工業(yè)4.0的三大重要模塊

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯工業(yè)4.0的三大重要模塊 如前所述，工業(yè)4.0是一個(gè)很寬泛的概念，包含的內(nèi)容也特別豐富，從硬件層到軟件層，從單體掌握設(shè)備到簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀，以工業(yè)機(jī)器人為代表的硬件智能設(shè)備（包括機(jī)床、AGV等）在產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)有了肯定程度的規(guī)模，而且我們認(rèn)為，工業(yè)4.0將來具有增長(zhǎng)潛力的重要模塊包括：（1）工業(yè)軟件；（2）工業(yè)通訊；（3）機(jī)器視覺等。 1、工業(yè)軟件：智能制造的超級(jí)大腦 （一）工業(yè)軟件存在于智能制造的每個(gè)角落 工業(yè)軟件是智能制造的核心，是將來工業(yè)4.0實(shí)施的核心模塊。工業(yè)軟件的劃分沒有明確的界定概念，國(guó)內(nèi)外關(guān)于工業(yè)軟件的概念范疇也不

2、相同，通常國(guó)內(nèi)所指的工業(yè)軟件包括：生產(chǎn)管理軟件、研發(fā)設(shè)計(jì)軟件、生產(chǎn)掌握軟件、協(xié)同集成軟件及工業(yè)裝備嵌入式軟件，國(guó)外的工業(yè)軟件主要是指生產(chǎn)掌握類軟件。工業(yè)軟件滲透到智能制造的每個(gè)角落。企業(yè)內(nèi)部制造環(huán)節(jié)，工業(yè)軟件包括PLM、MES、ERP等，企業(yè)外部環(huán)節(jié)，工業(yè)軟件包括供應(yīng)商管理軟件SCM等。 工業(yè)行業(yè)討論報(bào)告|從工業(yè)機(jī)器人 對(duì)全部工業(yè)軟件進(jìn)行分類，ERP、CRM等軟件屬于企業(yè)管理類，MES、SCADA、hmi等屬于生產(chǎn)掌握類工業(yè)軟件，CAD、CAE、cPDM、PLM屬于研發(fā)設(shè)計(jì)類。共同構(gòu)成是數(shù)字化工程的軟件系統(tǒng)。常用的工業(yè)軟件對(duì)企業(yè)制造的貢獻(xiàn)來看，主要體現(xiàn)為對(duì)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、交付時(shí)間、產(chǎn)品質(zhì)量和成本

3、管控等環(huán)節(jié)具有較大的貢獻(xiàn)。 全球工業(yè)軟件行業(yè)的進(jìn)展?fàn)顩r。依據(jù)Gartner的市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告，2014年全球企業(yè)級(jí)軟件市場(chǎng)規(guī)模為3175億美元（更加廣義的企業(yè)級(jí)軟件，包括生產(chǎn)管理軟件、研發(fā)設(shè)計(jì)軟件、生產(chǎn)掌握軟件、協(xié)同集成軟件及工業(yè)裝備嵌入式軟件等），同比增長(zhǎng)5.5%，基本維持了自2012年以來的高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)不及預(yù)期。2014年初，Gartner曾猜測(cè)全年企業(yè)級(jí)軟件市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到3200億美元，實(shí)現(xiàn)同比增長(zhǎng)6.8%。工業(yè)軟件構(gòu)成中，主要以生產(chǎn)管理類為主，占比超過50%，生產(chǎn)掌握類及嵌入式占比僅為25%。 工業(yè)軟件各細(xì)分行業(yè)的代表性公司。研發(fā)設(shè)計(jì)類代表性公司主要有西門子、AUTODESK

4、、達(dá)索系統(tǒng)等。生產(chǎn)調(diào)度和掌握類代表性公司包括西門子、通用電氣、ABB等；企業(yè)管理類軟件廠商包括SAP和甲骨文等。通過代表性公司的梳理發(fā)覺，在企業(yè)管理類軟件行業(yè)里面ERP等已經(jīng)進(jìn)展成比較大的體量了，在研發(fā)設(shè)計(jì)類等細(xì)分領(lǐng)域，代表性公司相對(duì)其他領(lǐng)域而言較小。 從全球范圍看，2014年工業(yè)軟件企業(yè)進(jìn)展的關(guān)鍵詞是“調(diào)整”。一方面，受全球經(jīng)濟(jì)進(jìn)展形勢(shì)低迷的影響，企業(yè)在過去一年中的經(jīng)營(yíng)效益存在明顯的壓力；另一方面，新技術(shù)不斷進(jìn)展促使新一輪工業(yè)革命呼之欲出。在以上兩方面因素的影響下，工業(yè)軟件企業(yè)紛紛對(duì)自身的長(zhǎng)期進(jìn)展戰(zhàn)略進(jìn)行重新思索和定位，并實(shí)行了一系列舉措對(duì)公司架構(gòu)、業(yè)務(wù)、產(chǎn)品、技術(shù)等方面做出優(yōu)化和調(diào)整。 工

