以上；龙头积极扩产下，份额有望进一步提升，实现超越市场的增速。毛利率方面，随着培育钻石占公司营收比例增加，毛利率有望提升，相关公司业绩有望爆发。

HPHT培钻龙头。 中南钻石在大克拉产品合成方面具备领先技术优势；力量钻石合成设备中大腔体(φ700及以上)占比更高，成本控制能力好；黄河旋风的政企合作模式可以迅速突破资金瓶颈，提升产能，改善盈利。

CVD法在高端工业领域存在较大的应用潜力。

HPHT法人造金刚石为颗粒状，在工业中主要用于磨料；CVD法有望生产出高质量单晶片状金刚石，从而发挥其声光化电热等性能优势，在散热、半导体、高端电子、汽车自动驾驶、量子计算机、高端激光等领域存在发展空间。

布局 CVD 技术的相关公司。欧美、新加坡、印度等培育钻石产地主要采用 CVD 法，领先公司包括元素六（戴尔 比斯旗下）、WD Diamonds、Diamond Foundry 等。

我国 CVD培育钻石领先厂商为上海征世、杭州超然两家；部分以设备或超硬材料为主业的上市公司也开始布局 CVD 技术，包括国机精工、四方达和沃尔德等。

2、智能物流设备：下游快递行业价格战停止，原材料涨价冲击有望消退

智能物流主要用于快递电商等行业。智能物流指将条形码、射频识别、传感器、GPS 等技术运用于物流业各个过程中，实现智能物流运作，提高服务水平，降低成本。

物流系统上游包括物流装备技术和软件控制系统，中游为系统集成，下游包括具体行业运用。

智能物流下游包括快消品、快递、电商、烟草、医药等众多行业。近几年投资智能物流系统的行业主要集中在快递、电商、快消品等行业。

2021年以来，智能物流设备企业毛利率承压，2022年有望好转。智能物流设备公司年内毛利率承压，一方面与下游快递行业价格战有关，另一方面与原材料涨价有关。

政策托底，快递行业价格战有望停止。

2020年 3月极兔速递进入中国市场，利用“直营+加盟”的模式快速扩张，背靠拼多多这一庞大流量平台，极端低价攻占市场，于2020年下半年引动新一轮价格战。

今年 3月随着义乌市快递业协会率先出手，行业极端价格战得到广泛关注，随后国家市场监督管理总局和国家邮政局等部门纷纷出台文件确保行业有序健康发展，9月 出台的《浙江省快递业促进条例》成为全国首部以促进快递业发展为主题的地方性法规，至此，停止超低价竞争成为行业共识，快递公司开始主动上调揽件价格。快递行业价格战有望停止。

原材料涨价对相关公司毛利率的影响有望消退。

智能物流设备生产商的成本中，原材料占比约为 70%。智能物流设备和系统中，原材料占成本的比重接近 70%，其中原材料中又以机械类材料占比最大。

2021年钢材、铝材等原材料涨价冲击到了相关公司毛利率。

2022年，随着原材料价格企稳甚至回落，智能物流设备公司毛利率将有所恢复。

毛利率有望好转，智能物流设备公司业绩迎来拐点。

我们认为，2022年智能物流下游重要领域的快递行业价格战有望停止，快递行业盈利改善，有望加大智能物流系统的资本开支；同时原材料价格将企稳甚至回落，智能物流设备业绩迎来拐点，行业公司：兰剑智能、德马科技、中科微至、瑞晟智能、音飞储存等公司。

