1、CAXCAX类工业软件行业分析报告类工业软件行业分析报告目录目录201 综述：综述：CAX一体化趋势，数据交互是关键一体化趋势，数据交互是关键02 分述：分述：CAX三大品类的空间、格局与差距三大品类的空间、格局与差距03 机会：机会：CAX工业软件产品投资主线与标的工业软件产品投资主线与标的04 风险提示风险提示013综述：综述：CAX一体化趋势，数据交互是关键一体化趋势，数据交互是关键4图表2：CAD、CAE、CAM在产品制造过程中的协同应用1.1 CAX三大产品一体化发展是大势所趋，数据交互是关键三大产品一体化发展是大势所趋，数据交互是关键 CAD/CAE/CAM 一体化发展大势所趋：一
2、体化发展大势所趋：一般来说，产品生产过程可分为初步设计、详细设计、生产准备和生产制造 4 个阶段。初步设计和详细设计流程环节：初步设计和详细设计流程环节：利用CAD进行产品几何实体建模，为CAE所用；利用 CAE 对产品几何实体模型进行性能、强度、动力学等方面的数值模拟计算，根据CAE计算结果不断利用 CAD 修改几何实体模型，最终设计出符合性能和经济性要求的最优化产品。生产准备和生产制造流程环节：生产准备和生产制造流程环节：利用 CAD 输出产品三维图形、工程图纸等，并保存所有产品数据信息为CAM所用；利用 CAM 完成产品生产制造所需的工艺设计、NC 编程、机器人编程等工作以及实际制造工作
3、。图表1：CAD、CAE、CAM三大产品的主要功能产品类别产品类别CADCAECAM主要功能主要功能计算机辅助设计：计算机辅助设计：利用计算机及其图形设备进行产品设计工作。计算机辅助工程：计算机辅助工程：用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。其关键就是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程（产品）的整个生命周期。计算机辅助制造：计算机辅助制造：用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程，用计算机系统进行制造过程的计划、管理以及对生产设备的控制与操作的运行。CAX1.2 CAD/CAE/CAM通过建模和分析，编程成为自动化一条龙通过建模和分析，编程成为自动化一条
4、龙CAD,CAE,CAM建模分析自动编程一条龙技术层面：CAD和CAE是两大技术方向，CAD的核心是基于集合模型的造型建模，CAE是基于物理模型的数值拟合求解，而CAM是将CAD建模转化为数控加工程序的功能。应用层面：CAD、CAE、CAM三者环环相扣，由CAE软件读取CAD的初步建模，进行工程分析（仿真模拟），再将结果反馈给CAD继续优化产品设计，最后由CAM进行自动化数控编程。该流程结束后，与生产管控和管理运营软件结合起来进行生产作业，由生产控制系统进行加工制造。CAM与CAD的高度集成是大趋势CAM与CAD的集成将极大的提高设计生产效率，主流CAD/CAM软件多会集成CAE模块，满足轻度
5、仿真分析需求。5图表3：CAD/CAE/CAM系统工作流程1.3 产品矩阵图：细数中外产品矩阵图：细数中外CAD/CAE/CAM主流玩家与产品主流玩家与产品 2D CAD领域领域 国产：国产：中望软件ZWCAD、浩辰软件GstarCAD、数码大方CAXA CAD电子图板 海外：海外：AutodeskAutoCAD 3D CAD领域领域 国产：国产：中望软件ZW 3D 海外：海外：达索CATIA/Solidworks、西门子NX、PTC CAE领域领域 国产：国产：中望软件ZWSim-EM 海外：海外：Ansys、达索SIMULIA、西门子Simcenter CAM领域：领域：POWERMILL
6、，山大华天 综合厂商（综合厂商（CAD/CAM/CAE）海海 外外 ：达 索 CATIA/Solidworks 、PTC ：Creo（Pro/Engineer）、西门子NX/SolidEdge 、欧特克Investor/Fusion 3606图表4：CAD/CAE/CAM软件主流厂商与产品矩阵图027分述：分述：CAX三大品类的空间、格局与差距三大品类的空间、格局与差距 CAD：外资垄断，2D国产替代，3D基本可用 CAE：三巨头主导全球市场，国产化率不足5%CAM：核心技术亟待突破，国产厂商几近空白2.1 中国中国CAD市场增速明显高于全球，呈巨头垄断行业格局市场增速明显高于全球，呈巨头垄断
