2023年中国工业软件系列：工控软件（PLC、DCS、SCADA）的发展机遇

2023年中国工业软件系列：工控软件（PLC、DCS、SCADA）的发展机遇2023 China Industrial Control Software Industry中国工業制御ソフトウェア業界の概要（精简版）报告标签：工业软件、智能工厂、自动化、PLC、DCS、SCADA主笔人：鲍金玲 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。www.leadleo.com研究报告 2023/03 摘要报告要点速览生产控制类工业软件主要包括过程控制系统、先进过程控制与优化以及生产执行与管理三大类，国产化布局相对充分，其中，生产执行及管理类软件领域国产化程度最高，少数过程控制系统软件基本处于空白阶段。从生产环节来看，生产控制环节处于企业经营管理关键位置，相关软件一方面直接控制、调度车间的生产设备，一方面与制造业企业的销售、设计、物流、经营、财务系统等紧密相连。工控系统是各式各样控制系统类型的总称，主要包括DCS、PLC和SCADA三大类，也是本文的阐述对象。本文聚焦于工控系统产业发展，将解答以下几个问题：（1）DCS、PLC和SCADA三者有什么区别？（2）中国DCS的竞争格局如何？（3）DCS、PLC和SCADA未来将如何发展？•DCS、SCADA是一种系统，PLC是一种产品，三者在各个方面都存在差别。PLC是一种重要的底层控制部件，通常可以应用于SCADA和DCS系统中，实现工业设备的具体操作与工艺控制，通过回路控制提供本地的过程管理，也就是说，PLC作为一种控制产品，可以构成SCADA系统和DCS系统。PLC具有明显的通用性。而DCS和SCDAD的侧重点不同， DCS系统侧重于分散控制，SCADA系统侧重于各子系统数据监测，主要用于控制点分散，如天然气的长输管道、电力调度系统等。一般来说，生产企业会包含三种系统，SCADA作为生产管理级上位监控，DCS系统实现复杂控制，而PLC实现单机及简单控制➢DCS、PLC和SCADA三者有什么区别？•中国DCS市场整体呈现外资品牌和本土品牌平分秋色的竞争格局，国产化率较高，但与外资品牌相比，本土DCS品牌聚焦于中小型项目，在大型项目领域优势较弱；在技术水平、战略选择以及国家扶植三驾马车的推动下，本土DCS厂商正逐渐走向中控技术和和利时“两强争霸”竞争格局➢中国DCS的竞争格局如何？•DCS系统是控制系统的主力军，在智能制造背景下，其技术将朝着“强化数据接入能力、工业数据分析与知识推理能力、过程控制能力以及主动信息安全能力”进一步发展•PLC产品将朝着“产品规模两极化、通信网络化、一体化以及模块化、智能化”等方向进一步发展•在智能制造的带动下，SCADA系统将进一步朝着“产品平台化、网络化、跨系统化、开放化、应用领域多元化”等趋势发展➢DCS、PLC和SCADA未来将如何发展？观点提炼 工业软件：生产控制类行业概览| 2023/03www.leadleo.com400-072-55883生产控制类工业软件图谱从生产控制类工业软件图谱来看，其种类丰富，主要包括过程控制系统、先进过程控制与优化以及生产执行与管理三类，国产化布局相对充分，且处于企业经营管理的关键位置来源：头豹研究院生产控制类工业软件图谱生产控制类工业软件过程控制系统先进过程控制与优化生产执行与管理 工程组态平台组态软件SCADADCSSIS实时工业操作系统PLCAPC（RTO、MPC、ERC）节能优化（蒸汽动力、管网、蒸汽瓦斯等）能源管理MESLIMS预测预警软件（工艺、质量、安环等）OTS实时数据库操作报警优化基本空白进入市场相对成熟细分领域图谱◼生产控制类工业软件种类丰富，国产化布局相对充分，且处于企业经营管理的关键位置：生产控制类工业软件主要包括过程控制系统、先进过程控制与优化以及生产执行与管理三大类，国产化布局相对充分，其中，生产执行及管理类软件领域国产化程度最高，少数过程控制系统软件基本处于空白阶段。