www.leadleo.com 2019年 中国SCADA行业概览 概览标签 工业自动化 工业软件 控制系统 1 报告提供的任何内容 包括但不限于数据 文字 图表 图像等 均系 头豹研究院独有的高度机密性文件 在报告中另行标明出处者除外 未经头豹研究院事先书面许可 任何人不得以任何方式擅自复制 再造 传播 出版 引用 改编 汇编本报告内容 若有违反上述约定的行 为发生 头豹研究院保留采取法律措施 追究相关人员责任的权利 头 豹研究院开展的所有商业活动均使用 头豹研究院 或 头豹 的商号 商标 头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构 也未授权或 聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动
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概览摘要 随着现代工业对生产过程高效 精准 智能 安全要求更加严格, 工业自动化产品的需求量有着显著提升 自第四代 SCADA 系统形成以来,SCADA 系统便成为工业自动化产品中的重要组成部分 数据显示, 中国 SCADA 行业市场规模 ( 以销售额计 ) 由 2014 年的 77.1 亿元稳步上升至 2018 年的 100.2 亿元, 年复合增长率为 6.8%, 这主要得益于中国政府鼓励工业企业利用工业自动化技术对工业生产过程进行管理 监测, 在此期间, 中国各级政府出台了一系列扶持政策措施, 推动工业企业自动化水平不断提高 未来随着工业技术与信息技术深度融合, 信息化逐渐带动工业化, 将对传统产业的优化升级提供强大支撑, 预计未来五年, 中国 SCADA 行业的发展增速将提升至 12.0%, 到 2023 年, 中国 SCADA 行业市场规模 ( 以销售额计 ) 有望达到 176.6 亿元 硬件电力 油气规模增长, 带动对工业自动化产品的需求 SCADA 系统在油气管网中可负责全网数据采集监控 输油 / 输气管理 生产调度等工作 随着石油 天然气使用量大规模增长, 据国家统计局数据, 中国油气管道总里程由 2014 年的 9.2 万公里增长至 2018 年的 11.3 万公里, 年复合增长率为 5.5% 2017 年 5 月, 国家发改委 国家能源局在 中长期油气管网规划 提出, 到 2020 年全国油气管网规模将达到 16.9 万千米, 同时要求进一步提高管网监测和应急响应水平, 提高公共安全保障能力, 为 SCADA 系统在石油天然气领域的应用提供了强大动力 人工采集数据方式存在缺陷, 为自动化数据采集方式提供发展良机在实际情况下, 人工采集方式存在较多缺陷, 中国正处于工业自动化转型升级阶段, 大部分工业企业已开始转变思路, 引进先进的自动化产品, 对生产数据进行采集和分析, 促进了 SCADA 系统的广泛应用 企业推荐 : 胜风合力亚控科技紫金桥 4
目录 名词解释 06 中国 SCADA 行业市场概述 07 中国 SCADA 行业驱动因素 15 中国 SCADA 行业制约因素 17 中国 SCADA 行业相关政策 18 中国 SCADA 行业发展趋势 中国 SCADA 行业风险分析 20 22 中国 SCADA 行业竞争格局 23 方法论 28 5
名词解释 PLC:Programmable Logic Controller, 可编程逻辑控制器, 专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统 它采用一种可编程的存储器, 在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令, 通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程 交换机 : 一种用于电 ( 光 ) 信号转发的网络设备 它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路, 最常见的交换机是以太网交换机 工控机 : 工业控制计算机, 是一种采用总线结构, 对生产过程及机电设备 工艺装备进行检测与控制的工具总称 HMI: Human Machine Interface, 人机接口, 指人与计算机之间建立联系 交换信息的输入 / 输出设备的接口, 这些设备包括键盘 显示器 打印机 鼠标器等 MES:Manufacturing Execution System, 制造执行系统, 一款面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统 RTU: Remote Terminal Unit, 中文全称为远程终端控制系统, 负责对现场信号 工业设备的监测和控制 上位机 : 可直接发出操控命令的计算机, 屏幕上可显示各种信号变化 ( 液压, 水位, 温度等 ) 下位机 : 可直接控制设备获取设备状况的计算机, 一般是 PLC/ 单片机 6
中国 SCADA 行业市场概述 定义及系统功能 (1/2) SCADA 系统定义 SCADA 全称为 Supervisory Control and Data Acquisition, 即数据采集与监督控制系统, 是以计算机为基础的实时分布式系统, 可对现场设备进行远程控制和监控, 并为安全生产 调度 管理 优化和故障诊断提供依据 SCADA 系统支持各种规模的网络, 可远程控制和监控从本地网络到拥有数万台设备和高吞吐量数据的大型网络, 在电力 冶金 石油 化工 燃气 铁路 水利等行业得到了广泛应用 SCADA 系统功能 SCADA 系统具备 4 大功能 : 自动采集 智能分析 智能存储及自动推送 自动采集 :SCADA 系统最核心的功能,SCADA 系统主要用于测控点分散 分布范围广泛的生产过程或设备的监控, 测控现场通常为无人值守状态 因此, 需要通过现场安装自动化仪表 传感器等数据采集装置采集现场数据, 再经过 RTU 控制器存储 处理 上传, 为上层系统提供决策支持 智能分析 : 对上传的海量现场数据进行分析处理, 以明确远程设备运行状态 故障问题, 设备磨损情况及运行效率 智能存储 : 以分布式结构为主, 可满足异地分布式的数据采集需求, 既可利用实时数据库快速存取数据, 也可进行快速历史数据抽取 跨平台数据库可与其他客户端和数据库实现共享数据 自动推送 : 将发生故障的设备报警信息 维修信息自动推送至相关维护人员或维护部门 智能分析 故障分析趋势分析设备维保分析绩效分析 智能存储 实时数据库跨平台数据库 2 3 4 1 自动推送 报警推送维保推送 自动采集 远程设备数据采集实时获取分布处理 来源 : 头豹研究院编辑整理 7