5、業(yè)軟件類代表性上市公司業(yè)績(jī)?cè)鏊俜€(wěn)定。我們選擇全球工業(yè)軟件類和將來正在布局工業(yè)軟件的電氣工程類部分上市公司作為業(yè)績(jī)參考對(duì)比，近年來工業(yè)軟件類上市公營(yíng)收和利潤(rùn)增幅都在緩慢的回升，業(yè)績(jī)?cè)鏊俦３衷?0%左右。穩(wěn)健的業(yè)績(jī)?cè)鏊贋楣I(yè)軟件類公司后續(xù)進(jìn)展奠定了良好的基礎(chǔ)。 外延并購是工業(yè)軟件行業(yè)過去和將來的常態(tài)。2014年，全球工業(yè)軟件領(lǐng)域的投融資活動(dòng)非?；钴S，各細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域內(nèi)的主要領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)均有頻繁的業(yè)務(wù)重組和并購動(dòng)作，很多大型企業(yè)都開頭在工業(yè)軟件領(lǐng)域進(jìn)行外延并購布局。從2006年以來，圍繞工業(yè)軟件的外延并購特別頻繁。西門子并購次數(shù)高達(dá)12次，ABB、GE等都紛紛加碼在工業(yè)軟件領(lǐng)域的布局。但是，在工業(yè)軟件的不

6、同細(xì)分領(lǐng)域，企業(yè)外延并購的訴求點(diǎn)也不盡相同，研發(fā)設(shè)計(jì)類公司的并購偏重于系統(tǒng)集成方面的并購，打通企業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)設(shè)計(jì)水平，構(gòu)建全功能的集成平臺(tái)。過程掌握類軟件廠商的并購重點(diǎn)在于面對(duì)智能制造，力推行業(yè)解決方案。業(yè)務(wù)管理類公司的并購著力打造業(yè)務(wù)分析力量，運(yùn)用比較前沿的的大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)。 在西門子的并購的12個(gè)案例中，有兩個(gè)具有跨時(shí)代意義的并購，讓西門子躋身目前全球主流的智能制造系統(tǒng)供應(yīng)商之列，分別是2007年并購美國(guó)UGS公司，UGS公司為美國(guó)PLM領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)級(jí)公司，以及2014年西門子又并購了全球聞名的MES供應(yīng)商Camstar，后者為美國(guó)知名的MES生產(chǎn)商，在全球范圍內(nèi)具有很高知名度。 （二

7、）MES軟件：工業(yè)軟件的核心 數(shù)字工廠包括包括三個(gè)維度：工程技術(shù)、生產(chǎn)和供應(yīng)鏈等角度。過去進(jìn)展了不同的軟件，比如CAD、CAE、CAM，統(tǒng)稱為CAx，訂貨的角度有客戶關(guān)系管理、ERP等等。生產(chǎn)是工廠全部活動(dòng)的核心，因此它是實(shí)時(shí)反映各個(gè)環(huán)節(jié)活動(dòng)和交換數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)。所以，從產(chǎn)品生產(chǎn)的角度，全部的維度都有一個(gè)交集，這個(gè)交集就是MES。所以MES是工業(yè)軟件的核心。 MES軟件在進(jìn)展歷程中，伴隨著功能的完善，和其他軟件的進(jìn)展進(jìn)程，一共經(jīng)受了四代產(chǎn)品更替。第一代MES中是單一的，按工業(yè)待定要求的應(yīng)用；此后，MES融合了多種其他應(yīng)用軟件的功能，到第四代MES時(shí)，已經(jīng)是基于指標(biāo)、基于數(shù)據(jù)、基于約束的實(shí)時(shí)的、柔性

8、的、靈敏的制造系統(tǒng)。 MES分為流程型和離散型。流程型MES主要用于冶金、化工、鋼鐵等流程行業(yè)，離散型MES主要用于汽車、3C、工程機(jī)械等離散行業(yè)。從國(guó)內(nèi)目前MES應(yīng)用來看，流程型MES應(yīng)用更廣泛，離散型MES應(yīng)用剛剛開頭。 MES軟件將來市場(chǎng)空間寬闊，復(fù)合增速保持在40%左右。2014年全球MES行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為67億美元，過去5年保持年均21.65%的高速增長(zhǎng)，到2020年，MES行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到150億美元，將來保持年均18%的復(fù)合增速；國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來看，我國(guó)國(guó)內(nèi)2014年MES行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為26億元，同比增長(zhǎng)25%，估計(jì)到2018年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100億元，將來平均增幅保持在40%左

