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奚家成，董景辰

一  我國DCS市場概況
1  我國2002年DCS市場銷售收入為23～26億元人民幣。
我國DCS產(chǎn)量比2001年增長了20%。由于國產(chǎn)DCS的快速發(fā)展，使DCS的平均價格有所下降，因此銷售額的增長沒有產(chǎn)量增長率高。但總體上，國產(chǎn)系統(tǒng)和進口系統(tǒng)都得到很大的發(fā)展。
值得注意的是，我國加入WTO后，DCS的進口量猛增。2002年以DCS的名稱報關(guān)的系統(tǒng)達到1509套，價值15372萬美元，比2001年增長46.5%，對國內(nèi)的DCS市場產(chǎn)生一定的沖擊。
目前我國市場上DCS的主要供應(yīng)商有十多家，它們所占市場份額如圖1所示。
2  具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)品牌DCS的市場占有率，銷售收入已經(jīng)接近總額的30%，項目數(shù)已經(jīng)接近50%。
以新華控制工程有限公司、北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司和浙大中控為代表的我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DCS供應(yīng)商都是在大學(xué)或科研院所創(chuàng)辦企業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，人才資源比較豐富。在體制上都實行了股份制或合資形式，有較好的運行機制。大體上在1998年左右開始推出自行研制開發(fā)的DCS，依靠自身產(chǎn)品的質(zhì)量、功能，良好的服務(wù)以及低廉的價格，逐步取得用戶的信任，打開了市場。2001年以前，每年的增長率都將近100%，近兩年增長率也達到60%～70%。它們的出現(xiàn)打破了DCS被國外產(chǎn)品壟斷的局面，而且，迫使國外產(chǎn)品降低價格，為國家和廣大用戶節(jié)約了大量的資金。以火電站控制系統(tǒng)為例，80年代1臺三十萬千瓦機組的DCS要支付幾百萬美元，而現(xiàn)在同樣的費用可以裝備3～4臺，而且功能更加完善。目前國產(chǎn)DCS已經(jīng)越過了只與國外系統(tǒng)打價格戰(zhàn)的階段，隨著DCS和IA技術(shù)的發(fā)展，國產(chǎn)DCS也都已經(jīng)更新了好幾代，并且開始在系統(tǒng)功能、應(yīng)用軟件、開放性等方面與國外系統(tǒng)進行競爭，在某些領(lǐng)域取得了可觀的業(yè)績。

圖1  國內(nèi)主要DCS供應(yīng)商市場份額所占比例

3  在國民經(jīng)濟各主要領(lǐng)域中DCS的使用已經(jīng)十分普遍。大型工程的DCS基本上還是由國外系統(tǒng)壟斷，而在中、小工程和某些市場細分中，國產(chǎn)DCS已經(jīng)占有優(yōu)勢。
目前我國國民經(jīng)濟的主要領(lǐng)域使用DCS已經(jīng)十分普遍，不但大型、中型工程項目采用，不少小型項目也開始采用。DCS現(xiàn)在是流程工業(yè)自控系統(tǒng)最主要的產(chǎn)品。各經(jīng)濟領(lǐng)域采用DCS按銷售額的比例（2001年）如圖2所示。

圖2  DCS在主要經(jīng)濟領(lǐng)域的銷售額所占比例

石化是DCS使用比較早和普遍的領(lǐng)域。根據(jù)2001年的數(shù)據(jù)，石化領(lǐng)域采購DCS的金額占總金額的13.6%。該領(lǐng)域的幾乎全部大型工程都是采用國外系統(tǒng)。除了DCS本身的硬軟件外，中石化系統(tǒng)還大量采購美國Honeywell等公司的優(yōu)化軟件，以提高生產(chǎn)效率。最近，由BSF、美國殼牌等跨國集團在中國興建或合建的大型石化工程，據(jù)報道也都是全部采用國外系統(tǒng)。在石化領(lǐng)域的DCS中Honeywell公司、日本橫河電機株式會社在市場上處于領(lǐng)先地位。