中国 SCADA 行业市场概述 系统架构 (2/2) 监控中心 通讯系统 数据采集系统 工程师站 操作员站 PLC 应用服务器 以太网 工业通信网关 路由器 RTU 现场仪表 报表服务器 数据服务器 ( 主 ) 现场人机界面 数据服务器 ( 从 ) 上位机 下位机 SCADA 系统主要由监控中心 通讯系统和数据采集系统三部分组成 上位机与下位机由通讯系统连接 上位机主要负责监控, 下位机主要负责控制 监控中心 : 借助通讯系统获取现场设备的温度 压力 流量 设备运行状态等信息, 对场站进行监控和管理 监控系统主要由调控中心控制部门 本地场站控制部门和远程控制站监视部门组成 调控中心主要选用双以太网结构, 运用 TCP/IP 协议, 可为局域网提供安全保障 调度中心内部包括工程师站 操作员站 服务器 前端机子系统 大屏幕投影仪 UPS 子系统等外用设备 为保障数据服务的安全性 可靠性,SCADA 系统拥有两台互为备用数据服务器, 功能和配置完全相同, 当一台数据服务器出现故障, 另一台服务器将自动切换为主服务器运行模式 本地场站控制主要通过一台配置有本地控制软件的计算机与 RTU 连接, 为 RTU 发送相关指令的方式实现 远程监控站可对现场设备实际运行情况进行监视, 不可直接发出命令 通讯系统 : 负责信息远距离传输工作, 通讯方式可分为有线传输 无线传输及混合传输三种 数据采集系统 : 主要由 PLC RTU 现场仪表 现场人机界面等组成, 其中, 现场仪表包括温度变送器 压力变送器 流量计等, 在无人值守的情况下, 可自动采集通信距离较远的工业现场数据, 并将各项流量参数传送到 RTU, 最终将参数传递到监控中心, 由监控中心对数据进行分析处理 来源 : 头豹研究院编辑整理 8
中国 SCADA 行业市场概述 发展历程 SCADA 系统自 20 世纪 70 年代起发展至今已经历了四代 20 世纪之前, 工业控制系统主要采用气动控制的方式 1946 年, 第一代电子管计算机问世, 但存在体积庞大 可靠性差 维护困难 运算速度慢等缺陷 1958 年, 第二代晶体管计算机在软件上有了较大发展, 出现了计算机高级语言 1965 年, 第三代中小集成电路计算机诞生, 计算机开始采用中小规模的集成电路元件, 运算速度比上一代更快, 体积更小, 且寿命更长 1971 年至今, 计算机已经发展到了第四代, 即大规模集成电路计算机, 由于采用了大规模和超大规模集成电路逻辑元件, 运算速度每秒可到几千万次到几十亿次, 系统软件和应用软件获得了巨大发展, 计算机网络技术 多媒体技术 分布式处理技术取得巨大进步 在此背景下, 工业控制系统开始引入数字计算机, 并率先应用在测量 模拟和逻辑控制等领域, 由此形成了 SCADA 系统的雏形 第一代 SCADA 系统单体系统 (20 世纪 70 年代 - 20 世纪 80 年代 ) 第二代 SCADA 系统分布式系统 (20 世纪 80 年代 -20 世纪 90 年代 ) 第三代 SCADA 系统网络化系统 (20 世纪 90 年代 -21 世纪初 ) 第四代 SCADA 系统多系统融合 (21 世纪初至今 ) 第一代 SCADA 系统主要基于专用计算机和专用操作系统, 由于当时网络还未出现, 因此,SCADA 系统是一个单独的系统, 无法与其他系统连接 各个厂商有专属的通信协议, 可支持的数据通信类型较为匮乏 电力自动化研究院为华北电网开发的 SD176 系统以及日本日立公司为中国铁道电气化远动系统所设计的 H-80M 系统属于第一代 SCADA 系统 9 第二代 SCADA 系统基于计算机微型化和局域网技术, 微型计算机设备相比上一代而言体积更小 更便宜 在该时期, SCADA 系统已开始借助局域网技术可将多个站点连接起来, 实时共享信息, 处理能力大幅提升, 但外部通信网络受限于 RTU 协议, 无法与其他厂商的 SCADA 局域网互联 这一时期, SCADA 系统的安全性普遍不佳, 且除系统开发者外, 第三方难以评测系统安全性 第三代 SCADA 系统基于分布式计算机网络及关系数据库技术, 开放性优势明显, 不再受限于局域网,SCADA 系统能够实现大范围联网, 更容易将第三方的周边设备接入系统和网络 这一时期是中国 SCADA 系统发展最快的时期, 以科东公司的 CC-2000 系统和南瑞公司的 OPEN-3000 系统为代表 第三代 SCADA 系统相比前两代系统, 具有成熟 稳定 可靠和实时性能好的优点 随着神经网络 嵌入式技术 现场总线 数据库等技术的发展, 第四代 SCADA 系统通过吸收新技术, 持续开展与其他系统的集成, 逐渐发展成为拥有信息管理功能的综合平台系统 第四代 SCADA 系统集成范围包括功能集成 产品集成及数据集成, 集成范围广泛, 系统间互操作能力较强 来源 : 我国 SCADA 系统发展现状 挑战及建议, 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业市场概述 产业链分析 中国 SCADA 行业产业链由上至下依次可分为上游设备与软件开发 中游 SCADA 系统集成 下游应用领域 上游中游下游 设备与软件开发 SCADA 系统集成 应用领域 自动化控制设备 电力 市政 石油化工 仪器仪表与测试设备 传动设备 计算机设备 燃气 轨道交通 冶金 自动化软件 上游涉及的设备众多, 元器件成本占总成 本的 60% 通信网络 负责 SCADA 系统的集成开发 调试工作 外资品牌仍占据较大市场优势 项目毛利大约在 30% 左右 10 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业市场概述 产业链上游 中国 SCADA 行业产业链上游为设备与软件开发, 可再细分为硬件 软件 通信三个部分, 参与者为工业自动化企业 SCADA 