2022-2023年分布式控制系统(DCS)行业现状与投资规划分析报告

2022-2023年分布式控制系统(DCS)行业现状与投资规划分析报告汇报人：REPORTERContents目录行业概况01行业发展环境02行业现状03行业前景趋势0401行业概况Loremipsumdolorsitamet,consetetursadipscingelitr,seddiamnonumyeirmodtemporinviduntutlaboreetPART01|行业定义Loremipsumdolorsitamet,consetetursadipscingelitr,seddiamnonumyeirmodtemporinvidunt行业定义“DCS全称为DistributedControlSystem，中文名称为分布式控制系统，是基于计算机管控、显示及通信等技术，对现场装置进行分散控制，实现对生产过程集中管理、控制和操作的工业自动化控制系统。DCS控制系统采用多层级分布式控制结构，由子系统组成每一个级别，然后借助对应的子系统实现控制系统的对应功能。典型的DCS控制系统包括过程控制、集中操作监控和综合信息管理三级。（1）过程控制级是DCS控制系统的最低层级，由现场控制站、现场I/O模块、现场总线仪表及其他测控装置构成，负责下传加载的参数与操作命令，采集实时生产参数如温度、压力、流量、液位等，实现闭环模拟量控制和顺序控制；（2）集中操作监控级由工程师站、操作员站、监控计算机与网间连接器组成，在接受传送来的各个现场控制站的PID参数后，执行工艺流程操作及监视，设备状态监视，设备故障监视及确认，图形化动态显示，现场检测点的显示、检测和报警等任务；DCS控制系统最主要的特征为分散控制、集中管理，使其适用于流程型行业的生产过程控制与生产管理。”1975年02|发展历程1980至1985年1987年，进入21世纪美国霍尼韦尔公司推出全球首个DCS系统—TDC-2000系统，该系统结合了仪表控制系统和直接数字控制系统两者优势，生产过程控制开始走向网络化。第一代DCS系统基本上以霍尼韦尔的TDC-2000为模型，基础体系结构可分为五个部分:过程控制单元、数据采集单元、CRT操作站、上位管理机及连接各个单元和计算机的高速数据通道。第二代DCS系统形成，最大特点是引入了局域网作为系统骨干，使得系统功能逐步丰富，操作便利性大幅提高。1981年，中国吉化公司化肥厂首次引进日本横河DCS系统，标志着中国DCS行业正式起步。随后，中国在30套大化肥项目和大型炼油项目中均采用了DCS控制系统，有效提高了设备之间的协调性和生产连续性。在石油、化工行业中的成功应用加速了DCS系统在冶金、建材、电力等行业的应用。以福克斯波罗公司推出的I/ASeries为代表的第三代DCS系统面向市场，基本形成了现代DCS的标准体系结构。20世纪90年代，现场总线技术的突破为第四代DCS提供了发展基础，现场总线技术可将分散在各台现场数字仪表统一起来形成控制回路，实现分散控制。投资对中国经济增长的贡献率不断攀升，石油、原煤、粗钢、水泥等消耗量持续走高，中国DCS市场一直保持两位数增长。到2003年，强劲的社会投资势头将中国DCS市场推向了发展巅峰。2003年10月，中共十六届三中全会提出“科学发展观”，指出将推动经济增长方式由粗放型向集约型发展。受这一政策颁布影响，重工业项目投资大幅缩减，2004年起，中国DCS市场增速开始放缓。此后，2008年全球金融危机爆发，全球及中国宏观经济运行压力增大，工业投资热度降低，导致中国DCS市场增长率下降至个位数。下游应用需求增速放缓导致DCS市场竞争逐渐激烈，在国家推动与扶持自主品牌的政策下，以ABB、霍尼韦尔为代表的外资品牌市场份额不断下滑，国产品牌如浙江中控和杭州和利时逐渐发力，抢占外资品牌市场份额。2011至2012年期间，由于火电投资锐减，ABB公司失去市场第一地位，反观中国的浙江中控和杭州和利时两家企业凭借更高的商业灵活性、市场贴合度及性价比优势迅速发展起来，加快了DCS系统进口替代进程。