工业自动化
现在工业界的一个共识是，如果使用得当，那么一个制造业企业提升利润最好的办法，就是通过工业自动化(Industrial Automation)。工业自动化是未来一个必然的趋势，按照艾默生电子2019年的估算，全球市场规模高达2140亿美金。
举个例子，卡夫亨氏的Ore-Ida牌炸薯条每年的生产量为8亿磅，卡夫会想尽办法去增加这个产品线的产出，从清洗，准备，油炸，冷冻，到最后的包装。如果能提升1%的产出率(Yield)，就可以大幅提高其盈利能力。卡夫聘请了罗克韦尔来做这件事，罗克韦尔通过其分析型软件(Analytic Software)检验了多个关键性变量，优化了复杂流程，最终在两年过后，其产出率提高达到了10%。这种情况下，卡夫怎么会舍不得花钱购置软件甚至整个更新仪器设备呢？
工业自动化的本质是IT(Information Technologies)和OT(Operational Technologies)结合的进一步深化。在不断整合IT和OT的过程中，公司发现他们能以此减少新品入市所需时间，降低总拥有成本，改善资产利用率，并通过现在的大数据和预测性维护来更好地管理企业风险。尽管IT和OT的整合已经进行了好几十年，但60%的工厂还没有被很好地“连结”(尚未达到'Connected Enterprise'的标准），而对电商高速成长举足轻重的仓库更是只有5%达到了自动化标准。因此，工业自动化还有很长的道路要走。
在过去十年中，工业生产的主要逻辑是一个“五层结构”。
这个五层结构的底部包括发送器，传感器，制动器，马达，泵，和阀门，即所谓的现场设备(Field Equipment)，负责现场生产流程中的细节操作。在这些设备的上一层，便是控制层(Control Layer)，主要是PID控制器和其上的架构PLC/可编辑逻辑控制器，负责控制这些现场设备。在这上面一层便是SCADA层，即数据采集与监控系统，是一个集中采集监控于一处的，给控制层下达指令的层级。
在SCADA层上的是MES层，即制造执行系统，负责控制整个生产过程中的原料采购与供给，流量与生产通量，终产品制造完成等。在MES上的是企业资源计划层（ERP），包括了整个企业从招工到面试，从市场到营销，从生产到出售的各个方面。
工业自动化是如何帮企业赚钱的呢？
首先，显而易见，工业自动化可以减少流程所需员工数量，从而减少人员运营成本；
其次，由于工业自动化生产的产品次品率更低，稳定性更高，前者可以减少product rejection造成的资金浪费，后者可以吸引更多的客户甚至获得一定的口碑溢价；
最后，一个常被人忽视的成本因素是，人是流动的，无论是被辞退还是员工跳槽，新招及训练一个员工基本等于离去员工基础工资的25%。另外，减少员工数量，也就意味着减少manufacturing overheads的数量。
这三个因素，能在很大程度上开源节流，增加一个制造业企业的盈利能力。
当然，如果大多数企业都走智能制造化的路线，成本降低，利好的可能是消费者 -- 但这里卖铲子的人，却大概率是旱涝保收的。在这个行业，卖铲子的几个巨头分别是，西门子，Schneider电子，Mitsubishi电子，艾默生电子，霍尼韦尔，和罗克韦尔。这些公司，尤其是在美国上市的后三者，无一例外都是长牛股。
另外，随着自动化行业的不断整合，这个行业中的主要玩家从几十个减少到了2015年的7个。过去五年，还是这7个头部玩家主导市场。
这些头部玩家包括日本的横河电机(Yokogawa)，德国的ABB，西门子，法国的Schneider，美国的霍尼韦尔，罗克韦尔，和艾默生。如果把所有主要玩家都算进来，并按照他们各自的专长进行分类，大概可得下图：
其中FANUC是日本的发那科，Bosch Rexroth是德国的博士力士乐，Panasonic是日本的松下，Danfoss是丹麦的丹佛斯。
这个行业的晴雨表，或者说监控指标，主要有两个。一个是ISM发布的PMI，另一个是联储发布的IP指数。上面比较有意思的一点，是19年9月PMI已经指示制造业进入收缩，但IP指数给出的信号还是相对于基数（2012年）有一定增长的。