系统硬件由自动化控制设备 仪器仪表与测试设备及计算机设备等组成, 主要用于无人 / 少人值守站的现场数据采集 测试及信息传输 现场仪器监测的信号主要有 : 压力 差压信号 阀位开关量信号 流量频率信号 气体成分信号 气体泄漏报警信号及数字信号等 SCADA 系统软件由工业组态软件 开发工具 电源系统软件等组成 上游软件 硬件及通信系统由工业自动化企业提供, 包括外资品牌西门子 施耐德 ABB 霍尼韦尔等, 以及中国品牌力控科技 亚控科技 研华等 此外,SCADA 系统上位机与下位机的联系依赖于通信网络的构建, 通信网络是连接监控中心与 RTU 的数据管道 从成本结构上看, 各类元器件成本在总成本的占比为 60% 左右, 元器件供应商的议价能力较高 硬件 设备自动化控制设备仪器仪表与测试设备计算机设备 设备组成 控制单元 (PLC RTU 等 ) 传感器 编码器 HMI 断路器 接触器 继电器等 温度变送器 流量计 液位测量 压力变送器 过程流体分析 气动仪表 阀门定位器等 嵌入式计算机 工控机等 软件自动化软件工业组态软件 开发工具 电源系统软件 通信通信网络网络交换机 视频监视器 路由器 光纤 3G/4G 模块等 11 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业市场概述 产业链中游 中国 SCADA 行业产业链中游的参与主体为 SCADA 系统集成商 分销商及工程公司, 业内主要的经营模式分为直销 分销两种 直销模式 :SCADA 系统集成商同时具备 SCADA 软件开发能力, 通过项目的形式直接销售产品,SCADA 系统的硬件 软件及其他设备全部由 SCADA 系统集成商提供 分销模式 : 由 SCADA 软件代理商提供软件产品, 系统集成商支付软件授权费后进行二次开发与集成, 数据显示,SCADA 软件的授权费约在 2.5 万元 -3 万元之间, 远低于 DCS 系统的授权价格 经营模式 直销模式 分销模式 软件授权 系统集成商 直接销售系统硬件 软件及其他设备 下游客户 软件开发商 系统集成商支付授权费二次开发 集成 销售 下游客户 12 SCADA 系统具有远程控制与监控的功能, 是无人值守站设计的一部分, 在无人值守站的建设中发挥了重要作用, 体现在 : (1) 无人值守站通常距离生活基地比较远, 远程自动监控依靠 SCADA 系统完成 ; (2) 无人值守站运行成本不高,SCADA 系统经济性较高, 可为企业减少人工投入 降低管理成本 整体来看,SCADA 系统主要用于采集远程场站数据, 控制精度不高, 进入门槛较低, 吸引了大量的厂商布局, 产品同质化严重, 参与者包括早期就进入中国市场的外资品牌 ( 西门子 艾默生 ABB 霍尼韦尔等) 后期发力的中国品牌( 力控科技 亚控科技 和利时 浙江中控等 ), 但相对来说外资品牌技术和产品已经相对成熟, 稳定性与安全性较高, 占据较大的市场优势 数据显示, 项目毛利大约为 30% 但特定行业如电力行业对控制系统的控制精度和响应时间有着严格要求, 且行业相对封闭, 参与者固定在国电南瑞 国电南自 北京四方和许继电气四个企业 此外, 市政项目一般采用 BOT 模式进行建设, 工程公司在获取市政项目 ( 如污水处理 城市供暖 ) 后, 再将 SCADA 系统转包给系统集成商, 对系统技术要求不高, 因此, 参与者多且杂 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业市场概述 产业链下游 中国 SCADA 行业产业链下游为应用领域,SCADA 系统广泛应用于电力 市政 石油 燃气 化工 轨道交通 冶金等领域的数据采集监控 生产管理 生产调度及运行维护 协调 SCADA 系统下游应用占比,2018 年 SCADA 系统在实际环境下的应用以无人值守水站为例 :(1) 在水罐底部安装一台液位变送器, 顶部安装一台雷达液位计, 既可对比两台液位计的数据, 也可避免一台液位计出现故障无法检测水罐液位的情况 ;(2) 在水罐底部安装一台温度变送器, 可测量水罐内水温 ;(3) 在水罐出口水管安装一台电动球阀, 通过远程操作自动开 关水罐的出口管 ;(4) 在两台水泵供电线路上各安装一个电磁开关, 来控制抽水水泵的启 停 ;(5) 安装一台 RTU, 用来采集温度 液位数据, 及电动球阀 电磁开关的的开 关状态数据 冶金 5.1% 轨道交通 10.3% 其他 12.2% 电力 30.5% 从应用占比来看, 依托于中国近年来持续有效推进智能电网建设, 电网规模不断扩大, 电力行业对自动化产品数量需求增长较快, 电力行业现已成为 SCADA 系统应用占比最大的领域, 应用占比达到 30.5%, 其次是市政 石油天然气 轨道交通 冶金, 分别占比 25.3% 16.6% 10.3% 及 5.1% SCADA 行业属于项目驱动型, 高度依赖政府投资, 政府投资规模决定 SCADA 系统的价格和技术要求 相对之下, 电力行业与石油天然气行业注重于基础设施稳定运行, 因此对 SCADA 系统的控制性能和安全性能要求较高, 行业参与者基本固定在电网公司以及外资 SCADA 厂商 石油天然气 16.6% 市政, 25.3% 13 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业市场概述 市场规模 随着现代工业对生产过程高效 精准 智能 安全要求更加严格, 工业自动化产品的需求量有着显著提升 自第四代 SCADA 系统形成以来,SCADA 系统便成为工业自动化产品中的重要组成部分 亿元 中国 SCADA 行业市场规模 ( 以销售额计 ),2014-2023 预测 200 180 160 140 120 100 80 77.1 中国 SCADA 行业市场规模 ( 以销售额计 ) 82.5 88.4 年复合增长率 2014-2018 年 6.8% 2018-2023 年预测 12.0% 93.8 100.2 111.2 124.0 138.9 156.3 176.6 60 40 20 14 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019 预测 2020 预测 2021 预测 2022 预测 2023 