技术生态内循环美、德、中比较.docx

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1、正文目录引言：“信息技术+制造业=工业互联网”是内循环的核心5美国：Nil战略是“内部生态”向“全球生态”的奠基7外部竞争压力下美国提出信息高速公路建设计划 7Nil计划搭建的生态：通信网+信息设备+软件应用8主导企业：信息技术“基石”公司筑起“大生态”的底层支柱9生态的力量：微软与英特尔“Wintel”联盟 10优势：Nil计划彻底奠定美国信息技术的全球领导地位11劣势：全球化红利下美国中低端制造的空心化13德国：工业4.0是传统制造与信息技术相结合的生态打造 15产业链外部竞争压力下德国工业4.0战略提出 15工业4.0的生态架构：CPS+集成网络+智能工厂16信息物理融合系统(CPS)：

2、工业4.0的基石与核心16集成网络：实现硬件统一和协调的关键17智能工厂和智能制造(Smart X)的实现17主导企业：制造业龙头公司建立的局部“小生态”体系 18信息技术的加成：德国西门子现代工厂实践19数字季生：全周期、端到端、标准化、云分析协同智能制造19数字化实践：安贝格电子工厂与成都数字化工厂20工业4.0下西门子经营效率和利润率显著提升21劣势：信息技术相对薄弱使得德国工业4.0先发优势逐渐削弱 22中国：新基建为传统制造业的数字化改造提供基础设施24逆全球化以及中美科技争端加剧背景下的趋势24新基建的架构：建设信息技术的底层基础设施25底层基础设施硬件：5G基建和大数据中心26技

3、术支撑层：云计算和人工智能26下游应用层：工业互联网、物联网、车联网等 27主导企业：5G通信网+自主可控链+云计算构建生态275G通信网：IOT、NB-IOT架起5G无线通信网络27自主创新链：国产处理器和基础软件构建底层算力27云计算：为广阔的下游应用提供运营载体 28比照：我国制造业短板主要表达在技术层面而非生态 29数字化提高效率：零售业京东高周转模式实践31研究结论：逆全球化趋势下我国新型制造的生态条件较完备33美德经验的启示：软硬件的标准统一和生态建设是关键33投资逻辑：信息生态有望重构，自主创新是较确定产业趋势34风险提示37优势：NH计划彻底奠定美国信息技术的全球领导地位美国信

4、息高速公路计划无疑取得了显著的成效，主要表达在两方面：（1）在信息高速公路 计划的作用下，90年代中后期以美国科技巨头为主导的计算机/互联网的技术革命正式开 启，互联网在全球范围开始普及，而美国已经毫无疑问是这轮技术周期的绝对主导，并一 举奠定了美国在科技领域的霸主地位。（2）信息产业的开展使美国在90年代经济持续增 长，各项经济指标表现良好：到1999年底失业率降至24年来最低点，通货膨胀降到30 年来最低点，并逐步与日本、欧洲拉开差距。“信息高速公路建设”为美国培育了大批具备很强国际竞争力的世界级企业。1993-1998 年，这一头号战略的政府预算仅为4.89亿美元。但众多美国企业关注到了

5、信息高速公路 的市场前景，纷纷投身到这一事业中。1995年前后，门户网站雅虎、浏览器开发商网景、 业予商务公司eBay和亚马逊陆续成立。在资本市场上，这些信息技术龙头公司同样大受 追捧，在1993年初，美国前20大的信息技术公司总市值为1791亿美元，对应上一年总 营收仅为1634亿美元，到2000年初，前20大信息技术公司总市值到达25366亿美元， 对应上一年总营收为3610亿美元，其中市值增长超过13倍，而营收增长仅为1.2倍左右, 而美股也陷入互联网科技周期带来的科网泡沫中。图表9: 和美国市值前20的信息技术比照资料来懑：Bloomberg,华泰证军研究力总市1992年报营收2000