从生产环节来看，生产控制环节处于企业经营管理关键位置，相关软件一方面直接控制、调度车间的生产设备，一方面与制造业企业的销售、设计、物流、经营、财务系统等紧密相连。工控系统是各式各样控制系统类型的总称，主要包括DCS、PLC和SCADA三大类，也是本文的阐述对象。 工业软件：生产控制类行业概览| 2023/03www.leadleo.com400-072-55884对比：DCS、SCADA是系统，PLC是产品DCS、SCADA分别是一种系统，PLC是一种底层控制产品，可构成SCADA系统和DCS系统，DCS系统和SCADA系统侧重点不同，生产企业一般同时包含这三种软件来源：变电小课堂、知乎、头豹研究院PLC、DCS、SCADA三者对比◼DCS、SCADA是一种系统，PLC是一种产品，三者在各个方面都存在差别：PLC是一种重要的底层控制部件，通常可以应用于SCADA和DCS系统中，实现工业设备的具体操作与工艺控制，通过回路控制提供本地的过程管理，也就是说，PLC作为一种控制产品，可以构成SCADA系统和DCS系统。PLC具有明显的通用性。◼再具体拆开剖析，从适用领域分析，PLC属于现场设备层，适用于工业现场的测量控制，现场测控功能强，性能稳定，技术成熟；DCS系统属于厂站管理层，适用于测控点数多、测控精度高、测控速度快的工业现场，价格比较昂贵；SCADA系统属于调度管理层，其具备了PLC的现场测控功能和DCS系统的组网通讯能力两大特点，性能价格比较高，主要针对如油田、管线的广域需求。从系统组成来看，PLC组成的系统没有上位机，通常选用PLC作为SCADA系统的下位机设备，因为PLC可以组成SCADA系统；DCS系统有上位机和下位机，上位机包括工程师站、操作员站，下位机包括现场控制站；SCADA系统只有上位机，包括SCADA服务器和客户机。从系统规模分析，PLC控制点数从几个到上万个点不等，而DCS系统、SCADA系统主要用于规模较大的连续过程控制，但随着技术的发展，各控制系统相互融合和吸收，因此DCS系统的逻辑控制功能和PLC的连续控制功能也在不断增强，DCS、SCADA、PLC三者的功能边界也在逐步模糊。◼DCS系统与SCADA系统的侧重点不同，一般生产企业会同时包含DCS、PLC、SCADA三种系统：DCS系统侧重于分散控制，SCADA系统侧重于各子系统数据监测，主要用于控制点分散，如天然气的长输管道、电力调度系统等。一般来说，生产企业会包含三种系统，SCADA作为生产管理级上位监控，DCS系统实现复杂控制，而PLC实现单机及简单控制。 工业软件：生产控制类行业概览| 2023/03www.leadleo.com400-072-55885竞争格局：DCS竞争格局呈现中外平分秋色状态中国DCS市场整体呈现外资品牌和本土品牌平分秋色的竞争格局，本土品牌依靠政府补贴大幅降低DCS产品价格，国产化率较高，2020年本土品牌市占率达32.29%来源：5G产业时代数据中心、头豹研究院中国DCS市场竞争格局，2019-202016.18%13.98%12.93%11.95%11.39%9.68%8.61%7.52%2.82%1.41%3.53%13.73%16.72%13.78%11.71%9.81%9.96%8.71%7.99%2.76%1.38%3.45%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%霍尼韦尔浙江中控艾默生西门子和利时ABB施耐德新华控制南京科远杭州优稳其他2019市场份额2020市场份额-2.45%+2.74%+0.85%-0.24%-1.58%+0.28%+0.10%+0.47%-0.06%-0.03%-0.08%◼中国DCS市场整体呈现外资品牌和本土品牌平分秋色的竞争格局，国产化率较高，浙江中控成为中国DCS市场市占率第一的厂商：中国自20世纪70年代中后期开始引入国际的DCS系统，应用于化纤、乙烯等项目，随着中国DCS系统的蓬勃发展，目前活跃的DCS主流供应商有近20家，主要分为欧美品牌、日系品牌及本土品牌三大集群。