工業(yè)操作系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)的“神經(jīng)中樞”，它能夠?qū)崟r(shí)采集、傳輸和處理工業(yè)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過程、管理控制單元并保障生產(chǎn)安全。工業(yè)操作系統(tǒng)主要包括嵌入式軟件、工業(yè)協(xié)議以及工業(yè)控制單元(PLC、DCS、SCADA、SIS、嵌入式軟件等)。在工廠現(xiàn)場(chǎng)，信息流基本圍繞DCS/PLC等操作系統(tǒng)展開，由其控制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與上層企業(yè)信息系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)流高效流轉(zhuǎn)，從而提升整體生產(chǎn)協(xié)同效率(圖1)。

　　作為生產(chǎn)控制指令下達(dá)與工況狀態(tài)傳輸?shù)暮诵臉屑~，工業(yè)操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于石化、鋼鐵等關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重點(diǎn)行業(yè)，以及涉及國(guó)防安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，其安全性至關(guān)重要。因此，研發(fā)并生產(chǎn)自主可控、智能化的國(guó)產(chǎn)工業(yè)控制系統(tǒng)，已成為保障國(guó)家工業(yè)安全發(fā)展的必然選擇。

　　1 市場(chǎng)效應(yīng)顯現(xiàn)，流程工業(yè)加速更新

　　工業(yè)操作系統(tǒng)是關(guān)乎國(guó)家安全的“命門所在”。

　　近年來，全球產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的格局正在經(jīng)歷深度調(diào)整，核心技術(shù)的自主可控已成為維系國(guó)家發(fā)展命脈與保障產(chǎn)業(yè)安全的戰(zhàn)略性“基石”。

　　一方面，數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型浪潮席卷全球，使得工業(yè)控制系統(tǒng)的重要性與戰(zhàn)略地位被進(jìn)一步放大，中國(guó)作為全球唯一擁有完整工業(yè)門類的國(guó)家，對(duì)工控產(chǎn)品的廣度與深度需求遠(yuǎn)超正快速提升。另一方面，近年來，歐美在高端芯片、工業(yè)軟件及工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的出口管制不斷收緊，供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)顯著加劇，核心工控產(chǎn)品始終存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。伴隨國(guó)際技術(shù)壁壘供應(yīng)鏈脫鉤與封鎖風(fēng)險(xiǎn)不斷加劇，以及跨國(guó)工業(yè)巨頭在供應(yīng)鏈安全問題上的策略調(diào)整，直接影響著中國(guó)工控行業(yè)的發(fā)展節(jié)奏。可以說，國(guó)產(chǎn)化不僅僅是政策推動(dòng)的結(jié)果，更是國(guó)際格局倒逼的必然選擇。

　　在這種“內(nèi)需牽引+外部倒逼”的雙重作用下，保障工業(yè)體系的獨(dú)立可控，已經(jīng)從“可選項(xiàng)”升級(jí)為“必選項(xiàng)”。特別是工業(yè)軟件和PLC作為自動(dòng)化的“中樞神經(jīng)”，不僅是工廠智能化的基石，更是國(guó)產(chǎn)替代中必須優(yōu)先突破的環(huán)節(jié)。國(guó)產(chǎn)廠商若能把握這一趨勢(shì)，不僅能夠補(bǔ)齊安全短板，還能在全球產(chǎn)業(yè)新格局中占據(jù)主動(dòng)。

　　在此背景下，自2024年以來，國(guó)家層面密集出臺(tái)推動(dòng)大規(guī)模設(shè)備更新的政策，強(qiáng)調(diào)通過提升技術(shù)與能效標(biāo)準(zhǔn)，加快淘汰落后產(chǎn)能、增加先進(jìn)產(chǎn)能，從而加速制造業(yè)升級(jí)與供給側(cè)改革。例如，2024年9月工信部發(fā)布《工業(yè)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新和技術(shù)改造指南》。《指南》明確提出，到2027年需完成200萬套工業(yè)軟件和80萬臺(tái)套工業(yè)操作系統(tǒng)的升級(jí)，PLC、DCS、SCADA、SIS 等核心系統(tǒng)均被納入重點(diǎn)范疇(圖2)。

