工业软件系列研究之三 | 中控技术:流程工业自动化龙头,工业软件开启新成长

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✔中控技术为流程工业控制龙头,加速布局工业4.0。中控技术深耕流程工业,目前公司产品包括自动化控制系统、工业软件、仪器仪表及运维服务。其中,公司在DCS领域连续十一年市占率第一,SIS领域2021年市占率第二。在以自动化为核心的工业3.0具备优势基础上,公司大力开拓智能化为核心的工业4.0业务。此外公司加快国际化战略,大力部署东南亚、南亚、西亚等地区,目前已获沙特阿美供应商资格,未来国际化征程值得期待。
✔流程工业占据半壁江山,DCS国产化继续。中控技术深耕的流程制造行业产值占据工业总产值47%。流程行业广泛应用的DCS系统预计2022年市场规模将达93亿,化工、电力、石化行业应用占比大。DCS系统国产化率持续提升,2001年国产化率大致35%,2019年中控技术、和利时两家份额加总已超过42%;2021年中控市占率已达33.8%,连续11年蝉联第一。
✔ 中观数据看石化、化工、制药行业景气度。1)石化行业:22年三桶油加总资本开支稳健,其中中石化增速近20%领跑;结构上,“十四五”期间,三桶油均加速布局双碳,重视新能源业务,预计此块景气度跑赢整体。2)化工行业:从行业固定资产投资来看,周期大致为5年,22年虽有疫情影响,化工行业22年前4月固定资产投资完成额同比增速跑赢制造业整体。3)制药行业:疫情有望提升需求,2020年医药制造业固定资产完成额逆势增长近30%。
✔ 石油化工涉及工业软件众多,国内厂商积极布局核心基础软件。石油化工行业涉及5大类工业软件,细分品类众多,其中,自主软件中,OT相关底层基础软件空白大、IT相关管理软件成熟度较高;研发设计为短板中的短板。此块,我们聚焦:1)生产管控类软件:MES在能源化工渗透率50%相对较高,中控技术等为代表厂商;APC国内市场中,中控技术市占率第一;工业实时数据库国内已出现中控技术、力控科技等不错厂商。2)石油化工流程模拟软件:分为通用和专用,整体外商主导,但国内厂商积极布局已实现突破。
✔ 海外--艾默生:收并购为常态,自动化厂商持续加强工业软件,与Aspen强强联合。艾默生成立于1890年,通过收购不断拓展业务边界,其自动化解决方案产品多元,涵盖底层测量仪器、终端控制等等,可以覆盖流程及离散工业。艾默生收入中,底层设备仍占绝大部分,但近些年持续加强数据管理、软件领域收购布局,如Aspen/OSI等。其收购的Aspen同样通过收并购完善产品线,目前核心产品为AspenOne解决方案,21财年营收7.09亿美元,由于其走集成化战略且产品标准化程度持续提升,毛利率2021财年已达近90%。
✔公司有望稳健成长,给予“强推”评级。我们预计公司2022-2024年归母净利润为7.62亿元、9.72亿元、12.11亿元,对应增速分别为31.0%、27.6%、24.6%;对应EPS分别为1.53元、1.96元、2.44元。估值方面,参考自动化及工业软件厂商估值水平并结合中控技术历史估值水平,我们给予公司2022年60倍PE,对应目标价约92元,首次覆盖,给予“强推”评级。
✔ 风险提示:下游行业自动化、智能化需求释放存在不确定性;行业竞争加剧;新冠疫情风险;原材料价格波动。


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DCS国产化继续,中观数据探究行业景气度变化
(一) 流程行业占据半壁江山,智能控制等为其智能制造重点投入方向
流程行业产值占据47%,控制、优化决策难度更大。流程型制造是以资源和可回收资源为原料,通过物理变化和化学反应的连续复杂生产,为制造业提供原材料和能源,典型代表为石化、化工、制药等行业;流程行业是制造业的重要组成部分,占据全国规模以上工业总产值的47%左右。与产品可单件计数的离散行业相比,流程行业存在原料变化频繁、生产机理复杂、生产过程连续等特点,使得流程行业的测量、建模、控制、优化决策更为复杂。

