中控系统二次开发（中控技术研究报告）
中控系统二次开发（中控技术研究报告）DCS 系统行业间应用壁垒高，中控技术在石化、化工领域多年蝉联第一。DCS 系统实现 的是对工艺流程的管控，因此产业壁垒相对较高。厂商往往深耕某几个细分行业赛道建 立优势之后，再向其他行业进军。以国外厂商为例，ABB 优势在于火电；霍尼韦尔、艾 默生则擅长石化。以国内厂商为例： 1） 石化、化工行业：中控技术优势大，2021 年化工市占率超过 50%、石化市占率超过0%； 2） 电力行业：除五大发电集团基本均有自研系统外，和利时、科远智慧、新华控制（尤 其火电）等表现较优。DCS 国产化程度持续提升，中控技术连续 11 年国内市占率第一。2001 年全国 DCS 系统 套数为 4426 套，国产系统为 1486 套，占比 35%；2019 年，中控 技术、和利时市场份额加总已超过 42%；2021 年，中控技术市场份额已达 33.8%，连续 11 年蝉联国内 DCS 市场占有率第一名。（二
（报告出品方/作者：华创证券，王文龙，邓怡）
一、DCS 国产化继续，中观数据探究行业景气度变化（一）流程行业占据半壁江山，智能控制等为其智能制造重点投入方向
流程行业产值占据 47%，控制、优化决策难度更大。流程型制造是以资源和可回收资源 为原料，通过物理变化和化学反应的连续复杂生产，为制造业提供原材料和能源，典型 代表为石化、化工、制药等行业；流程行业是制造业的重要组成部分，占据全国规模以 上工业总产值的 47%左右。与产品可单件计数的离散行业相比，流程行业存在原料变化 频繁、生产机理复杂、生产过程连续等特点，使得流程行业的测量、建模、控制、优化决 策更为复杂。
智能控制、质量检验、安全环保为流程行业智能制造重点投入方向。中国电子技术标准 化研究院等调研显示，在流程行业智能制造投入方向中，安全环保、智能控制、质量检 验为重点方向。分行业看，例如，石化和化工行业关注安全生产、炼化过程智能优化与 提升、设备智能管理与运维；医药行业则关注数据管理、电子批记录及生产过程管控等。
（二）DCS 行业稳健且国产厂商优势加大
1、目前 DCS 市场近百亿，化工、电力、石化占比超过 80% DCS 市场稳健增长，化工、电力、石化行业占比较大且相对稳定。DCS（Distributed ControlSystem，集散控制系统）主要应用于流程行业，2019 年市场规模为 87.4 亿元，预计 2022 年将达近 93 亿，年复合增长率近 5%。从行业分布来看，化工、电力、石化为前三应用 行业（2019 年数据），占比分别为 37%、24.3%、19.4%。（报告来源：未来智库）
2、DCS 国内厂商实力增强，行业壁垒较高，中控技术石化、化工优势大
DCS 国产化程度持续提升，中控技术连续 11 年国内市占率第一。2001 年全国 DCS 系统 套数为 4426 套，国产系统为 1486 套，占比 35%；2019 年，中控 技术、和利时市场份额加总已超过 42%；2021 年，中控技术市场份额已达 33.8%，连续 11 年蝉联国内 DCS 市场占有率第一名。
DCS 系统行业间应用壁垒高，中控技术在石化、化工领域多年蝉联第一。DCS 系统实现 的是对工艺流程的管控，因此产业壁垒相对较高。厂商往往深耕某几个细分行业赛道建 立优势之后，再向其他行业进军。以国外厂商为例，ABB 优势在于火电；霍尼韦尔、艾 默生则擅长石化。以国内厂商为例： 1） 石化、化工行业：中控技术优势大，2021 年化工市占率超过 50%、石化市占率超过0%； 2） 电力行业：除五大发电集团基本均有自研系统外，和利时、科远智慧、新华控制（尤 其火电）等表现较优。
（三）中观数据看石化、化工、制药行业景气度
1、石化行业：中石化 2022 年计划资本开支增速近 20%，三桶油均发力新能源，行业景 气度出现结构性变化 中石油、中石化、中海油（俗称“三桶油”）在我国石油行业占据主导地位，从三桶油资 本开支开看，2021 年合计增速超过 10%，2022 年增速预计在 5.6%左右（采取预计资本 支出中枢计算），整体增长较为稳健，其中中石化 2022 年资本开支有望达到近 2000 亿， 近 20%的增速领跑。从发展方向上来看，三桶油加速布局双碳，在新能源板块发力继续。
