2022年中望软件研究报告 国产工业设计软件先行者,专注CAx领域二十载1 国产工业设计软件先行者,专注 CAx 领域二... 

广州中望龙腾软件股份有限公司是领先的CAx(CAD/CAE/CAM)解决方案提供商。公司成立于1998年,专注于工业设计软件超过20年。公司以2DCAD起家,2010年通过收购美国VXCAD/CAM研发团队成功突破3DCAD;2019年起,公司正式发布Allin-OneCAx战略,并于同年推出了首款全波三维电磁仿真软件ZWSim-EM,正式切入CAE领域。目前公司已经建立了以“自主二维CAD、三维CAD/CAM、电磁/结构等多学科仿真”为主的核心技术与产品矩阵,实现了对产品设计、分析、制造全流程的全覆盖,系列软件产品已经畅销全球90多个国家和地区,正版用户突破90万,广泛应用于机械、电子、汽车、建筑、交通、能源等制造业和工程建设领域。

公司上市以来股权结构稳定,员工持股比例较高。公司实际控制人为李红和杜玉林夫妇,共计持有公司41.98%的股份。杜玉林先生现任公司董事长、总经理,先后毕业于武汉测绘科技大学(后并入武汉大学)、中山大学获学士、硕士学位,曾就职于中望商业担任系统工程师,拥有良好的教育背景和技术开发经验。厦门梦泽、厦门森希、厦门硕裕和厦门雷骏为公司的四大员工持股平台,共计持有10.34%的股份。2022年3月,基于对公司未来发展前景的信心及内在价值的认可,梦泽投资、森希投资、硕裕投资全体合伙人协商并一致决定,延长减持期限及降低减持上限。

(1)2DCAD产品

ZWCAD是一款通用的二维设计平台软件,是公司经过20多年持续研发的核心产品,与国外主流二维CAD在数据、功能、API等方面高度兼容的同时,拥有更佳的性能,为广大用户提供稳定、流畅的设计体验,满足工程建设、机械制造等众多行业客户的各类设计需求。同时,公司也提供针对学校的2DCAD教育专用版。

ZWCAD具备丰富的二次开发软件产品。公司20多年来在行业应用产品上持续投入,形成了丰富的二次开发应用,覆盖机械、建筑、模具等多个垂直行业。中望CAD机械版拥有丰富的机械零件库和充分的BOM表达,打通机械设计、制造壁垒。中望CAD建筑版采用二三维一体化设计,设计过程智能联动,在建筑设计领域得到广泛应用。此外,公司还有中望模具、中望结构、中望景园、中望水暖电等行业应用软件,满足各行业客户的专业化应用需求。

(2)3DCAD产品

公司的3DCAD系列产品主要包括具有自主Overdrive几何建模引擎的三维CAD/CAM一体化软件平台ZW3D产品,以及面向教育行业的教学、创意设计等一系列的三维教育软件产品。ZW3D是CAD/CAE/CAM一体化软件平台产品,集“数据交互、实体造型、曲面造型、装配设计、工程图设计、模具设计、钣金设计、管道设计、机电协同设计、2-5轴CAM加工、结构仿真”等功能模块于一体,广泛应用于3C电子、模具设计、通用机械设计等制造业领域。

(3)CAE产品系列

公司的CAE系列产品包括基于自主三维几何建模引擎技术的开放式通用前后处理平台ZWMeshWorks产品,基于多算法的通用三维全波电磁仿真分析软件ZWSim-EM产品以及通用有限元结构仿真分析软件ZWSimStructural产品。目前,公司CAE产品处于研发验证阶段,发展周期短,未形成大规模应用。

1.22DCAD贡献主要收入,商业市场和教育市场同步发力

布局教育市场和海外市场,国内市场占比持续提升。从下游市场的应用来看,公司的软件产品收入主要来自于商业市场,教育市场也贡献了20%左右的收入。公司坚持境内外同步发展,致力于让产品走向全球,2017年海外收入占比达到24%,近5年来海外占比收入有所下滑,主要是由于国内市场需求增长较快。2021年国内市场收入占比81.98%,海外市场收入体量首次突破亿元,占比17.7%。

1.3研发团队技术背景过硬,积极实施激励政策

研发队伍规模快速扩大,建立六大研发中心。公司秉持吸收国内外优秀人才与内部培养相结合的方式,加强研发团队建设,上市以来研发人员数量快速增长。截至2022Q2,公司研发人员增加至821名,同比增长71.04%,占公司员工总人数的48.67%。研究生及以上学历占公司研发人员的比例为35.93%,其中包括毕业于剑桥大学、康奈尔大学、杜克大学、普渡大学、浙江大学、中国科学技术大学等国内外知名高校的博士22人。目前,公司共有广州、武汉、北京、上海、西安及美国佛罗里达州六大研发中心。其中美国研发中心是一支以博士为主体,平均拥有近30年3D开发经验的资深专家团队。强有力的研发队伍给公司产品的持续研发迭代注入不竭动力,是公司产品保持竞争力的关键。