9、右。并且從增速對(duì)比，國(guó)內(nèi)MES市場(chǎng)相對(duì)于國(guó)際市場(chǎng)增速顯著更高，這也得益于國(guó)內(nèi)較大的工業(yè)自動(dòng)化改造實(shí)踐。 從下游應(yīng)用領(lǐng)域來看，國(guó)內(nèi)MES行業(yè)主要集中于五大領(lǐng)域，分別是汽車、電子通信、石油化工、冶金礦業(yè)和煙草這五大領(lǐng)域。前五大領(lǐng)域應(yīng)用占比超過50%。從主要公司來看，一些國(guó)際巨頭公司在國(guó)內(nèi)的行業(yè)布局，也是呈現(xiàn)差異化的。國(guó)外企業(yè)主要集中于食品飲料、煙草、冶金/礦業(yè)、汽車等行業(yè)，石油化工領(lǐng)域主要是被Honeywell(高端)和國(guó)內(nèi)的中控、和利時(shí)、石化盈科占據(jù)。國(guó)外巨頭中，羅克韋爾的主要客戶集中于汽車行業(yè)，GE和西門子集中于煙草、食品飲料行業(yè)。 MES廠商的來源可以分成5類：（1）從自動(dòng)化設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)展而

10、來，是一種自下而上的集成方式；（2）從專業(yè)SCADA、人機(jī)界面操作系統(tǒng)（HMI）廠商進(jìn)展而來；（3）從專業(yè)MES進(jìn)展而來；（4）從PLM、ERP等領(lǐng)域延長(zhǎng)而來；（5）其它領(lǐng)域進(jìn)展過來，例如數(shù)據(jù)采集。國(guó)內(nèi)領(lǐng)頭羊企業(yè)易往信息在汽車行業(yè)具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)MES行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)易往信息，扎根于汽車行業(yè)MES產(chǎn)品研發(fā)，先后為數(shù)十個(gè)全國(guó)主要汽車生產(chǎn)制造廠商供應(yīng)各類解決方案。2014年業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)30-40%的高速增長(zhǎng)（2013年實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)收入20-30%增速），其收入中接近80%的比例來自于汽車行業(yè)。 西門子的MES進(jìn)展對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)的啟示。從版本的角度來看，西門子的MES進(jìn)展可以分為三代： （1）第一代：2002

11、年到2006年是MES1.0時(shí)代。這個(gè)階段的主要概念是完成數(shù)據(jù)的采集和集成，能夠簡(jiǎn)潔進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，同時(shí)使產(chǎn)品更滿意ISA95，是一個(gè)模塊標(biāo)準(zhǔn)化的過程。 （2）其次代：2006年到目前的產(chǎn)品大約是MES2.0時(shí)代。推出行業(yè)智庫，針對(duì)離散行業(yè)推出解決方案包。離散行業(yè)可以分為三類，第一類是產(chǎn)品規(guī)格工藝變化不多，但是大批量生產(chǎn)的企業(yè)，例如家電、電機(jī)、馬達(dá)、水泵等；其次類是按訂單生產(chǎn)的行業(yè)，小批量多品種。這類行業(yè)的特別性在于70%的生產(chǎn)是大批量的，但是有30%的產(chǎn)品在裝配過程中是需要定制的；第三類是按訂單設(shè)計(jì)的行業(yè)，例如高端裝備制造業(yè)，包括航空、高鐵、造船等行業(yè)，單件小批，生產(chǎn)工期長(zhǎng)。針對(duì)這三類的企業(yè)

12、，西門子都有特地的解決方案。在MES2.0階段，西門子在MES產(chǎn)品中解決了兩個(gè)問題，一是更好的標(biāo)準(zhǔn)化，二是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)答案。 （3）第三代：將來五年內(nèi)將會(huì)推出MES3.0。在這個(gè)階段將增加MES和PLM的接口，即把PLM和MES組成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，這個(gè)開放式的平臺(tái)會(huì)將PLM產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息實(shí)時(shí)地與MES互動(dòng)，產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)一旦完成，全部關(guān)鍵信息會(huì)立即傳遞到MES系統(tǒng)中，這樣會(huì)使得一個(gè)企業(yè)真正實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到制造執(zhí)行的信息共享。這樣一個(gè)強(qiáng)大的接口將是將來西門子在技術(shù)上的重大突破。除了統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，在MES3.0時(shí)代，西門子還將把MES功能擴(kuò)展到MOM（制造運(yùn)營(yíng)管理）平臺(tái)，增加工廠管理，例如倉庫管理、