中国DCS行业上游为原材料供应和软件开发，参与主体为原材料供应商和软件开发商。DCS是集合软件、硬件及系统服务为一体的系统。与PLC侧重于局部逻辑控制相比，DCS更注重模拟量的控制，因此DCS系统拥有更强的数据传输和管理能力，这也是大型项目广泛应用DCS系统的主要原因。DCS系统硬件主要由控制机柜、网络系统、人机界面等组成。其中，控制机柜内部安装有控制器、I/O模件、继电器、断路器、电源等。网络系统包括交换机、光缆、网络接头、光电接口等设备；人机界面包括计算机、工控机、显示器和打印机、操作台等设备。此外，在控制环节，还需要现场仪表（如温度表、压力表、流量计、液位计、物位计等）的配合。从成本结构来看，DCS系统成本主要由人工成本、项目运维成本和硬件成本构成。由于DCS系统融合了计算机技术、自动化控制技术、通信技术、CRT人机接口技术等技术，软件开发、后期维护和扩展升级的难度较大，因此DCS系统的核心成本主要集中在人工成本和项目运维成本，数据显示，这两部分成本占据总成本的60%左右。中国的工业自动化已得到充分发展，技术也开始不断成熟，原材料供应商数量众多，产品价格稳定，是硬件成本不高的主要原因。04|产业链上游中国DCS行业中游为DCS系统集成，参与主体为DCS系统集成商，主要承担DCS项目系统工程化设计与生成、安装与调试、运行与维护。DCS系统的主要功能为监测现场数据、遥控现场设备、PID控制、顺序控制以及远程故障诊断等。（1）监测现场数据:对生产作业的相关信息数据进行收集和整理，以便深入分析各项生产指标；（2）遥控现场设备:基于现场总线技术将分散的现场设备和I/O模块连接在一起，控制现场设备；（3）PID控制:在生产期间，需要应用不同类型的PID控制回路，因此DCS系统需要全面掌握PID的控制参数，确保控制的有效性；（4）顺序控制:按照生产工艺流程，使各个执行机构按照预定顺序依次完成操作；（5）远程故障判断:生产作业期间设备出现异常时，DCS系统针对设备故障进行远程判断，提高维护效率。DCS系统集成商的经营模式主要分为三种:（1）系统集成商外购DCS产品用于集成；（2）系统集成商与产品开发商一起合作完成项目；（3）系统集成商自主生产DSC产品用于集成，具备产品开发和系统集成两方面能力。成熟DCS系统的开发主要建立在对下游应用行业生产过程的深入理解之上，DCS系统集成商需拥有至少10-15年的从业经验和强大的技术开发能力。因此，从中国DCS市场趋势来看，未来在市场上居主导地位的仍是系统集成、产品开发两方面能力均具备的DCS系统集成商。04|产业链中游中国DCS行业下游应用主要集中于化工、电力、石化、市政、造纸、冶金、建材等流程型行业。流程型行业对生产连续性、流程规范要求颇高。尤其大型工业自动化生产线项目，运行方式复杂、管理难度大，连续不间断的生产流程是实现精益生产的重要途经，在DCS系统的帮助下，大型工业自动化生产线可实现集中操作、分散控制，将流程设备的停机率减少到最低限度。从应用占比来看，化工、电力、石化行业是DCS系统应用排名最靠前的三个行业，合计占比超过70%。随着化工、电力、石化行业的生产机组趋向于大型化、自动化，结构优化需求日益增强，将持续拉动中国DCS市场发展。04|产业链下游02行业发展环境Loremipsumdolorsitamet,consetetursadipscingelitr,seddiamnonumyeirmodtemporinviduntutlaboreetPART01|行业政策提出要大力扶持计算机辅助设计和辅助制造（CAD/CAM）、制造执行系统（MES）、计算机集成制造系统（CIMS）、过程控制系统（PCS）、产品生命周期管理（PLM）等工业软件的研发、应用和产业化进程，推动工业软件在航空航天、船舶、机械、汽车、电子、轻工和纺织等工业领域的广泛应用。《软件和信息技术服务业“十二五”发展规划》提出组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线，突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置，推进工程化和产业化。