四、工业4.0受益领域及代表企业分析
在智能工厂、智能生产和智慧物流三大主题下，目前受益于工业4.0的产业主要包括智能机床、工业自动化、工业互联网、高端机器人、RFID、传感器、3D打印等，去中心化、柔性化和智能化将是工业4.0的核心。

1.智能机床领域
1.1智能机床
智能机床是对制造过程能够做出判断和决定的机床。智能机床了解到制造的整个过程后，能够监控，诊断和修正在生产过程中出现的各类偏差。并且能为生产的最优化提供方案。此外，还能计算出所使用的切削刀具，主轴，轴承和导轨的剩余寿命，让使用者清楚其剩余使用时间和替换时间。
信息技术的发展及其与传统机床的相融合，使机床朝着数字化、集成化和智能化的方向发展。数字化制造装备、数字化生产线、数字化工厂的应用空间将越来越大；而采用智能技术来实现多信息融合下的重构优化的智能决策、过程适应控制、误差补偿智能控制、复杂曲面加工运动轨迹优化控制、故障自诊断和智能维护以及信息集成等功能，将大大提升成形和加工精度、提高制造效率。数控机床需要加强信息方面的智能判断。
1.2智能机床发展情况
中国机床行业发展呈现出“大而不强”的现状。2002年以来，中国机床工具行业连续8年实现高速增长；从2009年开始，中国已连续8年成为世界第一大机床消费国和第一大机床进口国。但中国机床产业仅仅在规模方面具有相对比较优势，与机床制造强国相比较，在结构、水平、研发和服务能力等方面都还存在明显的差距。
1.3代表企业——沈阳机床
（1）公司简介
沈阳机床是国内机床行业标杆龙头企业。主要产品包括各式车床、铣床、镗床、钻床以及数控加工中心等机床产品。公司中高档数控机床批量进入国家重点行业的核心制造领域，为汽车、国防军工、航空航天等行业提供的数控机床已占数控机床总销量的70%以上；公司已具备为国家重点项目提供成套技术装备的能力，为上海磁悬浮项目提供4条轨道梁加工生产线，标志沈阳机床在该领域的研发与制造能力已达到国际先进水平。

（2）沈阳智能机床
沈阳机床连续五年累计投入研发资金11.5亿元，对机床整机控制运动技术成功进行了底层技术研发，并向上集成出世界上首台具有网络智能功能的智能机床产品。沈阳机床的“i5”战略，首先代表数控机床的核心技术－数控系统，其次是具有智能诊断、特征编程、实时监控的智能机床终端产品，还是基于互联网基础上的工厂和网络数字化管理功能的平台。由此平台延伸就可实现金融、租赁、再制造、系统解决方案等服务，从而实现对现有工业产品商业模式的创新。
每台“i5”会把用户的想法预先三维模拟出来，还可以按每个用户的独特加工需求而“私人定制”，选择强化或删除某些功能，以突出针对适用性和较高性价比；每台“i5”都会参与“群体思考”，基于物联网，在客户端实现智能化工厂，在售后端实现远程诊断、智能校正。
2.工业自动化领域
2.1工业自动化系统
工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、制造过程自动化和管理自动化，通过PCS-MES-ERP 实现自下向上的管理控制一体化。
PCS（过程控制系统）：位于企业自动化系统的基础层，生产现场的各个控制器和仪表设备互联构成现场总线控制系统，实施控制生产现场情况。
MES（制造执行系统）：位于企业自动化系统的中间层，起到承上启下的作用，主要完成生产计划调度、产品质量控制、设备安全控制等功能。
ERP（企业资源管理系统）：位于企业自动化系统最上层，接收基础层与制造执行层收集的生产经营信息，对企业整体进行物质资源、资金资源和信息资源集成一体化管理。
工业自动化系统组成：由机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、驱动部分、控制及信号处理单元、接口等硬件元素，在软件程序和电子电路逻辑的有目的的信息流引导下，相互协调、有机融合和集成，形成物质和能量的有序规则运动，从而组成工业自动化系统或产品。
2.2工业自动化市场情况
目前，中国已成为世界最大的自动化控制设备市场，自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展，预计2015 年工业自动化控制设备行业的市场规模将达到600 亿元。传统工业技术改造、工厂自动化、企业信息化都需要大量的自动化控制设备，市场前景尤为广阔。
工业自动化系统包括多种元器件及软件，主要市场仍被国外巨头占据。PLC、DCS、HMI 等都是工业自动化系统中不可或缺的元件，当前工业自动化产品的主要市场仍被国外巨头占据。不过，中国自动化市场本土化品牌竞争力增强，市场份额持续上升。国内自动化产品主要由西门子、罗克韦尔等国外巨头占据，尤其是在高端产品领域，国内产品的竞争力仍显得较为薄弱。近几年，部分产品的本土品牌的市占率提升明显，例如IPC 和高压变频器市占率分别接近90%和60%，而传感器、运动控制器和PLC 等产品的市占率仍然较低。
2.3代表企业——海得控制
（1）公司简介
海得控制是上海市高新技术企业，主营业务为工业自动控制和电气工程，公司具有全面的工厂自动化系统集成能力和为制造企业全面电气配套的OEM服务能力，为客户提供从检测器件、执行器件、交直流调速、配电系统到控制系统和工厂自动化的网络软件系统。       