6、.1.1 总市1999年报营收序号公司名称值（亿美元）（亿美元）公司名称值（亿美元）（亿美元）1IBM287.43666.76微软6010.29204.172微软233.9329.96思科3551.19133.993英特尔181.0951.93英一尔2750.06287.914惠普175.88159.18IBM1924.72884.975Perspecta 公司157.5781.20甲骨文1595.4090.636络威尔网络84.958.60戏尔1301.01236.367施乐75.21169.28惠普1158.97451.988ADP公司74.7020.07高通公司1138.419康宁公司7

7、2.0335.10EMC公司1111.6249.4410莘果公司70.8668.26摩托罗拉887.92307.7011Pitney Bowes62.6034.12他州仪器765.6787.6312思科47.724.02应用材料479.4139.6713DIGITAL43.27139.52康柏电脑458.17389.06EQUIPMENT14甲骨文40.3013.10冠群国际376.9852.3015德州仪器38.4172.05Veritas 软件370.944.3716康柏电脑37.8335.51ADP公司336.7856.1117冠群国乐33.9417.27Perspecta 公司321.

8、16180.6718标普全球30.1519.97康宁公司315.5142.3519ENTERASYS23.623.78Tellabs 公司258.2121.26NETWORKS20MVND CORP19.344.57BEA SYSTEMS253.083.97虽然科网泡沫带来一定的负面影响，但IT产业对美国全要素生产率的提升非常显著。网 络帮助企业之间的交易突破了由于技术瓶颈所导致的时间和空间限制。基于网络的电子商 务可以降低中介环节的本钱，也可以在零库存的情况下维持正常的商业贸易，劳动生产力 得到提高。根据中国与世界经济社会开展数据库，1991-1995年，n产业对多因素生产力 和资本深化的贡

9、献合计为0.74%,略小于其他所有对劳动生产力增长的贡献（0.79%）。 1996-1999年，II产业对于多因素生产力（MFP）的贡献为0.49%,对资本深化的贡献 从0.51%大幅提升至0.96%,在该阶段，IT产业对劳动生产力的贡献大于其他所有对劳动 生产力增长的贡献（1.12%）。图表10:信息技术产业平均每年对劳动生产力增长的贡献资料来淞：中国与世界经济社会发&数据年,华泰证券研究所美国:不变价:人均GDP:增速美国:不变价:人均个人消费支出：增速美国:失业率:季调4 -3 -2 -1 -0 -.一9876543210UCCO 寸昌 8舄 sow 8。 。昌 666 L 866 L

10、Z66L 966 L 966 L 寸66L 666 L C166L L66L 066L 686 L 886 L Z86L 986 LeLln86L二。:86一C0C686L寸。666L co。，686 LL 3L66LL 90&66L0L,966L - 69IO66L - 80466L m66L8600e QLCO66L 二，Z66L904。 3.80W CO0&00Z 7。二。7Irlruuc资料来源：Wind.华叁证券研究所资料来源：IMF,隼泰证券研究所劳动生产率的提高使信息产品本身的本钱骤降，有效的抑制了通货膨胀。从1991年到1997 年,信息产品的核心部件芯片的本钱下降了 98.5

11、%。据美国商务部统计，1996-1997 年，美国非信息产品通货膨胀率是2.5%,但在信息产品跌价的影响下，全美通货膨胀率 降至1.9%。90年代中后期，美国经济欣欣向荣，突破了 2.5%的潜在增长率，GDP年均 实际增长率高达4%；失业率冲破了 5.5%的自然失业率界限，下降至4%；年通货膨胀率 均保持在2%左右的低水平。图表1211990s中后期上美国失业率维持在按依位美国GDP同比:不变价图表13: 1990s中后期，美国GDP实现南速增长3寸目 8。&。7资料来漉：Wind,华泰证券研究所图表14: 1990s中后期，美国通货膨胀率维持在低位资料来源：IMF,华泰证券研究所图表11:

12、1990s中后期，美国人均GDP和消费同比均高增长劣势：全球化红利下美国中低端制造的空心化美国Nil计划无疑取得了重大的成功，一方面，美国信息技术产业高速开展，并在全球化 红利下成为全球生态的底层，长期享受了高垄断高利润率的状态，与此同时基于这些“基石” 公司的建立的底层，美国下游应用产业同样蓬勃开展，在电商、支付、社交、消费软件等 领域也涌现了诸多的巨头公司。但另一方面，由于美国信息技术产业过高的利泗率，在美 国市场经济要素充分流动的条件下，传统制造业的重资产、高资本开支、利润率低等劣势开 始显现，使得要素资源逐步进一步向信息技术产业聚集，而传统制造业为进一步寻求低本钱 （低劳动本钱和资金本