智能控制、质量检验、安全环保为流程行业智能制造重点投入方向。中国电子技术标准化研究院等调研显示,在流程行业智能制造投入方向中,安全环保、智能控制、质量检验为重点方向。分行业看,例如,石化和化工行业关注安全生产、炼化过程智能优化与提升、设备智能管理与运维;医药行业则关注数据管理、电子批记录及生产过程管控等。

(二) DCS行业稳健且国产厂商优势加大
1、目前DCS市场近百亿,化工、电力、石化占比超过80%
DCS市场稳健增长,化工、电力、石化行业占比较大且相对稳定。DCS(Distributed Control System,集散控制系统)主要应用于流程行业,2019年市场规模为87.4亿元,预计2022年将达近93亿,年复合增长率近5%。从行业分布来看,化工、电力、石化为前三应用行业(2019年数据),占比分别为37%、24.3%、19.4%。

2、DCS国内厂商实力增强,行业壁垒较高,中控技术石化、化工优势大
DCS国产化程度持续提升,中控技术连续11年国内市占率第一。2001年全国DCS系统套数为4426套,国产系统为1486套,占比35%(资料来源:iianews);2019年,中控技术、和利时市场份额加总已超过42%;2021年,中控技术市场份额已达33.8%,连续11年蝉联国内DCS市场占有率第一名(资料来源:中控技术招股书、中控技术年报)。

DCS系统行业间应用壁垒高,中控技术在石化、化工领域多年蝉联第一。DCS系统实现的是对工艺流程的管控,因此产业壁垒相对较高。厂商往往深耕某几个细分行业赛道建立优势之后,再向其他行业进军。以国外厂商为例,ABB优势在于火电;霍尼韦尔、艾默生则擅长石化。以国内厂商为例:
1)石化、化工行业:中控技术优势大,2021年化工市占率超过50%、石化市占率超过40%;
2)电力行业:除五大发电集团基本均有自研系统外,和利时、科远智慧、新华控制(尤其火电)等表现较优。


(三) 中观数据看石化、化工、制药行业景气度
1、石化行业:中石化2022年计划资本开支增速近20%,三桶油均发力新能源,行业景气度出现结构性变化
中石油、中石化、中海油(俗称“三桶油”)在我国石油行业占据主导地位,从三桶油资本开支开看,2021年合计增速超过10%,2022年增速预计在5.6%左右(采取预计资本支出中枢计算),整体增长较为稳健,其中中石化2022年资本开支有望达到近2000亿,近20%的增速领跑。从发展方向上来看,三桶油加速布局双碳,在新能源板块发力继续。


2、化工行业:行业周期约5年,22年前4月投资跑赢整体制造业
从过去20年化工行业固定资产投资完成额同比数据看,行业固定资产投资周期大致为5年,前几次同比高峰分别发生在2018年、2012年、2007年。2022年虽有疫情等影响,前4个月行业固定资产投资完成额同比高达16.2%,行业景气度跑赢制造业整体。

3、制药行业:医药制造固定资产投资周期性较弱,且疫情有望提升需求
从过去20年医药制造业固定资产投资完成额同比数据看,行业固定资产投资不存在明显的周期性,2020年疫情影响之下整体制造业固定资产投资完成额同比下滑2.2%,医药制造业却逆势增长近30%,2022年1-4月同比增长近10%。

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石油化工工业软件众多,国内厂商积极布局基础软件
(一) 以石油化工行业为例,看工业软件需求
1、石油化工工业软件细分领域众多、涉及近百种软件
石油化工为典型的流程制造业,生产流程涉及原子/分子层级过程、单元/装置层级过程、工厂层级过程,这些过程通过非线性相互作用、动态耦合等协同作用。根据王子宗等人研究,石油化工行业工业软件可分为:研发设计、资产管理、石油供应链管理、生产管控、经营管理5大类,每一大类又可继续细分,如生产管控类可进一步分为过程控制系统、先进过程控制与优化、生产执行与管理三个子类。

2、国内厂商积极布局,但各类产品成熟度分化
在石油化工行业各大类工业软件中,国内厂商积极参与,如在生产管控中,国内厂商中控技术、和利时等参与度高:
1)MES:石化盈科、中控技术等;
2)SCADA:中控技术、和利时等;
3)实时数据库:中控技术、力控科技等;
4)DCS:中控技术、和利时、杭州优稳等。