（2）海得控制与工业4.0
海得控制是国内工业自动化领域领先的额系统集成服务商，全面布局工业物联网软件+硬件全解决方案，客户资源优势明显。2014年工业控制及通讯产品营收同比增71.3%，毛利同比增56.1%。随着国内智能制造、工业4.0进程的发展，业务规模将快速增长。
其优势在于：（1）技术领先：2007年以来，已成功完成工业智能化解决方案执行层、控制层、数据交互层和分析管理层的布局，MES、SCADA、软件及中型PLC产品具有国际竞争力，是国内少数掌握核心智能控制技术的企业。（2）合作百通：2015年2月与全球工业以太网龙头百通成立合资企业，持股49%。百通工业以太网Hirschmann交换机国内市场占有率第一。（3）渠道优势：公司分销业务发展积累了大量的客户资源，建立了覆盖全国主要城市的销售和服务网络，并积累了大量的行业用户和合作伙伴。
3.工业互联网领域
3.1工业互联网
工业互联网是全球工业系统与高级计算、分析、感应技术以及互联网连接融合的结果，通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，重构工业体系，进一步提升生产效率。
工业以太网，即一种高效的局域网络，是现代工业自动化生产体系中的重要组成部分，不管是传感器数据传输、还是生产设备控制等都需要以太网来构成基本的控制网络。这也是工业以太网在自动化生产中的应用越来越广泛的重要原因之一。
从硬件架构看，工业互联网的核心为软件+服务器+交换机+PLC。随着技术的发展，车间控制层从单机自动化时代过渡到工厂自动化，工业现场所有设备和控制装置必须有一种双向互联的通信技术链接到一起，实现智能化仪器仪表、控制器、执行机构等设备的通信和信息传递，一个完整的自动化生产线包括PLC、系统控制软件、工业机器人等，这些组成部分需要工业以太网相联，构成基本的控制网络。
3.2中国工业互联网发展情况
工业以太网前景广阔，国内交换机市场规模近30亿元：目前工业以太网的渗透率处于较低水平，能源、轨交、市政、矿山等细分行业是工业以太网的主要应用场景，但是工业4.0下智能设备的增加以及物联网的应用将推动工业以太网高速增长，根据IMS Research的估算，2015年国内以太网交换机的市场有望达到33亿元。
工业以太网交换机是构成工业通信网络的核心设备，与商用以太网相比，工业以太网行业因为其在工业生产中的应用而具备工业特殊性，构成了工业级以太网交换机行业的实质性壁垒，减弱了商用以太网交换机厂商参与竞争的积极性；目前国内工业以太网市场中，主要的公司包括赫斯曼、摩莎、东土科技、卓越通信等，其中赫斯曼占国内市场份额的23%，其中70%的产品由作为统集成商和代理商的海得控制出货。