预测 数据显示, 中国 SCADA 行业市场规模 ( 以销售额计 ) 由 2014 年的 77.1 亿元稳步上升至 2018 年的 100.2 亿元, 年复合增长率为 6.8%, 这主要得益于中国政府鼓励工业企业利用工业自动化技术对工业生产过程进行管理 监测, 在此期间, 中国各级政府出台了一系列扶持政策措施, 推动工业企业自动化水平不断提高 未来随着工业技术与信息技术深度融合, 信息化逐渐带动工业化, 将对传统产业的优化升级提供强大支撑 此外, 工业企业智能化改造是智能制造的必经之路,SCADA 系统作为代表性生产控制类软件, 其应用普及度将继续提升, 预计未来五年, 中国 SCADA 行业的发展增速将提升至 12.0%, 到 2023 年, 中国 SCADA 行业市场规模 ( 以销售额计 ) 有望达到 176.6 亿元 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业驱动因素 电力 油气规模增长, 带动对工业自动化产品的需求 电力行业是 SCADA 系统最重要的应用行业, 市场上超过 30% 的 SCADA 系统应用在电力行业 当前,SCADA 系统已成熟应用到电力系统配电网 变电站的自动化监测和控制中, 是电力系统自动化的底层模块 自 2011 年起, 中国正式开启全面建设智能电网阶段, 输电网长度迅速扩张, 国家能源局数据显示, 中国 220 千伏及以上线路回路长度由 2014 年的 577,605 万公里增长到 2018 年的 733,393 万公里, 年复合增长率达到 6.2% 2015 年 7 月, 国家发改委 能源局印发了 关于促进智能电网发展的指导意见, 提出了智能电网的发展目标 : 到 2020 年, 初步建成智能电网体系, 要求构建安全高效的信息通信支撑平台, 提高电网智能化水平, 确保电网安全 可靠 经济运行 在智能电网体系的建设中, 随着输电线路长度不断增加, 传统的运行维护已无法满足日益提升的电网管理需求, 为电力自动化系统提供了广阔的发展空间 SCADA 系统在油气管网中可负责全网数据采集监控 输油 / 输气管理 生产调度等工作 随着石油 天然气使用量大规模增长, 据国家统计局数据, 中国油气管道总里程由 2014 年的 9.2 万公里增长至 2018 年的 11.3 万公里, 年复合增长率为 5.5% 2017 年 5 月, 国家发改委 国家能源局在 中长期油气管网规划 提出, 到 2020 年全国油气管网规模将达到 16.9 万千米, 同时要求进一步提高管网监测和应急响应水平, 提高公共安全保障能力, 将为 SCADA 系统在石油天然气领域的应用提供强大动力 万公里 1,000,000 800,000 600,000 400,000 200,000 0 万公里 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 中国 220 千伏及以上线路回路长度 577,605 607,643 年复合增长率 2014-2018 年 6.2% 645,609 685,567 733,393 2014 2015 2016 2017 2018 9.2 中国 220 千伏及以上线路回路长度,2014-2018 年 中国油气管道总里程 中国油气管道总里程,2014-2018 年 9.9 年复合增长率 2014-2018 年 5.5% 10.6 10.9 11.3 0.0 2014 2015 2016 2017 2018 来源 : 国家统计局, 国家能源局, 头豹研究院编辑整理 15
中国 SCADA 行业驱动因素 人工采集数据方式存在缺陷, 为自动化数据采集方式提供发展良机 人工采集数据方法较为原始 缺陷较大, 难以实时反映场站信息, 主要表现为 : (1) 以人工方式从功能各不相同的孤岛式系统采集和分析海量数据, 容易造成数据缺乏准确性 一致性和完整性, 将可能直接导致决策失误, 从而带来风险, 增加运营成本 ; (2) 中国石油天然气长输管道 电网分布广 站点多, 人工采集劳动强度大, 采集成本较高 ; (3) 采集人员综合素质和专业技能不一, 需要进行前期培训, 企业的管理成本随之增加 与人工采集方式相比, 自动采集数据的优势在于 : (1) 可自动采集散乱分布的数据信息, 在数据分布范围广且数据量庞大的情况下,RTU 会严格按照控制中心的指示将场站各项运行参数传输出去, 数据的可靠性 完整性高 ; (2) 对监测过程中出现的异常情况自动报警, 为排除设备障碍提供可靠的处理依据 ; (3) 与人工采集相比, 自动采集单位成本更低, 调试时间更少 以业内领先品牌 ABB 的产品为例, 面向石油天然气及化学品行业的 ABB 自动数据采集系统可帮助企业降低 30% 的运营成本和 50% 的调试时间, 更贴合工业企业的实际需求 自动采集方式优势 可自动采集散乱分布的数据信息, 数据可靠且完整 对监测过程中的异常情况, 自动报警 自动采集单位成本更低, 调试时间更少, 更加贴合企业的实际需求 16 在实际情况下, 人工采集方式存在较多缺陷, 中国正处于工业自动化转型升级阶段, 大部分工业企业已开始转变思路, 引进先进的自动化产品, 对生产数据进行采集和分析, 促进了 SCADA 系统的广泛应用 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业制约因素 自主品牌发展较晚, 技术处于劣势外资公司普遍发展历史悠久, 产品经过长期验证, 受到客户的广泛认可 依托技术和产品优势参与并主导了行业及国际标准的制定过程, 使得产品在国际竞争中占据有利地位, 导致下游客户在投资建设 SCADA 系统时更倾向于选择外资品牌, 而不是中国自主品牌 中国 SCADA 厂商成立较晚, 与各行业领域融合应用的广度和深度不够, 特别是行业业务知识和数据积累不足, 与工业实际业务和特定应用结合不紧密, 长期以来处于跟随的状态, 与国际领先的厂商如西门子 欧姆龙 ABB 施耐德 霍尼韦尔差距较大 当前中国大多数油气管道 SCADA 系统均采用国外的 SCADA 系统软件, 如兰成渝 西部原油成品油管道等采用加拿大 Telvent 公司的 OASysSCADA 系统, 陕甘宁气田 - 北京输气管道工程的 SCADA 系统软件采用德国 