设备健康管理行业面临的机遇与挑战分析

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1、设备健康管理行业市场前景一、 设备健康管理行业市场前景当前，我国设备健康管理产品主要应用于、石油化工、轨道交通等领域，企业设备投资较大，且对生产运行的连续性、稳定性和高效性等要求极为严格，因此对设备智能健康管理相关产品的需求较高。根据IOTANALYTICS发布的研究报告，预计2026年全球预测性维护市场规模将达到28162亿美元，2019年-2026年复合年均增长率为2887%。（一）石油化工行业设备健康管理石油化工行业在我国国民经济的发展中有重要作用，为社会发展提供必要的石油能源和化工产品，是中国的支柱产业之一。据国家统计局数据：截至2021年末，石油化工行业规模以上企业26，947家，全

2、年增加值比上年增长53%。2021年，石油化工行业规模以上企业营业收入1445万亿元，占全国规模工业营业收入的113%。需求方面，国内石油消费量增速远高于产量的增速，需求缺口呈逐步扩大趋势，预期未来一段时间内需求仍将保持快速增长。2020年中国石油表观消费量（产量加净进口量）74亿吨，2011-2020年年复合增长率达55%。供给方面，随着中国工业的快速发展，石油企业不断加强高质量勘探和效益开发，积极释放优质产能，石油产量总体保持稳定。石油化工行业具有典型的连续生产的特点，工艺技术复杂，对反应装置、仪表、设备状况要求严格，且化工原料、产品易燃易爆，对安全管理要求较高，设备一旦出现突发故障轻则导

3、致设备非计划停机，重则导致安全生产事故发生。往复压缩机、离心压缩机、螺杆压缩机、泵、风机等关键设备的稳定运行是石油化工企业安全生产的基石，石油化工企业需在关键性的往复压缩机、离心压缩机、机泵等设备上安装健康管理产品。石油化工行业设备安全、可靠、稳定的运行直接关系到企业的人员生命财产安全和经济效益，2010年中国石化下发的关于切实做好高温油泵和重要机泵安全运行的指导意见中明确提出了建议有条件的企业安装在线机泵群状态监测系统。2015年4月，国家安监总局组织的对二甲苯生产企业安全专项检查中也提出了对二甲苯生产装置高温泵增加温度和振动监测系统，实现在线监测的政策性要求。随着我国工业化与信息化的不断融

4、合，以及石油化工行业不断向生产过程智能化、资产全生命周期管理智能化转型升级，构建更为先进、实用的设备健康管理产品成为石油化工行业的迫切需要。巨大的行业市场规模，以及石油化工企业自身需求不断增加，为设备健康管理产品在石油化工行业的不断应用拓展提供了广阔的市场空间。（二）轨道交通行业设备健康管理城市轨道交通是现代城市交通系统的重要组成部分，也是城市公共交通系统的骨干。近年来，城市规模的不断扩大给城市轨道交通行业注入动力，部分大型城市相继建成了一批项目，使城市交通状况明显改善，对充分发挥城市功能、改善环境、促进经济和社会发展起到了重要作用，我国城市轨道交通行业也迎来了高速发展时期。随着我国轨道交通建

5、设投资连续多年维持高位，轨道交通设备市场将展现出对设备健康管理产品的巨大需求。根据中国城市轨道交通协会数据，截至2021年底，我国城市轨道交通在建线路总规模达到6，09640公里，包含地铁、轻轨、单轨、市域快轨、现代有轨电车、磁浮交通等六种制式。运营线路总长度9，20680公里，同比增长1552%，包括地铁7，20970公里，其他制式城轨交通运营线路1，99710公里。2021年，我国新增城市轨道交通运营线路长度123710公里。我国城市轨道交通计划总投资额稳步增长，各城市线路规模持续扩大，并逐渐连线成网，城市轨道交通发展从单一线路化逐步过渡到网格化发展时代。2021年，我国共完成城市轨道交通

6、建设投资5，860亿元，同比略有回落；共有3个城市新一轮城轨交通建设规划或规划调整获国家发改委批复并公布，获批项目中涉及新增线路长度3146公里，新增计划投资2，23354亿元。2010年底我国内地开通城市轨道交通服务的城市仅北京、天津、上海、广州、深圳等10座城市。根据中国城市轨道交通协会数据，到2021年底，我国内地共50个城市开通城市轨道交通运营服务，开通城轨交通线路244条。有24座城市的线路规模达到100公里或以上，城市轨道交通网络化运营已成趋势，发展速度较快。2020年3月，中国城市轨道交通协会发布了中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要，按照1-8-1-1的布局结构，即铺画一张智慧城轨

