第一章 行业发展概况
1.1 定义
工业4.0 (Industry 4.0) 代表着制造业的未来，它通过将先进的数字技术融入到生产和工业流程中，标志着第四次工业革命的到来。这一概念覆盖了众多技术，包括工业互联网（IIoT）、人工智能（AI）、大数据、机器人技术以及自动化等，旨在实现智能制造和创建智能工厂。通过工业4.0，企业能够提高生产效率、灵活性，并实现生产过程和供应链操作的智能化决策与定制化。
工业4.0正在重塑企业设计、制造和分发产品的方式。技术如工业互联网（IIoT）、云计算、人工智能和机器学习现已深入整个制造过程，这些技术的深度整合为制造业带来了前所未有的联接性和智能化。在这种新的制造模式下，产品、工厂和资产之间能够实现互联和智能化，从而大大提高了生产效率和产品质量，同时降低了生产成本。
工业4.0不仅仅是技术革新，它还代表了一种全新的工作方式和思维模式。企业需要适应这种变化，采用更加灵活和自适应的生产方法，以应对市场需求的快速变化。通过实施智能化的生产流程，企业可以实现更高的生产灵活性和更短的产品上市时间，同时还能够提供更加个性化的产品和服务。
1.2 发展历程
工业4.0，也称为第四次工业革命 (Fourth Industrial Revolution, 4IR)，是基于工业发展不同阶段的划分，标志着利用信息技术促进产业变革的智能化时代。这一概念的发展历程是建立在前三次工业革命的基础上，每一次革命都深刻改变了生产方式和社会结构。
第一次工业革命始于18世纪末的英国，标志着从手工劳动向机械化生产的转变。通过使用水力和蒸汽动力，大规模生产成为可能，机器取代了传统的人力和畜力。这一时期的成品主要是通过机器制造而非手工生产。
紧接着，第二次工业革命在一个世纪后到来，引入了流水线生产方式，石油和电力开始被广泛使用。新型能源的应用，结合电话和电报等先进通信手段，为制造业带来了更大规模的生产和自动化的初步实现。
第三次工业革命则发生在20世纪中叶，随着计算机、先进通信技术和数据分析的引入，制造流程迈向了数字化。可编程逻辑控制器（PLC）的使用，使得部分流程自动化成为可能，同时也促进了数据的收集和共享。
我们现在正处于第四次工业革命，即工业4.0时代，其核心是通过自动化和智能化设备提高生产效率，利用数据驱动的决策在整个价值链中实现更高效、更有效的商品生产。这一时期的特点是生产灵活性的提升，使制造商能够通过大规模定制更好地满足客户需求，实现效率和规模的集成。智能工厂通过收集车间数据并与企业运营数据结合，实现了信息透明和更优决策。
工业4.0的概念最早在2013年的德国汉诺威工业博览会上提出，旨在提升德国工业的竞争力。德国政府将其列为《德国2020高技术战略》的十大未来项目之一，投资预计达2亿欧元，以促进制造业的智能化，建立资源效率高、具备适应性的智能工厂。工业4.0的技术基础是网络实体系统（Cyber-Physical Systems, CPS）和物联网，通过这些技术，生产中的供应、制造、销售信息数据化和智能化，实现快速、有效、个性化的产品供应。
德国的“工业4.0”战略强调从集中式控制向分散式增强型控制的转变，旨在建立高度灵活的个性化和数字化生产模式。在这种模式下，传统行业界限将消失，产生新的活动领域和合作形式，重组产业链分工，并通过充分利用信息通信技术和网络空间虚拟系统，推动制造业向智能化转型。
工业4.0不仅仅是技术革命，它还代表着对生产方式、企业组织和整个社会结构的深刻变革。随着信息技术和智能制造的不断进步，工业4.0将继续引领全球制造业向更高效、更智能的未来迈进。
1.3 发展现状
