奚家成，董景辰

一  我國DCS市場(chǎng)概況
1  我國2002年DCS市場(chǎng)銷(xiāo)售收入為23～26億元人民幣。
我國DCS產(chǎn)量比2001年增長(cháng)了20%。由于國產(chǎn)DCS的快速發(fā)展，使DCS的平均價(jià)格有所下降，因此銷(xiāo)售額的增長(cháng)沒(méi)有產(chǎn)量增長(cháng)率高。但總體上，國產(chǎn)系統和進(jìn)口系統都得到很大的發(fā)展。
值得注意的是，我國加入WTO后，DCS的進(jìn)口量猛增。2002年以DCS的名稱(chēng)報關(guān)的系統達到1509套，價(jià)值15372萬(wàn)美元，比2001年增長(cháng)46.5%，對國內的DCS市場(chǎng)產(chǎn)生一定的沖擊。
目前我國市場(chǎng)上DCS的主要供應商有十多家，它們所占市場(chǎng)份額如圖1所示。
2  具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)品牌DCS的市場(chǎng)占有率，銷(xiāo)售收入已經(jīng)接近總額的30%，項目數已經(jīng)接近50%。
以新華控制工程有限公司、北京和利時(shí)系統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)權的DCS供應商都是在大學(xué)或科研院所創(chuàng )辦企業(yè)的基礎上發(fā)展起來(lái)的，人才資源比較豐富。在體制上都實(shí)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(kāi)始推出自行研制開(kāi)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(jià)格，逐步取得用戶(hù)的信任，打開(kāi)了市場(chǎng)。2001年以前，每年的增長(cháng)率都將近100%，近兩年增長(cháng)率也達到60%～70%。它們的出現打破了DCS被國外產(chǎn)品壟斷的局面，而且，迫使國外產(chǎn)品降低價(jià)格，為國家和廣大用戶(hù)節約了大量的資金。以火電站控制系統為例，80年代1臺三十萬(wàn)千瓦機組的DCS要支付幾百萬(wàn)美元，而現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(guò)了只與國外系統打價(jià)格戰的階段，隨著(zhù)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(kāi)始在系統功能、應用軟件、開(kāi)放性等方面與國外系統進(jìn)行競爭，在某些領(lǐng)域取得了可觀(guān)的業(yè)績(jì)。

圖1  國內主要DCS供應商市場(chǎng)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壟斷，而在中、小工程和某些市場(chǎng)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(kāi)始采用。DCS現在是流程工業(yè)自控系統最主要的產(chǎn)品。各經(jīng)濟領(lǐng)域采用DCS按銷(xiāo)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(xiāo)售額所占比例

石化是DCS使用比較早和普遍的領(lǐng)域。根據2001年的數據，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。除了DCS本身的硬軟件外，中石化系統還大量采購美國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，據報道也都是全部采用國外系統。在石化領(lǐng)域的DCS中Honeywell公司、日本橫河電機株式會(huì )社在市場(chǎng)上處于領(lǐng)先地位。
化工領(lǐng)域也是DCS的主要應用領(lǐng)域，大約占總金額的20.3%。從1981年引進(jìn)第一套日本橫河的DCS到2000年，共使用了國內外系統1378套。在化工領(lǐng)域國產(chǎn)DCS已經(jīng)取得較大的業(yè)績(jì)。浙大中控的DCS每年在化工領(lǐng)域的項目數達到250套左右，該公司所開(kāi)發(fā)的優(yōu)化軟件已經(jīng)在現場(chǎng)應用，得到用戶(hù)的肯定。浙江威盛公司在炭黑、小聚酯等領(lǐng)域市場(chǎng)占有率很高，每年向這些領(lǐng)域提供近50套系統。但該領(lǐng)域銷(xiāo)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(shí)等公司。
火電站是DCS的大用戶(hù)，每年占DCS市場(chǎng)總額的34.9%（含核電和熱電系統）?，F在除60萬(wàn)千瓦機組和部分30萬(wàn)千瓦新建機組外，30萬(wàn)千瓦改造機組和30萬(wàn)千瓦以下的所有機組已經(jīng)大量采用國產(chǎn)DCS。原電力部根據當時(shí)情況在大型機組中只準使用8家國外產(chǎn)品的規定，已在2002年取消。在“西電東送”工程中，北京和利時(shí)與新華在新建30萬(wàn)千瓦機組招標中雙雙中標。2002年11月新華在媽灣電廠(chǎng)新建30萬(wàn)千瓦（5#機組）已經(jīng)成功投運，國內首次實(shí)現了機、爐、電及公用設備控制系統一體化。與媽灣電廠(chǎng)前兩期工程采用Beilay的Info-90系統以及ABB的Procontrol-P系統相比，有顯著(zhù)的優(yōu)勢。北京和利時(shí)公司在火電站的中小機組自控系統領(lǐng)域中市場(chǎng)占有率比較高，做出了卓越的成績(jì)。目前從銷(xiāo)售額統計，市場(chǎng)領(lǐng)先的是ABB、新華與和利時(shí)，其次是Invensys和Siemens公司。