化工領(lǐng)域也是DCS的主要應(yīng)用領(lǐng)域，大約占總金額的20.3%。從1981年引進第一套日本橫河的DCS到2000年，共使用了國內(nèi)外系統(tǒng)1378套。在化工領(lǐng)域國產(chǎn)DCS已經(jīng)取得較大的業(yè)績。浙大中控的DCS每年在化工領(lǐng)域的項目數(shù)達到250套左右，該公司所開發(fā)的優(yōu)化軟件已經(jīng)在現(xiàn)場應(yīng)用，得到用戶的肯定。浙江威盛公司在炭黑、小聚酯等領(lǐng)域市場占有率很高，每年向這些領(lǐng)域提供近50套系統(tǒng)。但該領(lǐng)域銷售額最高的目前還是日本橫河，其次是浙大中控、Honeywell、Emerson以及北京和利時等公司。
火電站是DCS的大用戶，每年占DCS市場總額的34.9%（含核電和熱電系統(tǒng)）?，F(xiàn)在除60萬千瓦機組和部分30萬千瓦新建機組外，30萬千瓦改造機組和30萬千瓦以下的所有機組已經(jīng)大量采用國產(chǎn)DCS。原電力部根據(jù)當(dāng)時情況在大型機組中只準(zhǔn)使用8家國外產(chǎn)品的規(guī)定，已在2002年取消。在“西電東送”工程中，北京和利時與新華在新建30萬千瓦機組招標(biāo)中雙雙中標(biāo)。2002年11月新華在媽灣電廠新建30萬千瓦（5#機組）已經(jīng)成功投運，國內(nèi)首次實現(xiàn)了機、爐、電及公用設(shè)備控制系統(tǒng)一體化。與媽灣電廠前兩期工程采用Beilay的Info-90系統(tǒng)以及ABB的Procontrol-P系統(tǒng)相比，有顯著的優(yōu)勢。北京和利時公司在火電站的中小機組自控系統(tǒng)領(lǐng)域中市場占有率比較高，做出了卓越的成績。目前從銷售額統(tǒng)計，市場領(lǐng)先的是ABB、新華與和利時，其次是Invensys和Siemens公司。
冶金領(lǐng)域近幾年隨著本領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展以及由于該行業(yè)自身對控制技術(shù)的特殊要求，DCS的使用量正在逐步減少，被PLC系統(tǒng)所替代。目前DCS的金額大約占總金額的12%。ABB和Siemens在冶金領(lǐng)域名列前茅。
食品行業(yè)以釀酒行業(yè)使用最多，Siemens由于與丹麥一家啤酒廠合作開發(fā)了一套專用系統(tǒng)，在中國市場占有率最高。其次為Honeywell。
造紙行業(yè)的DCS多與主設(shè)備一起進口，芬蘭的Mesto是一家造紙設(shè)備供應(yīng)商，同時又有自己的DCS，其他如ABB，Honeywell、橫河等在造紙行業(yè)都有豐富經(jīng)驗，所以幾乎為國外系統(tǒng)壟斷。特別是水份定量控制系統(tǒng)，國內(nèi)尚未掌握這項技術(shù)。
其他如水泥、熱網(wǎng)管道、輸氣管線、凈水和污水處理等領(lǐng)域，近年來都已經(jīng)成為DCS新的增長點。但與PLC系統(tǒng)的競爭十分激烈。
二  DCS市場的變化動向及其相關(guān)因素
1  技術(shù)發(fā)展使DCS市場面臨新的挑戰(zhàn)
近幾年，DCS本身的技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)都有了很大的發(fā)展，從而使DCS市場面臨新的挑戰(zhàn)。其中，影響比較大的有DCS自身的技術(shù)、PLC和IPC技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)。
1.1  DCS自身的技術(shù)因素
作為DCS基本體系結(jié)構(gòu)本身所涉及的技術(shù)已經(jīng)非常成熟。
隨著用戶對應(yīng)用軟件的開發(fā)越來越熟悉，DCS的制造商逐步演變?yōu)閮H僅是硬件和系統(tǒng)軟件的供應(yīng)商，價格越來越透明，利潤空間越來越薄。為此，世界上各大DCS制造商都在將DCS自身的技術(shù)進一步“向上”和“向下”拓展。
