CAX类工业软件行业分析报告课件.ppt
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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
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