13、钱），在全球化趋势下那么向以中国为代表的新兴国家转移，长此以往, 导致了美国制造业的空心化。以汽车行业为代表，根据BEA数据，从1990s中后期开始，美国汽车的单月产量开始逐 步下滑，这意味着美国的汽车工业正逐步萎缩，我们以美国的龙头汽车公司通用和福特的 财报数据为例，这两家公司的营收和净利润水平从2005年开始便陷入增长停滞，甚至有 不断下滑的趋势。除此之外，2005年开始，美国全部制造业的出货量金额的同比增长已 经几乎停滞，结合考虑美国经济总量增长以及通胀等因素，美国传统制造业的萎缩已经无 需争议的事实。而从就业人数来看，进一步反映出这种倾向，美国制造业就业总薮自2000 年以后开始持续下

14、滑，与之对应的是服务业就业人数规模不断增长。图表15: 2000年以后以汽车为代表的美国制造业开展停滞图表16: 2000年以后美国制造业就业人数大幅下滑o o o o o o o o o S5.4,o1,000辆 千auwuc 90CO5C 寸。KOQ eoooc eT寸07 OLcood 8O&O7 90,二 ON 寸。ooe eooooe cml。 OLoooe 8016002 904。0 s.sow CMO&OOCM cmtooocmLrueuc zoaCM eousoCM 二小oe O&OCM eoooe InocoooCM Z9900C 60400OJ 二&OOCXJ O，OOCM

15、 80,666 L InoeeL Z0US66L 6OO66L十二，66LO666L资料来源：Wind.华泰证券研究所图表17: 2008年以后美国通用汽车收入规模增长停滞许科龙海:Wind.华泰证券研究所ffl4.18: 2008年以后美国福转汽车净利润逐渐下滑净利润（右轴）（亿美元）500050005050)100150200221 150仁。仁I C CC 488(XJ ，4Z8C 498。 . 叶寸OCM ，出C08CM（亿美元）营业总收入2.000 -11,500 -1,000 -、（净利涧（右轴）（亿美元）-200 100-0（亿美元）营业总收入2,000 -0000 o 5911

16、.500 -弋oe 峰 LOCM #ood吁6。与WCO00CJ*002 49昌480。 4zoe$9874goe4 寸oe aoe woe-Hoe woe 6800、 SOOCM资料来源:Wind,华春证券研究所资料来源：Wind.华5证冬研究所综合来看，美国的信息技术的开展确实使美国经济一度实现了高增长和低通胀，同时美国 的信息技术龙头公司也在全球化趋势下长期享受的高润率，但与此同时对于传统制造业造 成的“挤压”也是事实，长期的开展结果就是导致美国制造业的空心化，尤其是一些利泄 率较低的中低端制造，开始自发衰落或者产能转移至国外。2000年科网泡沫破裂以及2008 年的金融危机，反映出信息

17、技术为核心产业的基础本质是一种“高贝塔”的开展模式，虽 然扩张快，但也容易带来更多的不稳定性，从而对经济产生不同程度的冲击。为摆脱金融 危机，彻底解决本国经济所面临的失衡状态，奥巴马政府于2009年底开始启动“再工业 化”战略，美国的“再工业化”是建立新的工业体系，希望通过产业升级，寻找能够支撑 未来经济增长的高端产业,通过回归实体经济、大力开展国内高端制造业、促进出口而到达 振兴本土工业、继而实现经济可持续均衡开展的目的。2018年中美贸易摩擦后，逆全球化趋势显现，美国特朗普政府提出了 “制造业回流”的战 略，但我们认为由于信息技术的高度开展（高垄断性和高利润率）对美国的传统行业产生挤 压（