中国工业4.0的发展现状是建立在物联网、云计算、人工智能、虚拟现实、增值制造和机器人等突破性技术之上的。这一发展战略旨在通过充分整合和优化虚拟与现实世界中的资源、人才和信息，构建具有高灵活度、高资源利用率的“智能工厂”。工业4.0通过实现产品开发、采购、制造、分销、零售到终端客户的连续、实时信息流通，创建了贯穿整个商业价值链的“数字线程”。这不仅极大地提高了信息透明度，还实现了运营成本的大幅降低、产品高度个性化以及灵活高效的制造与产品开发流程，同时也促进了商业模式的创新。
尽管中国在过去30年中书写了制造业的传奇，但与发达国家相比，其生产力水平仍有较大差距。在过去，中国制造业的快速增长主要依赖于廉价劳动力、资本和对创新的模仿。然而，随着这些竞争优势的逐渐消失，中国正面临着转型升级的压力。因此，中国政府发布了《中国制造2025》政策，旨在利用工业4.0的浪潮，推动中国从世界第一制造大国向发达制造大国转变。
为了成功实现数字化转型，中国制造商必须基于自身的现状，寻求适合中国特色的数字化转型之路。这包括加强在核心技术领域的研发投入，提升创新能力，优化产业结构，以及培养高技能人才等。同时，加强与国际先进制造业的交流合作，吸收和借鉴国际上的先进技术和管理经验，也是实现转型升级的重要途径。
第二章 产业链、商业模式和政策监管
2.1 产业链
工业4.0涉及工业互联网、智能制造等多条产业链。
图 工业互联网、人工智能产业链
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
iFinD数据显示工业4.0指数中，成分个数最多的是制造业，有129个成分股。
图 工业4.0指数按新证监会行业分类的成分个数分布
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
2.2 商业模式
在工业4.0时代，中国制造业的商业模式正经历着重大转型，这一转型以解决顾客问题为核心，不仅仅聚焦于硬件销售，而是通过提供增值服务和个性化解决方案来实现价值最大化。这种转变反映了从传统制造向“软性制造”加个性化定制的演进，其中信息系统成为产品和服务的核心。以下是对中国工业4.0商业模式的分析。
智慧工厂的特征
智慧工厂通过嵌入式传感器和机器互联，利用大数据分析作出优化决策，这种决策不仅基于内部数据，还包括来自供应商和分销商的外部数据，为生产和运营提供更深入的洞察。数字孪生技术的应用，即创建运营的数字表示形式，进一步提高了决策的精准性和效率。
IT和运营技术（OT）的集成确保了数据的实时流通和共享，使得ERP和其他业务管理软件之间的信息互联互通，为定制化生产和供应链管理提供了技术支撑。
定制化生产
工业4.0时代的另一个显著特点是能够经济有效地满足客户的个性化需求，即实现“大规模定制”。通过先进的模拟软件、新型材料和3D打印等技术，制造商可以为特定客户生产小批量的定制产品，这与第一次工业革命的大规模生产形成鲜明对比。
供应链优化
供应链的透明化和效率化是实现工业4.0战略的关键。通过数据共享，制造商可以与供应商紧密协作，优化物料采购和产品交付，降低成本并提高响应速度。区块链技术的应用，为供应链管理提供了新的可能，使得供应链透明化、安全性和可追溯性得到了显著提升。
收入成本分析
在工业4.0背景下，制造企业的收入模式也发生了变化，不再单一依赖产品销售，而是通过提供综合的解决方案和服务来增加附加值。例如，通过售后服务、数据分析服务和定制化解决方案，企业可以获得持续的收入流。同时，智慧工厂和供应链优化等措施有助于降低生产和运营成本，提高企业的整体盈利能力。
表 美的集团（000333.SZ）收入成本分析（亿元）
资料来源：资产信息网 千际投行 东方财富网
表 海康威视（002415.SZ）收入成本分析（亿元）
资料来源：资产信息网 千际投行 东方财富网
表 海尔智家（600690.SH）收入成本分析（亿元）