　　過去一年間，政策效應(yīng)已逐步顯現(xiàn)：石化、電力、冶金、軌道交通等流程工業(yè)的設(shè)備更新率顯著提升，項(xiàng)目型投資正成為市場(chǎng)主導(dǎo)力量。工業(yè)操作系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化的邏輯也正在從“補(bǔ)缺口”向“強(qiáng)體系”轉(zhuǎn)變。對(duì)于企業(yè)而言，選擇國(guó)產(chǎn)品牌不再只是響應(yīng)政策的被動(dòng)舉措，而是確保長(zhǎng)期安全與保持競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇。

　　2 多路徑并進(jìn)，工業(yè)軟件與PLC成突破口

　　在全國(guó)產(chǎn)化大勢(shì)下，國(guó)家政策持續(xù)加碼，同時(shí)也為相關(guān)企業(yè)帶來了新的發(fā)展契機(jī)。一方面，政策的大力支持為國(guó)產(chǎn)工業(yè)操作系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)與推廣提供了有力保障，激發(fā)了企業(yè)的創(chuàng)新活力。另一方面，隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)對(duì)設(shè)備自主可控意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的需求不斷上升。尤其工業(yè)軟件和PLC領(lǐng)域，它們不僅是支撐制造業(yè)數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)，也是國(guó)產(chǎn)化空間最大、發(fā)展?jié)摿ψ顬轱@著的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　?、?工業(yè)軟件領(lǐng)域

　　隨著制造業(yè)的不斷升級(jí)和智能化轉(zhuǎn)型，工業(yè)軟件作為制造業(yè)的“大腦”和“神經(jīng)”，已經(jīng)滲透和廣泛應(yīng)用于幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域的核心環(huán)節(jié)，是推動(dòng)我國(guó)智能制造高質(zhì)量發(fā)展的核心要素和重要支撐。據(jù)MIR DATABANK統(tǒng)計(jì)，2024年，中國(guó)工業(yè)軟件市場(chǎng)規(guī)模已突破2700億元，同比增長(zhǎng)7.3%(圖4)。

　　然而，從全球范圍來看，幾乎所有知名的工業(yè)軟件巨頭都成長(zhǎng)于制造業(yè)高度發(fā)達(dá)的國(guó)家。中國(guó)工業(yè)軟件基礎(chǔ)仍然薄弱，關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸尚未突破。行業(yè)整體“小而散”的格局依然突出，產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的韌性與安全水平亟需提升，與國(guó)際先進(jìn)水平存在明顯差距。

　　MIR DATABANK數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)約有95%的研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件依賴進(jìn)口，核心的研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件幾乎都被歐美巨頭所壟斷。相比之下，生產(chǎn)制造類工業(yè)軟件在部分領(lǐng)域已經(jīng)具備一定實(shí)力，市場(chǎng)上也涌現(xiàn)了中電智科、寶信軟件、和利時(shí)、中控技術(shù)等具有代表性的企業(yè)。

　　隨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和自主可控戰(zhàn)略的不斷深化，工業(yè)企業(yè)加速推進(jìn)工業(yè)化與信息化融合，為國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件提供了前所未有的機(jī)遇。未來，中國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展有望進(jìn)入更快、更穩(wěn)的增長(zhǎng)軌道，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速的同時(shí)，憑借價(jià)格與服務(wù)上的靈活優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)品牌有望在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破并逐步提升市場(chǎng)滲透率。

　?、?PLC領(lǐng)域

　　PLC在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的地位至關(guān)重要(圖5)。同時(shí)， PLC也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)自動(dòng)化市場(chǎng)中對(duì)進(jìn)口依賴度最高的領(lǐng)域。

　　自21世紀(jì)以來，我國(guó)PLC行業(yè)逐步進(jìn)入國(guó)產(chǎn)替代階段，小型PLC的技術(shù)水平已基本與國(guó)際領(lǐng)先廠商持平，但在中大型PLC領(lǐng)域，整體自主研發(fā)能力依然不足。作為支撐制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品，大型PLC一直是競(jìng)爭(zhēng)壁壘最高的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)仍掌握在西門子、三菱、歐姆龍、羅克韋爾等歐美和日系巨頭手中，面臨著長(zhǎng)期的技術(shù)封鎖和高度壟斷。

　　盡管當(dāng)前大型PLC國(guó)產(chǎn)化率仍處于較低水平，但潛力巨大，且推進(jìn)速度正在不斷加快。近年來，以中電智科、寶信軟件、和利時(shí)、中控技術(shù)等為代表的本土大型PLC領(lǐng)軍企業(yè)，憑借深厚的技術(shù)積淀與持續(xù)的創(chuàng)新投入，乘國(guó)家“自主可控、安全可靠”戰(zhàn)略東風(fēng)，在冶金、水利水電、軌道交通、石油化工等關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的核心命脈行業(yè)，成功實(shí)現(xiàn)了從艱難破冰到規(guī)模應(yīng)用的歷史性跨越，逐步打破外資巨頭長(zhǎng)期壟斷的堅(jiān)冰。MIR DATABANK預(yù)測(cè)，到2028年，大型PLC國(guó)產(chǎn)化率有望實(shí)現(xiàn)大幅躍升。