18、人才、资金等方面），导致美国对于基础设施、人才培养、供应链等方面的积累劣势， 可能导致制造业回流短期内也理以实现：1）劳动力本钱：美国劳动力本钱较高主要原因 在于医疗、交通、住房等方面的原因，这些因素必然需要反映到劳动力本钱上；2）基础设 施：美国很多基础设施相对落后。美国土木工程师协会在2017年的报告中把美国的基威 设施整体状况评为“D+”级，D级是该协会对基础设施评级的倒数第二级。根据协会官网 解释，D级是指“基础设施条件处在较差和尚可之间，大多情况下低于标准水平，很多设 施已接近使用寿命，相当一局部设施出现明显损坏。3）供应链：对于许多本土公司和潜在 想要回归美国的企业而言，中低端制造

19、的空心化缺乏供应基础是美国本土制造业开展的最大 障碍。德国：工业4.0是传统制造与信息技术相结合的生态打造工业4.0是继机械化、电气化和信息技术之后工业化的第四个阶段，也是德国继续保持在 全球制造业领域竞争优势的重要策略，最早是德国政府2011年11月公布的高技术战略 2020中确定的十大未来工程之一，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。 工业4.0战略由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议 和推动下形成，并已上升为国家级战略，德国或邦政府投入规模达2亿欧元。工业4.0是一个面向2020年甚至更长时期的制造业开展战略，我们预计工业4.0的设计 目标仍要在2

20、030年以后才可能实现。工业4.0由产学研联盟通信促进小组发起，源自德 国企业界和产业界自发的建议，后由德国政府聿头，在协会建立的工业4.0平台基础上， 升级成立了国家级工业4.0新平台，政府统筹规划，龙头企业和协会推动，中小企业广泛 参与，如：德国机械设备制造业联合会（VDMA）,拥有120多年的历史，涵盖机床工业 联合会、机器人工业联合会等38个工业联合会，是德国横跨各个机械产业的庞大社团组 织，而VDMA也是搭建“工业4.0平台”，实施德国工业4.0战略的重要牵头组织之一。产业链外部竞争压力下德国工业4.0战略提出从外部来看，在工业4.0提出以前，德国其实已经具备强大的现代化制造业基础，

21、但强大 的竞争压力迫使德国制造业有必要进行升级。一方面，在中低端制造环节，21世纪以来， 随着中国加入WTO使得全球制造业分工进一步深化，凭借较低的要素本钱优势，中国逐 步在中低端制造领域占据优势，并从低本钱优势规模化优势性价比优势的过程逐步向上演变。另一方面，在高端制造环节，美国在2008年金融危机后提出的再工业化战 略，由于技术底蕴雄厚，美国也成为强有力的竞争者，除此之外，日本等工业强国与德国 长期保持着竞争关系。一是中国制造业的快速崛起。2000年以来中国的制造业取得了长足的开展，以机械行业 为例，根据第一工程机械网数据，2013年,德国以16%的份额占据2013年全球机械出 口首位，中

22、国以11%的份额，略低于美国位于全球第三，而到2019年中国的工程机械份 额进一步增长到16%。同时，在全球设备制造业的32个子行业中，中国已经在7个子行 业中取得了领先地位。图表19: 2004-2019我国工程机械市场份15 （按锦售收入占比口径）变化责科来诋：不一工程如械.华泰法赤研究所二是美国信息技术的顶层压制。根据上文我们得出，美国信息高速公路战略通过培育生态， 牢牢掌控住了 CPU、操作系统、数据库等底层核心技术。从某种意义上说，工业4.0是德 国希望阻止美国的信息技术不断融入制造业之后带来的支配地位，因此工业4.0希望用信息 物理系统（CPS）”改造和升级智能工，使生产设备因信息

23、物理系统而获得智能，使工厂成 为一个实现自律分散型系统的“智能工厂”。从内部来看，老龄问题、劳动力本钱上升、经济停滞驱使德国的传统生产模式发生转变。 2010年以来，德国老龄化问题也日益严重，其中65岁以上老龄人口比重占比超过20%, 并且比重呈现不断上升态势，而15-64岁劳动人口比重下降，导致整个社会的抚养本钱上 升、总需求下降(房地产等需求)，与此同时劳动力本钱也随着上升。2010年以来，整个 欧洲都面临老龄化问题以及债务问题，德国经济增长也持续陷入停滞，尽管失业率保持稳 定，但通胀也始终维持低位。84.20: 2010年德国65岁以上人口比更超过20%图表21： 2010年以来德国经济