2、化工行业：行业周期约 5 年，22 年前 4 月投资跑赢整体制造业 从过去 20 年化工行业固定资产投资完成额同比数据看，行业固定资产投资周期大致为 5 年，前几次同比高峰分别发生在 2018 年、2012 年、2007 年。2022 年虽有疫情等影响， 前 4 个月行业固定资产投资完成额同比高达 16.2%，行业景气度跑赢制造业整体。
3、制药行业：医药制造固定资产投资周期性较弱，且疫情有望提升需求 从过去 20 年医药制造业固定资产投资完成额同比数据看，行业固定资产投资不存在明显 的周期性，2020 年疫情影响之下整体制造业固定资产投资完成额同比下滑 2.2%，医药制 造业却逆势增长近 30%，2022 年 1-4 月同比增长近 10%。
（一）以石油化工行业为例，看工业软件需求
1、石油化工工业软件细分领域众多、涉及近百种软件 石油化工为典型的流程制造业，生产流程涉及原子/分子层级过程、单元/装置层级过程、 工厂层级过程，这些过程通过非线性相互作用、动态耦合等协同作用。根据王子宗等人 研究，石油化工行业工业软件可分为：研发设计、资产管理、石油供应链管理、生产管 控、经营管理 5 大类，每一大类又可继续细分，如生产管控类可进一步分为过程控制系 统、先进过程控制与优化、生产执行与管理三个子类。
2、国内厂商积极布局，但各类产品成熟度分化 在石油化工行业各大类工业软件中，国内厂商积极参与，如在生产管控中，国内厂商中 控技术、和利时等参与度高： 1） MES：石化盈科、中控技术等； 2） SCADA：中控技术、和利时等； 3） 实时数据库：中控技术、力控科技等； 4） DCS：中控技术、和利时、杭州优稳等。
自主软件中，OT 相关底层基础软件空白大、IT 相关管理软件成熟度较高；研发设计为 短板中的短板。分类别来看，国内厂商表现如下： 1） 研发设计类：石油分子管理软件方面逐步进入市场；基础工具与数据库基本空白；工 艺设计与流程模拟基本被外商垄断； 2） 生产管控类：LIMS、MES、OTS 等相对成熟；实时数据库新增市场已出现国产优势 产品； 3） 供应链类：国产替代难度较低，国外产品基本垄断计划优化与调度优化软件； 4） 资产管理类：国产替代难度为中低，厂商成熟度相对高； 5） 经营管理类：国内 ERP 产品占据 80%市场，但在炼化市场中，高端市场全部为 SAP 产品。
（二）聚焦生产管控类工业软件
1、MES：市场格局分散，中控技术等在石化行业优势较大 MES 行业快速成长，离散型占比提升。大东时代数据显示，2020 年中国 MES 市场规模 为48.5亿元，同比增速18%，预计未来5年年复合增速有望超过30%（超全球增速20PCT）。 结构分布上，离散型行业 2020 年占比为 68.2%，较 2019 年提升 6PCT。（报告来源：未来智库）
汽车、电子行业呈现低渗透、大市场特点。2020 年，烟草、能源化工、家具制造业 MES 渗透率较高，分别为 60%、50%、40%；汽车制造、制药、电子行业渗透率较低。但从行 业占比来开，2020 年汽车制造、电子行业占比位列前二，分别为 15%、14%。
国外厂商覆盖行业广泛。由于 MES 需要跟生产流程结合，因此行业间同样存在差异，从 目前厂商布局来看，国外厂商如西门子布局汽车、装备制造、食品饮料、制药等众多行 业，同时涉及离散与流程行业，产品较为成熟；国内厂商则专注离散或者流程，如中控 技术布局石化、制药等流程行业、赛意信息重点布局电子、装备制造等离散行业。
IDC 数据显示，2020 年中国制造业 MES 市场中，西门子、宝信、SAP 位列前三，中控技 术跻身前八。在流程细分行业中： 1） 石化行业：中控技术、石化盈科、霍尼韦尔等较有优势。 2） 制药行业：厂商众多，格局分散。2016 年调研数据显示，西门子领先，但市占率不足 4%；国内厂商宝信软件位列第二，市占率仅为 3%。
2、APC：国内市场中控技术市占率第一 ARC 数据显示，2019 年国内 APC 及 RTO 整体市规模为 5150 万美元，同比增长 16.5%， 化工、石化为前两大应用行业，中控技术 APC 市场份额持续提升，2019 年为 26%，2021 年达到 28.6%，持续位列第一。（注：APC: Advanced Process Control，先进过程控制）