7、发展蓝图；创建智慧乘客服务、智能运输组织、智能能源系统、智能列车运行、智能技术装备、智能基础设施、智能运维安全和智慧网络管理八大体系；建立一个城轨云与大数据平台；制定一套中国智慧城轨技术标准体系。轨道交通投资规模的增加及未来智慧城轨对大容量、低时延、高可靠通信网络的需求将带来设备健康管理产品需求的快速增长。（三）电力行业设备健康管理电力是现代社会经济发展的基础，为国民经济的发展提供能源供给和动力支持。电力行业是我国国民经济的重要支柱产业，更是我国经济发展战略优先发展的重点领域。近年来，国内经济的快速发展，带动电力行业发展迅速，发电装机容量、发电量及用电量呈现良好的增长态势。根据中电联和国家能源

8、局公布的数据，2010年末至2021年末，全国全口径发电装机容量由962亿千瓦增至2377亿千瓦；2010年至2021年，全国规模以上工业企业发电量由421万亿千瓦时增至811万亿千瓦时，全社会用电量由419万亿千瓦时增加至831万亿千瓦时。我国电力行业规模稳步提升，在清洁高效发展的背景下，电力行业的核心设备健康管理系统的重要性不断加强，市场前景广阔。（四）煤炭行业设备健康管理我国富煤贫油少气的资源特点决定了煤炭是我国能源消费的主体，在我国的一次性能源生产和消费中占据了主导地位。在未来相当长时期内，煤炭作为主体能源的地位不会改变。近年来，我国煤炭总体产量稳中有升。2021年全国原煤产量4126

9、亿吨，同比增长574%。2022年上半年，我国原煤产量2194亿吨，同比增长1257%。随着我国煤炭行业向高品质、高效率方向发展，煤炭产业的核心设备健康管理系统的重要性日益凸显，市场前景广阔。二、 中国智能设备行业竞争格局分析从我国智能学习设备行业竞争格局来看，过去三十年里纵使竞争对手持续涌现，但步步高、读书郎、优学天下三家企业一直牢牢占据着中国智能学习设备前三的市场。据统计，2020年步步高占据317%市场份额，读书郎占据66%市场份额，优学天下占据52%市场份额，其他企业占比565%。目前，教育企业主要将软件的开发及升级视为发展方向。随着未来学生对学习体验的需求不断增加，纯软件服务将无法完

10、全满足学生的需要。由于缺少硬件设备，软件的功能及使用体验已受到挑战。未来教育行业参与者应在智能设备的研究及开发方面增加投资，从软硬件融合的角度推动数字化教育实现进一步的创新。随着虚拟、增强及混合现实、语音识别及其他技术的发展，正在设计具有多感官及更具交互性功能的学习设备，以达致保持及提高学生兴趣的参与式体验。数字设备的使用不断增加导致屏幕使用时间增加，尤其是由于大量阅读导致学生的眼睛疲劳。教育服务供应商已引入更多健康管理相关的产品设计。健康管理将是教育科技行业的另一个核心趋势。三、 设备健康管理行业发展状况设备健康管理系统（PHM）主要依靠设备状态监测与故障诊断技术，系通过识别和抓取设备运行中

11、的相关数据信息并进行分析，确定故障性质、部位和起因，准确预报设备故障的程度和趋势，并提出相应的运维策略。设备健康管理是一门紧密结合生产实际的工程科学，是现代化生产发展的产物，状态监测与故障诊断技术起源于美国和欧洲等发达工业国家。早在20世纪60年代末和70年代初期，美国、英国等发达国家即成立相关行业组织。1971年，美国麻省理工学院的Beard在博士论文中首先提出用解析冗余代替硬件冗余，通过系统的自组织使系统闭环稳定，再利用比较观测器的输出得到系统故障信息的新思想，标志着基于解析冗余的故障诊断技术的诞生。2000年7月，PHM技术被列入美国国防部的关键技术报告，至今已实现从方案设计到工程实用阶