公司重视人才激励,积极制定员工持股计划。公司于2022年6月制定二期员工持股计划,激励范围为核心管理人员及核心业务骨干共120名,考核目标为2022-2024年营业收入增长率分别为30.00%、69.00%、119.70%,触发值分别为25.00%、56.25%、95.31%。较高的营收增速目标彰显了管理层的发展信心。通过员工持股计划的实施,公司建立了与员工的利益共享机制,能够进一步激发员工的积极性。

1.4业绩高速增长,研发投入保持高水平

公司处于快速成长期,费用投入较大,销售和研发投入双管齐下。公司的毛利率水平保持在97%以上,符合公司作为通用型纯软件公司的毛利率特点。费用率方面,公司2021年的销售/管理/研发费用率分别为43.15%/9.08%/32.79%。公司的研发费用持续增长,研发费用率一直保持在30%左右,用于保证公司2D、3DCAD产品的升级迭代,以及CAE仿真分析技术的研发。同时,公司坚持市场和研发两手抓,近年来持续加大市场拓展力度,加强销售体系的建设。由于公司在国内市场采取直销为主,经销为辅的销售模式,为了更好地服务终端客户,缩短服务半径,公司服务中小客户的直销团队规模迅速扩大,因而销售费用占营收比重较高,2021年销售费用率达40%以上。

人均创利逐年提升,现金流较为充裕。公司上市以来员工数量增长较快,人均创收小幅下滑,人均创利仍持续上升。公司的主要产品为通用型软件,无需做定制化开发,客户服务主要是做好培训,因此公司的人均产值较高。2021年人均创收47.26亿元,人均创利13.88亿元。同时,公司销售回款周期较短,经营性现金流量持续增长,且每年均超出归母净利润水平,显示公司盈利质量较好,现金流较为健康,能够有充足的资金投入产品的研发迭代。

2.1CAx软件:研发设计类工业软件,技术壁垒极高

CAx软件贯穿产品研发活动始终,从源头控制产品成本,大幅提高产品经济效益。在制造业产业链中,CAD、CAE、CAPP、CAM等研发设计类工业软件可覆盖工业产品全生产流程,提升产品开发效率、降低开发成本、缩短开发周期、提高产品质量,实现可视化、远程操作、智能控制等目标。根据工业软件白皮书的数据,一般产品设计阶段的成本仅仅占整个产品开发投入成本的5%,但是产品设计却决定了75%的产品成本。因此,CAx软件可以帮助企业在从源头控制产品成本,提升产品经济效益。

CAx软件是CAD/CAE/CAM等系列软件的统称,具体包括以下几个主要类别:

CAD(CAD-ComputerAidedDesign)指计算机辅助设计:是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行数值计算、信息存储和工程制图等项工作。该类软件承载大量数据信息,能够实现高效、精准处理各类数据,助力设计人员对不同方案进行大量的计算、分析和比较。CAD软件又可分为2DCAD软件与3DCAD软件。2DCAD软件主要提供二维视图的绘制,更加侧重于图纸的细节表达,广泛应用于工程建设的施工图设计以及制造业的二维设计等,可以简化设计,大大降低人工作图的工作量;3DCAD软件的核心是三维建模,通过实体/曲面等建立三维模型,以可视化方式进行产品设计,在航空航天、汽车、模具、建筑施工等行业有着广泛应用。

CAE(ComputerAidedEngineering)指计算机辅助分析:主要指用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析,对零部件、装置(整机)乃至生产线、工厂的工作状态和运行行为进行模拟,从而及早发现设计缺陷,并证实未来工程、产品功能和性能的可用性与可靠性。CAE涵盖领域包括有限元分析(FEA)、计算流体动力学(CFD)、多体动力学(MBD)、耐久性和优化等。

CAE通常用于航空航天、船舶、汽车、消费电子等行业。仿真能够使工程师了解其设计在数百万种真实世界场景中的行为表现,同时能够减少、甚至消除对昂贵的物理测试的需求。离开了工业软件数字化形式的设计和仿真验证,依托研制一个个实体样机试错研发推进模式,研发过程就变得极其复杂,研发周期就会大大拉长,试错成本就变得极大。通常产品价值量和复杂程度越高,对CAE的需求也就越刚性,因为真实试验往往具有破坏性,价值量越高的产品其真实试验的成本就越高,产品的复杂度越高,真实试验就越复杂,在研发时越需要应用到仿真技术。因此,CAE多用于航天、船舶、消费电子等行业。