7、行业格局 CAD中国市场规模增速强于全球市场，海外巨头仍占据全球中国市场规模增速强于全球市场，海外巨头仍占据全球80%市场份额市场份额 中国中国CAD市场增速明显高于全球：市场增速明显高于全球：根据BIS Reasech数据，未来几年全球CAD市场规模增速预计保持6.5%，2028年将达到138.3亿美元。其中，同期中国CAD市场规模增速明显高于全球。无论是中国还是全球，四大无论是中国还是全球，四大CAD巨头垄断行业：巨头垄断行业：全球CAD市场仍然由海外巨头主导，四大巨头占据全球CAD市场的80%，包括达索（31%）、Autodesk（28%）、西门子（21%）、PTC（8%）。根据产业链调
8、研数据，209年中国2D CAD市场规模约23亿左右，其中Autodesk收入超过18亿，市占率78%，处于绝对垄断地位。8图表5：全球CAD市场规模及增速预测图表6：全球CAD市场竞争格局（2016）图表7：中国2D CAD市场竞争格局77.037.4711.2213.8304261081614122016201720182023E2028E市场规模（10亿美元）31%21%12%8%28%达索Autodesk西门子PTC其他78%11%4%4%2%Autodesk中望江苏浩辰数码大方其他2.2 国产国产2D CAD可基本实现国产替代，非高端领域逐步国产替代可基本实现国产替代，非高端领域逐步
9、国产替代 国产国产2D CAD软件可基本市场国产替代，应用于中低端场景软件可基本市场国产替代，应用于中低端场景2D CAD 方面：方面：国产软件（以中望软件为例）已可基本实现国产替代，国产化率约11%。已有国产2D CAD产品采用多核处理器，运行速度基本赶上AutoCAD。兼容性方面国产软件较海外软件有一定差距。行业分布：行业分布：海外主流2D CAD产品可适用于高端设备，如精密机械、电脑软硬件、医疗企业、汽车等的生产。国内主流2D CAD产品主要适用于基础机械制造和建筑行业等相对中低端场景。9图表9：国内市场2D CAD主要产品对比图表10：中望2D CAD产品主要应用行业占比图表8：Aut
10、odesk2D CAD产品主要应用行业占比开发商客户对象及应用领域运行速度AutoCAD ZWCAD欧特克 中望建筑业、制造业、学校 建筑业、制造业、学校等 等快较快可靠性好较好可扩展性二次开发兼容性好1000个以上好182个特点性能强大性能与AutoCAD相差不大，性价比高8%8%8%8%8%6%9%22%15%9%开采汽车机械仪器高等教育建筑制造业医疗设备电脑软件3%6%8%12%19%22%29%航空航天交通轮船汽车建筑2.3 国产国产3D CAD基本实现可用，主要应用相对中低端工业场景基本实现可用，主要应用相对中低端工业场景 国产国产3D CAD软件基本可用，未来有望逐步替代，应用于中
11、低端场景软件基本可用，未来有望逐步替代，应用于中低端场景国产3D CAD在非高端领域已基本可用，未来3-5年有望逐步替代达索Solid Works，但与海外高端产品还有明显差距。国产三维几何建模能力，国产软件较海外软件有一定差距，不能运用于高端的航空航天、精密制造行业。海外主流3D CAD产品广泛应用于该类行业，而国内主流3D CAD产品主要用于工业工程、汽车机械等行业，预计追赶CATIA还需要较长时间。10图表12：国内市场3D CAD主要产品对比图表13：中望3D CAD产品主要应用行业占比图表11：达索3D CAD产品主要应用行业占比3%6%8%12%19%22%29%航空航天交通轮船汽
12、车建筑研究院/设计院机械21%14%13%11%9%32%汽车电脑软件航空航天精密机械高等教育其他开发商CATIA达索NX西门子ZW3D中望内核客户对象与应用领域定位CGM（达索所有）航空航天、船舶、机械、汽车、电子高科技、装备制造等高端Parasolid（西门子 所有）航空航天、船舶、机械、汽车、电子高科技、装备制造等高端Overdrive（中望所有）零配件、机械、电子高科技、装备制造等中高端曲面建模质量强，完全具备A级曲面建模能力，实现全平台的二阶连续强，完全具备A级曲面建模能力，实现全平台的二阶连续中等，具备自由曲面建模能力，全面支持一阶连续，部分支持二阶连续大体量装配能力强强中等建模质