冶金領(lǐng)域近幾年隨著(zhù)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(chǎng)合作開(kāi)發(fā)了一套專(zhuān)用系統，在中國市場(chǎng)占有率最高。其次為Honeywell。
造紙行業(yè)的DCS多與主設備一起進(jìn)口，芬蘭的Mesto是一家造紙設備供應商，同時(shí)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壟斷。特別是水份定量控制系統，國內尚未掌握這項技術(shù)。
其他如水泥、熱網(wǎng)管道、輸氣管線(xiàn)、凈水和污水處理等領(lǐng)域，近年來(lái)都已經(jīng)成為DCS新的增長(cháng)點(diǎn)。但與PLC系統的競爭十分激烈。
二  DCS市場(chǎng)的變化動(dòng)向及其相關(guān)因素
1  技術(shù)發(fā)展使DCS市場(chǎng)面臨新的挑戰
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(chǎng)面臨新的挑戰。其中，影響比較大的有DCS自身的技術(shù)、PLC和IPC技術(shù)以及現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。
1.1  DCS自身的技術(shù)因素
作為DCS基本體系結構本身所涉及的技術(shù)已經(jīng)非常成熟。
隨著(zhù)用戶(hù)對應用軟件的開(kāi)發(fā)越來(lái)越熟悉，DCS的制造商逐步演變?yōu)閮H僅是硬件和系統軟件的供應商，價(jià)格越來(lái)越透明，利潤空間越來(lái)越薄。為此，世界上各大DCS制造商都在將DCS自身的技術(shù)進(jìn)一步“向上”和“向下”拓展。
所謂“向上”，是指對DCS收集的現場(chǎng)數據，利用先進(jìn)的數據庫技術(shù)、通訊技術(shù)，結合用戶(hù)的工藝實(shí)際作進(jìn)一步的深度加工，從而為用戶(hù)提供更大的增值作用?，F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(hù)提高生產(chǎn)效率；另一種是增加功能，例如增加設備維護功能，更加細致地分析設備的熱應力，機械故障狀態(tài)，通過(guò)監測設備的運行狀態(tài)來(lái)判斷設備是否需要維護，減少意外停車(chē)，提高設備的利用率；還有一種方式就是與用戶(hù)的管理結合起來(lái)，參與用戶(hù)的全廠(chǎng)信息系統。例如提供CIS（實(shí)時(shí)信息監控系統）、ERP等軟件，幫助用戶(hù)提高管理水平。
所謂“向下”，是指結合當前現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展和具有現場(chǎng)總線(xiàn)通訊功能的現場(chǎng)儀表不斷涌現的趨勢，開(kāi)發(fā)出針對各種現場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議的現場(chǎng)接口。這時(shí)，DCS與現場(chǎng)儀表之間不是僅僅測量數據的傳輸，而且還要傳輸大量表達儀表狀態(tài)、參數、管理等方面的信息，甚至要把簡(jiǎn)單的控制功能也“下放”到現場(chǎng)儀表中去。為此，DCS要增加大量與現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)有關(guān)的通訊軟件和組態(tài)軟件。
通過(guò)技術(shù)上的拓展，DCS的應用必然要與用戶(hù)的工藝、管理、生產(chǎn)結合得更加緊密，從而使DCS市場(chǎng)的內涵發(fā)生深刻的變化。
1.2  PLC系統和IPC技術(shù)
DCS還直接面臨與PLC和PC-Based系統之間在性?xún)r(jià)比方面的挑戰。過(guò)去，由于PLC的功能比較簡(jiǎn)單，基本只能用于離散系統的控制。過(guò)程控制領(lǐng)域是DCS的鐵打江山。但隨著(zhù)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(guò)程控制領(lǐng)域，特別是批量控制功能要求較強的領(lǐng)域，PLC得到廣泛的應用，逐步蠶食DCS傳統市場(chǎng)。比較明顯的如冶金行業(yè)，除了高爐控制外，轉爐控制、聯(lián)鑄聯(lián)軋等控制系統幾乎都已經(jīng)采用PLC。又如水處理行業(yè)，過(guò)去凈水處理基本采用DCS，現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(zhuān)用系統。這也擠占了DCS的一部分市場(chǎng)。
1.3  現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)