按照ROK管理层的说法，历史上罗克韦尔和IP指数的关联度比较高，达到了1.8x。目前公司管理层预期核心增长能通过创新解决方案，增加全球市场份额，并购（比如并购意大利公司Artsyn给公司进入欧洲市场的机会）达到IP增长的2x。一个比较好的跟踪这个行业的宏观情况的方法是，看IP，PMI，然后针对ROK去调整相应的区域风险暴露获得ROK受到宏观的影响，和客户交流，看领先指数(leading indicators)比如包装产品的销售增速会导致包装类机械需求增加。一般在经济复苏阶段，MRO和制造首先快速增加，然后慢慢回归均值。
罗克韦尔和西门子主打的都是离散自动化(Discrete Automation)，靠的主要是PLC(Programmable Logic Controller)。罗克韦尔具有巨大的装机基数，且其产品都是任务关键型器械或软件。核心平台叫Logix，具有以下几个特点：首先，聚集多个应用于同一平台；其次，藉此大幅降低训练和交流成本；再次，与第三方平台兼容【Logix是建立在开放标准通信协议(Open Standard Communication Protocol)之上，因此不仅能和自己的智能马达控制(包括电动马达starter，继电器，计时器等）兼容，也能和第三方应用兼容】；最后，和很多同行一样，都在云上工作且具有预测维修功能，以此降低风险和成本。
(Architecture & Software Segment)
(Control Products & Solutions Segment)
罗克韦尔2020年重新整合了几个板块，现在有三个板块，分别为智能设备(intelligent device)，软件与控制(software & control)，以及生命周期服务(lifecycle services)。每个部门有不同的KPI。之前的两个部门的划分有很多重复的地方，而这些重复的地方给管理造成了困扰。现在的划分层级更加鲜明，职能更加清淅。公司对三个板块定义如下：
Intelligent Devices: includes drives, motion, safety, sensing, industrial components, and configured-to-order products. 这里包括通过运动控制器(motion controller)进行精确运动控制(precision motion control)，这个应用在高速离散过程（比如高速包装）中非常重要。工业I/O，控制马达的驱动系统(drives that control the motors)，监测马达的传感器(sensor that controls the motor)，【前述几个内涵合在一起就变成了智能马达控制系统/intelligent motor control system】，能源控制(power control)，等一系列与“什么速度运动，什么频率驱动，什么时候停止，以及热，温度，振动相关数据搜集“有联系的设备。
Software & Control: includes control and visualization software and hardware, information software, and network & security infrastructure. Logix平台就归在这里。这个板块更多可以看作是一个系统层面的控制器，连接了所有智能设备，协调所有的机器手，数据中心，驱动器，更像是一个大脑，一个乐队的指挥家。Logix占这个板块营收的大概60%，整个板块大概17亿美金的营收。这个板块运营利润率是最高的，有30%左右。
Lifecycle Services: consulting, professional services and solutions, connected services, maintenance services, as well as the Sensia JV (和斯伦贝谢合作)。因为人力比较重，这个板块的经营利润率是最低的，一般在15%左右。
上图对罗克韦尔的产品进行了分类。按照2021年的预期，智能器件占营收比例为47%，生命周期服务27%，软件与控制为26%。按照区域，北美59%，EMEA 20%，在中国的营收占比很欠缺，只有6%。按照终端市场来看，分布得比较散，因此韧性也相对较强。
罗克韦尔销售的主要硬件包括：
销售的主要软件包括：
罗克韦尔这两个板块的营收差得不多，但CP&S板块的经营利润率高不少。