《中国制造2025》提出加快计算机辅助设计仿真、制造执行系统、产品全生命周期管理等工业软件产业化，强化软件支撑和定义制造业的基础性作用，有利于促进分布式控制系统与制造业的结合。《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》工信部国务院国务院02|行业政策提出三个阶段发展目标:（1）到2025年，覆盖各地区、各行业的工业互联网网络基础设施基本建成，工业互联网标识解析体系不断健全并规模化推广，基本形成具备国际竞争力的基础设施和产业体系；（2）到2035年，建成国际领先的工业互联网网络基础设施和平台，工业互联网全面深度应用并在优势行业形成创新引领能力，重点领域实现国际领先；（3）到本世纪中叶，工业互联网创新发展能力、技术产业体系以及融合应用等全面达到国际先进水平，综合实力进入世界前列。《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》引导有条件的中小企业开展信息化和数字化升级试点应用，提升中小企业智能化和信息化水平，加强工业软件的行业应用以服务中小企业的智能化发展。《智能制造发展规划（2016-2020年）》明确到2020年培育30万个工业APP以满足研发设计、生产制造、运营维护和经营管理等业务领域的应用需求，突破工业技术软件的关键技术，构建工业APP标准体系，形成一批具有国际竞争力的工业APP企业，推动工业APP的市场化进程和提升工业互联网平台的应用能力。《工业互联网APP培育工程实施方案提出加快计算机辅助设计仿真、制造执行系统、产品全生命周期管理等工业软件产业化，强化软件支撑和定义制造业的基础性作用，有利于促进分布式控制系统与制造业的结合。《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》过去20年国内工业自动控制系统市场总量总体保持快速增长。随着国内传统工业技术改造、工厂自动化、企业信息化改造，未来工业自动化系统的市场前景更加广阔。2018年中国工业自动化控制系统制造市场规模1830亿元，同比增长10.5%；2019年中国工业自动化控制系统制造市场规模为1865亿元，同比增长9%。经济环境03|经济环境由于半导体、计算机、网络、通讯等各领域的先进技术都不断地应用到DCS控制系统中，而且技术渗透的速度非常快，使得现在的DCS控制系统不再像早期的系统只能用于简单的控制，而是功能更强大，运行更可靠，使用更智能化，越来越成为现代化工业生产中不可缺少的神经中枢。04|社会环境在物联网和5G技术快速发展中，工业可感知的数据规模呈爆发式增长，这主要由于先进检测技术、传感器技术的快速发展推动。大量数据中蕴含了工业现场的设备及系统特征，如何将各类物联感知数据可靠接入智能DCS，同时无缝整合各类第三方系统如PLC等的数据，实现广义工业过程信息的泛在感知，形成后续流程的数据基础，成为智能DCS的基础能力需求。对于现场数据的接入方式，我们认为“无线”和“总线”技术将逐步占据更多份额。随着传统重工业新建项目数量减少，中国DCS市场已进入存量竞争阶段。DCS系统的使用周期一般为8-10年，2009至2011年期间投入的DCS系统老旧设备改造需求已相当迫切，尤其是最早使用DCS系统的火电、化工、冶金等行业，对点检服务、维保服务、利旧服务、扩容服务等一系列售后服务需求尤为旺盛，更新需求占据市场发展主导力量，刺激DCS系统厂商推出增值服务业务。此外，随着下游行业的数字化、信息化水平要求提升对DCS系统的产品质量和售后服务要求也随之提高。目前行业内的DCS系统产品逐渐标准化，功能模块、系统开放程度、兼容性得到明显提升，价格较为稳定。因此，DCS系统厂商们将关注放在提供更高质量的售后服务方面，试图将专门化的服务作为存量改造周期新的利润增长点，以提高自身盈利能力。经济环境05|社会环境06|行业驱动因素DCS系统是工业互联网的基础，DCS系统架构对工业互联网的发展能够起到决定性作用。