自主软件中,OT相关底层基础软件空白大、IT相关管理软件成熟度较高;研发设计为短板中的短板。分类别来看,国内厂商表现如下:
1) 研发设计类:石油分子管理软件方面逐步进入市场;基础工具与数据库基本空白;工艺设计与流程模拟基本被外商垄断;
2) 生产管控类:LIMS、MES、OTS等相对成熟;实时数据库新增市场已出现国产优势产品;
3) 供应链类:国产替代难度较低,国外产品基本垄断计划优化与调度优化软件;
4) 资产管理类:国产替代难度为中低,厂商成熟度相对高;
5) 经营管理类:国内ERP产品占据80%市场,但在炼化市场中,高端市场全部为SAP产品。

(二) 聚焦生产管控类工业软件
1、MES:市场格局分散,中控技术等在石化行业优势较大
MES行业快速成长,离散型占比提升。大东时代数据显示,2020年中国MES市场规模为48.5亿元,同比增速18%,预计未来5年年复合增速有望超过30%(超全球增速20PCT)。结构分布上,离散型行业2020年占比为68.2%,较2019年提升6PCT。(注:MES: Manufacturing Execution System,制造执行系统)

汽车、电子行业呈现低渗透、大市场特点。2020年,烟草、能源化工、家具制造业MES渗透率较高,分别为60%、50%、40%;汽车制造、制药、电子行业渗透率较低。但从行业占比来开,2020年汽车制造、电子行业占比位列前二,分别为15%、14%。

国外厂商覆盖行业广泛。由于MES需要跟生产流程结合,因此行业间同样存在差异,从目前厂商布局来看,国外厂商如西门子布局汽车、装备制造、食品饮料、制药等众多行业,同时涉及离散与流程行业,产品较为成熟;国内厂商则专注离散或者流程,如中控技术布局石化、制药等流程行业、赛意信息重点布局电子、装备制造等离散行业。

IDC数据显示,2020年中国制造业MES市场中,西门子、宝信、SAP位列前三,中控技术跻身前八。在流程细分行业中:
1)石化行业:中控技术、石化盈科、霍尼韦尔等较有优势。
2)制药行业:厂商众多,格局分散。2016年调研数据显示,西门子领先,但市占率不足4%;国内厂商宝信软件位列第二,市占率仅为3%。

2、APC:国内市场中控技术市占率第一
ARC数据显示,2019年国内APC及RTO整体市规模为5150万美元,同比增长16.5%,化工、石化为前两大应用行业,中控技术APC市场份额持续提升,2019年为26%,2021年达到28.6%,持续位列第一。(注:APC: Advanced Process Control,先进过程控制)
3、工业实时数据库:未来5年行业复合增长有望超过35%,国内已出现相对领先企业
中国对实时数据库研究起步较晚,亿欧智库数据显示,2020年中国实时数据库市场规模为56亿,预计2025年有望达到269亿。分行业来看,目前流程行业占比大,但离散行业增速更快,有望2025年超过流程行业。

流程与离散制造业虽有工艺流程差别,众多痛点亟待解决,但都需要实时数据库的大容量和低延时等特点作为技术支撑,因此相较MES,工业实时数据库行业扩展难度较低。目前参与者主要为:
国外厂商:OSIsoft、Aspen、honeywell、INSTEP等;
国内厂商:麦杰MAGUS、力控科技、中控技术等。
在石化行业,在存量高端市场中,国外厂商占比超过90%,在新增市场中,国内已出现不错厂商,国内厂商市场拓展障碍之一为存量系统替代实施成本较大。

(三) 聚焦石油化工流程模拟软件
1、流程模拟软件是石油化工行业的核心基础软件
石油化工流程模拟软件为石油化工科研、设计、生产等环节不可缺少的基础工具,涉及化学工程学、化工热力学、系统工程等多学科理论。石油化工流程模拟技术若按应用范围分类,可以分为通用模拟系统和专用模拟系统,目前通用流程模拟系统覆盖全面且平台化发展趋势明显,专用流程模拟系统针对某类反应过程装置或工艺流程(如乙烯裂解、加氢裂化、聚合反应等)。