12、段的转变。目前，状态监测与故障诊断技术已经得到美国等发达国家的深度研究与推广应用，并正在成为新一代飞机、舰船和车辆等武器装备研制阶段与使用阶段的重要组成部分。代表性的相关系统包括：F-35飞机PHM系统、直升机健康与使用监控系统（HUMS）、波音公司的飞机状态管理系统（AHM）、NASA飞行器综合健康管理（IVHM）、美国海军综合状态评估系统（ICAS）以及预测增强诊断系统（PEDS）等。美国等发达国家的状态监测与故障诊断技术应用范围覆盖各类先进武器装备，在降低维修保障成本，提高武器装备安全性、可用度与完好性，确保任务成功性，提升作战效能方面发挥了重要作用。例如，根据AeronauticalS

13、cienceandTechnology论文，PHM在直升机、固定翼飞机上已有比较广泛的应用，并取得显著成效，2017年，美陆军认定其UH-60L黑鹰上安装的飞行器综合健康管理系统（IVHMS）比未装备IVHMS的直升机出动率高27%，非计划维修减少52%，总维修量减少17%。四、 家用医疗器械细分市场属血糖仪最大2019年11月，国际糖尿病联合会（IDF）发布了第9版IDF全球糖尿病概览，数据显示2019年，中国预估有116亿名成年人患有糖尿病，位居全球第一。目前我国血糖监测系统整体市场渗透率约为40%，相比发达国家90%的渗透率，还存在巨大的增长空间，即使与全球平均渗透率水平60%相比，仍有

14、较大的发展潜力。受益于居民收入水平提升，对按摩保健器具特别是花费较高的按摩椅的消费观念在逐渐发生变化，国内按摩器具的渗透了提升，同时，市场规模也在逐年上升。目前中国是全球按摩器具的研发与制造中心，是全球最大的按摩椅出口国，整体技术实力稳步提升。同时，中国也是全球按摩保健产品市场需求增长最快的地区之一。由于高血压是一种长效慢性疾病，假设每个患者在家中至少拥有一单位数量的电子血压计。根据测算结果，2019年中国电子血压计的理论市场规模为53亿元，2012-2019年市场规模的年均复合增长率达到278%。2016年，中国政府向联合国交存关于汞的水俣公约批准文书，成为公约第三十个批约国。该公约制定了到

15、2020年逐步淘汰水银器械的目标，其中涉及包括水银温度计、水银血压计在内的众多产品。我国已经就水银血压计的生产提出豁免申请，该类产品的生产将自2026年起淘汰，但进出口应自2021年起停止。因此，含汞医疗器械的替代工作势在必行。这意味着电子血压计将会强制替代水银血压计。随着禁汞逐步实施，电子血压计的市场规模将会实现快速增长。据北京听力协会的估算，现阶段中国听力受损人群约有7200万人，然而助听器的佩戴率不到10%，这与发达国家差距甚远。有大量听力受损的患者生活质量受到影响却无计可施，极少的辅助治疗选择困扰着许多听障患者。我国人口老龄化问题将导致我国听力障碍患者人数呈上升趋势，这将为我国助听器产

16、业的发展提供巨大的消费市场，按照天猫助听器的市均价700元计算，前瞻初步估算2019年我国助听器产业市场规模将达到50亿元。OSA是一种有潜在致死性的睡眠呼吸疾病，而睡眠呼吸机作为治疗睡眠呼吸暂停综合征效果显著，在近年来受到了市场的广泛欢迎。由于肥胖人群较多以及工作社会压力较大，我国存在大量的阻塞性睡眠呼吸暂停综合征OSA患者，发病率高达13%，患者人群规模远超印度、美国等人口大国，睡眠呼吸机的市场需求十分巨大。2011年以来，中国睡眠呼吸机市场销售规模快速增长，2015年达到83亿元，2018年中国睡眠呼吸机市场销售规模约为153亿元。近年来，随着OSA患者的认知率的不断提高，而且生产企业将

17、销售渠道拓展到零售端，增加产品的可及性，预计睡眠呼吸机销售规模将仍保持稳定增长的态势，到2019年中国家用呼吸机的市场规模超过18亿元。五、 家用医疗器械市场破千亿据医械研究院发布的中国医疗器械行业蓝皮书（2020），2019年我国家用医疗设备市场规模为3601亿元，同比增加195%。2020年初，新型冠状病毒肺炎爆发。受疫情影响，医用口罩、医用防护品、核酸检测盒、ECMO等医疗器械需求激增，部分医疗器械持续脱销，相关部门也紧急出台了加快审批、加强监管、保障医疗器械安全等多项政策。突如其来的疫情，对于医疗器械企业是一次大考，也是中国医疗器械行业发展的加速器。近年来，我国医疗器械政策环境持续改善