如果换个方式去看，一个比较通行的工业股分析方法是看装机后的服务营收占总营收比例--这块相对来说客户粘性更强，现金流的确定性也更强。罗克韦尔的服务占营收比例大致在10%左右。
2018年每股盈利比较低，是因为税法要求海外资金回流导致的一次性事件。罗克韦尔销量的46%来自美国境外。除此之外，罗克韦尔在2018年投资了10亿美金到 $PTC(PTC)$ 上。PTC这个公司的发展前景我也比较看好。包括利用加强现实来训练员工，物联网技术，CAD软件（起家的本行）等。
另外，罗克韦尔每年投入销量5.7%的资金来做科技研发，比同行高300bps，形成一个良好的自我加强反馈链。不过，罗克韦尔发家于PLC，因此在分部控制系统（DCS）方面一直有所欠缺。艾默生刚好相反，人家是DCS做得特别好，现在想往PLC发展，因为如今工业界讲究混合型产品(Hybrid)，既要能做离散的生产流程，又要能切换到连续性生产过程中去。罗克韦尔选择的是于2016年收购了Maverick Technologies来进行这一转折。
那么，PLC，DCS，和Hybrid之间，除了离散处理和连续处理，除了PLC系统往往相比DCS更加小，更加模块化，且复杂度更低一些之外，在终端市场上有什么区别呢？
PLC因为是离散流程，所以更加模块化，是可逆的，比如汽车组装过程中，可以把活塞再拿出来更换；DCS则不行，因为是连续的化学品，组分，或溶液的混合反应，所以是不可逆的，同时规模也更大。Hybrid则处于两者之间。从中可见，罗克韦尔的下游客户主要是汽车，半导体，一般工业品等；艾默生的下游客户主要是油气矿产，化工造纸等行业。
分别举一个例子吧：
(PLC)
(DCS)
离散型按照产品类别分可以分为上述种类。其中AC Drives Low Power就是低功率交流驱动器，用来控制电动马达的速度。General Motion Contro就是一般运动控制，是系统中可动部分以可控制方式移动的系统或子系统。Computer Numerical Controls就是计算机数控。
过程和混合类按照产品的市场占有率分。可见在这个大类中，也有不少份额是PLC。Control Valves，Actuators & Positioners是指控制阀，促动器，和定位器。
不过，简单地把罗克韦尔归为离散类龙头可能也不太合适。老实说，罗克韦尔在混合/过程型市场中的占比也是不小的。混合类中的食品饮料（文章开头就给了例子）更是罗克韦尔声望很高的一个板块。
如果仔细看洛克威尔2020的年报会发现其Pension Expense翻了一倍。这主要是因为利率下行导致贴现率降低，因此Pension Liability增加。影响Pension Liability的主要就是贴现率和死亡率。后者相对稳定，因此前者对于每年Pension Expense的影响更大。目前公司不需要更多的contribution，而公司去年选择主动投入5000美金的contribution。穆迪在评级的时候看债务/EBITDA率，这里的债务是包括养老金的。同时，洛克威尔说要把乘数降低到2x以下，也是考虑了养老金这部分的负担的。
在公司非有机增长（并购）的过程中，公司主要注意三块：首先是找流程处理板块的并购标的。这里因为之前并购过一些小标的了，因此不是重点。更重要的两块，一块是可以加速信息解决方案与服务，软件和管理服务，数字化革命的，能够以双位数增长的标的。另一块则是在欧洲和亚洲寻找合适的目标进行并购。除了这三块之外，公司也希望能找到ARR（每年重复性营收）比较高的标的。比如一些信息处理解决方案如果是云端的，SaaS类型的，则公司会感兴趣。目前，公司10%营收来自于服务，这是类似ARR的；MRO这块包括了服务）一共是30%。但这两块虽然类似ARR，实际上并不完全是ARR。如果严格讨论合同确立的ARR，那么目前实际上罗克韦尔全公司大概5%营收符合标准。目标是到2025年将这个比例提升到10%。