所謂“向上”，是指對DCS收集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，利用先進的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通訊技術(shù)，結(jié)合用戶的工藝實際作進一步的深度加工，從而為用戶提供更大的增值作用?，F(xiàn)在各家DCS通常采用的有以下幾種途徑：一種是提供針對某些工藝流程的優(yōu)化軟件，可以使用戶提高生產(chǎn)效率；另一種是增加功能，例如增加設(shè)備維護功能，更加細致地分析設(shè)備的熱應(yīng)力，機械故障狀態(tài)，通過監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)來判斷設(shè)備是否需要維護，減少意外停車，提高設(shè)備的利用率；還有一種方式就是與用戶的管理結(jié)合起來，參與用戶的全廠信息系統(tǒng)。例如提供CIS（實時信息監(jiān)控系統(tǒng)）、ERP等軟件，幫助用戶提高管理水平。
所謂“向下”，是指結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展和具有現(xiàn)場總線通訊功能的現(xiàn)場儀表不斷涌現(xiàn)的趨勢，開發(fā)出針對各種現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的現(xiàn)場接口。這時，DCS與現(xiàn)場儀表之間不是僅僅測量數(shù)據(jù)的傳輸，而且還要傳輸大量表達儀表狀態(tài)、參數(shù)、管理等方面的信息，甚至要把簡單的控制功能也“下放”到現(xiàn)場儀表中去。為此，DCS要增加大量與現(xiàn)場總線技術(shù)有關(guān)的通訊軟件和組態(tài)軟件。
通過技術(shù)上的拓展，DCS的應(yīng)用必然要與用戶的工藝、管理、生產(chǎn)結(jié)合得更加緊密，從而使DCS市場的內(nèi)涵發(fā)生深刻的變化。
1.2  PLC系統(tǒng)和IPC技術(shù)
DCS還直接面臨與PLC和PC-Based系統(tǒng)之間在性價比方面的挑戰(zhàn)。過去，由于PLC的功能比較簡單，基本只能用于離散系統(tǒng)的控制。過程控制領(lǐng)域是DCS的鐵打江山。但隨著計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC的功能迅速提高。因此在某些過程控制領(lǐng)域，特別是批量控制功能要求較強的領(lǐng)域，PLC得到廣泛的應(yīng)用，逐步蠶食DCS傳統(tǒng)市場。比較明顯的如冶金行業(yè)，除了高爐控制外，轉(zhuǎn)爐控制、聯(lián)鑄聯(lián)軋等控制系統(tǒng)幾乎都已經(jīng)采用PLC。又如水處理行業(yè)，過去凈水處理基本采用DCS，現(xiàn)在不論凈水還是污水處理基本都采用PLC。
同樣IPC技術(shù)在我國也得到較快的發(fā)展，特別在小工程項目和要求比較特殊的專用系統(tǒng)。這也擠占了DCS的一部分市場。
1.3  現(xiàn)場總線技術(shù)
DCS當(dāng)前正面臨著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）技術(shù)的挑戰(zhàn)。盡管現(xiàn)場總線的國際標(biāo)準(zhǔn)不理想，但是作為一種技術(shù)趨勢已經(jīng)是不可阻擋的了。目前各家公司都采用將自己的DCS和各種現(xiàn)場總線協(xié)議通過接口設(shè)備實現(xiàn)連接的過渡方式，雖然在一個系統(tǒng)里，同一種現(xiàn)場總線的不同廠家的現(xiàn)場儀表與DCS之間、不同類型現(xiàn)場總線之間的可互操作性問題還時有發(fā)生，但目前在國際上已經(jīng)有超過4 000個系統(tǒng)在運行，有的系統(tǒng)達到1 000點以上的規(guī)模。在我國已經(jīng)投運的現(xiàn)場總線系統(tǒng)也已經(jīng)接近100個?？梢哉f，它已經(jīng)進入實用時期。總之，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的實用化，將成為DCS未來的強勁對手。
2  全世界DCS供應(yīng)商都矚目中國市場，市場競爭將更加激烈。