13、量满足简单通用场景，部分满足一般复杂场三维几何建模能力超复杂场景建模质量高，稳定好超复杂场景建模质量高，稳定好112.4 国产国产CAD选择多样性选择多样性，价格优势显著，功能全面不输海外，价格优势显著，功能全面不输海外 国内国内CAD厂商产品覆盖面广，可选择性多样，价格优势明显于国外厂商厂商产品覆盖面广，可选择性多样，价格优势明显于国外厂商中望软件和数码大方同时覆盖2D CAD和3D CAD产品，价格低于海外同类产品，约为海外产品价格一半中望软件，苏州浩辰，数码大方全面覆盖CAD产品市场，提供多样选择区间，优于海外产品图表14：国内外知名CAD厂家产品报价对比版本版本ZWCAD 2020基于
14、ZWCAD 2020二次开发的专业软件ZW3D 2020GStartCADCAXA CAD 电子 图板2020CAXA 3D 实体设 计2020产品类型产品类型2D CAD2D CAD3D CAD2D CAD2D CAD3D CAD定价定价499 英镑-1,224 英镑899 英镑-1099 英镑2,500 英镑-5,800 英镑799 美金-1,099 美金3,680 元-5,800 元29,800 元人民币定价人民币定价4,363-10,702 元7,860 元-9,609 元21,858 元-33,225 元5,695 元-7,833 元3,680 元-5,800 元29,800 元欧特
15、克AutoCAD（每年订阅）2D CAD月付 210 美月、年付 127 美元/月、年付 8,724-17,962三年付 102 美 元/月 元达索SolidWorks3D CAD3,995 美元-7,995 美元28,475 元-56,986 元厂商厂商中望软件苏州浩辰数码大方12图表15：3D CAD领域关键技术特征或其他市场地位依据2.5 中望中望3D CAD掌握核心自主技术，实力比肩国际第三阵营掌握核心自主技术，实力比肩国际第三阵营针对不同复杂场景及曲面设计需求，体量装配数量，针对不同复杂场景及曲面设计需求，体量装配数量，3D CAD 产品满足各层次需求产品满足各层次需求 3D CAD
16、 主要分第一阵营平均技术指标、第二阵营平均技术指标、第三阵营平均技术指标，分别对应三维几何建模能力自由曲面建模质量、大体量装配设计能力、行业应用模块、典型应用领域等技术特征。三维几何建模能力场景主要划分为：简单场景建模质量可用，一般复杂场景建模质量可靠，超复杂场景建模质量高稳定好。突破方向突破方向 持续对三维几何建模内核进行突破，特别是面对超复杂零件设计场景的建模能力的提升；实现自由曲线及曲面的一阶、二阶、三阶连续性质量要求，支持A级曲面建模能力。持续提升产品在大体量装配设计的支撑能力，包括建立基于主骨架设计的 数据分层管理技术，面向大体量装配设计的三维图形渲染引擎技术等。基于 3D CAD
17、平台，结合典型行业需求，实现更多面向专业应用领域的行业应用模块。三维几何建模能力第一阵营平均技术第一阵营平均技术 第二阵营平均技术第二阵营平均技术 第三阵营平均技术第三阵营平均技术 中望产品中望产品ZW3D技术技术指标指标 指标指标 指标指标 指标指标建模质量完全满足简超复杂场景建模质 一般复杂场景建模 简单通用应用场景单通用场景，部分满量高、稳定好 质量可靠 建模质量可用足一般复杂场景基本具备自由曲面完全具备A级曲面建模能力，支持一自由曲面建模质量 建模能力，实现全阶、二阶连续性要平台的二阶连续求大体量装配设计能 100万-1000万零10-30万零部件力 部件行业应用模块 50 20航空、
18、汽车通用机 电子、模具通用机典型应用领域械 械具备自由曲面建模能力，支持一阶连续性要求1-3万零部件3通用机械具备自由曲面建模能力，全面支持一阶连续，部分支持二阶连续10万零部件6基本覆盖通用机械设计，部分满足电子，模具设计要求 三维几何建模内核决定了三维几何建模内核决定了3D CAD的核心性能。的核心性能。三维几何建模内核是从3D CAD开始，因为3D建模技术门槛较高，中小厂商很难独立开发，于是西门子、达索等国外头部厂商陆续将其三维几何建模内核单独销售，即Parasolid、ACIS、CGM。3D CAD几何建模内核架构（以中望几何建模内核架构（以中望3D为例）为例）内存与数据管理层几何对象