13、平安管理、能源管理、環(huán)境管理等模塊。延長(zhǎng)數(shù)據(jù)庫的功能，滿意其它的數(shù)據(jù)采集方式，例如攝像頭、電視監(jiān)控、二維條碼等，以及與上下游供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)無縫的接口。依據(jù)西門子MES將來的戰(zhàn)略，在意大利熱那亞的全球MES研發(fā)中心將會(huì)升級(jí)為全球工業(yè)指導(dǎo)中心，推動(dòng)MES3.0版本的進(jìn)展。 從西門子的MES軟件進(jìn)展歷程，包括其后期的外延并購案例來看，西門子的MES進(jìn)展對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)而言是具有借鑒意義的，重點(diǎn)在于打造基于行業(yè)的解決方案包，然后形成與其他軟件的互通接口，例如PLM、ERP等軟件的接口，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。 （三）PLM軟件：數(shù)字工廠的起點(diǎn)PLM軟件是重要的工業(yè)軟件 PLM軟件可以讓企業(yè)高效且經(jīng)濟(jì)地管理一個(gè)產(chǎn)

14、品的生命周期，從產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)與制造，始終到服務(wù)和退市處理。計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)幫助制造(CAM)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)和制造過程通過PLM無縫地集成在一起。PLM與SCM、ERP分別從不同維度動(dòng)身，PLM從時(shí)間的維度看世界，并且偏重于產(chǎn)品設(shè)計(jì)層面，與MES層相互連接，是數(shù)字化工廠的需求源頭。 PLM產(chǎn)品構(gòu)成包括三類：（1）CAx類產(chǎn)品，包括集中于創(chuàng)建3D幾何圖形、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)形成的CAD軟件，計(jì)算機(jī)幫助系統(tǒng)進(jìn)行場(chǎng)景建模，數(shù)值分析的CAE軟件，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理掌握和操作的過程模擬軟件CAM。（2）cPDM類產(chǎn)品，這類軟件是協(xié)同產(chǎn)品定義管理軟件，在產(chǎn)品全生命周期體系

15、下，存儲(chǔ)和檢索產(chǎn)品和產(chǎn)品數(shù)據(jù)；（3）數(shù)字化制造車間，主要用于方案和模擬整個(gè)制造過程。 PLM軟件的進(jìn)展歷程來看，從早期的CAD產(chǎn)品到PDM，再從PDM到PLM軟件，一共經(jīng)受了三個(gè)重要的時(shí)代： （1）第一個(gè)時(shí)代（20世紀(jì)70年月）：CAD時(shí)代。上世紀(jì)70年月，三維CAD就開頭在全球大型企業(yè)廣泛應(yīng)用，但是這個(gè)時(shí)代還沒有產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的概念，各個(gè)廠商在各自的CAD上開發(fā)的數(shù)據(jù)管理模塊，只是為了解決集中存儲(chǔ)和快速查詢的問題只能管理單一的CAD數(shù)據(jù)，既無法實(shí)現(xiàn)開發(fā)流程的管理更無法實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)溝通。但是這個(gè)功能，肯定程度的緩解了這些大型企業(yè)對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的劇烈需求。 （2）其次個(gè)時(shí)代（20世紀(jì)90年

16、月）：PDM時(shí)代。這個(gè)階段，隨著企業(yè)信息化理念及技術(shù)的進(jìn)步，CAD的數(shù)據(jù)管理功能已經(jīng)無法滿意企業(yè)的需要。PLM供應(yīng)商們開頭著手開發(fā)獨(dú)立與CAD之外的，具有產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理力量的PDM系統(tǒng)。90年月上屬于百花齊放階段。PDM形成2大流派：以UGS和SDRC、CV為首的，“CAD+PDM”集成模式；以IBM、惠普、MatrixOne、Aglie、Smarteam為代表的獨(dú)立PDM產(chǎn)品模式；90年月中SDRC憑借I-DEAS和Metaphase的產(chǎn)品性能，稱霸全球汽車制造業(yè)，占比達(dá)到90%以上；90年月后期則消失了一波收購狂潮。UGS、PTC和達(dá)索開頭瘋狂的收購模式。小PDM廠商退出市場(chǎng)，巨頭漸漸形成

17、。 （3）第三個(gè)時(shí)代（21世紀(jì)初至今）：PLM時(shí)代。第一個(gè)5年P(guān)LM新概念產(chǎn)生。CIMdata提出了cPDM概念，SDRC和PTC先后轉(zhuǎn)向PLM。Infor和SAP相繼開發(fā)出自己的PLM產(chǎn)品。其次個(gè)5年市場(chǎng)分化和洗牌。PTC收購Arbortext，達(dá)索收購MatrixOne，西門子收購UGS，甲骨文收購AgileSoftware。從今PLM市場(chǎng)形成了西門子、達(dá)索、PTC、Autodesk、甲骨文等巨頭時(shí)代。 PLM產(chǎn)品的進(jìn)展過程是一部并購史。美國(guó)聞名詢問公司Gartner每年都在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)χ饕獜S商進(jìn)行定位，采納的方式是“魔力象限圖”。魔力象限的四個(gè)象限依次分別為領(lǐng)導(dǎo)者（Leaders）、挑戰(zhàn)者