　　過去，部分高端市場(chǎng)被國(guó)外品牌占據(jù)，而如今，國(guó)產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)上不斷突破，逐漸打破國(guó)外品牌的壟斷局面。盡管目前國(guó)內(nèi)真正實(shí)現(xiàn)全棧自主可控的大型PLC廠商仍是少數(shù)，但以中電智科為代表的本土廠商，憑借全棧自主可控的研發(fā)體系和國(guó)家隊(duì)背景，正逐漸成為國(guó)產(chǎn)大型PLC的核心代表。

　　可以看到，隨著工業(yè)操作系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的推進(jìn)，市場(chǎng)格局正逐漸明朗。中電智科起源于中國(guó)電子第六研究所PLC研發(fā)團(tuán)隊(duì)， 自成立以來依托中國(guó)電子集團(tuán)的全棧技術(shù)體系，完成了從芯片、工業(yè)操作系統(tǒng)到控制軟件的自主可控研發(fā)，已成為國(guó)內(nèi)大型PLC領(lǐng)域的重要代表之一;和利時(shí)則憑借研究所背景，在DCS和SIS市場(chǎng)積累深厚，近年來也積極探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)布局。然而，大型PLC、核心SCADA平臺(tái)仍由西門子、施耐德、艾默生、羅克韋爾等外資企業(yè)長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)，國(guó)產(chǎn)廠商的市場(chǎng)份額依舊有限。這種“局部突破、整體追趕”的局面，正是當(dāng)下國(guó)產(chǎn)替代的真實(shí)寫照。

　　3 寫在最后

　　伴隨全球產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)與國(guó)際供應(yīng)鏈安全博弈加劇，中國(guó)在工業(yè)軟件與控制系統(tǒng)上的自主可控已不只是發(fā)展問題，更是國(guó)家安全與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要命題。未來的國(guó)產(chǎn)替代，不僅要解決“有沒有”的問題，還要解決“靠不靠譜”的問題。

　　政策推動(dòng)只是起點(diǎn)，更深層次的動(dòng)力來自產(chǎn)業(yè)需求與安全考量以及整個(gè)生態(tài)的協(xié)同發(fā)力。在這一過程中，國(guó)產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)著技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新攻堅(jiān)的核心角色，以中電智科為代表的廠商通過全棧自主可控的產(chǎn)品與方案，為流程工業(yè)、能源、交通等關(guān)鍵領(lǐng)域提供可靠支撐。同時(shí)，核心零部件供應(yīng)商、軟件開發(fā)商、系統(tǒng)集成商等產(chǎn)業(yè)鏈上下游力量，也在加速布局與技術(shù)賦能，共同構(gòu)建可持續(xù)、安全可靠的國(guó)產(chǎn)工控生態(tài)。

　　此外，石化、電力、鋼鐵、軌道交通等行業(yè)的終端用戶，也逐漸將自主可控、可靠性和安全性作為設(shè)備選型和系統(tǒng)升級(jí)的重要標(biāo)準(zhǔn)，從而形成政策、企業(yè)、供應(yīng)鏈、用戶“四位一體”的協(xié)同推進(jìn)格局。這種多方聯(lián)動(dòng)不僅加快了國(guó)產(chǎn)化落地進(jìn)程，也促進(jìn)了國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品在穩(wěn)定性、功能性和安全性上的持續(xù)迭代，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)PLC、DCS、SIS及工業(yè)軟件從單點(diǎn)替代向體系化升級(jí)邁進(jìn)。隨著企業(yè)、供應(yīng)商和用戶形成共識(shí)與協(xié)同，中國(guó)工業(yè)操作系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化不僅會(huì)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，更將成為保障國(guó)家工業(yè)安全、提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要戰(zhàn)略支點(diǎn)。

　　可以預(yù)見，在未來幾年，國(guó)產(chǎn)工控產(chǎn)品的突破將不再局限于單點(diǎn)產(chǎn)品，而是呈現(xiàn)“全鏈條、全體系、全生態(tài)”的全面崛起。