3、冷链设备：商用展示柜出口需求有望修复，成本压力得以改善

需求端：商用展示柜国内需求稳中有升，出口有望恢复。

2021 年内，受新冠疫情的持续影响，海外市场消费需求被一定程度抑制，加之海运费居高不下，商用展示柜相关公司出口业务量有所下降。

随着全球疫情防控工作的推进，海外消费信心有望提振，商用展示柜出口有望恢复，相关公司营收存在较大提升空间。

供给端：原材料成本压力有望减小，毛利率获得改善。

商用展示柜上游原材料及零部件主要包括压缩机、玻璃门体、钢材、异氰酸酯（MDI）、组合聚醚等。

2021年，钢材、异氰酸酯及组合聚醚的采购价格大幅上涨，冲击了相关公司毛利率。

2022年，随着钢材等原材料价格下降，公司毛利率有望修复。国内商用展示柜龙头海容冷链，以及制冷设备龙头冰轮环境。

三、通用设备：需求边际放缓，成本压力减轻的中长线标的

通用设备：需求边际放缓 VS成本压力减轻，分歧加大，重视安全边际的中长线标的。

2022年，我们认为：

1）从需求角度看，经济下行压力加大，制造业投资边际放缓，通用设备需求面临压力。

2）从供给角度看，2021 年下半年的“限电”事件有望减少，供给端恢复常态水平。

3）从盈利角度看，原材料涨价或难持续，对通用设备企业毛利率的影响有望得到缓解，企业盈利水平有望修复。

在此背景下，我们认为 2022 年通用设备面临的分歧加大，重视安全边际，具备核心竞争力的中长线标的。

3.1 工业机器人：行业趋势向上，边际增速放缓，国产替代喜人

2021 年我国工业机器人累计产量将突破 30 万台。2020 年，我国工业机器人累计产量达 23.71 万台，首次突破 20 万台大 关。

2021年 1-10 月份，我国工业机器人累计产量达 29.81万台，同比增长 51.90%。

2021年我国工业机器人累计产量将突破 30 万台大关。行业总体趋势持续向上。

工业机器人月度产量增速有所放缓。2021 年 7-10 月，我国工业机器人月度产量分别为 3.13 万台（同比+42.30%）、3.28 万台（+57.40%）、2.90万台（+19.50%），2.85 万台（+10.60%），其中 9月和 10 月连续两个月单月产量低于 3万台，同比增速也有所放缓。

2021年，我国工业机器人国产化率约为 34%。

根据睿工业数据，2021年我国工业机器人国产化率约为 33.7%，比 2020年 提升了 5.1 个百分点。

2021 年国产机器人竞争力进一步提升，国产替代加速。埃斯顿、汇川技术进入我国工业机器人出货量前十品牌。

2021年 Q3，埃斯顿、汇川技术作为仅有的两家内资企业，进入我国工业机器人前十大品牌。其市占率分别为 4.2%、3.7%，位列第 7和第 8名。

国产机器人龙头公司发展迅速。具备核心竞争力机器人龙头企业有埃斯顿、汇川技术，国产机器人减速器龙头绿的谐波。

3.2 机床整机：政策加码，高端机床有望加速国产替代

切削机床增速高于成形机床。

2021年 1-10 月，我国金属成形机床累计产量达 17.40万台，同比增长 6.1%；金属切削机床 累计产量达 49.17万台，同比增长 31.9%。金属切削机床数据好于金属成形机床数据，我们认为，这与我国制造业升级有关，金属切削机床更多用于先进制造业加工。

行业景气趋势边际放缓。

从月度数据来看，2021 年下半年以来，金属成形机床单月产量基本稳定在 1.8-1.9 万台/月之间，而金属切削机床月度产量从 5 万台一路下滑到 4.42 万台。行业景气趋势边际放缓。

2020年金属切削机床国产品牌份额大幅提升。

2020年我国金属切削机床国产品牌（含外资国产）市占率达 65%，比 2019 年市占率提升 7个百分点。

目前我国机床行业分为四大梯队，第一梯队为为欧美品牌，第二梯队为日韩品牌，第三梯队为中 国台湾品牌，第四梯队为大陆品牌。

政策加码，高端机床有望加速国产替代。

2021 年 8 月，国资委提出要针对工业母机、高端芯片等加强关键核心技术攻关，首次将工业母机放在了高端芯片之前。

2021年 11月，国家制造业转型升级大基金拟入资日发精机子公司日发机床。国产机床行业的支持政策将加码。

国产五轴数控机床领先品牌科德数控，关注国产机床领先品牌创世纪、日发精机、海天精工、纽威数控等。

3.3 机床刀具：2022年行业景气度韧性更强，国产替代持续推进

刀具是金属切削机床实现切削功能的重要部件，一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成。刀片是刀具实现切削功能最重要的元件，其更换周期快，是典型的工业耗材。