19、数学算法层三维造型实现层2.6 三维几何建模内核由海外厂商主导，国内仅中望三维几何建模内核由海外厂商主导，国内仅中望3D具备自主产权具备自主产权图表17：当前全球主要的几款三维几何建模内核13图表16：三维几何建模内核层次示意图2.7 中望中望3D CAD由四层逻辑平台组成，构建由四层逻辑平台组成，构建API框架框架 第一层（最底层）：第一层（最底层）：基于 OS（Operation System）的无关性封装层，主要提供跨平台设计支持。第二层：第二层：几何建模内核 Overdrive，为第三层平台基础设计实现层及第四层行业应用设计层提供底层支撑。第三层：第三层：平台基础设计实现层，包括实体建
20、模、曲面建模、参数化设计、CAM加工与仿真、视图管理等模块，实现平台软件的各种设计功能。第四层：第四层：基于平台的行业应用设计层，实现二次开发功能。第一层至第三层构成第一层至第三层构成ZW3D平台，形成标准的平台，形成标准的API框架，第四层基于框架，第四层基于ZW3D提供的标准提供的标准API框架框架，结合典型行业应用为，结合典型行业应用为ZW3D实现各种二次开发实现各种二次开发功能。功能。14ZW3D平台四层逻辑，构建平台四层逻辑，构建API框架，实现二次开发框架，实现二次开发图表18：ZW3D平台业务逻辑0215分述：分述：CAX三大品类的空间、格局与差距三大品类的空间、格局与差距 CA
21、D：外资垄断，2D国产替代，3D基本可用 CAE：三巨头主导全球市场，国产化率不足5%CAM：核心技术亟待突破，国产厂商几近空白2.8 CAE三巨头主导全球市场，中国三巨头主导全球市场，中国CAE市场国产化率不足市场国产化率不足5%中国中国CAE市场增速明显高于全球，市场增速明显高于全球，CAE三巨头以三巨头以47%的市占率主导全球市场，中国的市占率主导全球市场，中国CAE市场国产化率不足市场国产化率不足5%。中国中国CAE市场增速高于全球市场增速高于全球6.6个百分点：个百分点：根据Credence Research数据，2020年预计全球CAE市场规模达到81亿美元，预计2025年达到12
22、8亿美元，年均复合增速9.6%。根据赛迪顾问2016-2021年中国工业软件市场规模数据，2020年中国CAE市场规模达到18亿元，预计2021年达到21亿元，年均复合增速为 16.2%，明显高于全球增速水平。全球全球CAE市场基本被海外企业主导，中国市场基本被海外企业主导，中国CAE市场国产化率不足市场国产化率不足5%：2020年排名前三厂商占据全球CAE市场的47%，分别是西门子、ANSYS和达索。在中国市场，全球CAE三巨头的市占率超过95.7%，国产化率不足5%。16图表19：全球CAE市场竞争格局图表20：全球CAE市场规模及增速预测图表21：中国CAE市场规模及预测10121416
23、182105252015102016A 2017A 2018A 2019E 2020E 2021E市场规模（亿元）50516573811280201401201008060402016A 2017A 2018A 2019A 2020A 2025E市场规模（亿美元）47%53%西门子、ANSYS、达索其他2.9 CAE软件的演进史就是工业软件巨头发展的并购史软件的演进史就是工业软件巨头发展的并购史 CAE软件的演进史就是工业软件巨头发展的并购史软件的演进史就是工业软件巨头发展的并购史 以西门子和达索为例，1979年以来陆续收购了LMS公司、UGS公司、MSC Nastran等，达索陆续收购了So
24、lidWorks、ABAQUS、FeSafe和Isight等。图表22：全球CAE软件的起源发展流程图（1966-2021）1972年 非线性结构MARC软件发行 MDI公司成立，致力于发展机械系统仿真软件1966年 NASA提出发展世界上第一套泛用型的有限元分析软件Nastran计划1967年 SDRC公司成立1979年 LMS公司成立，后续收购Imagine(2007年），Emmeskay(2010),SAMTECH(2011)等CAE软件供应商，而后被西门子171985年 Femap,Ansot,Altair成立，发布了后处理软件HyperMesh1988年 Flomerics公司成立，