2、伴随行业发展软件复杂度提升,头部厂商通过收并购发展壮大
伴随石油化工产业变化,流程模拟软件复杂程度提升。全球石油化工流程模拟软件起始于20世纪50年代,目前模拟对象已涉及气、液、固三相过程、稳态动态集成等等,代表产品有AspenONE(Aspen)、UniSim(霍尼韦尔)等。2021年 油气行业流程模拟软件全球市场规模超过3亿美元,预计2028年将达约15亿美元,年复合增速有望超过20%


头部厂商通过收并购发展壮大。西门子、施耐德电子等工业巨头加速并购工业软件企业,与自身工业自动化领域产品结合,形成软硬一体的解决方案,同时工业软件企业也通过收并购丰富产品线。以Aspen为例,Aspen收购的工业软件公司数量高达几十家,通过并购获得新产品或技术,与主业整合,产品线涵盖过程工艺设计、制造与供应链管理、资产绩效管理三大类软件产品线。

3、流程模拟软件市场被外商主导,国内厂商积极布局
流程模拟软件可分为通用和专用,分开来看:
1)在通用市场:Aspen、KBC、剑维等外商垄断,尤其Aspen的AspenONE套件占据领先地位;国内典型产品之一为石化盈科与青岛科技大河联合开发的产品Procet-SIM V1.0,目前处于测试及试用阶段,常规过程的模拟精度可与Aspen Plus等商业软件媲美。
2)在专用市场:同样,Aspen、KBC、剑维等外商主导,其中全球商用乙烯裂解炉模型被PYROTEC垄断;国内产品中,典型产品为中石油石油化工研究院&清华大学开发的乙烯裂解炉模拟与优化软件EpSOS V2.0,目前国内产品多处于测试或试用阶段。


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海外研究之艾默生:收并购为常态,自动化厂商持续加强工业软件
(一)艾默生:收购+国际化拓展业务边界,21年财年中国区收入超20亿美元
1、自动化解决方案、商住解决方案为两大核心业务平台
收购拓展业务边界,2015年业务重组。艾默生于1890年成立于美国,制造电机和风扇起家;后续通过收购扩展、加强核心业务并拓展海外市场,公司2014财年实现连续58年每股红利增长;2015年开启业务重组,定位自动化解决方案和商住解决方案两大核心业务平台。

2、2021财年中国地区贡献超20亿美元收入
自动化解决方案产品多元,2021财年销售额超百亿。艾默生自动化解决方案中产品多元,涵盖底层测量仪器、终端控制、生产控制系统及解决方案(DCS、SCADA等)等等,覆盖行业包括流程及离散行业。2021财年,艾默生销售额超过182亿美元,其中自动化解决方案约116亿美元。

石油化工收入占比大,中国地区2021年财年贡献超20亿美元收入。2021年收入行业分布中,石油天然气、化学化工、电力占比分别为17%、10%、10%,为艾默生优势行业;地区分布来看,美洲仍为主要市场(占比超过50%),中国市场销售额占比12%,超过20亿美元。2020财年,底层设备贡献绝大部分收入(141亿美元),控制系统、数据管理收入分别为16亿美元、11亿美元。(注:图表35-41均为财年数据)



3、自动化解决方案运维需求为主
自动化解决方案收入中,运维占比超过50%。艾默生聚焦自动化解决方案,来自流程行业收入占比大,2020年占比50%;下游需求以运维为主,2020年占比近60%。

4、2016年以来加大模拟软件、工厂分析等领域收购
前文我们提到,目前工业自动化设备仍为艾默生主要收入来源,但其对工业软件领域重视程度不断提升,软件数字化为未来发展重要战略之一,艾默生于2019年成立“数字化转型”业务部门,希望通过软件提升生产效率及安全性。
2016年以来持续收购增强模拟软件等领域能力。艾默生通过自研与外购发力工业软件,自研方面,典型代表之一为资产管理平台Plantweb Optics,核心模块为:
1)Plantweb Optics Portal:设备综合性集成化管理平台,可以无缝衔接旗下AMS资产管理系统和Insight等模快,AR技术等提升现场巡检能力;
2)Plantweb Optics Data Lake:企业数据中 台,实现OT、ET数据整合,并与IT打通;
3)Plantweb Optics Analytics:高级分析系统,通过机理、数据建模实现生产优化、质量优化、能耗优化等。
外购方面,2016年以来艾默生在数据管理领域持续收购,以增强在模拟软件、工厂分析、数据采集等领域能力。