刀具材料主要包括硬质合金（国内占比约 53%）、高速钢（21%）、陶瓷（8%）和超硬材料（14%）四大类，硬质合金是最主要的刀具材料。

刀具具备耗材属性，行业景气度韧性更强。

2020年我国刀具市场规模约 446亿元，2016-2020年复合增长率为 8.49%。

我们认为，作为耗材的刀具，相比机器人和机床等通用设备，行业景气度韧性更强，2022 年市场需求有望保持相对稳定。

全球刀具行业参与者大致分为欧美、日韩和国产三个梯队。

欧美刀具企业以技术实力和服务能力主导高端定制化市场，商业模式以直销为主；日韩刀具企业以通用非定制化产品为主，主要通过经销商销售。

技术进步、经销商助力，国产替代势不可挡。

当前，我国刀具行业迎来国产替代重要机遇期：一方面，国内刀具产品技术不断进步，产品性能直追日韩品牌；另一方面，日韩和国内刀具企业均以经销为主，经销商在国产替代进程中发挥了重要作用。国内刀具领先企业中钨高新、欧科亿、华锐精密等。

四、报告总结

一、专用设备：需求分化，“双碳+”和“消费+”两条主线。

专用设备下游景气度程度不一，展望2022年，我们认为需求分化将加剧。两大领域的增长确定性较高：一是下游高景气度推动产能持续扩张的“双碳+”板块。二是有望受益于居民消费复苏的“消费+”领域。

1) 电动车产业链：电动车销量超预期增长，带动动力电池扩张大潮，叠加锂电池技术升级，带来设备需求爆发。动力电池设备企业先导智能、联赢激光、杭可科技等；PET 铜箔设备东威科技；电池壳生产设备宁波精达、斯莱克等。

2) 光伏设备：硅片产能持续扩张，大硅片、薄片化趋势加速，硅片设备晶盛机电、高测股份；电池片 TOPCON 技术短期升级改造需求大，HJT中长期确定性较强，设备龙头迈为股份、捷佳伟创、帝尔激光。

3) 半导体设备：在汽车“缺芯”和IGBT需求大增等因素的推动下，半导体产能持续扩张，半导体设备国产替代仍在加速进行。领先的半导体设备商北方华创、中微公司、盛美上海、精测电子等。

4) 培育钻石：产品技术趋近成熟、市场认可度提升，性价比凸显，行业迎来爆发期。积极扩产放量的培钻领先企业力量钻石、中兵红箭、国机精工等。

5) 智能物流设备：下游快递行业价格战有望停止，上游原材料涨价压力减缓。国内智能物流设备领先企业兰剑智能、德马科技等。

6) 冷链设备：下游海内外消费复苏，上游原材料涨价得到缓解，冷链设备优秀代表海容冷链、冰轮环境。

二、通用设备：需求边际放缓 VS 成本压力减轻，分歧加大，重视安全边际的中长线标的。

展望2022年的通用设备：

（1）需求端，GDP 下行压力增加，通用设备需求增长面临压力；

（2）供给端，“限电”事件有望减少，供给有望恢复常态水平；

（3）盈利端，原材料涨价或难持续，企业盈利水平有望修复。重视安全边际高、具备核心竞争力的中长线标的。

1) 工业机器人：2021年我国工业机器人产量将突破 30万台，行业整体趋势向上，但边际增速有所放缓。机器人整机和零部件国产替代加速，具备核心竞争力的机器人龙头埃斯顿、汇川技术，国产机器人减速器龙头绿的谐波。

2) 金属机床：金属机床产量景气趋势放缓，政策支持力度加码，高端机床国产替代势在必行，国产五轴数控机床领先品牌科德数控，关注国产机床领先品牌创世纪、日发精机、海天精工、纽威数控等。

3) 刀具：耗材属性强，2022年景气度具备韧性，硬质合金刀具国产替代加速，国内刀具领先企业中钨高新、欧科亿、华锐精密等。

图表77 智能制造行业2022年标的

五、风险提示

1) 宏观经济波动风险：

机械设备与固定资产投资密切相关，如果宏观经济发生波动，或疫情加剧，全国固定资产投资增速下滑，相关设备采购动力不足，机械板块业绩将受到明显影响。

2) 钢材等原材料价格进一步上涨风险：

若上游原材料包括钢材、铝材等价格进一步大幅上涨，中游企业采购成本上升，将直接影响到行业整体毛利率。

3) 中美贸易战升级风险：

如果中美贸易战进一步升级，将对整个制造业将造成较大的冲击。

4) 研发投入不足风险：

半导体设备等处于进口替代的阶段，如果国内企业研发投入不足、市场推广缓慢，则相关企业存在业绩不达预期的风险。

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