24、增长陷入停滞检国:GDP:不变价:同比德国:65岁及以上人口沾总人口比重 德国:15-64岁人口：占总人口比电徐国:0-14岁人口：占总人口比克NLcooe neocm zTgoz NLUSON NL&ON aLwLoa eTzoe eTLod ZLO8CM CMT600CM eLcoooe cmtzoocm ZL.900Z en CML4。、 cmleoocm ZL&OOOJ eTsoe NLOOON-abuc VOCM 一 93C goe 寸8e cood eoe locm OOCM 6。 8。8 zooe 9昌 gooCM 寸。OCM goe eooeOON 000(%)10080604

25、0200资料来凝：Wind,华蔡证券研究所资料来瀛：Wind,华叁证卷研定所工业4.0的生态架构：CPS+集成网络+智能工厂工业4.0的核心目标是实现数字化、网络化、智能化的制造与服务。从技术层面看，工业 4.0的核心是信息物理系统(CPS),即：利用传感器、物联网、工业大数据和人工智能， 可以构建资源、信息、物品和人相互管理的信息物理系统，从而实现制造业的数字化、网络 化、智能化。从产业层面看，工业4.0是制造业网络体系的重构，也是产业组织方式的根本 改变。它着力构建智能产品、智能制造、智能服务并存的制造业生态体系，由平台企业、工 业软件服务商和工业平安方案提供商共同提供支撑。图表22:抬国

26、工业4.0的主体架构梳理产业设计生产规划生产区行&后瓜分资料来源：他国高技术战略2020，华蔡证券研究所生产应用Smart X集成网格企业横向集成院时浣横向枭兴软件：操作东统、敦楣厚、云硬件：传感器、各臭芯片等工生4.0 体系联合化/网络化 生产系统底入蜃础信息物理联台系统 CPS)制遗系统蚁向臬成信息物理融合系统(CPS):工业4.0的基石与核心德国的工业4.0战略详尽描绘了信息物理系统(Cyber Physical System)概念，是指通过 传感网紧密连接现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中，从而在生 产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进

27、行分析，形成 可自律操作的智能生产系统。CPS包括智能机器、仓储系统以及生产设备的电子化，并基于通信技术将其融合到整条网 络，涵括内部物流、生产、市场销售、外部物流以及延伸服务，并使得它们相互之间可以 进行独立的信息交换（如机器与机器之 间的对话）、进程控制（生产安排、仓储物流）和 触发行动（搬运、加工）等，从而到达全部生产过程的智能化。集成网络：实现硬件统一和协调的关键制造系统的纵向集成：工业4.0所要追求的就是在企业内部实现所有环节信息无缝雉接， 将处于不同层级的IT系统进行集成（如执行器和传感器、控制、生产管理、制造和企业 规划执行等不同层面），这是所有智能化的基础。企业间的横向集成：横

28、向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合， 为实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务，推动企业间研产供销、经营管理与生产 控制、业务与财务全流程的无缝衔接和综合集成，实现产品开发、生产制造、经营管理等在 不同的企业间的信息共享和业务协同。端对端的集成：所谓端到端就是围绕产品全生命周期的价值链创造，通过价值链上不同企 业资源的整合，实现从产品设计、生产制造、物流配送、使用维护的产品全生命周期的管 理和服务，它以产品价值链创造集成供应商（一级、二级、三级）、制造商（研发、 设计、加工、配送）、分销商（一级、二级、三级）以及客户信息流、物流和资金流， 在为客户提供更有价值的产品

29、和服务同时，重构产业链各环节的价值体系。智能工厂和智能制造（Smart X）的实现实现“工业4.0”的核心是智能工厂与智能制造。由于智能工厂包括了智能移动、智能电 网、智能建筑以及智能物流等，以上概念可被统称为Smart X。整个Smart X的主要任务一是要构建一套集融合化与网络化于一体的生产系统，加快研 发智能化传感技术并构建连贯完整的数据库应用，以实现智能工厂的自主监控，如到达机 器维修保养的自主管理、质量偏差控制、材料使用情况监控及预警等目的，二是建立一套 规范化、标准化的生产模式，加快推广具有共用性的技术标准与接口，最终到达工业与物 流企业之间互联的目标。图表23：德国工业4.0的主