CAM(ComputerAidedManufacturing)指计算机辅助制造:主要是利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动,即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,处理产品制造过程中所需的数据,控制和处理物料的流动,对产品进行测试和检验等。

2.2空间:CAx市场“小而精”,国内需求空间广阔

我国CAD市场规模较小,呈现较高增速趋势。根据艾瑞咨询数据,全球CAD市场于2020年达到接近100亿美元规模,增长趋势较为稳定。我国工业信息化程度相比欧美发达国家较低,2020年CAD市场规模约在35亿元人民币,较欧美发达国家的市场规模差距较大。但随着我国工业信息化程度快速发展,用户对CAD软件的需求显现,我国CAD市场规模增速因此高于全球市场,并呈现持续保持较高增速趋势。

全球CAE行业市场规模处于稳定增长状态,我国CAE市场处于起步阶段。2020年全球CAE行业市场规模为81亿美元,同比上涨10.96%,年均复合增长速度为12.81%,保持稳定增长,预计到2025年全球市场规模将达到128亿美元。2018年中国CAE行业市场规模约为14亿元,同比上涨16.67%,预计2021年市场规模达到21亿元,年均复合增速为16.2%,增速快于全球。目前CAE仿真技术在国内整体仍处于起步阶段,但随着高端制造需求的提升,CAE在我国制造业将加速渗透。

2.3格局:海外巨头占据主导地位,国内厂商加速破局

2.4机遇:智能制造+国产替代+正版化三重因素驱动

工业软件是提高智能制造水平、实现制造业高端化转型的关键。根据中国工程院《制造强国战略研究报告》,我国工业化进程大体分为三个阶段:1953-1990年,我国处于工业化初期阶段,主要以轻工业、消费品工业为主;1990-2020年,我国处于工业化中期阶段,主要以重工业为主,即由原材料为重心的结构转向以加工、组装工业为重心的结构;2020年我国正式进入工业化后期阶段——高新技术化阶段,由以加工、组装工业为中心的结构转向以高技术生产资料研发为重心的结构。以CAx为代表的研发设计类软件处于工业生产的起点,与企业数字化转型、研发能力提升与技术创新有着密不可分的联系,直接影响着国家关键产业的核心竞争力。

中国工业软件市场规模超2000亿,未来市场空间广阔。据工信部数据,2021年我国工业软件产品实现收入2414亿元,同比增长24.8%。2020年我国工业软件市场规模占全球比例约为7.14%,对比我国制造业增加值在全球占全球份额为25.27%,可以看出国内工业软件的渗透率明显偏低,工业软件市场还存在约4倍的增长空间。图表40:2012-2021中国工业软件产业规模及增长率图表41:中国工业增加值和工业软件市场规模占

3.12DCAD:性能接近AutoCAD,具备较强性价比优势

ZWCAD从性能上已经接近AutoCAD,具备极强的兼容性且学习成本低。公司的二维CAD产品ZWCAD在功能完备性、图形处理效率、交互流畅性等方面已经可以对标国外二维CAD标杆AutoCAD。此外,ZWCAD还有以下几大优势:1)兼容性:ZWCAD能够高度兼容主流2DCAD图纸格式(如DWG、DWT、DXF、DWF),可直接读取和保存常见图形信息,确保文件交互无障碍。此外,ZWCAD与其他2DCAD软件操作界面和绘图功能命令类似,简单易学。2)拓展性:ZWCAD拥有强大的API接口,支持各专业设计模块无缝切换,使得ZWCAD能满足不同专业的应用。同时,强大的API接口还为ZWCAD满足用户个性化需求奠定了基础,公司可以通过API接口将个性化需求定制应用与ZWCAD衔接,更好的支持用户的拓展需求。

3.23DCAD:自主内核为基,灯塔客户牵引,产品不断升级迭代

公司拥有自主知识产权的几何建模内核。公司3DCAD产品的混合建模内核Overdrive是国少有的实现商业化应用、在工业设计领域被大规模实践验证过的三维几何建模内核技术。公司于2010年收购了成立于1985年的VX公司的知识产权及团队,于2010年正式推出首款3DCAD软件ZW3D。在此基础之上,公司进行了十余年的高投入自主研发,结合国内外用户在多应用场景下的实践经验,对产品不断更新迭代,最终打造成为具有多种建模功能、高兼容性及自主几何建模内核的3DCAD平台软件ZW3D。2019年公司开始新一代3DCAD几何建模内核的研发,拟进一步扩大3DCAD建模技术在高端制造业的应用,同时为面向智能建造行业的BIM技术提供底层支撑,为国内智能制造、智能建造、流程工厂行业提供中国自主的3D几何建模内核。