18、，深化审评审批、高值耗材治理、DRG、SPD、医联体、分级诊疗、医疗器械注册人制度等一批重大政策密集出台。同时，随着中国人口老龄化程度提高，人们对健康生活愈加重视，市场需求日益旺盛，医疗器械行业受到资本市场关注，正式迈入黄金发展期。由于突然激增的设备需求，前瞻初步预测2020年医疗设备市场规模将大幅上涨26%，市场规模突破4500亿元。医疗设备是医疗、科研、教学、机构、临床学科工作最基本要素，即包括医用医疗设备，也包括家用医疗设备。据医械研究院分析，医疗设备市场中医用医疗设备占比从2018年的额6854%下降至2019年的6698%，家用医疗器械占比由2018年的3146%上升至3302%，由

19、此可见家用医疗设备的作用和需求正在不断提高。近年来，家用血压计、血糖仪，小型按摩器销售非常火爆，国产产品也日渐被人们所接受。在医疗设备领域里，家用医疗设备无疑将成为未来最具发展潜力的子板块。据医械研究院发布的中国医疗器械行业蓝皮书（2020），2019年我国家用医疗设备市场规模为1189亿元，同比增加254%。考虑到2020年疫情对中国医疗设备市场的影响，以及国家应对疫情的居家政策，前瞻初步预测2020年中国家用医疗设备的市场规模将上涨30%，超过1500亿元。六、 国家制造业持续增长带动行业发展随着国家工业不断持续快速发展以及制造业转型升级战略的不断推进，我国制造业总体规模位居世界前列，综合

20、实力和竞争力显著增强。近十年来，我国制造业持续快速发展，总体规模大幅提升，综合实力不断增强，不仅对国内经济和社会发展做出了重要贡献，而且成为支撑世界经济的重要力量。设备健康管理作为智能工厂的重要组成部分，对促进工业转型升级、切实推进和提升现代工业设备的健康维护与设备管理发挥着重要作用。我国制造业的持续发展和产业转型升级必将带动设备健康管理新兴产业的快速增长，为业内企业业务扩展提供了广阔的市场空间。随着制造业升级和智能制造全面推进，现代工业企业的生产规模日益扩大，工业生产自动化程度越来越高，工业安全生产领域暴露出的问题也越来越多。安全事故发生经常与设备的运行故障相关，而通过设备的智能运维和健康管

21、理准确预测并提前发现设备运行的异常状态，可以为企业从源头上规避安全事故和为企业安全生产保驾护航，因此已成为众多工业企业的迫切需求。随着安全生产理念逐渐深入人心，企业对设备安全生产运行的要求日益提高，为了更好地预防、减少和控制设备相关事故的发生，未来我国政府和企业将逐步增大对设备安全监测的投入，智能运维和健康管理相关产品和服务的需求将进一步扩大。随着我国制造业转型升级，智能运维和健康管理市场需求增长迅速，Bently等越来越多的国外公司不断加强对中国市场的资源投入。同时随着智能运维和设备健康管理市场逐步进入高速发展的阶段，国内将会有更多的企业进入到该行业中，市场竞争日趋激烈。设备健康管理涉及软件

22、、硬件、机械故障诊断等多个技术领域，具有跨专业、多技术融合的特点，对技术研发人员的素质要求较高。在智能运维和设备健康管理行业迅速发展的背景下，市场对于复合型人才的需求剧增，人才的缺乏及不同细分行业之间的人才争夺可能对行业发展构成不利影响，在一定程度上将会制约行业的发展。我国设备健康管理行业来看，国外企业起步早，定价相对较高，商务谈判条款和付款要求等较为严格，提供较为完善的本地化后续支持和技术服务的难度较大，也无法应用于敏感行业；国内企业总体技术已接近或达到国外同行水平，与国外大型厂商相比，国内从事设备健康管理的企业规模相对较小，但是能够提供持续的本地化后续支持和技术服务，并对敏感行业提供支撑。国内技术研发型企业凭借多年来的技术积累及市场开拓，正逐步成为市场的主要参与者。七、 中国智能设备行业发展政策背景中国的公共教育支出（即政府投入）由2015年的人民币29221亿元稳步增加至2020年的人民币42908亿元，公共教育支出预期将于2024年达到人民币59876亿元，我国政府已展现坚定决心推动教育体制的发展。未来，预期政府很可能会进一步加强对于教育投入。校外辅导行业将面临更为严格的监管限制，而学校教育将获得更多的投入并在中国的中小学学生中发挥更重要的作用。