工业互联网作为实现智能制造的关键基础设施，自2015年以来，其发展获得了中央政策的大力支持。政策支持以电力行业为例，随着电厂建设逐渐数字化、环保化，对全厂一体化解决方案需求日益强烈，DCS系统可对锅炉、汽轮机、辅机、脱硫、脱硝等全流程主设备和辅助设备进行控制和保护，并通过优化控制算法来提高锅炉燃烧效率，既提高了一次能源的综合利用效率，又降低了污染物的排放。环保政策的颁布对传统工业发展起到了指导作用，推动了环保自动化产品在工业企业的应用，由此驱动了中国DCS行业的发展。节能环保政策助力DCS市场增长DCS系统的市场需求主要来自于与自动化领域新建工程以及现有工厂的改造。以电力行业为例，新建工程指新建发电厂以及石化、冶金等其它行业中新建工程的配套电厂；现有电厂的改造指在原有机组的扩建以及自动化产品的更新换代。步入存量改造时代，生产设备更新成为需求主导力量嵌入式技术将芯片、模块以及小型的控制系统嵌入产品内部，进而实现控制一体化。嵌入式工业控制机包括STD总线工业控制机、ISA总线工业PC机及PLC等。STD总线工业控制机采用了组合式、模块化、小型化、标准化的开放式结构体系，能够适应传统工业技术改造和工业过程控制，在中小企业的低成本的过程控制及大型企业的专用设备上具有较大的发展空间。ISA总线PC机采用嵌入式模板结构，使用方便，调节便捷，容易维护和升级，适用于小型的集中式过程控制。新一代嵌入式控制技术03行业现状分析Loremipsumdolorsitamet,consetetursadipscingelitr,seddiamnonumyeirmodtemporinviduntutlaboreetPART阶段，中国DCS市场的供应商数量并不多，只有20余家，主要分为日系品牌、欧美系品牌和国产品牌，其中，外资品牌占据主导地位。日系品牌最早进入中国，1981年中国大量引进日本横河开发的Centum系列DCS系统。随后，美国霍尼韦尔公司的TDC系列DCS系统也进入中国市场。中国DCS市场上的系统软件齐全，不同厂商开发的DCS系统之间的共同点是各家厂商的DCS控制站、操作站、数据通信及网络大多类似。不同点在于软件组态方式、输入输出卡和人机界面设计等方面，原因是开发人员来自不同厂商，在技术水平和开发习惯上存在差异。DCS系统厂商利润水平高低取决于项目本身，数据显示，行业领先厂商的项目利润率介于30%-40%之间，利润率低于15%的厂商很难维持生存，因此，愈多的DCS系统集成商逐渐将工作重点放在DCS系统增值服务上，以此提高自身利润率。01|行业现状从下游用户的行业属性分析，化工、石化和电力是主要应用行业，三者合计市场份额达到80.7%。其中化工行业为2019年DCS第一大市场，市场规模33亿元，较2018年同比增长17.4%；石化行业的DCS市场规模17.0亿元，较2018年同比增长13%；电力行业的DCS市场规模23亿元，较2018年同比降低6%。02|行业现状中国DCS市场集中度低，国产化率较高，其下游应用集中度高CR9中智深控制、和利时及中控技术均为中国厂商，其市场占比合计45%。中国DCS市场已进入相对稳定和成熟的时期，且本土厂商强势，由于DCS市场受众以大项目为主，存在规模效应，未来中国厂商将进出进一步替代国际厂商。DCS下游应用集中度高，化工及电力合计市场占比超过60%。03|行业现状分布式控制系统具备独立性、协调性和联机性分散控制是DCS独立性的体现，任意单一部件的故障不影响系统的正常运行，可保证系统的稳定性。集中管理是DCS协调性的体现，工程师站负责系统管理组态控制及系统的生成；操作员站对生产工艺的操作和控制，监控计算机综合监视所有工作站通信网络是DCS实现分散控制、集中管理的关键，各项稳定运作离不开通信网络的支持。数据显示，中国DCS行业市场规模（按项目总额计）由2014年的84亿元降至2018年的87亿元，年复合增长率为-0.5%。伴随中国经济的快速发展，钢铁、水泥等行业的产能过剩矛盾逐步突显。