资料来源：资产信息网 千际投行 东方财富网
2.3 技术发展
工业4.0标志着第四次工业革命的到来，其核心在于利用先进的信息技术推动制造业的智能化转型。这一革命性的发展奠基于九大技术支柱，它们共同桥接了物理世界与数字世界，为实现智能自主系统开辟了道路。
大数据与人工智能分析是工业4.0的基石之一。在这个框架下，大数据不仅来源于内部的资产和设备，还包括外部的市场趋势和客户反馈等，这些数据的分析和应用极大地促进了决策的智能化和自动化。人工智能（AI）和机器学习技术的应用，使得从这些庞大数据中提取有价值的洞察成为可能，进而优化制造流程和供应链管理。
水平和垂直整合技术则实现了生产流程和组织结构的高效协同。水平整合通过连接不同生产环节和供应链环节，实现了生产过程的无缝对接。垂直整合则确保了从生产现场到高层管理的信息流通畅无阻碍，有助于打破信息孤岛，提升整个组织的运作效率。
云计算技术为工业4.0提供了强大的数据处理能力和存储能力，支撑了大量数据的实时分析和全球范围内的资源共享。云技术的应用不仅加速了创新步伐，还使企业能够灵活地应对市场变化。
增强现实（AR）技术通过在真实世界中叠加数字信息，极大地提高了工作效率和准确性。无论是在生产线上的装配指导，还是在维护过程中的故障诊断，AR技术都展现出了巨大的应用潜力。
工业物联网（IIoT）将设备、机器人、机械等实体与互联网相连，实时收集和分析数据，优化生产流程，预测维护需求，从而实现生产过程的高度智能化和自动化。
附加制造和3D打印技术通过将数字模型转化为实体物品，为定制化生产和快速原型制造提供了可能，同时也为减少库存和生产成本提供了新思路。
自主机器人的发展则进一步推进了生产自动化，这些机器人可以执行复杂的操作任务，减少人力需求，提高生产效率和安全性。
仿真和数字孪生技术通过创建实体的虚拟副本，使企业能够在无风险的环境中测试和优化生产流程，加速产品开发周期，降低研发成本。
网络安全在工业4.0中的重要性不言而喻，随着越来越多的设备连接到互联网，保护企业免受网络攻击和数据泄露的威胁变得尤为关键。
以上九大技术支柱共同构成了工业4.0的基础，它们的综合应用不仅改变了生产方式，还重塑了全球制造业的竞争格局。随着这些技术的不断发展和成熟，预计未来的工业4.0将带来更加智能化、灵活化和个性化的生产解决方案，为全球经济增长注入新的活力。
iFinD数据显示，工业4.0板块中共有190家上市公司。其中，专利授权数量前3名的公司分别是美的集团、海尔智家、TCL科技，所对应的专利授权数量分别为38653件、14707件、4289件。
表 工业4.0板块上市公司专利数量TOP30
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
2.4 政策监管
在中国，工业4.0的发展和监管涉及众多政府部门和行业组织，体现了国家对于推进第四次工业革命和智能制造的高度重视。这些部门和组织共同构成了一个复杂的监管体系，旨在促进工业4.0的健康发展，确保技术创新与产业升级的同步进行。
具体来说，工业4.0行业受到包括发展改革委员会（发改委）、科学技术部（科技部）、工业和信息化部（工信部）、司法部、财政部、国务院国有资产监督管理委员会（国资委）、国家市场监督管理总局、国家知识产权局、国家标准化管理委员会、国家质量监督检验检疫总局等多个政府部门的监管。这些部门负责制定相关政策、监督执行、促进技术创新、保护知识产权、制定标准等，共同推动工业4.0领域的健康有序发展。
除了政府部门外，中国还有如中国工程机械工业协会、中国工业设计协会、中国电器工业协会、中国汽车工业协会等行业自律组织，以及工业4.0研究院等独立研究机构，它们在促进第四次工业革命的产学研合作、技术创新和战略规划等方面发挥着重要作用。工业4.0研究院作为一个面向第四次工业革命的独立研究机构，不仅聚焦于技术、专利、战略、模式和实践的研究，还通过与高等院校、研究机构和产业企业的深度合作，推动创新生态的形成和发展。