3、工业实时数据库：未来 5 年行业复合增长有望超过 35%，国内已出现相对领先企业 中国对实时数据库研究起步较晚，亿欧智库数据显示，2020 年中国实时数据库市场规模 为 56 亿，预计 2025 年有望达到 269 亿。分行业来看，目前流程行业占比大，但离散行 业增速更快，有望 2025 年超过流程行业。
流程与离散制造业虽有工艺流程差别，众多痛点亟待解决，但都需要实时数据库的大容 量和低延时等特点作为技术支撑，因此相较 MES，工业实时数据库行业扩展难度较低。 目前参与者主要为：国外厂商：OSISoft、Aspen、honeywell、INSTEP 等； 国内厂商：麦杰 MAGUS、力控科技、中控技术等。 在石化行业，在存量高端市场中，国外厂商占比超过 90%，在新增市场中，国内已出现 不错厂商，国内厂商市场拓展障碍之一为存量系统替代实施成本较大。
（三）聚焦石油化工流程模拟软件
1、流程模拟软件是石油化工行业的核心基础软件 石油化工流程模拟软件为石油化工科研、设计、生产等环节不可缺少的基础工具，涉及 化学工程学、化工热力学、系统工程等多学科理论。石油化工流程模拟技术若按应用范 围分类，可以分为通用模拟系统和专用模拟系统，目前通用流程模拟系统覆盖全面且平 台化发展趋势明显，专用流程模拟系统针对某类反应过程装置或工艺流程（如乙烯裂解、 加氢裂化、聚合反应等）。
2、伴随行业发展软件复杂度提升，头部厂商通过收并购发展壮大 伴随石油化工产业变化，流程模拟软件复杂程度提升。全球石油化工流程模拟软件起始 于 20 世纪 50 年代，目前模拟对象已涉及气、液、固三相过程、稳态动态集成等等，代 表产品有 AspenONE（Aspen）、UniSim（霍尼韦尔）等。2021 年 油气行业流程模拟软件 全球市场规模超过 3 亿美元，预计 2028 年将达约 15 亿美元，年复合增速有望超过 20%。
头部厂商通过收并购发展壮大。西门子、施耐德电子等工业巨头加速并购工业软件企业， 与自身工业自动化领域产品结合，形成软硬一体的解决方案，同时工业软件企业也通过 收并购丰富产品线。以 Aspen 为例，Aspen 收购的工业软件公司数量高达几十家，通过 并购获得新产品或技术，与主业整合，产品线涵盖过程工艺设计、制造与供应链管理、 资产绩效管理三大类软件产品线。
3、流程模拟软件市场被外商主导，国内厂商积极布局 流程模拟软件可分为通用和专用，分开来看： 1）在通用市场：Aspen、KBC、剑维等外商垄断，尤其 Aspen 的 AspenONE 套件占据领 先地位；国内典型产品之一为石化盈科与青岛科技大河联合开发的产品 Procet-SIM V1.0， 目前处于测试及试用阶段，常规过程的模拟精度可与 Aspen Plus 等商业软件媲美。 2）在专用市场：同样，Aspen、KBC、剑维等外商主导，其中全球商用乙烯裂解炉模型 被 PYROTEC 垄断；国内产品中，典型产品为中石油石油化工研究院&清华大学开发的 乙烯裂解炉模拟与优化软件 EpSOS V2.0，目前国内产品多处于测试或试用阶段。
三、海外研究之艾默生：收并购为常态，自动化厂商持续加强工业软件（一）艾默生：收购 国际化拓展业务边界，21 年财年中国区收入超 20 亿美元
1、自动化解决方案、商住解决方案为两大核心业务平台 收购拓展业务边界，2015 年业务重组。艾默生于 1890 年成立于美国，制造电机和风扇起 家；后续通过收购扩展、加强核心业务并拓展海外市场，公司 2014 财年实现连续 58 年 每股红利增长；2015 年开启业务重组，定位自动化解决方案和商住解决方案两大核心业 务平台。
2、2021 财年中国地区贡献超 20 亿美元收入 自动化解决方案产品多元，2021财年销售额超百亿。艾默生自动化解决方案中产品多元， 涵盖底层测量仪器、终端控制、生产控制系统及解决方案（DCS、SCADA 等）等等，覆 盖行业包括流程及离散行业。2021 财年，艾默生销售额超过 182 亿美元，其中自动化解 决方案约 116 亿美元。
石油化工收入占比大，中国地区 2021 年财年贡献超 20 亿美元收入。2021 年收入行业分 布中，石油天然气、化学化工、电力占比分别为 17%、10%、10%，为艾默生优势行业； 地区分布来看，美洲仍为主要市场（占比超过 50%），中国市场销售额占比 12%，超过 20 亿美元。2020 财年，底层设备贡献绝大部分收入（141 亿美元），控制系统、数据管理收 入分别为 16 亿美元、11 亿美元。（报告来源：未来智库）
