行业投资评级 - 报告未提供行业投资评级 [4][6] 核心观点 - 流程工业制造商在提升盈利能力、提高资本效率及实现可持续发展方面面临持续压力，需利用智能制造、工业4.0和工业物联网等数字技术实现转型 [6] - 横河电机将工业自主化定义为具有学习和适应能力的工厂资产和运营，可在最少人为干预下做出响应，使操作员负责更高级别的优化工作 [15][21] - 数字技术是实现制造流程自我优化和工业自主化的核心 [15][21] - 横河电机认为对于许多最终用户而言，自主运营是实现智能制造的最终目标 [31][37] - 智能制造需要应用最新技术、集成信息系统和数字孪生等应用，将过程、设备、技术和人员有机联系，以实现稳定、可持续和可盈利的运营 [54] 背景 - 数字技术的快速发展和广泛应用有助于提高制造业的效率和竞争力，数字化已成为支撑许多组织生存发展的战略要务 [8][13] - 自数码相机问世以来，相机胶卷市场已大幅萎缩甚至被数码相机取代 [8][13] - 由于供应链改革和一对一互联网营销，一些主流IT制造商已在PC制造业的激烈竞争中脱颖而出 [8][13] - 变革的发生速度意味着制造商必须通过应用数字技术和提高数据利用率来不断变革业务，提高竞争力，观望转型并非明智选择 [8][13] - 市场和行业必须改变其审视自己和运营的方式，需要广泛采用数字技术，实现比各传统组织更高的灵活性和敏捷性 [8][13] - 纵向和横向整合以及其他协作方式是进行这些尝试的重要推动力 [8][13] - 数字化转型定义为使用数字技术加速公司业务战略的新方式，通过应用数字技术赋予人员权力、优化过程并实现组织系统的自动化，从根本上调整业务绩效 [10] - 数字化转型还需考虑领导力、新技能和变更管理等问题，确保成功实现 [10] - 通过整合数据和业务流程并互联工作人员和管理人员，数字化转型可以创造价值 [11] - 流程工业数字化转型成熟度模型涵盖业务策略和流程、员工和文化、IT/OT联合、数据状态、技术状态等维度，从脆弱、稳定且可重复的操作、可操作、行业领先的效率优化到可持续且自主化 [12] 从工业自动化到工业自主化(IA2IA) - 工业自动化为流程工业带来了巨大收益，横河电机通过利用其流程工业知识帮助多个操作实现了自动化和无人操作 [15][21] - 流程行业将通过重点发展创新领域进一步推进工业自主化，如预测性维护、智能能源消耗、路径灵活性、远程监控、人机协作、数字化绩效管理、实时供应链优化、先进过程控制、数字化质量管理和数据驱动式需求预测 [15][21] - 工业自动化执行一系列高度结构化的预定义任务，每项任务都需要人为监督和干预以防出现错误 [16][20] - 人员必须在预定义任务之间执行其他临时任务，最终安全且可盈利地完成整个过程 [16][20] - 有些流程需要大量人为监督和干预，如启动、关闭、牌号切换、质量控制调整和异常情况管理 [16][20] - 与工业自动化相比，工业自主化通过增加智能传感和人工智能层级，预测并适应已知和不可预见的情况，无需持续的人为干预 [18] - 在完全自主的运行中，工业自主系统负责从启动到关闭的所有操作 [18] - 在工厂内，任何过程或操作都可以实现自主运营，包括操纵和控制过程以及执行制造操作步骤、计划和调度、供应链活动、利润优化和合规性措施 [18] - 还可以实现装置、设备、单元和业务系统（理想情况下是整个工厂）的自主运营，每个设备都具有自主意识并能理解和适应其操作环境 [18] - 工业自主化成熟度水平包括自动化、半自动化、半自主、自主运营、自主编排、共生自主等阶段 [19] - 自主运营之旅的客户收益包括提高安全性效率和可用性、利用数据提高效率、不同业务和功能的集成、企业生态系统集成、优化跨行业的生态系统、打破孤立共享信息提高盈利能力、实现安全和更高效的操作、提高生产率、实现更好的协作和产品优化、创造新业务机会、价值链优化、公司之间无障碍 [19] - 一些具有前瞻性的公司已开始考虑自主运营，也有一些公司正在推进无人值守的远程操作 [23] - 对于现场操作而言，意味着从缺乏自主性（人工执行所有任务）过渡到中级自主性（系统识别任务并指导操作员操作，提供完成各项任务的方法指导）[23] - 在实现自主化的过程中，必须将手动任务转换为全自动任务，只需在特殊情况下进行人工操作，完全自主的操作无需人为干预 [23] - 机器人技术可以发挥关键作用，执行所有必要的现场操作和维护任务 [23] - 流程工业制造商应尽快实施工业自主化，提高生产率、灵活性和盈利能力 [23] - 工业自主化还可以减少人为失误，使人员远离危险环境，有助于弥补因大量人员变动而造成有经验工人流失的情况 [23] - 在某些行业，短时间内很难实现完全自主运行的工厂，但预计可以根据应用、需求和成本/收益比实现某些功能的自主化 [23] - 随着工厂人员在工作时掌握了自主系统的使用方法，人为干预和决策将继续发挥重要作用 [23] - 横河电机帮助流程工业制造商连接其价值链的重要组成部分，从而在工业自主化的过程中实现更高效、更智能的制造 [24] 流程工业中的智能制造 - ISO和IEC定义的智能制造为：通过在网络、物理和人员领域中综合、智能地使用流程和资源来创造和交付产品和服务，并与企业价值链中的其他领域进行协作，从而提高其绩效方面的制造 [26] - 绩效方面包括敏捷性、效率、工厂安全、网络安全、可持续性或企业确定的任何其他绩效指标 [26] - 除制造外，其他企业领域还可以包括工程、物流、市场、采购、销售或企业确定的任何其他领域 [26] - 智能制造包含制造运营的数字化转型，适用于流程工业 [26] - 横河电机提供端到端的解决方案，涵盖从原料采购到产品交付的整个供应链价值链，以及从计划、设计、建造、试运行、启动到生产/制造和维护的设施和过程资产生命周期 [26] - 通过将一流的领域知识与100多年的行业专业知识和生产自动化解决方案相结合，横河电机在优化资产生命周期、生产和完整的供应链方面拥有经过验证的成功案例 [26] - 智能制造的范围广泛，是一段发展历程，IIoT和云级别的工厂和企业外的连接可以提供包括供应链信息在内的数据无缝集成，从而实现智能制造 [29][35] - 为了实现智能制造，不仅需要在新技术可用时引进新技术，还需要根据对未来的一致愿景以及对现状和问题及其预期结果的分析，确定采用各解决方案的优先顺序 [30][36] - 通过根据各流程工业制造商的业务环境使用各种方法来实施智能制造计划，横河电机可以与流程工业制造商进行合作 [30][36] 整个供应链和工厂资产生命周期的信息集成 智能制造信息集成的问题和解决方案 - 实现智能制造会面临很多问题，如由于网络安全要求、授权员工的相关组织问题、信息不一致、需求预测的准确性和其他问题，很难实现系统之间的集成 [34] - 从更广泛的角度来看，有很多无法内部解决的问题，如经济和市场的急剧变化 [34] - 虽然有很多现有的智能制造技术，但是尚未建立简单通用的方法来确定实现智能制造所应用的技术 [34] - 横河电机通过将流程、技术和人员相关联，可以为流程工业制造商提供支持，从而实现智能制造 [34] - 横河电机相信，通过将系统和数据、预测性和快速行动进行集成并采用数字孪生等最新技术，可以实现智能制造 [34] - 为了将数据转换为信息，组织需要获取准确可靠的数据，并通过将其转换为可用且有价值的信息来更快地进行利用 [40][44] - 该目标很难在分级的系统、通信和组织中实现，通过建立纵向和横向集成并对信息进行分析，流程工业制造商实现目标的能力将大大提高 [40][44] 智能制造需要通过数字化转型平台实现安全无缝的系统集成 - 为了实现智能制造，无论组织将其数据存储在内部还是在云端，横河电机提供的解决方案都可以测量工厂数据并将其转换为有价值的信息和情报 [41][45] - 