在竞争格局方面，离散处理的竞争对手是西门子，施耐德电气；连续过程的竞争对手是ABB，艾默生，在一定程度上也和霍尼韦尔竞争。在亚洲则和三菱集团（Mitsubishi）等公司竞争。最强劲的竞争对手是西门子。西门子的风格是喜欢端对端(end-to-end)提供，一个offering包括了客户需要的几乎所有服务。罗克韦尔则更加灵活，提供一个核心offering，有时会建议客户选择其战略合作伙伴比如CISCO或微软的服务，但一般会给客户选择的灵活度和空间。罗克韦尔特别与众不同的一点是，一个Logix平台把离散，混合，和连续流程和所有相关硬件和软件全都覆盖了。这三个处理模式都需要不同的控制器(controller)，而罗克韦尔把他们统一起来了。一般来说从离散往上打比较容易，而从连续往下打不那么容易，因为PLC系统比较小，比较模块化，而现在市场喜欢模块化的产品。模块化的产品更容易拆解转移应用（比如一个医院中手术，医用器械等都可以用到），更加灵活，启动也更迅速。除此之外，单一平台容易应用，Logix有易懂的直觉性(intuitive)的API，上云因此维护和更新都很容易，不需要太多的配置(configuration)，员工容易上手，成本低廉。其他公司尽管也都说要三位一体，但实际是只是完成了并购，最后的销售还是分散在不同平台，没有整合统一，比如西门子有3个平台，艾默生有4个平台，施耐德有2个平台，基本都是并购之后的产物。不过从这里也可以看出，行业的整合趋势还是非常明显的，比如2017年ABB买了奥地利的工业自动化公司B&R以抗衡西门子(网页链接），施耐德则在2013年并购了Invensys(网页链接)。只是目前位置平台整合还很有限罢了，但个人觉得整合平台会是未来的趋势 -- 单一平台的优势大家不会没有看到。
霍尼韦尔也是一只标准长牛股。
（2020年四季度各板块营收情况）
（摘自2019年年报）
四个板块中，第一个板块主要针对的是国防航空和商业航空，其中后市场服务占该板块营收比例为30%；第二个板块（HBT）主要针对的是一些商业和工业地产的解决方案，服务占板块营收比例15%；第三个板块(PMT)主要针对处理流程，下游客户来自油气与特殊化学品行业，服务占板块营收比例15%；最后一个板块（SPS）针对的是工业产率(Industrial Productivity)，包括了仓库自动化（也是公司很具有增长潜力的一个板块，我们之前提过，即使在美国，目前也只有5%的仓库被自动化了），个人防护器械(Personal Protection Equipment)，高风险安全器械(High Risk Safety Equipment)，板块服务占营收比例6%。资本收益率(ROIC)基本也按照经营利润率的高低排序。值得一提的是，公司为了发展仓库自动化，在2016年花了15亿美金，买下了Intelligrated。2015年该公司销量7.6亿，所以这个售价不贵。Intelligrated是一个顶级机器人公司，填补了霍尼韦尔之前欠缺的手持(Handheld)与语音识别产品组合。
如果看一下公司过去十年的利润率，不难发现毛利率从2011年的23.5%提升到了2020年的32%，经营利润率则从那时的9.4%提升到了如今的17.2%。彼时自由现金流/营收的比例大概10%，而现在高达17%。这和公司不断往软件与轻资产业务转型是息息相关的。因此，尽管十年前和十年后的营收是一样的，但由于不断回购，利润率提高，每股自由现金流翻了三倍，同时估值提升，股票价格翻了四倍。
(Operating Income Status)
(Cashflow Status)
资本结构也很保守。
Aero板块的优势如下：
第一，霍尼韦尔占有极大的(可能是业界最大的)装机量，包括36000个辅助动力系统，25000个引擎，2000个方向盘与刹车，20000个飞行管理系统，以及超过10000个卫星联络硬件。航空行业用的是剃刀-刀片模型，所以利润率高，服务占营收比例高(30%)，这个护城河很难被复制，服务为公司提供了类似年金一般的稳定现金流。
第二，公司用其上述规模经济产生大量自由现金流，把4.5-5%的板块营收花到科技研发上，远高于行业平均的2-3%，由此进一步稳固其技术领先地位。
第三，由于口碑和技术领先，美国政府的国防项目青睐霍尼韦尔这样的供应商。美国政府往往给公司科技研发投资增加50%的经费，让之生产更好的产品，形成正向反馈链，而霍尼韦尔也藉此在过去十年将装机基数增加了35%以上。
第四，公司往软件发力，把更多的软件服务类应用整合到任务关键型环节中，比如飞行中的座舱压力调节(Cockpit Control)。除此之外，还将软件应用嵌入到之后要谈到的非住宅地产的连接性解决方案与货舱与工厂自动化等领域，进一步增强客户粘性。