AEG 公司生产的 Viewstar750 中国自主品牌处于技术劣势, 市场占有率不高, 导致在技术上受到外资品牌的牵制, 只能被动根据客户的需求和技术标准来确定自身技术发展方向及开发产品, 行业发展受到制约 项目规模受冶金行业去产能不利影响 SCADA 行业属于典型的项目驱动型行业, 对政府投资依赖程度较高 SCADA 系统的下游应用规模扩张受到冶金行业去产能的不利影响 根据 2018 年国务院政府工作报告提供的数据,2018 年将再压减钢铁产能 3,000 万吨左右, 退出煤炭产能 1.5 亿吨左右, 淘汰关停不达标的 30 万千瓦以下煤电机组 在供给侧结构性改革的实施和推动下, 冶金行业去产能取得了较大进展 2019 年 1 月, 工业和信息化部提供的数据表明,2018 年已超额完成 3,000 万吨钢铁去产能目标, 基本完成 十三五 钢铁去产能 1.5 亿吨上限目标 由于冶金行业正面临着产业结构全面升级优化, 去产能的压力, 资金压力较大, 新增项目投资随之减少, 对 SCADA 系统的应用产生了不利影响 来源 : 我国 SCADA 系统发展现状 挑战及建议, 头豹研究院编辑整理 17
中国 SCADA 行业相关政策 (1/2) 在 智能制造 的背景下, 中国政府不断强调工业互联网与制造业的融合并出台了一系列鼓励支持政策, 刺激了工业软件的发展, 提升了 SCADA 系统在下游行业的应用率 政策名称颁布时间颁布主体主要内容及影响 工业互联网 APP 培育工程实施方案 (2018-2020 年 ) 关于深化 互联网 + 先进制造业 发展工业互联网的指导意见 2018-05 工信部 2017-11 国务院 到 2020 年, 培育 30 万个工业 APP 以满足研发设计 生产制造 运营维护和经营管理等业务领域的应用需求, 突破工业技术软件的关键技术, 构建工业 APP 标准体系, 形成一批具有国际竞争力的工业 APP 企业, 推动工业 APP 的市场化进程和提升工业互联网平台的应用能力 提出三个阶段发展目标, 明确了建设和发展工业互联网的主要任务, 还部署了 7 项重点工程 : 工业互联网基础设施升级改造工程, 工业互联网平台建设及推广工程, 标准研制及试验验证工程, 关键技术产业化工程, 工业互联网集成创新应用工程, 区域创新示范建设工程, 安全保障能力提升工程 智能制造工程实施指南 (2016-2020 年 ) 2016-12 工信部 财政部 提出 10 大重点任务, 其中在智能制造装备创新发展重点部分强调要重点突破分布式控制系统等核心产品, 并在机床 机器人 石油化工 轨道交通等领域实现集成应用 关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见 2016-05 国务院 中国制造 2025 2015-05 国务院 软件和信息技术服务业 十二五 发展规划 2012-04 工信部 提出加快计算机辅助设计仿真 制造执行系统 产品全生命周期管理等工业软件产业化, 强化软件支撑和定义制造业的基础性作用 组织研发具有深度感知 智慧决策 自动执行功能的高档数控机床 工业机器人 增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线, 突破新型传感器 智能测量仪表 工业控制系统 伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置, 推进工程化和产业化 提出要大力扶持计算机辅助设计和辅助制造 (CAD/CAM) 制造执行系统 (MES) 计算机集成制造系统 (CIMS) 过程控制系统 (PCS) 产品生命周期管理 (PLM) 等工业软件的研发 应用和产业化进程, 推动工业软件在航空航天 船舶 机械 汽车 电子轻工和纺织等工业领域的广泛应用 18 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业相关政策 (2/2) 在 工业互联网 和 智能制造 的国家战略下, 中国 SCADA 行业得到了较高关注, 下游需求逐渐释放 2012 年 4 月, 工信部在 软件和信息技术服务业 十二五 发展规划 提出要大力扶持计算机辅助设计和辅助制造 (CAD/CAM) 制造执行系统 (MES) 计算机集成制造系统 (CIMS) 过程控制系统 (PCS) 产品生命周期管理 (PLM) 等工业软件的研发 应用和产业化进程, 推动工业软件在航空航天 船舶 机械 汽车 电子 轻工和纺织等工业领域的广泛应用 2015 年 5 月, 国务院在 中国制造 2025 提出组织研发具有深度感知 智慧决策 自动执行功能的高档数控机床 工业机器人 增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线, 突破新型传感器 智能测量仪表 工业控制系统 伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置, 推进工程化和产业化 2016 年 5 月, 国务院在 关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见 提出加快计算机辅助设计仿真 制造执行系统 产品全生命周期管理等工业软件产业化, 强化软件支撑和定义制造业的基础性作用, 有利于促进分布式控制系统与制造业的结合 2016 年 12 月, 工信部 财政部联合颁布 智能制造发展规划 (2016-2020 年 ), 引导有条件的中小企业开展信息化和数字化升级试点应用, 提升中小企业智能化和信息化水平, 加强工业软件的行业应用以服务中小企业的智能化发展 2017 年 11 月, 国务院在 关于深化 互联网 + 先进制造业 发展工业互联网的指导意见 ( 以下简称 意见 ) 提出三个阶段发展目标 :(1) 到 2025 年, 覆盖各地区 各行业的工业互联网网络基础设施基本建成, 工业互联网标识解析体系不断健全并规模化推广, 基本形成具备国际竞争力的基础设施和产业体系 ;(2) 到 2035 年, 建成国际领先的工业互联网网络基础设施和平台, 工业互联网全面深度应用并在优势行业形成创新引领能力, 重点领域实现国际领先 ;(3) 到本世纪中叶, 工业互联网创新发展能力 