(二)Aspen:收并购丰富产品线,产品标准化程度高
1、流程模拟软件龙头,收并购扩展产品矩阵
全球流程模拟软件龙头,核心产品为AspenONE解决方案。Aspen核心产品为AspenONE解决方案(分为3个套件Aspen ONE过程工艺、Aspen ONE制造和供应链、Aspen ONE资产绩效管理),目前最新版本为AspenONE V12.0(增添AIoT相关功能)。

1994年上市后加速收并购,业务版图持续扩展。Aspen成立于1981年,1982年推出首款产品Aspen Plus;1994年登陆纳斯达克,上市之后开启买买买模式构建工程设计、制造和供应链管理产品线;2005年开启内部产品整合;2013年后加快转型节奏,加强AI能力。
(注:Aspen目前市值为130亿美元)
2、商业模式仍为授权,毛利率高达近90%
产品仍为license模式,软件标准化提升拉动毛利率持续上行。Aspen产品目前仍为授权模式,公司业务收入分为三大类:授权、运维、服务及其他,2021财年营业总收入为7.09亿美元(授权占比70%,运维占比26%;北美地区占比约40%),2017-2021财年复合增长率为10%。Aspen走集成化战略且产品标准化程度高,公司毛利率从2010财年的60%提升至2021财年近90%,2021财年净利率则高达45%。


3、与艾默生实现整合,发力广阔行业
2021年10月,艾默生与Aspen已达成协议,艾默生将独立软件(OSI Inc.和地质模拟软件业务GSS)与Aspen合并,并以60亿美元现金换取新Aspen 55%的股权;艾默生将保留控制相关软件(如DeltaV Application Software等)。整合后的Aspen将能够提供多行业、多产品服务,目前,此项交易已完成。(注:艾默生2020年数据管理13亿美元收入中,OSI Inc.与GSS合计收入约3亿美元)

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公司为流程工业控制龙头,加速布局工业4.0
(一) 深耕流程工业20余年,持续发力智能制造
公司作为国内工业自动化行业的领先企业,一直深耕于流程工业领域,以集散控制系统(DSC)起步,是工业3.0时代先进的工业自动化产品供应商,正逐步向着服务于流程工业的智能制造整体解决方案提供商发展。
公司长期在自动化控制系统市场上处于优势地位,在工业4.0、中国制造2025等国家战略引领下,开始数智化转型,向着工业互联、价值链服务、数字化生态圈的方向发展。公司于2017年发布中控工业操作系统supOS,2019年推出“PLANTMATE”运营品牌,建立全生命周期管理5S服务平台,2021年推出5T战略,在智能制造上持续发力。

(二)DCS为王牌产品,加速布局工业软件,并拓展海外市场
公司的主要产品包括自动化控制系统、工业软件、仪器仪表及运维服务。由于自动化控制系统具有成套定制的特点,所以合同中通常以自动化控制系统为基础,并包含工业软件或自动化仪表或运维服务,整体进行结算,业务模式上表现为公司的工业自动化及智能制造解决方案。公司的智能制造产品和解决方案主要应用于生产规模大、能耗物耗高、工艺复杂的流程工业,其中化工、石化行业收入在公司2021年总收入中占比为50.7%。



智能制造解决方案为公司的主要业务。该业务包含控制系统、控制系统+仪表、控制系统+软件+其他三种产品组合,其中控制系统在该业务中占比最高。公司的控制系统产品在国内具有较高的市场占有率,集散控制系统(DCS)2021年市占率达 33.8%,连续十一年蝉联国内 DCS 市场占有率第一名,安全仪表系统(SIS)2021年市占率为 25.7%,排名第二。
公司围绕“向工业3.0+4.0转型”战略,推动业务升级。公司在以自动化为核心的工业化3.0业务基础上,开拓以智能化为核心的工业4.0业务,转型“工业3.0+工业4.0”。公司“工业3.0”的业务包含控制系统、自动化仪表以及控制系统+自动化仪表组合,“工业4.0”业务包含工业软件,“工业3.0+工业4.0”业务包含控制系统+工业软件组合。目前,工业3.0业务是公司的主要收入来源,但2021年“工业3.0+工业4.0”、“工业4.0”业务的同比增速分别为89.96%、35.86%。