工业交换机行业规模保持迅速增长。2011全球新增工业通讯领域节点中，工业以太网的可统计占比约为18.2%。而真实的渗透率可能低于5%。预计2014年国内新增工业网以太网节点数有望达到144万，相比2011年增长超过170%，可统计渗透率持续提升。
3.3代表企业——东土科技
（1）公司简介
东土科技致力于网络化工业控制整体解决方案的研究实践，是中国工业互联技术创新探索的领导企业。主要研究、开发、生产和销售工业以太网交换机，并提供工业控制系统数据传输解决方案。公司的产品已广泛应用于智能电网、核电、风电、石油化工、轨道交通、城市智能交通和船舶等行业的国家重点工程和全球项目。

（2）公司与工业4.0相关业务现状
在工业通信中，IP/以太网组网技术和各类总线协议竞争。在这种竞争中，一旦工业通信有大规模组网的需求，主流的以太网技术就成为首选。目前各大工控巨头也将各种总线协议和工业以太网结合，制定了各种变种的以太网协议。
东土科技具备较强的产品定义能力，与单纯的工控厂商以及单纯的通信厂商不同，东土科技从成立起便专注于工业以太网方向，专注于交叉学科、融合专业。从技术能力上来说，IP通信技术与工控技术的融合是公司技术团队的核心竞争力。在业务层面上，公司产品团队的核心能力体现为产品定义能力。根据电网、轨道、煤炭、军工、制造业等各行业的具体特征，定义更具备工业特征的通信产品、更具细分行业扩展性、更具备用户使用友好性的产品，是东土科技在竞争中不断扩大市场份额的关键因素。
工业4.0的核心在于海量工业数据的生成、交换和处理，而工业交换机IP协议替代私有总线协议方式，是海量工业数据联网交换的基础。东土科技作为国内工业交换机领域的国产龙头，将会受益于工业4.0过程。
4.工业机器人领域
4.1工业机器人
机器人产业研究将机器人分为两大类，即工业机器人和服务机器人。工业机器人根据用途不同，可以分为焊接机器人、搬运机器人、喷漆机器人、涂胶机器人、装配机器人、码垛机器人、切割机器人、自动牵引车机器人、净室机器人等。
4.2中国工业机器人产业发展状况
根据前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》显示，中国工业机器人市场规模不断增长，已成为世界上增长最快的市场。2003年中国工业机器人的需求仅约为1500台，到2013年需求量达到了28200台，十年间增长了13倍左右。据预测，2016年我国将成为全球最大的工业机器人市场。国际机器人协会（IRF）预测2017年国内机器人销量将达到10万台，安装量将超过428万台。2013-2017年国内机器人出货量年均复合增速将达到28.6%。
当前工业机器人的主要需求来自于汽车、3C、金属、医药与食品行业。汽车行业作为工业机器人的成熟市场，带来工业机器人的稳定需求。3C行业持续的技术进步带来的新产品与新技术，将催生全球对电子产品的需求不断增长，从而正向促进工业机器人在3C领域的发展。金属行业用机器人销量近年来年均增速超20%。医药与食品行业用机器人销量大幅增长。

根据IHS《中国工业机器人市场》的最新统计，2013年中国工业机器人本体市场规模达到9.5亿美元，并将在未来五年保持18%的年均复合增长率。中国工业机器人市场在2013年增长了18%以上，同时2013年中国工业机器人销售台数达到3.4万台。按销售额统计，多关节坐标式机器人仍然是最大的机器人种类，值得注意的是SCARA机器人的占比从2012年的4.8%提升到2013年的5.7%。