18、（Challenger）、有遠(yuǎn)見者（Visionaries）和特定領(lǐng)域者（NichePlayers）。在PLM領(lǐng)域，魔力象限已經(jīng)成為廣泛任何核引用的行業(yè)分析工具。通過分析近十年的魔力象限圖就可以看到，過去10年P(guān)LM行業(yè)的進(jìn)化歷程中外延收購是主要的主題，大平臺(tái)通過并購方式布局PLM領(lǐng)域。在整個(gè)過程中，西門子、達(dá)索等廠商通過并購，成為PLM領(lǐng)域重要的軟件供應(yīng)商。 在PLM行業(yè)目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商也可以大致分成三類：（1）以計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)（CAD）為主體，代表性廠商有西門子、達(dá)索和PTC；（2）以PDM為主體的PLM廠商，主要代表性廠商包括北京艾克斯特、清軟英泰、上海思普和武漢開目等；（3

19、）以PLM+ERP為主的信息化解決方案供應(yīng)商，包括用友、甲骨文、SAP等。 依據(jù)CIMdata的討論統(tǒng)計(jì)，2014年全球PLM市場(chǎng)增長(zhǎng)7%，達(dá)到372億美元。PLM系統(tǒng)細(xì)分市場(chǎng)中，cPDm市場(chǎng)增長(zhǎng)6.5%，達(dá)到127億美元，服務(wù)增長(zhǎng)低于軟件增長(zhǎng)；另外，工具市場(chǎng)增長(zhǎng)6.9%，達(dá)到239億美元，仿真分析市場(chǎng)增長(zhǎng)高于總體工具市場(chǎng)；數(shù)字化制造市場(chǎng)增長(zhǎng)10%。 國(guó)內(nèi)PLM市場(chǎng)增速快于全球市場(chǎng)。2014年中國(guó)國(guó)內(nèi)主流PLM市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到14.69億美元，同比增長(zhǎng)12%，占全球PLM市場(chǎng)比例從3.74%提升到3.95%。在各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域中，各細(xì)分市場(chǎng)均實(shí)現(xiàn)肯定的增長(zhǎng)；cPDm市場(chǎng)和三維CAD市場(chǎng)增長(zhǎng)相對(duì)平穩(wěn)；仿

20、真軟件是工具類軟件中增長(zhǎng)最快的，增速達(dá)到14.5%；與制造環(huán)節(jié)相關(guān)的數(shù)字化制造市場(chǎng)和CAPP需求旺盛，增長(zhǎng)較快，但基數(shù)仍舊較??；二維CAD有小幅增長(zhǎng)。 全球四大龍頭壟斷了PLM市場(chǎng)68%的市場(chǎng)份額。目前全球PLM行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局來看，屬于高集中度寡頭壟斷型市場(chǎng)，全球四大龍頭市場(chǎng)份額大約占68%。達(dá)索系統(tǒng)是PLM行業(yè)全球最大供應(yīng)商，市場(chǎng)占比約為30%，其次為西門子，市場(chǎng)份額20%，PTC占比10%，Autodesk占比8%。 全球PLM市場(chǎng)龍頭公司達(dá)索系統(tǒng)。達(dá)索系統(tǒng)公司是目前全球最大的PLM軟件供應(yīng)商，旗下PLM軟件產(chǎn)品眾多，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件CATIA，數(shù)字化制造工藝軟件。DELMIA，仿真分析軟件

21、SIMULIA，數(shù)據(jù)管理軟件ENOVIA和簡(jiǎn)潔的三維工藝設(shè)計(jì)軟件3DVIACOMPOSER。達(dá)索公司在全球擁有1.24萬名員工，跨越140個(gè)國(guó)家和12個(gè)行業(yè)，擁有1000萬個(gè)本地用戶和一億個(gè)在線用戶。其最新市值達(dá)到了171.7億美元，遠(yuǎn)高于行業(yè)另一巨頭Autodesk公司市值為107.4億美元，全球PLM行業(yè)上市企業(yè)平均市值僅為60.3億美元，可以看出達(dá)索系統(tǒng)公司在PLM領(lǐng)域的全球性地位。 從龍頭達(dá)索系統(tǒng)公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)構(gòu)成比例來看，其PLM業(yè)務(wù)占比高達(dá)60%，且主流3D業(yè)務(wù)占比也達(dá)到21%，由于3D場(chǎng)景建模有時(shí)也被納入廣義的PLM產(chǎn)品中，實(shí)際是達(dá)索系統(tǒng)公司的PLM相關(guān)業(yè)務(wù)占比接近90%。相對(duì)于