为此，2013年10月，国务院发布了《关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》，用于指导产能过剩行业的产业结构调整工作。2014年，中国经济转型的重点放在了减少产能过剩，以及全面推动产业结构转型升级层面。2015至2017年期间，钢铁、化工等重工业行业暴露出严重的产能过剩问题，下游需求疲软，产品价格不断下滑，业内企业成本高位运行。受产业结构调整影响，中国DCS行业发展进入震荡调整期，市场规模持续萎缩。2017至2018年期间，中国产业结构调整步伐加快，重工业项目虽有所减少，但环保类项目如电力、水泥、冶金等行业的新建项目数量开始增多，成为中国DCS市场新的增长点。未来五年，随着中国产业结构调整目标完成，中国DCS市场将进入存量改造周期，在政策扶植作用下，进口替代过程将持续进行，到2023年，中国DCS行业市场规模（按项目总额计）将达到107.3亿元。04|行业市场规模下游行业产能扩张遭遇瓶颈期，新增投资少中国DCS行业面临的首要问题是下游行业产能扩张遭遇瓶颈期，产能扩张幅度小，导致新增设备投资减少。近年来，在供给侧结构性改革和环保政策的实施和推动下，DCS行业最重要的应用领域化工、石化、水泥等多个行业均面临改善和缓解供需矛盾的难题，产能扩张受到抑制。05|行业痛点系统开发技术难度大，高端市场竞争能力不足由于系统开发难度大，从事DCS控制技术的人才不单需要具有上述多学科技术知识储备，还需要长期的项目经验积累，才能贴合客户的实际需求。目前中国DCS行业明显欠缺满足以上两大要求的高素质人才，人才不足对行业自身发展产生了一定制约。存量市场加速服务化转型在DcS增量市场规模增速趋缓背景下，诸如升级改造、备品备件、优化服务的存量市场贡献率稳步提升，如果行业内企业不能及时将产品与服务并重，积极开拓存量市场，增强服务能力，将有可能在DcS的市场竞争，特别是与跨国企业的竞争中处于不利地位。为此，存量市场规模的提升，将加速供应商的服务化转型。++单一的资金提供方角色仅能为分布式控制系统(DCS)行业企业提供“净利差”的盈利模式，分布式控制系统(DCS)行业同质化竞争日趋严重，利润空间不断被压缩，企业业务收入因此受影响，商业模式亟待转型除传统的分布式控制系统(DCS)行业需求外，设备管理、服务解决方案、贷款解决方案、结构化融资方案、专业咨询服务等方面多方位综合性的增值服务需求也逐步增强。中国本土分布式控制系统(DCS)行业龙头企业开始在定制型服务领域发力，巩固行业地位全面增值服务06|发展建议提升产品质量（1）政府方面：政府应当制定行业生产标准，规范分布式控制系统(DCS)行业生产流程，并成立相关部门，对科研用分布式控制系统(DCS)行业的研发、生产、销售等各个环节进行监督，形成统一的监督管理体系，完善试剂流通环节的基础设施建设，重点加强冷链运输环节的基础设施升级，保证分布式控制系统(DCS)行业产品的质量，促进行业长期稳定的发展；（2）生产企业方面：分布式控制系统(DCS)行业生产企业应严格遵守行业生产规范，保证产品质量的稳定性。目前市场上已有多个本土分布式控制系统(DCS)行业企业加强生产质量的把控，对标优质、高端的进口产品，并凭借价格优势逐步替代进口。此外，分布式控制系统(DCS)行业企业紧跟行业研发潮流，加大创新研发力度，不断推出新产品，进一步扩大市场占有率，也是未来行业发展的重要趋势。多元化融资渠道可持续公司债等创新产品，扩大非公开定向债务融资工具（PPN）、公司债等额度获取，形成了公司债、PPN、中期票据、短融、超短融资等多产品、多市场交替发行的新局面；企业获取各业态银行如国有银行、政策性银行、外资银行以及其他中资行的授信额度，确保了银行贷款资金来源的稳定性。分布式控制系统(DCS)行业企业在保证间接融资渠道通畅的同时，能够综合运用发债和资产证券化等方式促进自身融资渠道的多元化，降低对单一产品和市场的依赖程度，实现融资地域的分散化，从而降低资金成本，提升企业负债端的市场竞争力。