25、提供用于空气流及热传递的分析程序。后续并购KCC1995年 达索公司发布CATIA，SolidWorks被达索公司收购2003年 MSC Nastran被判垄断，源代码须公开，UGS公司加入到Nastran的市场中来。而后开发出了NX Nastran，Nastran至此一分为二 达索收购ABAQUS,后续开始FeSafe,Isight等一系列收购1999年 MSC收购了UAI和CSAR，但因为软件价格过高，导致被NASA向美国联邦贸易委员会(FTC)提出申诉2009年 UGS公司被西门子收购 Altair与SimLab公司签订收购协议，后成功收购ACUSIM Software2.10 中外中外
26、CAE产品差距较大，高端领域实现国产替代还需时日产品差距较大，高端领域实现国产替代还需时日18图表24：通用型CAE和专用型CAE对比图表23：中望ZWSim-EM与ANSYS HFSS对比 海外海外CAE开发商起步较早、积累较深：开发商起步较早、积累较深：其推出的各大CAE软件产品具有较高的通用性、稳定性和可靠性，且商业化程度较高，发展至今在下游工业制造业企业中拥有较高的知名度和影响力，以及广泛的客户资源和下游渠道。国内国内CAE厂商发展较晚：厂商发展较晚：至今在软件功能性、厂商整体竞争力等方面距离海外CAE厂商尚存较大差距。本土CAE厂商主要深耕于特定行业，为客户提供价格较低、专业性较强的
27、CAE软件，并由此提升市场份额。以中望以中望CAE产品为例：产品为例：中望的ZWSim-EM在非高端领域已基本满足企业要求，并与中望3D无缝集成。与ANSYS旗下最受客户欢迎的HFSS性能接近，覆盖领域相似，在基础建模和设计领域，ZWSim-EM可以做到部分替代HFSS。但中望ZWSim-EM才刚刚问世，与HFSS仍有较大差距，技术方面不如ANSYS成熟，公司知名度落差较大，不能做到完全覆盖，所以我们预计实现完全替代仍需5年以上时间。2.11 CAE核心技术环节，求解器是重中之重，价值链中最重要一环核心技术环节，求解器是重中之重，价值链中最重要一环 CAE 的核心开发技术分为三大块，即：前处理
28、、求解器和后处理。的核心开发技术分为三大块，即：前处理、求解器和后处理。前处理即对几何模型进行处理，与CAD的模型和数据结合；后处理包括可视化、GUI界面等常用功能的开发；求解器负责CAE软件中的核心计算分析，是研发价值链中最重要的一环。求解器是CAE最底层的物理、数学算法架构，其源代码是由数学、力学、材料、物理等多学科的代码组成，难度和复杂度远超计算机科学中的代码。求解器的核心技术与下游行业应用相对应求解器的核心技术与下游行业应用相对应目前CAE涵盖了结构、电磁、流体、热仿真技术，同时演进除了多物理场仿真，各场分析数据可以无缝传递，比如结构、流体、热、电磁单场分析功能可以在统一的模拟环境和数
29、据库中进行。19图表25：主要CAE厂商前后处理和求解器概述图表26：CAE涵盖学科及核心技术示意图2.12 CAE软件在整车开发各细分领域应用广泛软件在整车开发各细分领域应用广泛20案例及说明案例及说明在北美和中国应用广泛欧洲市场应用广泛VPGFluentStar-CDAcusolveMSC.AdamsSimpackMotionsolveMSC.NastranOptiStructLs-DynaAbaqusRadiossMSC.NastranOptiStructAbaqusMSC.FatiguenCodeToscaOptiStructIsightETAANSYSSiemens PLMAltai
30、rMSC达索系统AltairMSCAltairETA达索系统AltairMSCAltair达索系统MSCnCode International达索系统Altair达索系统汽车专用前处理通用、福特、戴姆勒克莱斯勒、丰田、本田等通用、福特、克莱斯勒、丰田、本田、保时捷等相对较为小众，福特低频范围内优势明显，福特、丰田、通用、克莱斯勒日产等。高频范围内应用逐渐增多，宝马、MAN、维斯塔斯等。较为小众，Ashok Leyland（印度）用户较多与MSC.Nastran功能相当，大模型计算速度有优势几乎已成为整车厂的标配宝马较为小众，福特主流应用软件，通用、福特、BMW、菲亚特等兼容MSC.Nastra