30、要内容标准化和 参考架构端到端 集成智能生产管理更 杂系统智能工厂智能服务监督 框架族源利用效总工业宽带基础智能物流培训# 曲权育平安和工业的组 织和设计一个网络四大主题三项集成八项计划资料来源：偿国高技表战略 2020,华泰证券研究所主导企业：制造业龙头公司速立的局部“小生态”体系德国是世界主要的工业强国之一，堪称“世界制造业的标杆”，德国具有完备的工业体系，以 及强大的基础。汽车领域，德国拥有戴姆勒、群众和宝马三大巨头，还拥有世界最大的汽 车零部件供应商博世。机床领域，机床是德国的传统优势工业，德国的机床享誉全球，德 国的德马吉森精机是欧洲第一大机床集团：除此之外，通快集团是全球制造技术领

31、域的领导 企业之一，其在激光加工领域排名全球第一。电子电气领域，德国在电子电气行业拥有西 门子、英飞凌、博世、捷德、库卡等大批世界一流企业。机器人制造：德国的库卡公司是 工业机器人四大家族之一，也是全球顶级为自动化生产行业提供柔性，生产系统、机器人、 夹模、模具及备件的供应商之一。自动化领域：西门子的自动化控制是世界工控领域的王 者，除了西门子以外，德国还有诸多自动化工业巨头，比方费斯托、倍福自动化等。通信、软件及科技互联网领域：德国拥有SAP公司（全球最大的企业管理和协同化电子 商务解决方案供应商、全球第三大独立软件供应商）、英飞凌科技股份（全球领 先的半导体公司之一）、德国电信股份公司（欧

32、洲最大的电信运营商、全球第五大电信运 营商）等。图表24: 2010-2020德国市值前20信息技术上市公司变化情况Informatik2010.1.1 总2020.1.1 总市值（亿欧2009年报营收市值（亿欧2019年报营收序号名称元）（亿欧元）名称元）（亿欧元）1SAP公司404.59109.74SAP公司1478.14269.392英飞凌42.1730.27英飞凌254.0580.303爱思强23.662.67Nemetschek67.915.364Software 公司21.927.68TEAMVIEWER AG63.762.585迪堡多需15.77Bechtle 公司52.5851

33、.306CentrothermPhotovoltaics8.931.26CompuGroup 医疗33.937.357LHS AG5.311.22Siltronic 公司26.9213.548爱迪斯公司5.303.82Software 公司23.019.009控创柒团4.444.74CANCOM公司20.2815.9110NETRADAHOLDING GMBH4.292.40Jenoptik14.588.3711Meyer Burger 公司4.172.34R旧软件公司11.731.9312CompuGroup 医疗3.962.81爰思强9.632.7213Bechtle 公司3.9013.7

34、0Secunet平安网络9.102.0114Medion公司3.30Mensch undMaschine 软件7.122.2615UTIMACOSAFEWARE AG2.280.59Medion公司6.885.5816Jenoptik 公司1.974.88Elmos半导体5.732.9517Nemetschek 公司1.551.38Basler公司5.711.5718ARROW ECS AG1.415.38Atoss软件5.710.6719PSI软件公司1.391.37Muehlbauer5.482.7520P&l Personal &1.390.59Datagroup 公司5.463.07资

35、料来源：Bloomberg,华叁证券研究所但值得一提的是，德国无疑是全球的制造强国，但除了英飞凌和SAP以外，德国的信息 技术乏善可陈，缺少与美国这样的信息强国直接对抗的力量。究其原因，我们认为主要与 德国本身的基础条件有关，一方面德国与其他欧洲国家一样，人口相对较小，因此缺乏培 育巨头信息技术公司的土壤（用户基数小）；另一方面，德国是市场化程度较高的国家， 上游的龙头信息技术公司在布局通信网络时的理性和审慎，导致在局部人口密度较低的城 市网络覆盖不完全，从而也进一步抑制中下游应用和生态的开展。信息技术的加成：德国西门子现代工厂实践作为高端制造龙头，德国西门子通过大量并购率先布局工业4.0,利