22、其他廠商而言，達(dá)索系統(tǒng)屬于比較純的PLM廠商（不論是從肯定體量還是PLM業(yè)務(wù)占比來看均如此）。 從達(dá)索系統(tǒng)公司歷年?duì)I業(yè)收入和股價(jià)變動(dòng)來看，業(yè)績(jī)與股價(jià)趨勢(shì)保持高度全都，工業(yè)4.0（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）的啟動(dòng)，也帶動(dòng)了其股價(jià)上行。達(dá)索公司過去5年平均收入增幅約為10%左右，平均凈利潤(rùn)增幅為15%左右。 2、工業(yè)通訊：實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的樞紐 在工業(yè)4.0的層次架構(gòu)體系中，工業(yè)通訊層是鏈接每層的重要樞紐，在數(shù)字化工廠或者才智工廠中，工業(yè)通訊是無處不在的。CPS是工業(yè)4.0的實(shí)踐基礎(chǔ)，沒有CPS的支撐，智能工廠、智能制造都是空中樓閣。而物聯(lián)網(wǎng)又是CPS的一種簡(jiǎn)約應(yīng)用形式，所以，以CPS為基礎(chǔ)的工業(yè)4.0架構(gòu)是能實(shí)現(xiàn)

23、萬物互聯(lián)的，可以概括為M2M。M2M是一種理念，也是全部增加機(jī)器設(shè)備通信和網(wǎng)絡(luò)力量技術(shù)的總稱。廣義上分如下：Machine-2-Machine、man-2-machine、machine-2-man、mobile-2-machine；人與人之間的溝通許多也是通過機(jī)器實(shí)現(xiàn)的，例如通過手機(jī)、電話、電腦、傳真機(jī)等機(jī)器設(shè)備之間的通信來實(shí)現(xiàn)人與人之間的溝通。另外一類技術(shù)是專為機(jī)器和機(jī)器建立通信而設(shè)計(jì)的。如很多智能化儀器儀表都帶有通信接口，增加了儀器與儀器之間，儀器與電腦之間的通信力量。 實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)的目的是為了更高層的應(yīng)用，首先是通過傳感器從設(shè)備上收集數(shù)據(jù)，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)層（例如智能網(wǎng)關(guān)和路

24、由器等），傳輸?shù)皆破脚_(tái)進(jìn)行處理分析，首先實(shí)現(xiàn)的是設(shè)備監(jiān)控管理，例如設(shè)備的實(shí)時(shí)定位等，然后是更高級(jí)的應(yīng)用，包括設(shè)備早期故障診斷，遠(yuǎn)程掌握和能耗分析等等。 從網(wǎng)絡(luò)通訊的角度來看，2000年以前，互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)制造是兩個(gè)獨(dú)立進(jìn)展的體系?；ヂ?lián)網(wǎng)在過去的30年里，經(jīng)受了因特網(wǎng)、萬維網(wǎng)，到新興的社交網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)。而同時(shí)期工業(yè)制造經(jīng)受了單機(jī)數(shù)控、計(jì)算機(jī)幫助系統(tǒng)（CAD）、ERP和虛擬設(shè)計(jì)等過程。到了2000年后，互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)制造漸漸走向融合，物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算開頭運(yùn)用到工業(yè)制造環(huán)節(jié)，衍生出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合趨勢(shì)下，工業(yè)制造的趨勢(shì)漸漸從數(shù)字化向網(wǎng)絡(luò)化和智能化轉(zhuǎn)變。 工業(yè)4.

25、0沒有明確指出它與互聯(lián)網(wǎng)有什么關(guān)系，通俗的說，就是很多個(gè)行業(yè)被互聯(lián)網(wǎng)浪潮沖擊后，互聯(lián)網(wǎng)開頭改造工業(yè)制造業(yè)了。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)大腦的感覺神經(jīng)系統(tǒng)，由于物聯(lián)網(wǎng)重點(diǎn)突出了傳感器感知的概念，同時(shí)它也具備網(wǎng)絡(luò)線路傳輸，信息存儲(chǔ)和處理，行業(yè)應(yīng)用接口等功能。而且也往往與互聯(lián)網(wǎng)共用服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)線路和應(yīng)用接口，使人與人（HumantiHuman,H2H），人與物（Humantothing，H2T）、物與物（ThingtoThing,T2T）之間的溝通變成可能，最終將使人類社會(huì)、信息空間和物理世界（人機(jī)物）融為一體。 數(shù)字化工廠的每個(gè)層次的工業(yè)通訊方式略有差異。結(jié)合前面我們提出來的五級(jí)層次架構(gòu)，每層之間的通訊方式都