政策层面，中国政府发布了《智能制造发展规划（2016-2020年）》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《智能硬件产业创新发展专项行动（2016-2018年）》等一系列政策文件，旨在推动智能制造和工业4.0的发展。《中国制造2025》作为指导中国制造业中长期发展的重要文件，更是明确了智能制造的路线图，强调了创新驱动、质量提升、绿色发展、结构优化和人才为本的发展策略。
第三章 财务、风险和竞争分析
3.1 财务分析和估值方法
图 工业 4.0 指数 885619.TI 财务数据
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
图 工业 4.0 指数 市场表现
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
图 工业 4.0 指数 市盈率
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
图 工业 4.0 指数 市净率
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
图 工业 4.0 指数成分股 TOP10 价值对比
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
图 同花顺 ESG 排名 TOP10
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
工业4.0 成分股估值方法可以选择市盈率估值法、PEG估值法、市净率估值法、市现率、P/S市销率估值法、EV / Sales市售率估值法、RNAV重估净资产估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF现金流折现估值法、NAV净资产价值估值法等。
3.2 驱动因素
中国工业4.0的发展受到多种因素的推动，这些因素共同构成了促进中国制造业向更高水平、更智能化方向转型的动力。本文将探讨驱动中国工业4.0发展的主要因素。
首先，政策支持是推动工业4.0发展的关键因素之一。中国政府高度重视制造业的转型升级，通过《中国制造2025》等一系列政策文件，为工业4.0的发展提供了明确的指导和强有力的支持。这些政策旨在通过技术创新、质量提升、绿色发展等方面，加速智能制造系统和智能化生产线的建设，提高制造业的整体竞争力。
其次，技术进步是驱动工业4.0的另一个重要因素。随着信息技术、大数据、云计算、人工智能等技术的快速发展，为工业4.0提供了强大的技术基础。特别是在物联网、智能制造、数字孪生等领域的技术突破，极大地推动了生产方式的变革，使得制造业能够实现更高效率、更灵活的生产模式和更智能的决策。
再者，市场需求的变化也是促进工业4.0发展的重要驱动力。随着全球化和市场竞争的加剧，客户对产品的个性化需求日益增长，这要求制造业能够提供更加灵活、快速的定制服务。工业4.0通过智能化的生产流程，能够有效应对这种市场需求的变化，实现从大规模标准化生产向定制化、个性化生产的转变。
此外，产业升级的需求也是推动工业4.0发展的一个重要因素。面对经济增长放缓、劳动力成本上升等挑战，中国制造业迫切需要通过技术革新和模式创新，实现产业结构的优化和升级。工业4.0通过引入智能技术和设备，优化生产管理和制造流程，不仅可以提高生产效率和产品质量，还能促进新兴产业的发展，推动经济结构的调整和优化。