DCS自1975年問世以來已經(jīng)經(jīng)過30年的時間。發(fā)達國家普及率已經(jīng)相當(dāng)高，且已超過產(chǎn)品生命周期的高峰期，進入衰減期。因此，銷量逐年下降。加之，最近幾年全球經(jīng)濟不景氣，新建工程很少，改造投入也大幅度減少，使得DCS的市場十分蕭條。在這種情況下，PLC和IPC的競爭使DCS面臨更大的困難。
面對如此形勢，全世界的DCS制造商都看到中國的DCS市場仍處于上升和發(fā)展時期，而且有很大的市場空間。所以都將目光轉(zhuǎn)向中國市場，展開激烈的競爭。從2002年DCS進口增長46.5%就可以看出。估計今后會更加劇烈。
值得注意的是，外國DCS廠商最近提出了一個新的概念：解決方案（Solution）。它是在“向上”發(fā)展的基礎(chǔ)上繼續(xù)向前發(fā)展的結(jié)果。DCS制造商不再把自己僅僅看作是DCS的供應(yīng)商，而是針對用戶的某一個項目或裝置的控制問題，從控制方案的制定開始，包括系統(tǒng)集成、硬件采購、軟件配置、現(xiàn)場調(diào)試、開車投運，直到驗收，全過程都由其承包。它們既是咨詢公司，又是供應(yīng)商，還是系統(tǒng)集成商。這種做法既可以進一步滿足用戶的要求，同時也可以解決DCS目前價格過于透明，利潤率低的問題。但是這將要求公司對用戶的工藝、控制難點、不同類型儀表的功能和性能都要十分了解。許多綜合性的自動化集團成立了若干專門針對某些行業(yè)的“解決方案”公司。例如Emerson集團在兼并了Westinghause的自動化部后，將其DCS（Ovation）和工程人員統(tǒng)合改為“電力和水處理解決方案公司”。這將對國內(nèi)DCS的用戶產(chǎn)生一定的影響。因為，解決方案的做法確實能夠更好地滿足用戶的要求，減少用戶的成本。如果國內(nèi)DCS廠商不采取相應(yīng)的策略，將來與精通用戶工藝和使用習(xí)慣的外國Solution公司競爭時，將處于劣勢。
3  我國DCS市場還將保持繼續(xù)上升的勢頭
我國DCS發(fā)展較晚，大約在20世紀80年代末才開始逐步普及。目前還處在從大型工程逐步向中、小型工程普及，從主應(yīng)用領(lǐng)域（如石化、化工、電力、冶金等行業(yè)）逐步向全工業(yè)范圍（如市政、食品、建材、環(huán)保、交通等）擴展的階段，市場遠沒有飽和，還有較大的空間。特別在加入WTO后，國內(nèi)企業(yè)都將直接面臨世界最優(yōu)秀企業(yè)的競爭。要想在世界市場占有一席之地，企業(yè)必須提高現(xiàn)代化水平，提高勞動生產(chǎn)率。因此在最近將會有大量的國內(nèi)企業(yè)要采用先進的DCS來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。目前國內(nèi)企業(yè)和年銷售額超過500萬元的非國有企業(yè)有10萬多家，它們的技術(shù)改造為DCS提供了十分巨大的市場空間。
另一方面，我國經(jīng)濟一直保持高速增長，GDP的年增長率保持在7%以上。而儀器儀表行業(yè)銷售收入近幾年的增長率都在兩位數(shù)，其中工業(yè)自動化儀表的年增長率也同步增長。同時由于國家采取積極的財政政策，拉動內(nèi)需，致使有較多的新建工程項目投建。隨著經(jīng)濟體制改革的深入開展，工業(yè)的投資主體進一步多元化，外資企業(yè)、股份制企業(yè)和民營企業(yè)得到飛速發(fā)展，國際上著名企業(yè)集團紛紛進入中國或加大投資力度。這些新建項目都需要采用先進的控制系統(tǒng)，因此對DCS的需求將進一步增長。
第三方面，我國在80年代末、90年代初大量引進的國外DCS相當(dāng)一部分已經(jīng)投入運行十余年，已經(jīng)到了系統(tǒng)的生命周期。這些正在運行的DCS的更新?lián)Q代在今后一個時期也是該系統(tǒng)市場的商機。
三  對我國DCS發(fā)展的幾點建議
1  國產(chǎn)DCS必須在繼續(xù)拓展中小型項目市場的同時，提高自身的綜合素質(zhì)，積極進入大型工程項目。
如前所述，國產(chǎn)的DCS已經(jīng)取得非常好的成績，有了一定的市場占有率。但是，也應(yīng)看到，國家的大型工程項目所使用的DCS仍然都是外國產(chǎn)品。國產(chǎn)產(chǎn)品能否進入大型工程項目，不僅僅是我國DCS技術(shù)水平的一個標(biāo)志，而且是有戰(zhàn)略意義的。
