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生产控制类工业软件行业研究:乘智能东风,渡自主长河

| 2023-3-9 20:57 阅读 56794 评论 0

(报告出品方:国金证券)

1. 生产控制类产业软件品类丰富,政策加持自立可控进程提速

1.1 生产控制环节居于制造业企业经营治理关键位置

生产控制环节位居企业经营治理关键位置,与设想、经营、财政等环节联系亲近。生产控 制类产业软件是对产业装备及控制系统停止治理控制、数据收集、生产履行与平安告警的 一类软件。生产控制类产业软件一方面间接控制、调剂车间的生产装备,一方面与制造业 企业的销售、设想、物流、经营、财政系统慎密联系,承当着收集各类数据、控制底层设 备、实时监控调剂、履行企业计划等一系列重要工作。

1.2 生产控制类产业软件品类丰富,国产化结构相对充实

生产控制类产业软件首要涵盖进程控制、先辈进程控制及优化、生产履行及治理三大类, 国产化结构相对充实。今朝国内企业在生产履行及治理类软件范畴结构最为充实,代表公 司首要包括石化盈科(中控技术计谋入股 22%)、中控技术、力控科技等。进程控制与先 进进程控制及优化软件范畴次之,少数品类国内厂商根基处于空缺阶段,代表公司首要包 括中控技术、和利时、力控科技、亚控科技等。整体而言,国发生产控制类产业软件品类 根基齐全,国产化结构相对充实。

1.3 政策利好频频加持智能制形成长,助力产业软件自立可控进程提速

智能制造是鞭策制造业从低端向中高端升级转型的关键,产业软件则是成长智能制造不成 或缺的关键根本。今朝我国生产控制类产业软件在焦点技术等方面与外洋大厂仍有较大差 距。近年来,国家连续推出了诸多激励先辈制造业与产业软件成长的政策文件,为生产控 制类产业软件的成长供给了有力的政策支持,助力国产替换进程提速。

2. 进程控制类:DCS、SIS、SCDA、PLC

2.1 DCS:控制工具分离+集条约一治理,百亿市场范围国产化率过半

DCS:控制工具分离,集条约一治理(集合治理、分离控制)。工控系统的成长履历了由 野生控制到仪表控制再到计较机集合治理的过程,趋向为人力劳动越来越少、控制误差越 来越小且生产效力越来越高。DCS(集散控制系统)是以微处置器为根本,采用分离控 制、集合显现、分而自治、综合调和的设想原则的新一代仪表控制系统。DCS 由输入输 出模块、通讯模块、控制器和人机界面组成,用于实现对生产进程的数据收集、控制和监 视功用。




全 球 DCS 市场约千亿群众币体量,未来五年 CAGR 估计达 5.8% 。 据 MARKETSANDMARKETS,2021 年全球 DCS 市场范围为 175 亿美圆,2026 年或达 232 亿美圆,21~26 年复合增速估计达 5.8%。

国内 DCS 市场范围或在百亿左右。据智研征询,2022 年我国 DCS 市场范围或达 119.2 亿元,同比增加 7.2%;据华经情报网,2022 年我国 DCS 市场范围或达 92.7 亿元,同比 增加 5.5%。

DCS国产替换空间较为可观,出海或成为新增加极。2021年我国DCS国产化率达55.7%, 2016 年以来逐年提升。2021 年我国 DCS 国产替换空间约 49.2 亿元,国产替换空间仍较 为可观。同时,若按 2021 年均匀汇率折算全球 DCS 市场空间,除中国外外洋市场空间 高达 1,100 亿元,未来外乡厂商出海开辟全球市场或成为新增加极。 DCS 下流行业以化工、电力、石化为主。2020 年,DCS 下流行业散布中,化工、电力、 石化居于前三位,别离占比 37%、24%和 19%。




中控技术国内 DCS 市场份额高达 33.8%,居国内市场市占率首位。2021 年,中控技术 约占国内 DCS 市场 33.8%,和利时等其他国内厂商约占 21.9%,Emerson、Honeywell、 ABB、SIEMENS 等国际厂商约占 44.3%。首要的 DCS 国内外厂商中,中控技术建立时 间最晚。相较国内厂商,中控与首要合作对手的行业卡位存在差别;相较国际厂商,中控 更靠近中国市场,更晓得下流客户需求,安身石化、化工上风赛道积极开辟其他下流行业。

2.2 SIS:异常工况仪表控制系统,国内 28 亿元范围市场集合度较高

SIS:一般工况监视运转,异常工况应急处置。SIS(平安仪表系统)是一种由传感器、 逻辑控制器以及终极元件组成,能实现一个或多个平安功用的系统,首要为工场控制系统 中的报警和连锁部分,对控制系统中检测的成果实施报警行动或停止调理或停机控制。 SIS 与 DCS 系统的首要差别在于 SIS 更偏向对于异常工况的敏捷处置,一般工况下仅起 到监视运转的感化,是以对平安性的要求更加严酷。