技术产业体系以及融合应用等全面达到国际先进水平, 综合实力进入世界前列 除此之外, 意见 还明确了建设和发展工业互联网的主要任务, 部署了 7 项重点工程 : 工业互联网基础设施升级改造工程, 工业互联网平台建设及推广工程, 标准研制及试验验证工程, 关键技术产业化工程, 工业互联网集成创新应用工程, 区域创新示范建设工程, 安全保障能力提升工程 2018 年 5 月, 工信部在 工业互联网 APP 培育工程实施方案 (2018-2020 年 ) 明确到 2020 年培育 30 万个工业 APP 以满足研发设计 生产制造 运营维护和经营管理等业务领域的应用需求, 突破工业技术软件的关键技术, 构建工业 APP 标准体系, 形成一批具有国际竞争力的工业 APP 企业, 推动工业 APP 的市场化进程和提升工业互联网平台的应用能力 19 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业发展趋势 国产 SCADA 系统优化 根据 SCADA 行业资深专家介绍, 国产 SCADA 软件由于开发和应用时间较短, 仍存在着一些不足 未来软件性能将实现逐步优化, 主要从以下三个方面改进 : (1) 丰富应用经验 : 目前中大型工程的工业控制软件仍以采用进口 SCADA 软件为主 国产 SCADA 软件在大中型天然气长输管道中的应用较少, 应用案例多数集中在支线工程 未来国产 SCADA 厂商将把研究重点放在长输管道项目的工艺流程 控制逻辑上, 提高软件的成熟度, 持续改进软件的不足和漏洞 ; (2) 功能优化 :2016 年 12 月, 工信部发布了 软件和信息技术服务业 十三五 发展规划, 提出到 2020 年的发展目标 : 工业软件和系统解决方案的成熟度 可靠性 安全性全面提高, 基本满足智能制造关键环节的系统集成应用 协同运行和综合服务需求 未来,SCADA 系统将加大与第三方软件在模拟仿真 气体管理软件等方面的集成合作, 提高报警方式 数据库组态方式 曲线调用等功能的可操作性和效率, 满足下游应用服务多样化需求 ; (3) 第三方评测 : 在软件投入应用前, 对软件功能 性能等基础参数经过权威第三方评测, 此外, 也包括系统的安全防护体系进行评测, 以验证抵抗外部网络攻击能力, 保障应用项目的安全性, 提高客户的满意度 国产 SCADA 系统优化方向 丰富应用经验 功能优化 第三方测评 提高国产 SCADA 系统在大中型工程的应用率, 改进软件的不足与漏洞 加大与第三方软件的集成合作, 满足下游应用服务多样化需求 软件投入应用前, 对软件功能 性能 安全防护体系进行权威评测, 保障应用项目的安全性, 提高客户满意度 20 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业发展趋势 进一步提升信息安全保障能力 除继续完善 SCADA 系统功能外, 进一步提升 SCADA 系统信息安全保障能力对保障下游行业基础设施的稳定运行至关重要 2016 年 12 月, 工信部在 软件和信息技术服务业 十三五 发展规划 中尤其提到要加强工业信息安全保障能力建设 : (1) 选取典型工业控制系统及其设备, 开展工业防火墙 身份认证等重点网络安全防护产品研发和测试验证 ; (2) 面向石化 冶金 装备制造等行业, 遴选一批重点企业, 开展网络安全防护产品示范应用 ; (3) 支持工业控制系统网络安全实时监测工具研发及其在重点企业的部署应用 ; (4) 建设一批工业信息系统安全实验室, 优先支持工业控制产品与系统信息安全标准验证 仿真测试 通信协议安全测评 监测预警等公共服务平台建设, 培育一批第三方服务机构 当前, 信息安全已成为全社会关注的热点,SCADA 系统作为工业控制系统的典型代表, 加强对工业控制系统安全时间监控及行业安全态势分析, 减少由系统失误而引发的安全事故, 避免为下游客户招致经济损失, 将是未来中国 SCADA 行业发展的重要趋势之一 进一步提升 SCADA 系统信息安全保障能力是行业发展的重要趋势之一 开展重点网络安全防护产品研发和测试验证 01 02 开展网络安全防护产品示范应用 支持工业控制系统网络安全实时监测工具研发和应用 03 04 建设工业信息系统安全实验室, 培育第三方服务机构来源 : 头豹研究院编辑整理 21
中国 SCADA 行业风险分析 开放式结构, 易受网络攻击 更多的 SCADA 系统开始采用开放式结构, 一旦受到外部网络攻击, 病毒将可能通过企业管理网络渗透到工业控制网络, 对系统安全形成巨大威胁 系统失效, 易引发重大事故 一旦 SCADA 系统发生故障, 无法控制远端设备, 亦或者无法进行故障检测 故障定位 及时发送报警信息, 将对基础设施稳定运行造成巨大威胁, 易引发重大事故 缺乏公认检测机构, 国产系统推广难 中国在信息安全认证方面起步较晚, 缺乏国家标准以及公认度高的认证机构, 造成中国企业开发的工业控制系统出口需要经过国外检测机构的认证, 甚至必须提供源代码, 海外推广运营风险较大 随着工业化与信息化深度融合, 更多的 SCADA 系统开始采用开放式结构, 与企业的管理信息网络互联互通 企业为实现管理与控制一体化, 通常会引入 MES( 制造执行系统 ), 并与 SCADA 系统共享数据信息, 而企业一旦受到外部网络攻击, 病毒将可能通过企业管理网络渗透到工业控制网络, 对系统安全形成巨大威胁 SCADA 系统主要用于能源 交通 水利等公共安全重点领域, 对 SCADA 系统的可靠性要求较高, 一旦 SCADA 系统发生故障, 无法控制远端设备, 或者无法进行故障检测 故障定位 及时发送报警信息, 将对基础设施稳定运行造成巨大威胁, 易引发重大事故 美国和欧洲均已开展了工业控制系统信息安全的认证和评估工作, 制定了工业控制系统信息安全认证内容, 获得了国际范围内的认可 中国在信息安全认证方面起步较晚, 缺乏国家标准以及公认度高的认证机构, 造成中国企业开发的工业控制系统出口需要经过国外检测机构的认证, 甚至必须提供源代码, 海外推广运营风险较大 22 来源 : 我国 SCADA 系统发展现状 挑战及建议, 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业竞争格局 1/2 中国 