36、用自身制造业的优势 实现从硬件到软件的打通，成为工业4.0的典型代表。以数字李生的信息技术为底层逻辑， 西门子数字企业套件借助协作平台Teamcenter,由产品生命周期管理（PLM）、制造运营 管理（MOM）和全集成自动化（TIA）三个局部组成，并与基于云的开放式物流网操作系 统MindSphere相连。该系统可在完全虚拟的环境下开展仿真、测试和优化，从全价值链 获取现实机器、生产及机器性能数据并进行分析。应用该数字化企业套件，西门子先后建 立了安贝格数字化工厂（EWA）和成都数字化工厂（SEWC）进行数字化实践，产品的上 市时间大大缩短，生产效率和产品质量都得以飞跃式提高。数字事生：全周期

37、、端到端、标准化、云分析协同智能制造数字手生（DigitalTwin）是一件产品或整个生产工厂的精确虚拟模型，可显示了其在整个 生命周期内的开展状况，具体包括三种：产品数字季生、生产数字季生和性能数字季生。图表25:德国西门子的数字事生系统虚拟的虚拟的真实的真实的虚拟的虚拟的真实的真实的侨网平台：Teamcenter资料来漉：西门子CMindSphere：财力世界工业推动效字化转型白皮书，华卷注券研尤所产品数字事生：包括产品设计以及面向系统的虚拟产品开发。它可以跨领域实现产品的设 计、模拟和验证，多物理场景模拟，而无需制作物理原型。西门子PLM软件提供了 一个公 共的数字化流程，涵盖从概念设计

38、到寿命结束的所有研发与制造阶段，可帮助企业构建所 有数据和3D图像，从而让在产品的整个生命周期内系统、联动、高效地管理所有信息。生产的数字事生：可通过自动生成PLC 代码对生产进行数字化规划、模拟和优化。机电 一体化和自动化的协同仿真会产生一个整体仿真模型，作为进行虚拟调试的基础。全集成 自动化（TIA）同时具有数字化工作、一体化工程、透明化运行和一致化集成四大特点。 不仅支持同步多人协作，减少重复工作，还可在早期阶段识别并防止问题，缩短现场调试 所需时间。应用TIA可确保生产更透明，生产力大幅提高，机器和工厂的可用性更高，帮 助降低工程本钱达30%。S4.26:西门子工厂自动化架构示意困To

39、tJy Inte9utp Autotiwiton - Fraduct Portfolio Uctoty iMOnutkm资料来凝：西n子宜网，华泰证券研竞所困表27:西门子过程自动化架构示志图ThMlly Intpgrtpd Aiikynntion a0/必 Px4olia prorpw mitofrtinn资料来瀛：西门子官巧，华泰证券研究所性能数字挛生：会不断接收来自真实产品和生产工厂的数据，这些数据通过MindSphere 反响给整个价值链，从而形成一个完全封闭的决策环，便于在真实环境中持续优化生产流 程和产品。数字事生的最终目标是实现产品开发和生产规划的虚拟环境与实际生产系统和产晶性能

40、 之 间的闭环连接。通过这种连接，可获得实际生产环境的可执行洞察力，以便在产品和生产运 营的整个生命周期内做出明智决策。由于掌握全面的各领域专业技术知识和优化工具，西门 子成为唯一一家提供该全套方案的公司。数字化实践：安贝格电子工厂与成都数字化工厂作为高端制造龙头，西门子早在1989年就成立了安贝格电子工厂(EWA)以展示其数字 化企业的概念，通过实践并逐步完善上述数字套件结构，取得了显著的成效、长足的进步 和一流的声誉。2013年，西门子在中国开设了其第二家数字工厂成都数字化工厂(SEWC),承当着西门子全球工业自动化产品研发的角色。安贝格电子工厂西门子安贝格电子工厂自1989年起就一直生产