3、自动化解决方案运维需求为主 自动化解决方案收入中，运维占比超过 50%。艾默生聚焦自动化解决方案，来自流程行 业收入占比大，2020 年占比 50%；下游需求以运维为主，2020 年占比近 60%。
4、2016 年以来加大模拟软件、工厂分析等领域收购 前文我们提到，目前工业自动化设备仍为艾默生主要收入来源，但其对工业软件领域重 视程度不断提升，软件数字化为未来发展重要战略之一，艾默生于 2019 年成立“数字化转型”业务部门，希望通过软件提升生产效率及安全性。
2016 年以来持续收购增强模拟软件等领域能力。艾默生通过自研与外购发力工业软件， 自研方面，典型代表之一为资产管理平台 Plantweb Optics，核心模块为： 1）Plantweb Optics Portal：设备综合性集成化管理平台，可以无缝衔接旗下 AMS 资产管 理系统和 Insight 等模快，AR 技术等提升现场巡检能力； 2）Plantweb Optics Data Lake：企业数据中 台，实现 OT、ET 数据整合，并与 IT 打通； 3）Plantweb Optics Analytics：高级分析系统，通过机理、数据建模实现生产优化、质量 优化、能耗优化等。 外购方面，2016 年以来艾默生在数据管理领域持续收购，以增强在模拟软件、工厂分析、 数据采集等领域能力。
（二）Aspen：收并购丰富产品线，产品标准化程度高
1、流程模拟软件龙头，收并购扩展产品矩阵 全球流程模拟软件龙头，核心产品为 AspenONE 解决方案。Aspen 核心产品为 AspenONE 解决方案（分为 3 个套件 Aspen ONE 过程工艺、Aspen ONE 制造和供应链、Aspen ONE 资产绩效管理），目前最新版本为 AspenONE V12.0（增添 AIoT 相关功能）。
1994 年上市后加速收并购，业务版图持续扩展。Aspen 成立于 1981 年，1982 年推出首 款产品 Aspen Plus；1994 年登陆纳斯达克，上市之后开启买买买模式构建工程设计、制 造和供应链管理产品线；2005 年开启内部产品整合；2013 年后加快转型节奏，加强 AI 能力。
2、商业模式仍为授权，毛利率高达近 90% 产品仍为 license 模式，软件标准化提升拉动毛利率持续上行。Aspen 产品目前仍为授权 模式，公司业务收入分为三大类：授权、运维、服务及其他，2021 财年营业总收入为 7.09 亿美元（授权占比 70%，运维占比 26%；北美地区占比约 40%），2017-2021 财年复合增 长率为 10%。Aspen 走集成化战略且产品标准化程度高，公司毛利率从 2010 财年的 60% 提升至 2021 财年近 90%，2021 财年净利率则高达 45%。
3、与艾默生实现整合，发力广阔行业 2021 年 10 月，艾默生与 Aspen 已达成协议，艾默生将独立软件（OSI Inc.和地质模拟软 件业务 GSS）与 Aspen 合并，并以 60 亿美元现金换取新 Aspen 55%的股权；艾默生将保 留控制相关软件（如 DeltaV Application Software 等）。整合后的 Aspen 将能够提供多行 业、多产品服务，目前，此项交易已完成。
四、公司为流程工业控制龙头，加速布局工业 4.0（一）深耕流程工业 20 余年，持续发力智能制造
公司作为国内工业自动化行业的领先企业，一直深耕于流程工业领域，以集散控制系统 （DSC）起步，是工业 3.0 时代先进的工业自动化产品供应商，正逐步向着服务于流程工 业的智能制造整体解决方案提供商发展。 公司长期在自动化控制系统市场上处于优势地位，在工业 4.0、中国制造 2025 等国家战 略引领下，开始数智化转型，向着工业互联、价值链服务、数字化生态圈的方向发展。公 司于 2017 年发布中控工业操作系统 supOS，2019 年推出“PLANTMATE”运营品牌，建 立全生命周期管理 5S 服务平台，2021 年推出 5T 战略，在智能制造上持续发力。（报告来源：未来智库）