系统的无缝集成非常重要，IIoT和云级别的工厂和企业外的连接可以实现业务、生产和供应链数据的无缝集成 [41][45] - 过程制造操作的构建和设计包含各种关键任务设备、控制系统和人机界面，大部分项目都包含软件并要求某种形式的系统集成 [41][45] - 常见项目包括集散型控制系统、安全仪表系统、储罐计量系统、可编程逻辑控制器和其他自动化组件 [41][45] - 这些组件从仪表、分析仪和其他现场设备接收输入信号，通过将软件逻辑应用到这些输入信号，可以将输出驱动到阀门、电机和其他设备 [41][45] - 对于基建项目，大多数设计工作都是一次性提前完成的，在整个过程工厂运营生命周期中有很少或没有正式的更改计划 [41][46] - 为了支持长期的灵活性以及持续的资产和技术更新，OT架构正朝着开放、模块化和可互操作且具有强大网络安全性的框架发展，如开放流程自动化论坛框架 [41][47] - 这样可以将用于控制的硬件与执行控制功能的软件进行解耦，使用少量的商用现有IT硬件也可以创建完全不同的自动化系统架构，从而创建新一代的先进自动化软件 [41][47] - 这种新方法将在工厂车间创建高度的互操作性，公司更为广泛的IT系统也同样需要具有互操作性，因此必须在整个企业范围内全面考虑软件架构 [42][48] - 需要一种新的混合架构将OT与IT系统进行集成，并研发未来的应用程序，横河电机将这种架构称为数字化转型平台，该平台也可以用于连接IIoT设备和基于云的系统 [42][49] - 边缘系统是OT与IT融合的重要起点，通过将内部或基于云的工程和解决方案应用程序的边缘和云数据相结合，可以实现理想的数字化解决方案 [42][50] - 利用DX平台创造新机遇，包括灵活和可扩展的连接性、可访问性、可用性和可持续性 [43] - 传统的连接需要布线和大量软件配置，会造成数据可用性成本较高，DX需要数据，具有灵活、可扩展且价格合理的特点 [43] - 通过集中部署数据、信息和应用程序，用户能够轻松安全地访问DX获取相关信息 [43] - DX解决方案经验证具有可靠性，结合企业内部保留的重要信息，解决方案具有可持续性 [43] - DX利用新型数字技术加强传统制造流程，推动制造业向前发展并解决效率低下的问题 [43] - 横河电机通过开发架构和应用程序充分利用数字技术（如AI、IIoT和基于云的应用程序），从而提高流程工业制造商的绩效 [43] - 横河电机还帮助流程工业制造商通过DX流程变革其绩效，从而带来新的增长机会 [43] 工厂资产信息和工程自动化的集成与管理的未来方向 - 横河电机提供的项目服务可以处理从设备到工厂层级的信息 [52][53] - 根据前端工程设计、详细设计、运营和报废的可行性研究，工厂资产设计可以每天更改 [52][53] - 在很多情况下，工厂数据针对各目标单独设计，但是这些数据应在整个资产生命周期中保持一致 [52][53] - 正在逐步推进相互利用这些数据的解决方案，并应该加快这些改进进程 [52][53] - 横河电机在不断扩展工程自动化和资产自动诊断 [52][53] - 将不同的工厂数据进行整合和管理，并将数据转换为信息、知识和情报，以便在整个资产生命周期中进行综合利用 [52][53] - 这将通过利用数字数据、建模技术、知识管理、数字孪生和信息集成来实现 [52][53] 结语 - 智能制造需要应用最新的技术、集成信息系统和数字孪生等应用，将过程、设备、技术和人员有机地联系起来，以实现稳定、可持续和可盈利的运营 [54] - 为此需要构建一个未来愿景，了解工厂车间运营的真实情况 [54] - 横河电机将与流程工业制造商共同创新，通过将组织的人员、系统、数据、服务、资产和供应链进行整合，实现敏捷和自适应管理，从而全面优化运营并持续创造价值 [54] - 横河电机的解决方案、应用程序和持续创新可以实现更高效、更智能的工厂运营，从而使公司业绩持续跻身前列 [54]