4.3代表企业——机器人（300024）
（1）公司简介
机器人是一家以机器人独有技术为核心,致力于数字化智能高端装备制造的高科技上市企业。公司的机器人产品线涵盖工业机器人、洁净(真空)机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人五大系列。公司在高端智能装备方面已形成智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备产业群组化发展。公司是国际上机器人产品线最全厂商之一，也是国内机器人产业的领导企业。公司现已形成以自主核心技术、关键零部件、领先产品及行业系统解决方案为一体的完整产业链，并将产业战略提升到涵盖产品全生命周期的数字化、智能化制造全过程。这种独特的产业模式将会促成新松以无以伦比的竞争优势，再次成为“中国智造”的助推器，产业转型升级的新引擎。

（2）机器人与工业4.0
机器人未来将从三个方向来布局工业4.0相关业务：
软件方面：在工业4.0的构架中，软件属于顶层构架。机器人未来将面向全部制造业进行软件产品的提供，而不仅为自己产品进行配套。软件产品中的MES系统是核心，是衔接企业计划和生产的桥梁。MES以计划管理为龙头，以作业执行为主线，以现场制造数据采集为关键，以生产进度为控制点，结合工厂设备、人员等资源以质量信息、数据库进行统一管理，覆盖工厂生产的各个方面，实现高效率的数字化车间运作。机器人拟通过定增募集资金，用于MES业务的研发。
单机产品方面：机器人将要提供的产品包括了：1）机器人：服务机器人、工业机器人、军用机器人和AGV小车等；2）伺服器、控制器等核心零部件；3）传感器：通过和中科院合作或外延式发展等方式介入。
数字化工厂方面：机器人将作为系统集成商，为工业企业进行数字化工厂的系统升级与改造。2015年机器人的9个事业部都将数字化工厂作为业务拓展的重心，订单有望持续增长。
5.RFID领域
5.1 RFID含义
RFID，即射频识别，俗称电子标，是一种非接触式的自动识别技术。RFID技术可识别高速运动物体并可识别多个标签，操作快捷方便。RFID是物联网中一项十分重要的装置。
RFID系统主要由三部分组成：电子标签、读写器和天线。其中，电子标签芯片具有数据存储区，用于存储待识别物品的标识信息；读写器是将约定格式的待识别物品的标识信息写入电子标签的存储区中；天线用于发射和接收射频信号，往往内置在电子标签或读写器中。
RFID作为一种功能强大的新型标签，已广泛用于商品流通中的商品及物流管理。射频技术凭借其自动识别功能及数字采集系统的不断完善，将占据越来越多的条形码市场。
5.2中国RFID市场情况
中国已经形成了比较完善的RFID产业链，推动了RFID市场规模快速成长，RFID应用领域不断扩大。在硬件方面，已具有自主开发、生产低频、高频电子标签与读写器的技术能力，超高频、微波技术的研发与应用也在稳步进行中。在软件和系统集成方面，其产值比重逐年增加。在RFID服务方面，提供RFID标准、咨询、培训、解决方案和管理维护等支持服务的RFID公共技术支持中心已经在各地建设和完善。
RFID 行业比较分散，最上游芯片主要依赖进口，中游标签与天线生产公司近两年出现一些相对规模较大的制造型公司，但总体上依然比较分散，如远望谷，达华智能，中瑞思创等。下游主要是系统集成类企业，这部分企业的数量更多。远望谷仅占行业2%左右。但其凭借在超高频的RFID 标签方面的技术优势在铁路物流，图书馆以及大型购物中心的货运物流行业占据龙头地位。
5.3代表企业——远望谷
（1）公司简介
远望谷是中国物联网产业的代表企业，全球领先的RFID产品和解决方案供应商。公司拥有近200项RFID专利技术、6大系列100多种具有自主知识产权的RFID产品，包括读写器、电子标签、天线及其衍生产品。公司在铁路、烟草行业具有技术领先和市场先入优势，并为图书及档案管理、酒类防伪、畜牧养殖及肉品溯源、资产追踪、物流及供应链、机动车辆、服装等多个领域提供了高性能的RFID产品方案。远望谷在国内率先建设了世界一流的物流电子标签海量生产线，具有年产电子标签4亿只以上的生产能力。