DCS當前正面臨著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS）技術(shù)的挑戰。盡管現場(chǎng)總線(xiàn)的國際標準不理想，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和各種現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議通過(guò)接口設備實(shí)現連接的過(guò)渡方式，雖然在一個(gè)系統里，同一種現場(chǎng)總線(xiàn)的不同廠(chǎng)家的現場(chǎng)儀表與DCS之間、不同類(lèi)型現場(chǎng)總線(xiàn)之間的可互操作性問(wèn)題還時(shí)有發(fā)生，但目前在國際上已經(jīng)有超過(guò)4 000個(gè)系統在運行，有的系統達到1 000點(diǎn)以上的規模。在我國已經(jīng)投運的現場(chǎng)總線(xiàn)系統也已經(jīng)接近100個(gè)?？梢哉f(shuō)，它已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用時(shí)期?？傊?，現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的實(shí)用化，將成為DCS未來(lái)的強勁對手。
2  全世界DCS供應商都矚目中國市場(chǎng)，市場(chǎng)競爭將更加激烈。
DCS自1975年問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)經(jīng)過(guò)30年的時(shí)間。發(fā)達國家普及率已經(jīng)相當高，且已超過(guò)產(chǎn)品生命周期的高峰期，進(jìn)入衰減期。因此，銷(xiāo)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(chǎng)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(chǎng)仍處于上升和發(fā)展時(shí)期，而且有很大的市場(chǎng)空間。所以都將目光轉向中國市場(chǎng)，展開(kāi)激烈的競爭。從2002年DCS進(jìn)口增長(cháng)46.5%就可以看出。估計今后會(huì )更加劇烈。
值得注意的是，外國DCS廠(chǎng)商最近提出了一個(gè)新的概念：解決方案（Solution）。它是在“向上”發(fā)展的基礎上繼續向前發(fā)展的結果。DCS制造商不再把自己僅僅看作是DCS的供應商，而是針對用戶(hù)的某一個(gè)項目或裝置的控制問(wèn)題，從控制方案的制定開(kāi)始，包括系統集成、硬件采購、軟件配置、現場(chǎng)調試、開(kāi)車(chē)投運，直到驗收，全過(guò)程都由其承包。它們既是咨詢(xún)公司，又是供應商，還是系統集成商。這種做法既可以進(jìn)一步滿(mǎn)足用戶(hù)的要求，同時(shí)也可以解決DCS目前價(jià)格過(guò)于透明，利潤率低的問(wèn)題。但是這將要求公司對用戶(hù)的工藝、控制難點(diǎn)、不同類(lèi)型儀表的功能和性能都要十分了解。許多綜合性的自動(dòng)化集團成立了若干專(zhuān)門(mén)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(dòng)化部后，將其DCS（Ovation）和工程人員統合改為“電力和水處理解決方案公司”。這將對國內DCS的用戶(hù)產(chǎn)生一定的影響。因為，解決方案的做法確實(shí)能夠更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的要求，減少用戶(hù)的成本。如果國內DCS廠(chǎng)商不采取相應的策略，將來(lái)與精通用戶(hù)工藝和使用習慣的外國Solution公司競爭時(shí)，將處于劣勢。
3  我國DCS市場(chǎng)還將保持繼續上升的勢頭
我國DCS發(fā)展較晚，大約在20世紀80年代末才開(kāi)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(chǎng)遠沒(méi)有飽和，還有較大的空間。特別在加入WTO后，國內企業(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(chǎng)占有一席之地，企業(yè)必須提高現代化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此在最近將會(huì )有大量的國內企業(yè)要采用先進(jìn)的DCS來(lái)改造傳統產(chǎn)業(yè)。目前國內企業(yè)和年銷(xiāo)售額超過(guò)500萬(wàn)元的非國有企業(yè)有10萬(wàn)多家，它們的技術(shù)改造為DCS提供了十分巨大的市場(chǎng)空間。
另一方面，我國經(jīng)濟一直保持高速增長(cháng)，GDP的年增長(cháng)率保持在7%以上。而儀器儀表行業(yè)銷(xiāo)售收入近幾年的增長(cháng)率都在兩位數，其中工業(yè)自動(dòng)化儀表的年增長(cháng)率也同步增長(cháng)。同時(shí)由于國家采取積極的財政政策，拉動(dòng)內需，致使有較多的新建工程項目投建。隨著(zhù)經(jīng)濟體制改革的深入開(kāi)展，工業(yè)的投資主體進(jìn)一步多元化，外資企業(yè)、股份制企業(yè)和民營(yíng)企業(yè)得到飛速發(fā)展，國際上著(zhù)名企業(yè)集團紛紛進(jìn)入中國或加大投資力度。這些新建項目都需要采用先進(jìn)的控制系統，因此對DCS的需求將進(jìn)一步增長(cháng)。