31、n的关键字结构非线性方面具有明显优势-能力与MSC.Fatigue几乎相当与Altair OptiStruct在结构优化方面功能相当-DOE多目标优化领域领先流体分析多体动力学NVH碰撞安全结构耐久性优 化图表27：各种 CAE 软件在整车开发各领域应用情况汇总工作项工作项 典型软件典型软件 供应商供应商HyperMesh Altair前后处理 ANSA BETA CAE 软件在整车开发软件在整车开发各领域应用广泛，软件各领域应用广泛，软件种类繁多，应用范围和种类繁多，应用范围和场景非常多：场景非常多：CAE软件主要应用领域为 前后处理，流体分析，多体动力学，NVH，碰撞安 全,结构耐性久，优
32、化领域。CAE软件主要以海外厂商为主。CAE软件知名供应商为：Altair,BETA,ETA,ANSYS,Siemens PLM,MSC,达索系统，nCodeInternational。采用CAE软件的代表汽车厂商主要有：通用，福特，戴姆勒克莱斯勒，丰田，本田，保时捷，BMW等。212.13 常用常用CAE软件系统分类，适用于不同场景和任务软件系统分类，适用于不同场景和任务 CAE软件通常分为两大类：软件通常分为两大类：1)）通用类软件）通用类软件 2）专用类软件；）专用类软件；按功能分类：按功能分类：求解类软件和前后类软件；按应用领域分类：按应用领域分类：面向领域结构软件，面向流体力学领域的
33、CFD软件，多物理场耦合软件目前比较常用的CAE分析软件有ABAQUS，ANSYS，LS-DYNA，DYTRAN，ADINA，NASTRAN，ALGOR，COSMOS，HYPERMESH，MARC 等图表28：常用CAE软件分类及特点软件名称软件名称ABAQUSANSYSLS-DYNADYTRAN软件类型软件类型通用类软件通用类软件通用类软件专用类软件（铸造类）软件特点软件特点非线性，全面多场耦合，多模块冲击，碰撞高度非线性，流固耦合特点说明特点说明长于非线性有限元分析；在解决岩土，混凝土等非线性计算比其他软件全面擅长于多物理场和非线性问题的有限元分析；明显优势在多场耦合，尤其是物理场耦合在计
34、算冲击、碰撞领域问题的成绩斐然物质流动算法和流固耦合算法发展而来；高度非线性、流固耦合方面有独特之处ADINA通用类软件特殊解法特殊解法：劲度稳定法,自动步进法,外力-变位同步控制法以及BFGS梯度矩阵更新法；有源代码，可以改造程序，满足需求NASTRANALGORCOSMOS专用类软件（铸造类）通用类软件专用类软件（多物理耦合）原代码程序，航空航天友好，简单速度长于线性有限元分析和计算；在航天领域有崇高地位易学易用，界面友好，操作简单占用计算机系统内存小，分析速度快HYPERMESH 专用类软件（前后处理类）前处理，网格精于前处理；网格划分方面优于其他软件MARC通用类软件结构分析，操作难具
35、有极强结构分析能力；操作界面使用难，但解器速度快22图表29：CAE 设计分析和建模仿真应用领域广阔图表30：CAX 软件广泛应用于产业创新的多个环节2.14 CAE软件设计分析建模仿真与全球工业领域息息相关软件设计分析建模仿真与全球工业领域息息相关 CAE软件设计分析和建模仿真在全球工业领域应用广泛软件设计分析和建模仿真在全球工业领域应用广泛 中国涉及建模仿真十大领域：信息通信技术验证、机器人设计分析、航空航天装备设计分析、船舶设计分析、轨道交通装备设计分析、新能源汽车设计分析、电力装备运行分析、新材料性能验证、生物医疗器械设计分析、农机装备设计分析。美国涉及建模仿真领域:资产效率分析、制造
36、质量管理、工况分析、未来工业网络等。欧盟涉及建模仿真领域重点项目：双胞胎控制、数字动态城市、车辆安全模型等14个领域。CAE软件覆盖并渗透创新领域：设计、加工、浏览、仿真、模具。企业定制。软件覆盖并渗透创新领域：设计、加工、浏览、仿真、模具。企业定制。0223分述：分述：CAX三大品类的空间、格局与差距三大品类的空间、格局与差距 CAD：外资垄断，2D国产替代，3D基本可用 CAE：三巨头主导全球市场，国产化率不足5%CAM：核心技术亟待突破，国产厂商几近空白2.15 中国中国CAM市场增速市场增速26.8%，国产，国产CAM厂商核心技术亟待突破厂商核心技术亟待突破 中国中国CAM市场增速高于