SIS 下流行业以炼化及石油化工、化工、油气为主,国内市场 CR2 过半。SIS 下流行业 散布中,炼化及石化、化工、油气居于前三位,别离占比 34.8%、34.6%和 13.3%。2019 年康吉森与中控合计约占国内市场的 50%,两家公司在 2019~2021 年始终位居国内市占 率前两位。

SIS 国内首要玩家包括中控技术、康吉森、和利时,外洋玩家首要包括 HIMA、Honeywell、 SIEMENS 等,厂商重合度与 DCS 较高,首要覆盖下流石化、化工等范畴。

2.3 SCADA:数据收集+监视控制,156 亿市场范围国产化比例高达 60%

SCADA:数据收集+监视控制。SCADA(数据收集与监视控制系统)是以计较机为根本 的生产进程控制与调剂自动化系统,可以对现场的运转装备停止监视和控制。SCADA 的 首要功用包括数据收集和处置、装备控制、报表记录查询、趋向分析、报警提醒及下达调 度和操纵号令。SCADA 与 DCS 系统的首要差别在于 SCADA 更偏向远程监控,装备控 制相对 DCS 简单,首要利用于石油和自然气管道、电力电网、轨道交通等远程控制行业。

全球 SCADA 市场范围或在 100 亿美圆左右。据华经产业研讨院,2021 年全球 SCADA 市场范围或达 92 亿美圆。估计 21~26 年 CAGR 达 7.5%,2026 年市场范围或达 132 亿 美圆。




SCADA 国内市场范围接近 156 亿元,下流行业以电力、市政、石油自然气为主。据华经 情报网,2022 年我国 SCADA 市场范围或达 156.3 亿元,同比增加 12.5%;SCADA 下 游行业散布中,电力、市政、石油自然气居于前三位,别离占比 26.6%、25.3%和 18.3%。

SCADA 国产化比例高达 60%。2020 年我国 SCADA 国产化比例达 60%。国内外首要参 与玩家包括 ABB、Emerson、Honeywell 为代表的外资厂商与以力控科技、亚控科技为 代表的外乡厂商。

2.4 PLC:可编程逻辑控制器,国内 PLC 市场整体由外洋龙头主导

PLC:可编程逻辑控制器。PLC 由继电器成长而来,首要用于存储履行逻辑运算、顺序 控制、按时、计数和算术运算等操纵的指令,并经过数字式或模拟式的输入输出来控制各 品种型的机械装备或生产进程。PLC 一般由微处置器(CPU)、存储器、输入/输出接口、 通讯/扩大模块、电源装配等组件组成,现场信号一般经过按钮、触点、各类开关等停止 输入,输出接口一般驱动指示灯、电磁阀、报警器等受控元件。

依照输入/输出(I/O)点数的几多,可将 PLC 分为小型、中型、大型三类。点数越多,控 制范围越大,要求的法式存储器容量越大,指令与功用越丰富,可以利用于更加复杂的控 制使命,技术要求也同步抬高。




在现实的产业场景傍边,DCS 更偏重整体的系统控制,是系统级的框架概念,自上而下 覆盖控制层、操纵层、现场层三层;而 PLC 则更偏重于部分的逻辑控制,首要集合在现 场层,是众多仪器装备的控制单元。简而言之,DCS 的系统框架涵盖了众多控制底层设 备的 PLC 单元。PLC 的部分逻辑控制更加分离、聚焦,DCS 的整系统统控制而更加整合、 联贯,是以 DCS 多用于如石化、化工等流程产业控制,而 PLC 则常用于汽车电子等离散 产业控制。

PLC 全球市场范围在 107 亿美圆以上。据观研全国,2020 年全球 PLC 市场范围达 107.4 亿美圆,同比增加 7.8%。

PLC 国内市场范围或在 160 亿元左右。据华经情报网,2022 年我国 PLC 市场范围或达 153.2 亿元,同比增加 8.5%;据亿渡数据《2022 年中国 PLC 行业研讨报告》,2022 年 我国 PLC 市场范围或达 160.9 亿元,同比增加 4.8%。

PLC 可利用于多类场景,小型 PLC 与中大型 PLC 下流利用有所差别。2021 年,小型 PLC 下流行业散布中,半导体、纺织、包装居于前三位,别离占比 14%、8%和 6%;中大型 PLC 下流行业散布中,电池、冶金、物流居于前三位,别离占比 12%、11%和 8%。

2021 年我国小型 PLC 与中大型 PLC 大致等分市场,整体由国外龙头企业主导。我国中 大型 PLC 市场合作相对集合,TOP3 约占 72%的市场;我国小型 PLC 市场合作相对分离, TOP2 约占 49%的市场。中国企业在中大型 PLC 市场中合作力不敷,但在小型 PLC 市场 中逐步展现合作力。




PLC 国内首要玩家包括汇川技术,外洋玩家首要包括 SIEMENS、三菱、欧姆龙等,支流 厂商的代表产物均分为中大型PLC与小型PLC两类,下流行业覆盖从制药、食饮到钢铁、 化工、半导体等诸多范畴。