大型工程項目責(zé)任大，出了問題損失大，國產(chǎn)產(chǎn)品又沒有業(yè)績，在這種情況下，完全依靠企業(yè)的努力，要進入大型工程項目是很困難的。因此，還需要政府在政策上的支持。例如在國家投資的項目中制訂促進采用國產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)定，由政府出面組織有關(guān)專家對國產(chǎn)產(chǎn)品在大型工程項目中使用進行論證等。在具體實施時，則可以采取分步推進的方式，從局部到全局，從子系統(tǒng)到整體系統(tǒng)，通過幾個依托工程來完成國產(chǎn)產(chǎn)品進入大型工程項目的進程。
另一方面，國產(chǎn)DCS制造商也要努力提高自身的綜合素質(zhì)。特別要做好和國內(nèi)外的工程公司合作的工作。對于大型工程項目，往往工程公司是主角，即使國外的DCS制造商也只是起供應(yīng)商的作用。我國的有些設(shè)備就是通過工程公司在國內(nèi)，甚至首先在國外的大型工程中取得使用的業(yè)績和經(jīng)驗，從而得到推廣。
2  國內(nèi)DCS企業(yè)應(yīng)以DCS技術(shù)為核心，向工業(yè)自動化綜合企業(yè)發(fā)展。
國際上，DCS的供應(yīng)商一般都是屬于綜合性集團的一部分。一方面是因為DCS本身有很大的拉動作用，一個DCS項目往往可以帶動大量的現(xiàn)場儀表，產(chǎn)生綜合經(jīng)濟效益；另一方面DCS是一個相當(dāng)復(fù)雜的大型產(chǎn)品，其開發(fā)投入十分巨大。因此單純依靠其自身的利潤維持持續(xù)發(fā)展是很困難的。
但是，在中國的特殊情況下出現(xiàn)了若干個生產(chǎn)DCS的專業(yè)公司，而且發(fā)展得很好。這是有一定的歷史原因的。最初的開發(fā)和技術(shù)積累是在國有企業(yè)的體制下進行的；在計劃經(jīng)濟體制下，能夠比較深入地接觸用戶引進的DCS的技術(shù)和功能；后期開發(fā)多少得到國家的一些經(jīng)濟支持等。但是，現(xiàn)在這個階段已經(jīng)過去，要完全依靠自己的力量繼續(xù)發(fā)展，要做大，要做強。這將給現(xiàn)有的企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟壓力。專家認為，國內(nèi)的這類企業(yè)現(xiàn)在應(yīng)該開始考慮企業(yè)的結(jié)構(gòu)問題。DCS正面臨技術(shù)的轉(zhuǎn)折關(guān)頭，既是機遇，又是挑戰(zhàn)。現(xiàn)在來考慮這個問題，正是時候。
3  要盡快地研究和建立我國FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）的體系結(jié)構(gòu)。
最近，由跨國公司在中國獨立興建或與中國公司合建了很多大型工程項目。據(jù)了解，這些項目全部采用現(xiàn)場總線儀表和系統(tǒng)。因此，估計到2005年我國現(xiàn)場總線的運行儀表將超過10萬臺，而且我們的用戶、設(shè)計院也將通過這些工程更加了解現(xiàn)場總線的優(yōu)點和設(shè)計方法。那時可能會在中國出現(xiàn)一個采用現(xiàn)場總線技術(shù)的小高潮。
當(dāng)前我國的現(xiàn)場總線技術(shù)雖然落后于國際，但落后的差距不是非常大。我國已經(jīng)有一支對現(xiàn)場總線技術(shù)有比較深入研究的技術(shù)隊伍。因此，我們應(yīng)該在市場經(jīng)濟體制下，從市場的整體利益出發(fā)，各企業(yè)之間既競爭，又合作，盡快共同推出一批現(xiàn)場總線儀表、系統(tǒng)，盡快開發(fā)出具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的通訊協(xié)議軟件包，包括工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。爭取在DCS的技術(shù)過渡期形成有我國自己特色的FCS，縮小與國外技術(shù)上的差距。