最后，国际合作亦为中国工业4.0的发展提供了动力。通过与国际先进企业和研究机构的合作，中国不仅能够引进先进的技术和管理经验，还能够参与到全球价值链的高端环节，提升自身的国际竞争力。
我们认为，政策支持、技术进步、市场需求的变化、产业升级需求以及国际合作共同推动了中国工业4.0的发展。未来，随着这些因素的持续作用，中国的工业4.0将实现更广泛的应用和更深入的发展，为中国制造业的转型升级和可持续发展注入新的动力。
3.3 风险分析
随着中国工业4.0的快速发展，面对技术创新和产业变革带来的巨大机遇的同时，也伴随着一系列风险和挑战。本文将对中国工业4.0发展过程中可能面临的主要风险进行分析。
首先，技术安全风险是工业4.0发展中的一个重要考虑因素。随着物联网、大数据、云计算和人工智能等技术的广泛应用，数据安全和隐私保护成为了亟待解决的问题。企业在享受这些技术带来的便利和效率提升的同时，也面临着数据被盗、系统被黑、隐私泄露等风险，这不仅威胁到企业自身的安全，也可能影响到整个行业乃至国家安全。
其次，产业结构调整风险也不容忽视。工业4.0的推进将促使产业结构进行重大调整，部分传统行业和岗位可能会被淘汰，新的产业和职业将会出现。这一过程中，如何平衡新旧产业的转换、保障劳动力的顺利转移，是政府和社会需要共同面对的挑战。
再者，技术人才短缺风险。工业4.0的发展高度依赖于技术创新和人才支持。当前，中国在某些高端技术领域仍存在人才缺口，特别是在大数据、云计算、人工智能等前沿技术领域，技术人才的培养和引进成为制约工业4.0发展的瓶颈之一。
此外，国际竞争风险也是中国工业4.0需要正视的问题。随着全球化的深入发展，国际竞争愈发激烈。一方面，中国需要面对来自发达国家在高端制造业领域的强大竞争；另一方面，也需要注意新兴市场国家在成本控制和市场拓展方面的竞争。如何在国际竞争中保持优势，是中国工业4.0发展过程中需要解决的关键问题。
最后，标准化和互操作性风险。工业4.0涉及众多新技术的应用和整合，不同设备、系统之间的标准化和互操作性成为关键。缺乏统一的标准和协议可能会导致资源浪费、效率降低，甚至影响整个生产系统的稳定性和安全性。
千际投行认为，中国工业4.0的发展虽然前景广阔，但也面临着技术安全、产业结构调整、技术人才短缺、国际竞争以及标准化和互操作性等多方面的风险。应对这些风险，需要政府、企业和社会各界的共同努力，通过加强技术研发、优化产业结构、培养高端人才、加强国际合作和制定统一标准等措施，确保工业4.0健康、稳定、可持续地发展。
3.4 竞争分析
波特五力模型是迈克尔·波特提出的一个用于分析行业竞争状况的框架，该模型通过分析五个方面的力量——行业内竞争者、潜在的新进入者、替代品的威胁、供应商的议价能力和买家的议价能力，来评估行业的竞争强度和盈利能力。在中国工业4.0的背景下，我们可以利用波特五力模型来分析其竞争状况。
信息来源：千际投行 资产信息网 iFinD
行业内竞争者
中国工业4.0市场竞争激烈，众多企业在智能制造、自动化技术、信息技术等领域展开竞争。随着技术的不断进步和应用场景的扩展，企业间的竞争已从单一的产品和服务竞争转变为综合实力的竞争，包括技术创新能力、市场响应速度、定制化服务能力等。
潜在的新进入者
中国政府对工业4.0的大力支持，以及市场巨大的潜在需求，吸引了众多新进入者。这些新进入者包括初创企业、跨国公司以及其他行业的转型企业，它们通过资本、技术和创新模式的投入，为市场带来新的活力，同时也加剧了行业竞争。
替代品的威胁
随着技术的迭代更新，新的技术和解决方案不断涌现，替代品的威胁逐渐增大。例如，云计算、大数据等技术的发展，为企业提供了新的生产和管理方式，这可能会对传统工业自动化设备和信息系统构成替代威胁。
供应商的议价能力