41、西门子SIMATIC控制器，占地面积10000 平方米，极至2019年底共有员工1200人。截至2017年，该工厂每年可生产约1500万 件SIMATIC产品，制造大约1000种产品变体。按每年生产230天计算，即平均每秒就 能生产出一台控制设备，产品合格率高达99.9989%。图表28: EWA遵循整个价值铤的整体方法第三方申请基于云的开放式操作系统：MindSphere资料来源：西门子作为领先的数字企业：安贝特位于工厂的数字化实践白皮书，华泰送券研定所图表目录图表1：经济内循环的内涵以及实现逻辑5图表2：逆全球化条件下的双循环6图表3: 1980-2000年美日GDP总量和增速比照7图表4

42、：美国信息高速公路的大致架构梳理 8困表5：美国信息技术生态底层公司梳理9图表6:1987-2000微软和英特尔营收及同比增速比照10图表7:1987-2000微软和英特尔净利泗及同比增速比照10图表8： 1980年以来主要地区半导体市场份额（按销售收入占比口径）的变化趋势.10图表9: 和美国市值前20的信息技术比照 11图表10：信息技术产业平均每年对劳动生产力增长的贡献12图表11: 1990s中后期，美国人均GDP和消费同比均高增长 12图表12： 1990s中后期，美国失业率维持在较低位 12国表13: 1990s中后期，美国GDP实现高速增长12图表14： 1990s中后期，美国通

43、货膨胀率维持在低位12图表15： 2000年以后以汽车为代表的美国制造业开展停滞13图表16: 2000年以后美国制造业就业人数大幅下滑 13图表17: 2008年以后美国通用汽车收入规模增长停滞13国表18: 2008年以后美国福特汽车净利润逐渐下滑13图表19: 2004-2019我国工程机械市场份额（按销售收入占比口径）变化15图表20： 2010年德国65岁以上人口比重超过20%16图表21： 2010年以来德国经济增长陷入停滞16图表22: 德国工业4.0的主体架构梳理 16困表23：德国工业4.0的主要内容 17图表24 ： 2010-2020德国市值前20信息技术上市公司变化情况

44、 18图表25：德国西门子的数字季生系统19图表26:西门子工厂自动化架构示意图 20图表27:西门子过程自动化架构示意图 20图表28:EWA遵循整个价值链的整体方法20图表29:2017年EWA价值链效率21困表30：SEWC生产流程与普通工厂的区别 21图表31: 2010年以来西门子营业收入下降但净利涧提升21图表32: 2010年以来西门子的毛利率和净利率均显著提升21困表33： 2010以来德国制造业指数变化趋势 22图表34： 2010年以后以机床行业为代表制造业出口优势并不明显22图表35：德国在工业领域的PCT专利申请量（件）提升缓慢23困表36:德国高科技产品的出口份额占比

45、近年来有所下滑23图表37：2018年以来中美贸易摩擦时间线24图表38： 2020年以来“新基建”的相关政策梳理 25图表39:我国新基建大致架构示意图25图表29: 2017年EWA价值犍效率流程 生产数据生产设计每天生产120种型号，自动化福度到达75%生产规划 每天350次变更，处理1000种不同产品，每年工作计划变更5000次（超过20%是由于产品部件停 用）生产工程 超过75%的价值彼是自动化的，超过1000个SIMATIC应用程序，平均无故障时间增加了 20% （超 过10年）生产执行 制造工程要快5到10倍,NCC降低40%, 99.5%可作性确保24小时交货时间，20%的个人能力 灵活性以满足客户需求的时间生产腹务周末临时减少通风可节省73%的能源资料东瀛：西门子作为领先的数字企业：安贝格电子工厂的数字化实戏白皮书，华秦证卷研究所成都电子工厂：生产流程与传统制造业的区别2013年2月，西门子成都电子厂（SEWC）在中国西南部开业，截至2019年底共有350 名员工。SEWC通过数字化研发、数字化生产和数字化物流三大板块实现了数字化的工厂 规划。根据西门子官网，这可以减少产品上市时间至少30%,降低制造本钱13%o而在 新产品上市比例、设备生产效率、产品交付能力及营运利涧率等多个方面，