26、不一樣，考慮到每個(gè)層級(jí)所給予的職責(zé)和使命差異，工業(yè)通訊方式也存在差異。在ERP層和MES層，主要是以路由器、工業(yè)以太網(wǎng)和總線的方式互聯(lián)，在目前的網(wǎng)絡(luò)通訊上，沒有太多的變化；在掌握層，主要的通訊方式是ProfiBus、ModeBus、工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線等；在傳感層，主要的通訊方式為現(xiàn)場(chǎng)總線，無線網(wǎng)絡(luò)、LTE、Zigbee、Wifi等，由于設(shè)備的流淌性，因此對(duì)無線通訊網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用較多。 (1)工業(yè)通訊的進(jìn)展?fàn)顩r 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)自20世紀(jì)50年月開頭進(jìn)展，目前為止工經(jīng)受了6個(gè)進(jìn)展階段，20世紀(jì)70年月隨著dcs的應(yīng)用,才開頭形成真正意義上的工業(yè)掌握網(wǎng)絡(luò)，90年月初期，現(xiàn)場(chǎng)總線掌握系統(tǒng)得以應(yīng)用，2000年

27、后，工業(yè)以太網(wǎng)開頭大規(guī)模應(yīng)用。工業(yè)自動(dòng)化掌握網(wǎng)絡(luò)從結(jié)構(gòu)上可以劃分為三層：管理層、掌握層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。各個(gè)層級(jí)之間互聯(lián)互通，管理層主要通過以太網(wǎng)連接整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，掌握層從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中提取數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要由現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)組成。 工業(yè)以太網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展歷程?，F(xiàn)場(chǎng)總線誕生于80年月，2006年至2011年全球年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到22%。主要領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)為德國(guó)赫斯曼和西門子公司；工業(yè)以太網(wǎng)從2000年左右進(jìn)入市場(chǎng)，在2005-2010年間保持年均50%的復(fù)合增速，主要產(chǎn)業(yè)化先驅(qū)包括赫斯曼、西門子和羅杰康。 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)盡管已有肯定范圍的磋商合并，但至今尚未形成完整統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。其中具有較強(qiáng)實(shí)力和影響力的現(xiàn)場(chǎng)總

28、線技術(shù)包括FoundationFieldbus、LonWorks、ProfiBus、HART、CAN、Dupline等。它們具有各自的特色，在不同應(yīng)用領(lǐng)域形成了自己的優(yōu)勢(shì)，但互不兼容，這一現(xiàn)狀肯定程度上阻礙了全球工業(yè)信息化的進(jìn)程?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主要不足之處在于： 管理層與掌握層及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層采納不同的通信協(xié)議，上下層之間通過上位機(jī)連接，無法直接通信，管理層不能直接訪問掌握區(qū)域的設(shè)備； 由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)推出緩慢，各類現(xiàn)場(chǎng)總線采納不同的技術(shù)，相互之間缺乏互連性和互操作性，不能實(shí)現(xiàn)透亮連接； 傳輸速率不高，缺乏對(duì)其它應(yīng)用如語音、圖像數(shù)據(jù)的支持力量； 由于現(xiàn)場(chǎng)總線是專用實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，成本較高。工業(yè)以太網(wǎng)能夠

29、供應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線無法供應(yīng)的技術(shù)特性。工業(yè)以太網(wǎng)可以構(gòu)建互連、互通，以及具有更好互操作性的透亮一體化工業(yè)掌握網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)掌握網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，形成企業(yè)級(jí)管控一體化的全開放網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)管理層、掌握層到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層之間工業(yè)通信的“e網(wǎng)究竟”。 從實(shí)踐應(yīng)用來看，工業(yè)以太網(wǎng)正在替代現(xiàn)場(chǎng)總線。在全球工業(yè)通信中現(xiàn)場(chǎng)總線仍舊占主導(dǎo)地位，市場(chǎng)份額中現(xiàn)場(chǎng)總線占66%，工業(yè)以太網(wǎng)占34%，并且在年度增速方面，工業(yè)以太網(wǎng)年均增速達(dá)到17%，遠(yuǎn)超現(xiàn)場(chǎng)總線的7%增速。隨著系統(tǒng)簡(jiǎn)單程度的增加，大部分現(xiàn)場(chǎng)總線難以滿意平臺(tái)通用性和系統(tǒng)性能的要求，工業(yè)以太網(wǎng)正在成為掌握系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展的主要方向，具有很大的進(jìn)展?jié)摿Α?(2)工

30、業(yè)通訊的產(chǎn)業(yè)化狀況 工業(yè)通訊包括通訊網(wǎng)絡(luò)和傳感設(shè)備兩個(gè)方面，主要由四個(gè)基礎(chǔ)部分構(gòu)成:（1）智能資產(chǎn)設(shè)備，主要包括傳感器、處理器和存儲(chǔ)器；（2）數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)設(shè)施，為智能資產(chǎn)數(shù)據(jù)通信供應(yīng)保障；（3）數(shù)據(jù)分析工具，包括相關(guān)的大數(shù)據(jù)和云計(jì)算算法和軟件；（4）人，包括決策者和執(zhí)行者。從產(chǎn)業(yè)的角度看，目前產(chǎn)業(yè)規(guī)模產(chǎn)值和進(jìn)展規(guī)模中，智能資產(chǎn)設(shè)備和通信基礎(chǔ)設(shè)施是主要的產(chǎn)業(yè)化方向。詳細(xì)的進(jìn)展標(biāo)的是傳感器和工業(yè)以太網(wǎng)。 從總體來看，ICInsights數(shù)據(jù)顯示，2014年具備連網(wǎng)及感測(cè)系統(tǒng)功能的物聯(lián)網(wǎng)整體產(chǎn)值約483億美元，同比增長(zhǎng)21%，到2018年可望達(dá)到1036億美元，2013年至2018年復(fù)合成長(zhǎng)率也將達(dá)