37、全球市场增速高于全球19.8%个百分点，个百分点，CAM三巨头垄断全球和中国市场，国产三巨头垄断全球和中国市场，国产CAM厂商核心技术亟待突破！厂商核心技术亟待突破！中国中国CAM市场增速市场增速26.8%，明显高于全球，明显高于全球7%的增速水平：的增速水平：根据Industry Analysis数据，2017年全球CAM市场规模为20.9亿美元，预计2025年将达到35.7亿美元，对应2017-2025年均增速为7%。根据中国研发类工业软件类型占比中CAM软件占比11%，乘上中国研发设计类工业软件市场规模，估算出的中国CAM市场规模来看，2012-2017年均增速26.8%，远远超过全球C
38、AM市场增速。竞争格局：竞争格局：无论是全球还是中国CAM市场，达索、西门子、PTC三巨头几乎占据了大部分市场，国产CAM厂商仅山大华天SINOVATION相对成熟，国产CAM厂商核心技术亟待突破。24图表31：中国CAM市场规模及增速预测图表32：全球CAM市场规模及增速预测图表33：全球CAM市场竞争格局10.614.22536.523.734.805201510403530252012A 2013A 2014A 2015A 2016A 2017A市场规模（亿元）20.935.705201510403530252017A2025E市场规模（亿美元）国产国产日本日本欧美欧美DassaultS
39、ystemes：CATIA、SolidworksSiemens：NX、SolidEdgePTC：Creo（Pro/Engineer）山大华天：SINOVATION日立造船情报系统株式会社：Space-E2.16 CAM软件存在三种解决方案，功能特点各有侧重软件存在三种解决方案，功能特点各有侧重25 当前市场中当前市场中CAM软件可分为三类，功能特点各有侧重软件可分为三类，功能特点各有侧重 与与CAD套件一起打包的套件一起打包的CAM工具：工具：优点：具有相关性，由于刀具路径链接回CAD设计，因此所有更改都会立即反映在刀具路径中，不必手动将CAD文件重新导入外部CAM软件，然后从头开始重新编程刀
40、具路径。缺点：功能不够强大，无法为具有许多特征的高度复杂零件创建刀具路径。独立的独立的CAM程序：程序：优点：专用CAM软件具有强大的CAM操作功能，可以创建复杂的几何图形，如涡轮机。缺点：CAD软件本地不能导入，丧失结合性。需要CAM软件和CAD程序支持相同的文件格式，因此独立的CAM程序在处理行业标准格式的文件时比较方便，否则操作将会变得十分复杂。用于用于CAD程序的程序的CAM插件：插件：上述两种解决方案之间有一个中间地带，它具有前两种方案所有优点。既为原生CAD软件提供全面的CAM功能，使得相关性得以保留，又可以让用户从专用CAM软件中找到的大量工具获益。图表34：三种CAM解决方案类
41、型CAD/CAM套件独立CAM程序用于CAD的CAM插件262.17 全球知名的全球知名的12款款CAM软件，独立型全面，插件型省钱软件，独立型全面，插件型省钱 CAM产品类型多样，可选择性多，不同类型产品特点各有偏重。产品类型多样，可选择性多，不同类型产品特点各有偏重。内置型：CATIA，Fusion 360两款，效率高。独立型：BobCAD-CAM，hyperMill，Mastercam，SolidCAM，SprutCAM，功能全面。插件型：CAMWorks，HSM/HSM Works，Powermill，Siemens NX CAM，SolidWorks CAM，省时且省钱。图表35：全
42、球知名CAM产品及特点产品产品BobCAD-CAMCATIACAMWorksFusion 360hyperMillHSM/HSM WorksMastercamPowermillSiemens NX CAMSolidCAMSolidWorks CAMSprutCAM类型类型独立/插件内置插件内置独立/插件插件独立/插件插件插件独立/插件插件独立/插件操作系统操作系统WindowsWindowsWindowsWindows/MacOSWindowsWindowsWindowsWindowsWindows/MacOS/LinuxWindowsWindowsWindows特点特点BobCAD-CAM拥