（二）DCS 为王牌产品，加速布局工业软件，并拓展海外市场
公司的主要产品包括自动化控制系统、工业软件、仪器仪表及运维服务。由于自动化控 制系统具有成套定制的特点，所以合同中通常以自动化控制系统为基础，并包含工业软 件或自动化仪表或运维服务，整体进行结算，业务模式上表现为公司的工业自动化及智 能制造解决方案。公司的智能制造产品和解决方案主要应用于生产规模大、能耗物耗高、 工艺复杂的流程工业，其中化工、石化行业收入在公司 2021 年总收入中占比为 50.7%。
智能制造解决方案为公司的主要业务。该业务包含控制系统、控制系统 仪表、控制系统 软件 其他三种产品组合，其中控制系统在该业务中占比最高。公司的控制系统产品在 国内具有较高的市场占有率，集散控制系统（DCS）2021 年市占率达 33.8%，连续十一 年蝉联国内 DCS 市场占有率第一名，安全仪表系统（SIS）2021 年市占率为 25.7%，排 名第二。
公司围绕“向工业 3.0 4.0 转型”战略，推动业务升级。公司在以自动化为核心的工业化 3.0 业务基础上，开拓以智能化为核心的工业 4.0 业务，转型“工业 3.0 工业 4.0”。公司 “工业 3.0”的业务包含控制系统、自动化仪表以及控制系统 自动化仪表组合，“工业 4.0” 业务包含工业软件，“工业 3.0 工业 4.0”业务包含控制系统 工业软件组合。目前，工业 3.0 业务是公司的主要收入来源，但 2021 年“工业 3.0 工业 4.0”、“工业 4.0”业务的同 比增速分别为 89.96%、35.86%。
加快国际化部署，获沙特阿美供应商资格。公司目前收入主要来自国内，跟随中国“一 带一路”战略，公司以新加坡为海外运营总部，大力部署东南亚、南亚、西亚、非洲、东 欧等地区业务，国际化能力有望提升。2020 年 12 月，中控技术与沙特阿美签署谅解备忘 录，后续有望进行合作及联合投资；2022 年 3 月，中控控股子公司正式通过沙特阿美的 供应商审核，将与沙特阿美进一步探索深化智能制造、数字化转型等价值链新模式。
（三）股权稳定，参股石化盈科未来 ERP 领域协同可期
截至 2022 年 3 月 31 日，褚健直接持有公司 14.56%股权，为公司控股股东及实际控制人。 公司高管团队绝大部分成员具有深厚的技术基础，多位成员在公司任职超过 20 年，长期 陪伴公司成长。 2022 年 2 月，公司发布公告拟以 5.61 亿元现金收购石化盈科 22%股权，交易完成后石化 盈科将成为中控技术重要参股子公司，双方合作将有利于实现产业链合作协同发展。
1、收入增长较快，盈利能力持续提高 公司近几年营业收入增长较快，2019 年-2021 年营业收入分别为 25.37 亿元、31.59 亿元、 45.19 亿元，同比增速分别为 18.91%、24.51%、43.08%，三年收入复合增长率为 33.47%。 2019-2021 年公司归母净利润分别为 3.65 亿元、4.23 亿元、5.82 亿元，同比增速分别为 28.33%、15.81% 、37.42%。扣非归母净利润分别为 2.74 亿元、3.25 亿元、4.49 亿元， 同比增速分别为 15.52%、18.50%、38.36%。公司盈利能力近三年持续提高，增长速度较 快。
2、智能制造解决方案为主要收入来源，产品毛利率保持稳定 公司目前主营业务包含智能制造解决方案、自动化仪表、工业软件、运维服务与 S2B 平 台业务，其中智能制造解决方案为公司收入主要来源，2021 年在公司营业收入中占比为 72%。
2019-2021 年公司综合毛利率分别为 48.21%、45.58%、39.25%，其中公司智能制造解决 方案业务的毛利率分别为 47.93%、48.46%、42.53%。综合毛利率下降的原因主要是因为 毛利率较低的产品占比提高，自动化仪表业务去年增速较快，S2B 业务作为公司战略业 务占比也有提升。智能制造解决方案业务的毛利率下降主要是因为本期 1000 万以上大项 目占比上升所致。经营性活动现金流 2021 年出现较大下降主要是由于公司业务规模扩 大，存货采购增加、人员薪酬支出提升等原因。
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