3. 先辈进程控制与优化系统:APC

3.1 APC:多变量控制+回路猜测,中控龙头职位安定

APC:多变量控制+回路猜测。APC(先辈进程控制)辅佐自动化控制系统处置复杂生产 进程控制,以实现常规控制没法有用处置的复杂进程的平稳性改良和卡边优化功用的系统。 APC 包括 RTO(实时优化)、MPC(模子猜测控制)、ERC(增强控制)三大组成部分, 相较于传统的 DCS 控制器(PID),APC 首要具有以下三点上风: 多变量控制:不再只是单个变量的控制,而是对被控工具的整体停止多个变量的控制, 消除了多个回路之间的相互影响。 猜测优化:可按照今朝多个回路的工况停止分析,从而对控制器内每一个回路的未来 停止猜测,按照猜测的成果对回路停止调理,进而实现控制结果最洪流平的优化。 稳定性:具有更强的顺应才能和更好的鲁棒性,贴合处置进程的大滞后、强耦合特征、 并能有用地处理进程可测干扰。

中控技术系 APC 赛道龙头。中控技术持续三年位居国内 APC 市占率第一,近三年别离 达 26.0%、27.0%和 28.6%。按照公司招股书表露的 2018、2019 年 APC 支出情况,可大致倒算我国 APC 市场范围大致在亿元量级,利基市场较小。

中控旗下 APC-Suite 利用结果明显。中控 APC-Suite 在催化裂化、持续重整等各生产工 艺环节利用结果明显,为石化、化工客户生产流程降本增效。

4. 生产履行与治理类:MES、LIMS、OTS

4.1 MES:计划下达+生产调剂,下流行业分离国产替换空间可观

MES:计划下达+生产调剂。MES(制造履行系统)是从生产计划下到达生产调剂、构造、 履行、控制,直至生产出及格产物全进程的信息化治理系统。MES 首要集合在制造运营 层,位于生产控制层和运营治理层之间,焦点功用包括资本分派、车间排产、工序调剂、 进程治理等,扩大功用包括能源治理、质量治理、仓储治理等。




MES 市场高度分离,介入厂商众多。MES 软件市场中的 SaaS 子市场,以及航空航天船 舶、整车及汽车零部件、装备制造等六个细分行业 MES 处理计划市场空间及厂商份额都 在市场中占有较大份额。各细分行业显现出分歧的特点,但与 MES 软件总市场相比,细 分行业处理计划市场碎片化加倍明显,唯一石化化工、钢铁及有色金属等行业连结较高的 办事商集合度。

全球 MES 市场范围或在 1,420 亿元。据华经产业研讨院,2022 年全球 MES 市场范围或 达 1,420 亿元,同比增加 15.2%。2017~2022 年 CAGR 达 15.5%,2024 年市场范围或 达 1898.6 亿元。

我国 MES 市场范围或达 57.2 亿元。据华经情报网,2022 年我国 MES 市场范围或达 57.2 亿元,2020~2022 年 CAGR 达 13%。

MES 国产替换空间较大,Top8 中外乡厂商占到五席。2021 年我国 MES 市占率 Top8 分 别为西门子、SAP、宝信软件、鼎捷软件、罗克韦尔、黑湖制造、新核云及中控技术,其 中,外洋大厂居于前两位,仍处于相对主导职位,外乡厂商占到五席,加速国产替换势在 必行。与国际大厂相比,我国外乡厂商 MES 覆盖行业相对较少,未来或需在多行业多点 发力推动自立可控进程。

4.2 LIMS:尝试室信息治理系统,利用于科研机构及研发部分

尝试室信息治理系统是用于治理构造生产的产物的研发、开辟和测试的一类软件。普遍应 用于科研机构、企业研发部分等。 功用上,LIMS 一般可以分为两大类: 数据治理型:首要功用一般包括数据收集、传输、存贮、处置、数理统计分析、数据 及格与否的自动判定、输出与公布、报表治理、收集治理等模块。功用较为单一。 尝试室周全治理型:基于数据治理型增加了以下职能:样品治理、资本(材料、装备、 备品备件、牢固资产治理等)治理、事务(如工作量统计与人为奖金治理、文件材料 和档案治理)治理等模块,组成了一套完整的尝试室综合治理系统和检验工作质量监 控系统。功用较为周全,收集结构较为复杂。 结构上,尝试室周全治理型 LIMS 涵盖十大子系统。




4.3 OTS:仿真培训系统,打破“一旦开车难以回头”困局

OTS 系统的仿真培训功用适用于现场完成具体设想后操纵职员的培训、演练和指导;OTS 系统的设想考证及优化功用可实现仿真现场停止模拟、测试、考证、控制战略优化并指导 前期的现实生产。国内首要厂商包括中控技术、康吉森等。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资倡议。如需利用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来历:【未来智库】。

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