自主的内核技术是公司得以对产品进行持续创新和迭代的根本。公司对3DCAD产品的几何建模内核拥有自主知识产权,具备底层开发能力,产品核心模块不依赖于第三方供应商,有效避免了在商业竞争及贸易争端中被第三方“卡脖子”的情况,保证了公司的研发自由度和产品的持续迭代能力。经公司统计,2010年收购VX公司后推出的第一版3DCAD产品ZW3D2010共有约464万行代码,而ZW3D2020共有代码约949万行,公司从收购至今持续投入高额研发费及人员,对ZW3D产品进行升级。以最近5年为例,公司每年都会对ZW3D进行一次版本升级,通过自主研发的形式实现了多项主要技术改进。

中望3D2023版发布,产品力大幅突破。公司持续强化ZW3D关键核心技术,提升ZW3D在复杂应用场景下的设计能力和效率。2022年4月发布的中望3D2023版新增和优化了250多项实用功能,实现了智能建模、多场景大装配、针对零件加工的CAM能力的全面升级;在关键技术能力上不仅在曲面G3连续上有所突破,还新增结构仿真模块,实现设计仿真制造一体化,大幅度缩短从产品设计到产品制造的开发周期,进一步帮助用户提升设计效率。高阶曲线曲面连续技术已成为现代高质量产品设计必备的核心技术,是衡量一款三维CAD软件建模能力的重要指标,同时也是几何计算机辅助设计的技术攻关难点。目前,中望3D全面支持G3曲线连续、G2曲面连续与局部G3曲面连续,曲面建模能力接近国外主流三维CAD软件产品,能够基本满足汽车外形及其他现代产品设计的需求。

3.3CAE:加速突破核心技术,All-in-OneCAx打开长期成长空间

公司致力于为客户提供集设计、仿真、制造全流程于一体的All-in-OneCAx解决方案。公司将打造基于模型定义和数据驱动的一体化协同平台,用同一套数据源,来覆盖产品研发制造不同阶段的信息交互,实现CAD/CAE/CAM等研发制造数据的统一、技术能力和产品功能的模块化调用。目前公司的产品已实现了2D/3DCAD一体化和CAD/CAM一体化。未来公司将加深CAD-CAE的一体化程度,打通CAD与CAE的数据链接,最终实现设计(CAD)、仿真(CAE)、制造(CAM)和产品数据管理(PDM)的一体化。

对标海外巨头,公司收入增长空间较大。对比公司与全球主要CAx公司的营收规模来看,公司2021年的营业收入较达索、Autodesk两大巨头收入体量差距较大,即使是对标CAx后期之秀PTC也有约2倍的增长空间。从收入增速来看,老牌厂商均已进入平稳增长期,公司的收入增速远超其他厂商,呈现高速追赶趋势。

3.4持续加强生态建设,发力教育市场深化产教融合

公司致力于与工业及工程领域的专业应用开发商合作建设生态圈,打造面向不同行业领域的解决方案。针对国内市场,公司继续积极构建国产工业软件生态圈,并先后与北京天正软件股份有限公司、南京狄诺尼科技有限公司、广东南方数码科技股份有限公司等不同专业应用开发厂商合作,联合推出基于中望二三维平台的行业应用全国产解决方案,合作领域覆盖能源电力、公路交通、工程算量、协同设计与管理等多个领域。针对国外市场,公司与多个国家的重要专业应用开发商合作,合作范围覆盖了勘测、市政设计、暖通设计和协同设计等多个领域。2021年,公司与国内外不同专业的二百余家应用开发商合作,发布了近三百个行业解决方案。公司加大与国外开发商合作伙伴的线上和线下的联合推广,搭建了生态沟通与交流的平台价值链,助力公司国际化战略的稳步推进。公司主办的面向行业、合作伙伴和广大用户的ZWorld(中望全球生态大会),截至2022年已经连续举办了10届,有效扩大了公司在全球的品牌影响力。同时,公司持续提升全球的经销商伙伴数量和密度,全球代理商总数已超260家,并设立美国、越南子公司,积累了成熟的全球化业务开拓、技术服务与营销推广能力。

重点发力教育市场,持续深化产教融合。公司自2008年开始持续投入教育事业,针对不同年级,不同专业推出了建筑、机械、3D、识图等模块的一系列教育产品,形成了覆盖职教、普教、高教的产品矩阵。教育版2DCAD产品包括ZWCAD教育版、中望机械CAD教育版、中望建筑CAD教育版、中望建筑装饰仿真实训评价软件等。教育版3DCAD产品包括专为开拓中小学生的创新设计思维开发的3DOne、中望3D教育版等。面向职业和高等教育,公司已为3000多所本科、职业院校提供人才培养解决方案,并服务K12学校/机构超70000所。我们认为公司布局教育市场能够从早期培养用户使用习惯,有助于公司长期的用户开拓和产品推广。

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