第三方面，我國在80年代末、90年代初大量引進(jìn)的國外DCS相當一部分已經(jīng)投入運行十余年，已經(jīng)到了系統的生命周期。這些正在運行的DCS的更新?lián)Q代在今后一個(gè)時(shí)期也是該系統市場(chǎng)的商機。
三  對我國DCS發(fā)展的幾點(diǎn)建議
1  國產(chǎn)DCS必須在繼續拓展中小型項目市場(chǎng)的同時(shí)，提高自身的綜合素質(zhì)，積極進(jìn)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(jì)，有了一定的市場(chǎng)占有率。但是，也應看到，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(jìn)入大型工程項目，不僅僅是我國DCS技術(shù)水平的一個(gè)標志，而且是有戰略意義的。
大型工程項目責任大，出了問(wèn)題損失大，國產(chǎn)產(chǎn)品又沒(méi)有業(yè)績(jì)，在這種情況下，完全依靠企業(yè)的努力，要進(jìn)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(jìn)采用國產(chǎn)系統的規定，由政府出面組織有關(guān)專(zhuān)家對國產(chǎn)產(chǎn)品在大型工程項目中使用進(jìn)行論證等。在具體實(shí)施時(shí)，則可以采取分步推進(jìn)的方式，從局部到全局，從子系統到整體系統，通過(guò)幾個(gè)依托工程來(lái)完成國產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)入大型工程項目的進(jìn)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商的作用。我國的有些設備就是通過(guò)工程公司在國內，甚至首先在國外的大型工程中取得使用的業(yè)績(jì)和經(jīng)驗，從而得到推廣。
2  國內DCS企業(yè)應以DCS技術(shù)為核心，向工業(yè)自動(dòng)化綜合企業(yè)發(fā)展。
國際上，DCS的供應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(dòng)作用，一個(gè)DCS項目往往可以帶動(dòng)大量的現場(chǎng)儀表，產(chǎn)生綜合經(jīng)濟效益；另一方面DCS是一個(gè)相當復雜的大型產(chǎn)品，其開(kāi)發(fā)投入十分巨大。因此單純依靠其自身的利潤維持持續發(fā)展是很困難的。
但是，在中國的特殊情況下出現了若干個(gè)生產(chǎn)DCS的專(zhuān)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(kāi)發(fā)和技術(shù)積累是在國有企業(yè)的體制下進(jìn)行的；在計劃經(jīng)濟體制下，能夠比較深入地接觸用戶(hù)引進(jìn)的DCS的技術(shù)和功能；后期開(kāi)發(fā)多少得到國家的一些經(jīng)濟支持等。但是，現在這個(gè)階段已經(jīng)過(guò)去，要完全依靠自己的力量繼續發(fā)展，要做大，要做強。這將給現有的企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟壓力。專(zhuān)家認為，國內的這類(lèi)企業(yè)現在應該開(kāi)始考慮企業(yè)的結構問(wèn)題。DCS正面臨技術(shù)的轉折關(guān)頭，既是機遇，又是挑戰?，F在來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題，正是時(shí)候。
3  要盡快地研究和建立我國FCS（現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統）的體系結構。
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。據了解，這些項目全部采用現場(chǎng)總線(xiàn)儀表和系統。因此，估計到2005年我國現場(chǎng)總線(xiàn)的運行儀表將超過(guò)10萬(wàn)臺，而且我們的用戶(hù)、設計院也將通過(guò)這些工程更加了解現場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)和設計方法。那時(shí)可能會(huì )在中國出現一個(gè)采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的小高潮。
當前我國的現場(chǎng)總線(xiàn)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)有一支對現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)有比較深入研究的技術(shù)隊伍。因此，我們應該在市場(chǎng)經(jīng)濟體制下，從市場(chǎng)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場(chǎng)總線(xiàn)儀表、系統，盡快開(kāi)發(fā)出具有獨立自主知識產(chǎn)權的通訊協(xié)議軟件包，包括工業(yè)以太網(wǎng)標準。爭取在DCS的技術(shù)過(guò)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。