31、21%。2014年全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有37.5億臺(tái)，比2013年增加24%，估計(jì)到2020年時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)安裝基數(shù)將達(dá)到250億，同時(shí)增加收入將達(dá)到3000億美元。 3、機(jī)器視覺：讓機(jī)器具備感知力量 （一）機(jī)器視覺概述及技術(shù)路線 只有機(jī)器設(shè)備具備了主動(dòng)感知環(huán)境、產(chǎn)品工藝、操水平的變化，主動(dòng)調(diào)整軟件和程序，自動(dòng)適應(yīng)四周的變化，并依據(jù)這些變化不斷地學(xué)習(xí)和優(yōu)化自己的掌握性能才是智能化（是autonomous的概念，而不僅僅是automation自動(dòng)化，強(qiáng)調(diào)的是自主）。機(jī)器視覺是讓機(jī)器設(shè)備具備外界感知力量的一種實(shí)現(xiàn)方式。 典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)，主要用計(jì)算機(jī)來模擬人的視覺功能從客觀事物的圖像中提取信息,進(jìn)行處理并加

32、以理解,最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和掌握.一個(gè)典型的工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括：光源、光學(xué)系統(tǒng)、圖像捕獲系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能推斷決策模塊和機(jī)械執(zhí)行模塊。 機(jī)器視覺行業(yè)的上游有光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理軟件等的供應(yīng)商。行業(yè)下游應(yīng)用較廣，主要下游市場(chǎng)是半導(dǎo)體和電子制造行業(yè)。除此之外還有應(yīng)用到汽車、印刷包裝、煙草、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和交通等領(lǐng)域，在這幾個(gè)領(lǐng)域的市場(chǎng)應(yīng)用占比已經(jīng)高達(dá)75%以上。 在計(jì)算機(jī)視覺中，人臉識(shí)別相對(duì)于機(jī)器視覺簡(jiǎn)潔，各種各樣人臉識(shí)別的算法許多，現(xiàn)在精確率可以達(dá)到99%。OpenCV是Intel開源計(jì)算機(jī)視覺庫。擁有300多個(gè)C函數(shù)的跨平臺(tái)的中、高層API

33、。實(shí)現(xiàn)了圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺方面的許多通用算法。OpenCV對(duì)非商業(yè)應(yīng)用和商業(yè)應(yīng)用都是免費(fèi)的。 當(dāng)前機(jī)器視覺主流的檢測(cè)手段還是依靠2D相機(jī)，即從灰度圖中提取被測(cè)物特征，在X-Y平面內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)遇到需要高度測(cè)量或需要Z方向信息，如需要測(cè)高度、測(cè)深度、測(cè)厚度、測(cè)平面度、測(cè)體積、測(cè)磨損等狀況時(shí)，2D視覺往往無能為力。這時(shí)，3D視覺技術(shù)就成為解決機(jī)器視覺問題的重要檢測(cè)手段。目前3D視覺系統(tǒng)主流有3種方式，隨著機(jī)器視覺領(lǐng)域測(cè)量技術(shù)的多元化進(jìn)展，3D視覺技術(shù)必將成為一種重要的檢測(cè)手段。 （二）機(jī)器視覺在國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀 機(jī)器視覺進(jìn)展至今，早已不是單一的應(yīng)用產(chǎn)品。機(jī)器視覺的軟硬件產(chǎn)品已漸漸成為生產(chǎn)制造各個(gè)階段的必要部分，這就對(duì)于系統(tǒng)的集成性提出了更高的要求。工業(yè)自動(dòng)化企業(yè)要求能夠與測(cè)試或掌握系統(tǒng)協(xié)同工作的一體化工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，而非獨(dú)立的視覺應(yīng)用。在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，人們將機(jī)器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量掌握等領(lǐng)域。 2013年全球機(jī)器視覺系統(tǒng)及部件市場(chǎng)規(guī)模為34.01億美元，相對(duì)于2007年增長(zhǎng)了56.08%。最近幾年全球機(jī)器視覺系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模平均增速約為10%左右；從產(chǎn)業(yè)地區(qū)分布看，2013年全球機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)主要分布于北美、歐洲以及日本地區(qū)。其中北美占比達(dá)到了62%。歐洲占比為15%，日本為10%。 隨著全球制造中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移，中國(guó)