以远东宏信为例，公司依据自身战略发展需求，坚持“资源全球化”战略，结合实时国内外金融环境，有效调整公司直接融资和间接融资的分布结构，在融资成本方面与同业相比优势突出。04行业前景趋势Loremipsumdolorsitamet,consetetursadipscingelitr,seddiamnonumyeirmodtemporinviduntutlaboreetPART01|行业发展趋势在建设制造强国和“互联网+”的国家战略下，工业互联网平台的建设不断提速。现阶段，在化学工业、制造工业和生物制药等MES（生产执行系统）广泛应用的领域，已建立基于MES的生产制造系统网络集成平台，实现生产及经营过程DCS及ERP（企业资源计划）系统的集成，解决了过程控制与计划之间出现的断层问题。工业互联网平台的建设不断提速从市场表现来看，随着下游行业的项目改造需求超过新建项目需求，市场竞争集中在改造项目上，因此外资品牌仍具备较强的竞争力。近年来，中国国产品牌频频发力，已逐渐显露在特定行业的竞争优势。国产品牌逐渐显露竞争优势中国DCS行业资深专家表示，DCS系统是工业互联网的基础，DCS系统架构对工业互联网的发展能够起到决定性作用。工业互联网作为实现智能制造的关键基础设施，自2015年以来，其发展获得了中央政策的大力支持。搭建工业互联网平台，实现多功能化现场总线是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络，它能将分散在现场的智能仪表、执行器和控制器等设备与自动化系统连接起来。现场总线以其较强的开放性、分散性和数字通信能力，将DCS系统转变为了全分布式的结构，实现了现场的全过程控制。但现场总线技术并不能完全解决生产过程发生的实际问题，一旦网络通信数据包传输延迟、通信系统瞬时错误和数据包丢失、命令发送与到达次序不一致等问题出现会破坏控制系统的稳定性、可靠性及安全性，由此为新一代嵌入式控制技术提供了发展机遇。新一代嵌入式控制技术蓄势待发中国DCS行业已拥有三十余年的发展历史，截至2018年底，中国DCS行业已高度市场化。从市场份额来看，外资品牌与国产品牌市场占比为6:4，外资品牌在中国DCS市场仍占据主导地位，但国产品牌已形成一定的替代效应。DCS系统的下游行业众多，外资、国产品牌在不同行业里的表现存在差异。目前在中国DCS市场的外资品牌主要由日系品牌横河，欧美系品牌艾默生、霍尼韦尔、西门子、英维斯、ABB、福克斯波罗、美卓等组成；合资品牌有美国通用（GE）公司和新华集团成立的GE-Xinhua；国产品牌有浙江中控、杭州和利时、国电智深、南京科远、上海自仪、西安恒生等02|行业竞争格局石油化工行业是最早引入外资品牌的行业，外资品牌在此领域具备先发优势和市场优势，石油化工工业大型生产装置大多采用外资品牌的自动化控制产品。但2016年起，中国石油天然气、煤化工等项目停工，对优势为石油化工行业的霍尼韦尔、ABB等外资品牌的影响较大，业绩均出现下滑。从市场表现来看，随着下游行业的项目改造需求超过新建项目需求，市场竞争集中在改造项目上，因此外资品牌仍具备较强的竞争力。近年来，中国国产品牌频频发力，已逐渐显露在特定行业的竞争优势。在政策的扶植作用下，电力行业的DCS系统基本被国产品牌垄断，国有大型发电集团的自动化产品基本由下属的自动化企业提供，如国电集团下属的国电智深。在核电、食品饮料、制药、市政等领域，国产品牌具有商业灵活、贴合度高、维护服务响应迅速等方面的优势，已渐渐占据自动化产品市场。其中，浙江中控、杭州和利时两家企业发展时间较早，在积累了大量的项目经验后，依靠产品性价比优势和更加便捷的售后服务，不断蚕食外资品牌的市场份额，2018年，在中国DCS市场的占有率进入前三名。Addyourwordshere，accordingtoyourneedtodrawthetextboxsize。Pleasereadtheinstructionsandmoreworkattheendofthemanualtemplate.浙江中控技术股份有限公司（以下简称“浙江中控”）成立于1993年，总部位于