PMT板块分为三个细分板块，分别为UOP，主要销售催化剂与吸收剂(具有很强的液体吸收能力），用在油气行业，占了这个板块营收的50%；过程解决方案，主要是工业软件解决方案，未来一个看点是医疗与特殊化学品(Pharma & Specialty Chemicals)，同时工业软件的渗透率也会继续提升；高性能材料(Advanced Materials)，这里主要是一些氟化工相关的材料，比如专利Solstice，几乎和Chemours形成了双巨头垄断，主要用来做清洁与气溶胶应用(Aerosol Applications)，相关行业为医疗健康，金属冶炼，与电子电工。Solstice很安全，不易挥发，环境友好，且与HFC(Hydrofluorocarbons)一样高效。除此之外，Solstice分资表面张力低，易溶解度高，被用来清淅紧凑空间(tight spaces)。Solstice是美国环境保护署唯一指定被用来做HVAC相关的机械冲洗与冷冻机清理的产品。在这个产品上，霍尼韦尔花了9个亿，而且从2000年就开始研发。这是很了不起的。
（摘自公司2019年年报）
还有一个有趣的轶事--去年三月霍尼韦尔的回撤其实是个很好的买入机会。尽管航空和油气都是重灾区，而且这两个板块加起来接近公司营收的50%，但公司的韧性非常惊人。举例来说，15-16年油价下跌55%，但PMT板块的利润反而增加了14%（！），而整个周期PMT的利润也都高于对手。
HBT则在从单产品销售向产品组合，或者说产品生态销售转变(Ecosystem of Smart Commercial Products)。无论是安全防盗，火灾监控与预警，还是警示住户能源中断或维修需求，都具有广泛的成长空间。
还有一点让我觉得这个公司企业文化了得的是：公司在选CEO的时候，提前量为10年...在这10年中，霍尼韦尔慢慢把候选人放到越来越重要的岗位上，看他们的业绩，同时参考行业资深人士的意见，最后选出CEO。现在的CEO Darius Adamczyk就是这样被选出来的（2017年3月做了CEO）。Darius也继承了公司一贯的传统，每年都会给股东写Annual Letter。上任以来，Darius也很好地面对了激进投资者的挑战，没有放弃公司最赚钱的航空业务，而是分拆了设计和制造涡轮增压器/turbocharger与其他类型的增压器(Force Induction Systems，增加进入内燃机的空气流量，提高内燃机效率） $GTXMQ(GTXMQ)$ (Garrett Motion)和智能家挺系统制造商（生产智能恒温器和安全监控摄像头）的 $Resideo Technologies(REZI)$ 。
自从上任以来，Darius也基本兑现了17年投资者日给股民们的承诺。
毋须多言，艾默生电子也是一只不折不扣的长牛股。不仅股价长牛，公司还连续六十四年不间断地分红。
过去几年，公司的各项指标都稳健增长，自由现金流的一半以上都以分红的形式回馈给了股东们。
上面提过艾默生工业自动化板块的产品主要偏流程导向，下游客户包括油气，化工，与炼化等等。这给艾默生提供了一系列护城河：
首先，艾默生的产品很多都有20-50年的生命周期，要大规模置换现有的控制系统价格昂贵，而且使用知名度不高的厂家的产品可能导致致命的经营风险，给企业造成巨大损失（一个工厂因为经营者不会操作造成事故或浪费甚至现有系统瘫痪可能造成100万美金以上的损失），因此客户黏性非常强。
其次，连续过程规模更大，更加复杂，要关停连续过程有风险。大多数经营者每七到十年才做一次大的关停，服务，维修，和再启动。基于此，两三个周期之后，行业专家就基本都被洗清，客户对艾默生会形成更强的依赖。
再次，美国安全健康署(US Office of Safety and Health Administration)不断增强对工程操作规范的要求，灾难性事故不得归咎于前任工厂厂主，艾默生的仪器和服务能有效减少机器事故（~70%减少），帮助合规。