欧美品牌以艾默生、霍尼韦尔等为代表，聚焦大型电力、石化、化工等领域，日系品牌以横河为代表，本土品牌以浙大中控、和利时、新华控制等为代表，在建材、市政、化工领域表现突出。其中，本土DCS品牌依靠政府的补贴大幅降低DCS产品价格，外资品牌难以在中小型企业中获利而逐渐退出中小型DCS市场，本土DCS市占率2020年达32.29%，浙江中控2020年市占率达16.72%，超过霍尼韦尔成为中国DCS市场市占率第一的厂商。 工业软件：生产控制类行业概览| 2023/03www.leadleo.com400-072-55886竞争格局：本土DCS厂商逐渐走向“两强争霸”与外资品牌相比，本土DCS品牌聚焦于中小型项目，在大型项目领域优势较弱；在技术水平、战略选择以及国家扶植三驾马车的推动下，本土DCS厂商正逐渐走向“两强争霸”竞争格局来源：头豹研究院中国本土DCS代表性企业中国本土DCS竞争格局，2022Q1-Q3企业成立时间总部覆盖行业浙江中控1993年杭州化工、石化、电力、制药、冶金、建材、造纸等科远智慧1993年南京石油、化工、光伏、电力、钢铁等和利时1993年北京工业、轨道交通、医疗等新华控制1985年上海电力、环保、市政工程、水泥、石化、冶金、造纸、地铁轨道交通等国电智深2002年北京大型火电、水电、煤化工等优稳自动化2008年杭州化工、制药、炼油、石化、钢铁、能源、建材、轻工、造纸、环保等新航道2005年北京电力、化工、冶金、热力、风电、建材等◼中国品牌聚焦于中小型项目，外资品牌主导大型项目：在技术水平、战略选择和国家扶植三架马车的推动下，中国本土DCS品牌占有率水平不断提升，最终中国DCS市场整体呈现中外品牌平分秋色的竞争状态，但外资品牌在技术水平、客户信赖度以及供应链等方面的优势仍十分明显，总体来看，中国本土DCS品牌在中小型项目优势明显，但大型项目仍由外资品牌主导。◼本土DCS品牌竞争格局正逐步走向“两强争霸”状态：就中国本土品牌的DCS竞争格局而言，本土品牌行业格局正逐步走向“两强争霸”，从营业收入、研发费用以及市场占有率来分析，中控技术和和利时竞争优势突出，是本土DCS品牌中名副其实的龙头企业，科远智慧于2010年登陆A股，成为江苏省最大、中国排名前三的热工自动化企业，其他如新华控制、优稳自动化、国电智深等DCS企业均在细分行业占据优势，但并未上市，产业规模也远不及中控技术和和利时，因此形成了“两强争霸”格局。 工业软件：生产控制类行业概览| 2023/03www.leadleo.com400-072-55887市场规模：DCS市场规模或于2026年接近200亿元全球DCS市场规模约千亿人民币体量，中国DCS市场约为百亿左右，在工业复制化提升的驱动下，DCS应用场景有望进一步拓展，中国DCS市场规模有望于2026年接近200亿元来源：CCID、MARKETSANDMARETS、头豹研究院中国DCS软件市场规模测算表格，2012-2026E中国DCS市场规模及增速，2012-2026E注：生产控制类软件占工业软件比重与DCS占生产类工业软件比重均参考CCID2018年生产控制类软件占工业软件17%与2018年DCS占生产类工业软件23.14%数值并进行合理预测。◼全球DCS市场规模约千亿人民币体量，中国DCS市场规模约为百亿左右，且仍将保持持续增长的态势：根据MARKETSANDMARETS数据，2021年全球DCS市场规模约为175亿美元，预计2