（2）远望谷与RFID行业
国内从事RFID标签生产的企业有百余家。2011-2013年中国RFID市场规模分别为 179、236和 318亿元，其中份额较大的公司远望谷和中瑞思创等市场占有率均不足 3%，格局处于高度分散状态。RFID行业规模2014年达到311亿元。RFID国内行业规模，近几年来行业维持30％涨幅。其中与工业4.0相关的，就是在身份识别和仓储物流占11.4%和6.4%。
远望谷在传统铁路业务中稳步发展，并不断深挖铁路系统的RFID需求，另外公司在畜牧、图书、烟草、白酒等领域逐步开展RFID应用，并取得了一定的成绩。在智能生产的流水线中，东土科技尤其在烟草行业的生产运输中占据一定份额，此外在食品溯源需要的RFID标签中也有自己的解决方案。
由于公司的主要产品RFID电子标签和读写装置对于技术要求较高，并且主要下游领域铁路货运方面对于供应商的选择非常谨慎，一直只有包括东土科技在内的两家公司，较低的竞争程度和产品本身的高品质要求使得销售毛利率较高，一直保持在60%左右，净利率在30%左右。
6.传感器领域
6.1传感器
传感器不仅是人类感知外界的核心元件，也是万物互相感知的核心元件。科技越发展，传感器的敏感度就越高。各类传感器的大规模部署和应用，覆盖范围包括智能工业、智能安保、智能家居、智能运输、智能医疗等等。
6.2中国传感器行业市场情况
中国传感器产业在国家政策的支持下，已经形成从技术研发、设计、生产到应用的完整产业体系，共有10大类、42小类、6000多种产品，中低档产品基本满足市场需求，品种满足率约60%-70%。但从行业产品结构来看，老产品比例占60%以上，新产品明显不足，高新技术产品更少；同时，数字化、智能化、微型产品严重欠缺。在中国各类传感器产品中，流量传感器、压力传感器、温度传感器和水平传感器市场已表现出成熟市场特征，近年来一直保持稳定增长态势，其中流量传感器、压力传感器和温度传感器累计占据市场一半以上份额（分别占比为21%、19%和14%）。
近年来，全球传感器市场一直保持快速增长。根据高工产业研究院预测，未来几年全球传感器市场将保持20%以上的增长速度，2015年市场规模将突破1500亿美元。中国国内传感器市场持续快速增长，2011年传感器市场规模为480亿元，2012年达到513亿元，2013年则超过640亿元，年均增长速度超过20%。

根据《中国传感器产业发展白皮书》预测，汽车电子、信息通信成为增长最快的的典型应用市场，流量传感器、压力传感器、温度传感器仍将占据市场主要份额。目前，在长三角地区集中了全国大部分传感器企业，行业的快速发展将给中国版的工业4.0打下良好基础。
6.3代表企业——汉威电子
（1）企业简介
汉威电子是首批创业板上市企业，国家火炬计划重点高新技术企业，河南百家高成长民营企业、信息化示范企业，致力于打造从多门类传感器、仪器仪表，到物联网行业应用的完整解决方案，是我国传感器、安防环保仪表领域最影响力的企业之一。公司已形成气体、压力、流量、湿度、热释电等多门类传感器及相关仪器仪表规模产业，以及家庭、商用、个人防护、工业在线监测、环境分析、采矿安全等多用途传感、检测仪器和监控网络及安全生产、应急管理系统，智能交通监控系统等多系列产品。