最后，由于一般运作时仅有18%的机器事故是因为年久，剩下的82%来自于随机机器事故因此艾默生正在推的预测性维护(Predictive Maintenance)要比出了事故后再停下来修理对客户来说更有诱惑力。比如一个工厂里的工程师可能很了解振动监控(Vibration Monitoring，比如振动监控能发现松了的轴承/loose bearing)，但这些技术光靠人的认知经常会导致结果不一致或结论有误导性，而通过艾默生的专家来对工厂里的控制阀门，系统健康监控，与物理计量等做相应的数据挖掘后，综合考量例如振动过程中的振幅，敏感型，频率与温度得出结论，就会准确得多。这也是为什么公司把数字化，软件，云，放在战略设计的顶端。
尽管艾默生因为业务本质，对油气行业有较大风险暴露，按照19年数据20%的自动化解决方案板块营收来自于上游油气，11%来自中游，但公司即便面临油气的大下行周期（2016年）依然维持了较高的ROIC，至少远高于加权平均资本成本，显示了公司极强的适应力和盈利能力。
销量有大概一半都在美国境外。
注意，在自动化解决方案中，有25%以上的销量来自于长期合约下的服务/咨询生意。这类生意利润率更高，给公司提供了现金流以支持资本开支，帮助其扩大已经巨大的装机基数，增强规模优势。艾默生很好地整合了软件和硬件(component products)以及服务，一些智能仪器(smart instrumentation)能成倍提升发现产品缺陷或增加效率。举例来说，在造纸过程中需要涂抹二氧化钛增加明亮度和白色泽，而传统电磁流量计经常控制的不好，制造出来的纸张不合格(>15% rejection rate)。利用艾默生的Coriolis流量计和控制系统可以给每个造纸厂省至少25万美金。最后，我们之前提过艾默生想往离散过程转型，因此他研发设计生产了一种控制器(Controller)，能让之或者自动配置为I/O系统(离散)，或者像其传统的DCS结构下的DeltaV网络一样运行，兼顾了离散和连续类过程。
艾默生的环境科技板块以其强劲的品牌著称，尤其是压缩机市场中的Copeland品牌。这个板块也有不小的转换成本(Switching Cost)，因为商业空调与冰箱的服务一般都是长期协议。尽管前期成本高一些，但一般16个月就能通过能耗减少结束payback period。艾默生还有一个很大的监控服务，关注全球17000个地址，解决3000万相关事务，这是竞争对手大多无法匹敌的。
艾默生的工具与家庭产品包括RIDGID工具和InSinkErator厨余粉碎机，这个板块的ROIC也是整个集团内最高的，高达30-40%。RIDGID已经存在了95年，在水管工之间享有盛誉(Budget friendly, professional grade tools that are well-designed and durable)，其NPS高达73，和苹果手机都差不多了。这个品牌包括管钳等一系列工具。不过其竞争对手普遍也有很长的历史足迹，包括DeWalt, Ryobi, Makita，和Milwaukee。这些细分市场的知名品牌，反而又赚钱又不容易被颠覆。
接下去简单看一下公司的资产负债和财务状况。
公司资本结构合理，长期负债一共42亿，久期都比较长，利息覆盖比例很高。
每年能产生20多亿的自由现金流，两年就能把债务全部还清。
公司每年会做一些补强收购（bolt-on acquisitions)，比如19年在自动解决方案板块收购了8个公司，耗资4.69亿，18年收购了智能气动基数供应商Aventics，收购了德市强的工具与测试板块。从市销率角度看，这些并购都挺合理，乘数普遍也都比艾默生本身的要低或者是差不多。不过06年收购的Artesyn和10年收购的Chloride都不成功，12年-14年连续减记了大概15亿美金左右的资产。
因为有大把的自由现金流(目前艾默生的FCF Yield为5.5%，罗克韦尔为3.5%，霍尼韦尔为4%），因此这些公司能不断回购股份，把资本回馈给股东。从过去十年的记录看，前两者每年回购股份的2%，后者每年回购股份的1%，都具有回馈股东的意愿，也都基本每年都在提高分红(提高分红的速度罗克韦尔与霍尼韦尔最快，艾默生相对慢一些）。之所以罗克韦尔的估值最高，可能不光是凯西伍德买入了那么简单--罗克韦尔是这几个公司中唯一一个工业自动化的Pure Play，具有最高的利润率和盈利能力，投资和并购都喜欢走轻资产路线，在科技研发上敢投入并总是投入在能差异化的地方，采取的是生态系统(ecosystem)的产品开发模式，把同质化高的业务给外包出去，因此形成了更好的定价能力。