在工业4.0领域，高质量的原材料、先进的生产设备和技术服务是生产的关键。供应商如芯片制造商、软件提供商等在市场中占据重要地位，其议价能力较强。然而，随着市场参与者的增加和全球供应链的完善，企业也在寻求多元化的供应渠道，以降低对单一供应商的依赖。
买家的议价能力
随着信息透明度的提高和市场选择的增多，买家（尤其是大型制造企业和集团）的议价能力增强。他们更加关注产品和服务的性价比、技术支持以及定制化服务能力，这要求供应商不断提升自身的竞争力，以满足市场需求。
我们认为，中国工业4.0的竞争状况表现为行业内竞争激烈、新进入者频繁、替代品威胁日增、供应商和买家议价能力不断变化。在这样的市场环境下，企业需要不断创新和提升自身能力，以应对复杂多变的竞争挑战。
3.5 重要参与企业
表 部分工业4.0板块上市公司
资料来源：资产信息网 千际投行 iFinD
1/ 美的集团（000333.SZ）
“科技尽善，生活尽美” – 美的集团秉承用科技创造美好生活的经营理念，经过53年发展，已成为一家集智能家居、楼宇科技、工业技术、机器人与自动化、数字化创新五大业务板块为一体的全球化科技集团，过去5年投入研发资金近450亿（年营收占比3.5%以上），在全球拥有28个研发中心和34个主要生产基地，产品及服务惠及全球200多个国家和地区约4亿用户。
2/ 中控技术（688777.SH）
浙江中控技术股份有限公司成立于1999年，是高新技术企业和国家技术创新示范企业。始终秉承“让工作与生活更轻松”的使命，致力于面向以流程工业为主的工业企业提供以自动化控制系统为核心，涵盖工业软件、自动化仪表及运维服务的智能制造产品及解决方案，赋能用户提升自动化、数字化、智能化水平，实现工业生产自动化、数字化和智能化管理。
3/ 海康威视（002415.SZ）
海康威视是以视频为核心的智能物联网解决方案和大数据服务提供商，业务聚焦于智能物联网、大数据服务和智慧业务，构建开放合作生态，为公共服务领域用户、企事业用户和中小企业用户提供服务，致力于构筑云边融合、物信融合、数智融合的智慧城市和数字化企业。
第四章 未来展望
随着全球经济环境的深刻变化和科技革新的加速步伐，中国工业4.0的发展正站在新的历史起点上。这一时代背景下，中国制造业的转型升级不仅是迫切需求，更是跨越发展的重要机遇。展望未来，中国工业4.0的轨迹将是一个融合创新技术、智能制造、绿色发展和国际合作的多维发展过程。
技术创新将持续作为推动工业4.0发展的核心动力。人工智能、物联网、大数据和云计算等前沿技术的深度应用，预示着制造业将迎来生产效率和产品质量的双重提升。智能工厂的构建、数字孪生技术的应用和定制化生产的普及将成为制造业新的发展方向，使企业能够更灵活地响应市场需求，提供个性化解决方案。
同时，绿色可持续将成为工业4.0发展的重要维度。面对全球环境保护的共同挑战，中国工业将通过技术创新实现生产过程的绿色化、减少能源消耗和废物排放，推动制造业向更加环保和可持续的方向发展。
产业生态的整合与优化也是未来工业4.0发展的关键。通过打造紧密协作的产业链和供应链，优化资源配置，中国制造业将提升整体竞争力，实现更高效的生产和运营模式。
在国际合作与开放创新方面，中国将积极融入全球价值链，通过“一带一路”等国际合作平台，深化与国际先进企业和研究机构的合作，促进技术交流和人才流动，加速工业4.0的全球化进程。
千际投行认为，中国工业4.0面临的挑战不容忽视，包括技术创新能力的提升、高技能人才的培养以及转型升级的内部阻力等。中国需要构建一个更加开放、创新、协同的工业体系，通过政策支持、教育培训和国际合作，共同推动中国工业4.0迈向更加智能化、绿色化、国际化的未来。
作者：千际投行
封面：AI 生成
原文标题 : 2024年中国工业4.0行业研究报告