SCADA 市场竞争激烈, 参与者众多, 现已形成以外资品牌为主导的竞争格局 参与企业企业图标主要产品 外资品牌 自主品牌 ABB 艾默生霍尼韦尔力控科技亚控科技 ABB SCADAvantage 是一款面向石油和天然气行业的新型云解决方案, 提供了标准的自动化工作流程控制方法, 可对企业日常运营进行优化 该款系统使用高性能的实时关系数据库管理系统来增强数据的完整性和数据检索功能, 涵盖了各种不同大小的系统类型, 企业可根据业务的发展状况而对系统进行扩展 2019 年, 艾默生收购了位于卡尔加里的 Zedi 软件和自动化业务, 包括其基于云的监控和数据采集 (SCADA) 平台 基于云的监控 控制和优化能力将进一步帮助石油和天然气生产商提高产量和降低运营成本 2017 年, 霍尼韦尔推出基于云的 SCADA 项目的产品 Experion Elevate, 通过持续的生命周期操作提高了业务灵活性并提高了实施效率 力控 eforcecon SCADA 系统调度平台软件 V5.0 在调度控制中心和区域控制站通过 SCADA 系统可完成对系统的监控和运行管理, 各工艺站场可实现无人职守 Kingview 组态王是亚控科技率先在中国推出的工业组态软件产品, 集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库 (KingHistorian) 的支持, 可为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总 分析及管理的有效平台, 使企业能够及时有效地获取信息, 及时地做出反应, 以获得最优化的结果 来源 : 头豹研究院编辑整理 23
中国 SCADA 行业竞争格局 2/2 在不同的细分领域, 由于竞争环境的不同, 参与竞争的企业以及竞争格局有细分领域所不同 电力行业 : 出于电网安全考虑, 电网运行管理要求严格, 需要 SCADA 系统具备全自动的计算与分析功能如自动平衡率计算 操作防误等 因为电力行电力行业业不对民营企业开放, 参与者主要为四大电网公司 ( 国电南瑞 国电南自 北京四方 许继电气 ), 它们在早期引进西门子 ABB 品牌的系统后, 研究市政行业吸收后自主研发出各自的电力自动化系统, 如国电南瑞的 Open-3000 系统 市政行业 : 市政项目难度不大, 参与者高度分散 水务行业水务行业 : 水务项目通常采用 BOT 模式, 由水务工程公司负责采购, 以西门子 施耐德的 PLC 产品居多 油气行业 : 油气行业封闭性较强, 与电力行业相同, 对工业控制软件的稳定油气行业性 安全性要求高, 在发展早期的时候便一直采用外资品牌如 ABB 艾默生 霍尼韦尔等 轨道交通行业轨道交通行业 : 项目实施难度低, 但项目建设需要得到政府支持, 获取项目的难度较大 竞争特点 电站对控制性能要求严格, 电力自动化产品主要由四大电网公司 ( 国电南瑞 国电南自 北京四方 许继电气 ) 研发 提供 项目难度不大, 参与者高度分散 水务项目通常采用 BOT 模式, 由负责承包的水务工程公司采购 行业相对封闭, 对工业自动化产品要求高, 多采用外资品牌, 如 ABB 艾默生 霍尼韦尔等 项目实施难度低, 但获取项目难度较大 24 来源 : 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业投资企业推荐 胜风合力 (1/3) 公司名称 : 北京胜风合力系统技术有限公司 成立时间 :2012 年 公司总部 : 中国北京 25 公司简介 : 北京胜风合力系统技术有限公司 ( 以下简称 胜风合力 ) 是一家以工业互联网为核心, 依托工业互联网通讯平台, 为用户提供工业 SCADA 解决方案 工业通讯处理 数据集成解决方案及工程技术服务的高科技企业 胜风合力的产品广泛应用于变电站自动化 配电自动化监控 管道储运自动化 动力环境监控系统 机房监控 环保数据采集与监控应用等领域 胜风合力主营业务胜风合力主要制造及提供动力环境监控相关传感器 近程无线传感网络 通用多协议数据通讯管理 电力行业设备状态监测装置与规约分析调试装置, 产品包括嵌入式通讯设备 智能协议分析仪 智能传感器 软件及节能控制柜 嵌入式通讯设备包括协议转换模块 工业通讯网关 智能通讯管理机, 具备完善的工业自控通讯协议库, 可充分满足于各种智能设备及第三方系统的数据采集和协议转换处理需求 智能协议分析仪 最多可应用在 256 份个模拟主站, 容量最多可达 2 万点实时数据点, 遥测历史记录大于 180 天, 告警延时小于 1 秒 软件有三种 :EMI 集中监控系统 Work Vision IPMS 管理开发平台 EMI 集成监控系统适用于工业自动化监控系统, 电力自动化监控系统 机房动力环境监控 智能传感器包括漏水检测 温湿度传感器 智能门禁系统 蓄电池监测模块, 其中, 漏水检测由定位式控制器和感应线组成, 一旦检测到液体, 定位控制器即产生声光报警 丰富的技术开发经验 胜风合力投资亮点 胜风合力拥有 10 年以上的嵌入式通讯服务器开发经验, 长期专注于物联网相关监测传感 数据采集与传输处理 SCADA 应用系统相关的电子与工业信息技术的研发, 在物联网智能通讯网关 免编程自适应采集接口 通讯监听取数 在线过程通讯分析与状态评估 异构海量数据集成与应用处理等的设计与开发方面拥有自有核心技术 EMI 集成监控系统基于 Windows 全中文操作环境, 具有使用方便 运行可靠 组态灵活的特点 该系统与用户之间的交互界面为视窗图形化显示, 图形界面清晰直观, 人机界面友好便捷 操作人员可利用鼠标或快捷键控制功能, 操作方式简便 此外, 为了防止错误操作 越权操作, 该系统实行权限管理, 授予不同等级的员工不同的登录密码, 员工只能在权限范围内进行操 操作简便的监控系统 节能控制柜专注于 5-35t 燃煤锅炉的优化运行与节能控制, 拥有自主开发的锅炉优化运行节能控制专作 家系统来源 : 企业官网, 头豹研究院编辑整理系统等各种应用场景