加快国际化部署,获沙特阿美供应商资格。公司目前收入主要来自国内,跟随中国“一带一路”战略,公司以新加坡为海外运营总部,大力部署东南亚、南亚、西亚、非洲、东欧等地区业务,国际化能力有望提升。2020年12月,中控技术与沙特阿美签署谅解备忘录,后续有望进行合作及联合投资;2022年3月,中控控股子公司正式通过沙特阿美的供应商审核,将与沙特阿美进一步探索深化智能制造、数字化转型等价值链新模式。
(三)股权稳定,参股石化盈科未来ERP领域协同可期
截至2022年3月31日,褚健直接持有公司14.56%股权,为公司控股股东及实际控制人。公司高管团队绝大部分成员具有深厚的技术基础,多位成员在公司任职超过20年,长期陪伴公司成长。
2022年2月,公司发布公告拟以5.61亿元现金收购石化盈科22%股权,交易完成后石化盈科将成为中控技术重要参股子公司,双方合作将有利于实现产业链合作协同发展。(注:石化盈科在石油、化工、油气行业经验丰富,在ERP、工艺机理模型等方面技术积累多,未来有望在ERP领域协同,共同助力石油化工智能制造。)

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盈利预测及估值
(一)财务分析
1、收入增长较快,盈利能力持续提高
公司近几年营业收入增长较快,2019年-2021年营业收入分别为25.37亿元、31.59亿元、45.19亿元,同比增速分别为18.91%、24.51%、43.08%,三年收入复合增长率为33.47%。
2019-2021年公司归母净利润分别为3.65亿元、4.23亿元、5.82亿元,同比增速分别为28.33%、15.81%、37.42%。扣非归母净利润分别为2.74 亿元、3.25亿元、4.49亿元,同比增速分别为15.52%、18.50%、38.36%。公司盈利能力近三年持续提高,增长速度较快。

2、智能制造解决方案为主要收入来源,产品毛利率保持稳定
公司目前主营业务包含智能制造解决方案、自动化仪表、工业软件、运维服务与S2B平台业务,其中智能制造解决方案为公司收入主要来源,2021年在公司营业收入中占比为72%。

2019-2021年公司综合毛利率分别为48.21%、45.58%、39.25%,其中公司智能制造解决方案业务的毛利率分别为47.93%、48.46%、42.53%。综合毛利率下降的原因主要是因为毛利率较低的产品占比提高,自动化仪表业务去年增速较快,S2B业务作为公司战略业务占比也有提升。智能制造解决方案业务的毛利率下降主要是因为本期1000万以上大项目占比上升所致。经营性活动现金流2021年出现较大下降主要是由于公司业务规模扩大,存货采购增加、人员薪酬支出提升等原因。

(二)盈利预测与估值
关键假设:
1)公司下游流程型企业智能制造需求保持旺盛;
2)公司DCS等自动化及工业软件产品持续迭代,产品力巩固并提升;
3)公司石化、化工行业优势保持,电力、制药等赛道拓展顺利;
4)公司海外拓展继续。
基于上述,我们对公司2022-2024年做出以下预测:
1)营业收入:59.43亿元、76.93亿元、97.05亿元,对应增速31.5%、29.5%、26.2%;
2)毛利率:38.5%、38.2%、38.0%;
3)费用率:销售费用率分别为11.1%、10.6%、10.2%;管理费用率分别为6.3%、6.0%、6.0%;研发费用率分别为10.8%、10.5%、10.2%。
基于上述预测,我们预计公司2022-2024年营业收入为59.43亿元、76.93亿元、97.05亿元,对应增速31.5%、29.5%、26.2%;归母净利润为7.62亿元、9.72亿元、12.11亿元,对应增速分别为31.0%、27.6%、24.6%;对应EPS分别为1.53元、1.96元、2.44元。
估值方面,参考自动化及工业软件厂商估值水平(柏楚电子、汇川技术、宝信软件、赛意信息、中望软件、用友网络等)并结合中控技术历史估值水平,我们给予公司2022年60倍PE,对应目标价约92元,首次覆盖,给予“强推”评级。


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下游行业自动化、智能化需求释放存在不确定性;行业竞争加剧;新冠疫情风险;原材料价格波动。

具体内容详见华创证券研究所6月16日发布的《工业软件系列研究之三:中控技术(688777)深度研究报告:流程工业自动化龙头,工业软件开启新成长》
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