43、有从CAM软件中的所有功能，是一款全面的CAM软件。CATIA内置的CAM处理器确保了CAD设计和刀具路径之间的高度相关性。可以在任何时候对设计进行更改，而无需手动更新刀具路径。CAMWorks在自动可加工特征识别(AFR)以及交互特征识别(IFR)方面处于国际领先地位。CAMWorks提供了真正跟随设计模型变化的加工自动关联，消除了设计更新后重新进行编程上的时间浪费。Fusion 360包含全面的CAM软件工具。将CAM集成到这个高级CAD程序中可以有效提高整体生产力，可用性强，具有强大的参数化工具和分析网格工具，非常适合工业设计。用户可以在熟悉的CAD界面里直接进行NC编程，统一的数据模型
44、和界面，直接完成从设计到制造的全部工作。支持AnyCAD标准，可以从许多第三方软件解决方案导入绘图，并保持原件和副本之间的关联性，它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等多种功能于一身。具有集成一的加工实体仿真，方便用户在加工前了解整个加工过程及加工结果，节省加工时间。通过自动识别和编程加工特征类型，大大缩短编程时间，同时确保所有部件均根据您设施中经过验证的最佳实践进行加工。SolidCAM可以实现与SolidWorks无缝集成在同一界面下，任何规模的公司都能够从SolidCAM和SolidWorks联合解决方案中找到属于自己的高效加工解决方案可将C
45、AM功能带入SolidWorks，确保机器的零件与建模的零件相同，支持自动特征识别，并自动创建可加工特征。价格合理，既有独立的程序，又为许多流行的CAD解决方案提供插件和工具栏，如AutoCAD，Inventor，Onshore，Rhinoceros和Solidworks。可以为程序工业机器人提供支持，创建复杂的无碰撞3D运动。0327机会：机会：CAX工业软件产品投资主线与标的工业软件产品投资主线与标的282019A1.920.650.692020E2.030.90.842021E2.721.331.062022E3.951.781.272019A29350252020E2773620202
46、1E20724162022E1431814股票代码688083.SH603859.SH300682.SZ股票名称中望软件能科股份朗新科技收盘价（元）563.0032.2117.20投资评级买入买入买入EPS(元)P/E5.1 投资建议投资建议 投资建议投资建议：基于对CAX产业的分析与判断，对标国外主流的达索、西门子、Autodesk等工业软件巨头发展路径的分析，我们归纳出如下2个结论：结论结论1：当前中国制造业从粗放式向精细化管理模式转变，对工业软件的需求加大，中国CAX类工业软件市场增速明显高于全球。结论结论2：无论是全球还是中国CAX软件市场，海外巨头几乎都占据垄断。在CAX细分市场中，
47、国产替代进程由高到底分别为：2D CAD3DCADCAE/CAM。遵循工业软件发展的两条发展路径：遵循工业软件发展的两条发展路径：1）产品型发展路径，我们重点推荐国产CAD龙头厂商中望软件中望软件，2D产品国产替代进行时，3D和CAE产品逐步成熟。2）实施型发展路径，我们推荐智能制造龙头能科股份能科股份（与电新组联合覆盖），工业互联网平台服务商朗新科技朗新科技（与通信组联合覆盖）。此外，赛意信息和鼎捷软件也是受益标的。图表36：核心推荐标的盈利预测与估值重点公司04风险提示风险提示29风险提示风险提示 疫情导致全球经济的下行的风险：疫情蔓延全球，宏观经济下滑导致企业IT支出增长放缓，下游客户对工业软件的需求下降的风险。制造业升级进展过慢的风险：中国制造业产业升级过程中，技术和产品迭代过慢，升级进程低于预期。行业竞争加剧导致盈利水平下降：国外工业软件巨头扩张进一步加剧行业竞争格局，导致行业盈利水平下降。核心技术突破进程低于预期的风险：核心技术突破困难，进程低于预期导致的产品性能更新放缓，竞争力下降。30