中国 SCADA 行业投资企业推荐 亚控科技 (2/3) 公司名称 : 北京亚控科技发展有限公司 成立时间 :1997 年 公司总部 : 中国北京 公司简介 : 北京亚控科技发展有限公司 ( 以下简称 亚控科技 ) 主要从事工业软件研发, 可为设备层厂商 自控系统集成商 MES 实施商 最终用户提供实时数据采集平台 生产监控平台 生产过程数据存储平台和管控一体化全组态平台全系列产品线及完整解决方案, 产品及方案已被广泛应用于市政 家具制造 电子材料 制药 纺织 化工 汽车制造 大型设备 油气 电力 矿山 物流等行业 亚控科技主要产品亚控科技投资亮点 26 生产管理平台 监控系统平台 无需借助其他工具 模型化组态 集中开发, 分布运行 King SCADA 面向中 高端市场 具有集成化管理 模块式开发 可视化操作 智能化诊断及控制 使用简单方便等特点 数据采集平台 实时数据库平台 协议通讯软件 工业物联网平台 数据通讯平台 单台服务器支持 100 万点的数据点 在线支持连续存储, 并达到 30 万条记录 / 秒 支持 256 个客户端并发查询 亚控科技的主要产品为生产管理平台 监控系统平台 数据采集平台 实时数据库平台 生产管理平台基于组态软件, 是集管控一体化的全组态平台, 该系统可实现生产进度计划 节能降耗计划 生产产品追溯 生产进度追踪 工艺质量管控 ; 监控系统平台 King SCADA 具有良好的开放性, 支持 ActiveX 控件 OPC DDE API, 第三方软件可轻易实现数据交互 ; 数据采集平台可连接工业设备与云端, 实时准确地将生产 环境数据发送到云端 ; 实时数据库平台存储着海量过程数据, 其开放的数据访问接口可以满足不同层次人员的数据库二次开发需求 产品线延伸至云 地 端三层 亚控科技长期专注于工业软件的自主研发, 在北京 天津 西安设有研发中心, 每年将三分之一的销售收入投入研发 目前在中国的工控软件市场上, 亚控软件的市场占有率位居第一, 是亚洲规模最大的 研发实力最强的工业自动化软件公司之一 2019 年, 亚控科技推出了自主研发的工业互联网平台, 将产品线扩展到云 地 端三层, 可为客户提供集 终端连接 + 边缘计算 + 云端存储 + 大数据分析 + 应用服务 一系列端到云的解决方案 该系统采用完全配置化模式, 可帮助企业内工程师量身定制工业 APP 领先的市场占有率 来源 : 企业官网, 头豹研究院编辑整理
中国 SCADA 行业投资企业推荐 紫金桥 (3/3) 公司名称 : 大庆紫金桥软件技术有限公司 成立时间 :2004 年 公司总部 : 中国北京 公司简介 : 大庆紫金桥软件技术有限公司 ( 以下简称 紫金桥 ) 是由中石油大庆石化总厂出资成立, 专门从事计算机软件产品开发的高新技术企业 紫金桥是中国最早研发国产大型实时数据库产品的公司之一, 自 1993 年起, 紫金桥开始研究开发具有自主知识产权的国产大型实时数据库系统软件, 并为中石油集团及客户提供完整的自动化 信息化解决方案 紫金桥主要产品紫金桥投资亮点 紫金桥的主要产品为监控组态软件 实时数据库及跨平台实时数据库三种 : 01 02 03 监控组态软件实时数据库跨平台实时数据库 技术实力显著 紫金桥 60% 以上的开发人员具有多年的实时数据库开发经验和工厂实际工作经验 此外, 紫金桥长期与中科院 清华大学 中国科技大学 中国石油大学等高等院校保持紧密合作, 先后承担了中国 九五 攻关项目 实时数据库及其监控系统平台软件 的开发工作 国家 863 计划 CIMS 示范工程 大庆石化总厂乙烯厂 CIMS 和 大庆石化化肥厂 CIMS 项目的开发国家 863 项目 实时数据库系统的研究开发, 技术实力显著 27 监控组态软件 : 该款软件是紫金桥开发的通用工业组态软件, 可同时支持分布式服务器和分布式客户端, 支持多种组网方式, 数据库服务器可进行各种运算和数据处理, 满足控制的实时需求, 不同工程可在同一计算机上独立运行, 每个工程具有完整的运行系统, 并且几乎具备了单工程独立运行的所有功能 实时数据库 : 采用分布式结构, 数据服务器 Web 服务器 设备驱动 人机界面 实用工具可任意组合, 分别运行在相同或不同机器上 实时数据, 历史数据, 过程报警, 事件等作为整个系统的共有资源, 可为其他客户端和数据库共享 跨平台实时数据库 : 基于 C/S 和 B/S 结构的实时数据库集成应用平台, 其单机数据容量大, 且采用超文本标记语言实现多端一体化的 WEB 访问, 支持手机 平板等多种移动设备浏览, 同时还可与国产系统 ( 如麒麟系列 ) 及国产硬件 ( 以龙芯为代表的 CPU) 进行结合 紫金桥是中石油集团公司的软件开发基地, 其软件产品在石化领域长期实践中, 表现出较高的稳定性和可靠性 依托母公司中石油在石化行业强大的辐射力, 紫金桥获取了丰富的客户资源, 产品被广泛应用于石化 冶金 制药 水处理 煤炭 机械 环保 楼宇 智能交通 烟草 仓储 新能源等 30 多个行业 强大的客户资源 来源 : 企业官网, 头豹研究院编辑整理
方法论 头豹研究院布局中国市场, 深入研究 10 大行业,54 个垂直行业的市场变化, 已经积累了近 50 万行业研究样本, 完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目 研究院依托中国活跃的经济环境, 从工业软件 工业控制系统 电力自动化等领域着手, 研究内容覆盖整个行业的发展周期, 伴随着行业中企业的创立, 发展, 扩张, 到企业走向上市及上市后的成熟期, 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业模式, 企业的商业模式和运营模式, 以专业的视野解读行业的沿革 研究院融合传统与新型的研究方法, 采用自主研发的算法, 结合行业交叉的大数据, 以多元化的调研方法, 挖掘定量数据背后的逻辑, 分析定性内容背后的观点, 客观和真实地阐述行业的现状, 前瞻性地预测行业未来的发展趋势, 在研究院的每一份研究报告中, 完整地呈现行业的过去, 现在和未来 研究院密切关注行业发展最新动向, 报告内容及数据会随着行业发展 技术革新 竞争格局变化 政策法规颁布 市场调研深入, 保持不断更新与优化 研究院秉承匠心研究, 砥砺前行的宗旨, 从战略的角度分析行业, 从执行的层面阅读行业, 为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告 头豹研究院本次研究于 2019 年 11 月完成 28 来源 : 头豹研究院编辑整理