工业控制系统（能源与电力）市场 - 全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，按技术（制造执行系统、分布式控制系统、安全仪表系统等）、组件（远程终端单元、人机界面、电涌保护器、标记系统等）、最终用户（饮料与食品工业、化学工业、生命与医学科学等）、地区和竞争细分，2019-2029 年

市场概览

2023 年全球工业控制系统（能源与电力）市场价值为 1750.9 亿美元，预计在预测期内将实现强劲增长，到 2029 年的复合年增长率为 6.14%。全球对能源的需求不断增长，再加上提高效率和降低运营成本的需求，是能源和电力领域采用工业控制系统的重要驱动力。 ICS 可以精确监控、控制和优化能源过程，从而提高发电、输电和配电的效率。

关键市场驱动因素

对能源效率和可持续性的需求不断增加

能源和电力领域的全球工业控制系统 (ICS) 市场受到对能源效率和可持续性日益增长的重视的显著推动。随着全球人口不断增长，对能源的需求不断增加，给现有的电力基础设施带来巨大压力。政府、行业和消费者都认识到优化能源消耗和减少环境影响的迫切需要。

工业控制系统在提高发电厂和配电系统的能源效率方面发挥着关键作用。先进的自动化和控制技术可以精确监控、分析和管理能源过程。这可以减少能源浪费、降低运营成本并减少碳足迹。全球公用事业和电力公司正越来越多地投资于现代 ICS 解决方案，以实现法规遵从性并实现雄心勃勃的可持续发展目标。

此外，将可再生能源整合到电网中进一步需要复杂的控制系统。ICS 可实现传统能源和可再生能源之间的无缝协调，确保稳定可靠的电力供应。随着世界各国政府颁布严格的环境法规，采用 ICS 已成为能源和电力部门实现可持续和弹性能源基础设施的战略要务。

关键基础设施的网络安全问题日益严重

数字领域不断升级的威胁形势已成为能源和电力领域全球工业控制系统市场的重要驱动力。随着关键基础设施的数字化和互联互通程度不断提高，网络威胁的脆弱性大幅上升。能源和电力设施是国家基础设施的重要组成部分，是恶意网络活动的主要目标。

工业控制系统是管理和控制能源运营的神经中枢。因此，建立强大的网络安全措施已变得至关重要。针对电网、炼油厂和其他能源设施的网络攻击越来越频繁，而且越来越复杂，这提高了人们对网络安全不足的潜在后果的认识。

为了解决这些问题，能源公司正在大力投资配备最先进网络安全功能的先进 ICS 解决方案。这些包括入侵检测系统、加密协议和异常检测算法。在 ICS 开发中采用安全设计原则正成为一种标准做法，以保护关键能源基础设施免受网络威胁，确保不间断的能源供应，并最大限度地降低经济和社会混乱的风险。

技术进步和工业 4.0 集成

技术的不断发展，加上工业 4.0 的出现，是推动能源和电力领域全球工业控制系统市场发展的关键驱动力。智能技术、物联网 (IoT) 和数据分析与工业流程的集成开创了效率、生产力和连接性的新时代。

现代 ICS 解决方案利用尖端技术来提高能源和电力领域的运营效率和决策能力。实时数据分析、预测性维护和远程监控功能使能源公司能够优化流程、减少停机时间并提高整体系统可靠性。 ICS 中运营技术 (OT) 和信息技术 (IT) 的融合促进了能源运营不同方面之间的无缝通信和协作。

此外，工业 4.0 原则推动了工业流程中自适应和自主控制系统的发展。这使我们能够更灵活地应对不断变化的能源需求、电网波动和设备故障。随着能源和电力行业接受数字化转型，对配备工业 4.0 功能的先进工业控制系统的需求持续增长，从而推动创新并重塑能源基础设施的格局。

主要市场挑战

易受网络安全威胁

能源和电力行业全球工业控制系统 (ICS) 市场面临的首要挑战之一是持续易受网络安全威胁。随着各行各业越来越依赖互联数字系统来管理和控制关键基础设施，网络攻击的风险也呈指数级增长。能源和电力部门是国家基础设施的重要组成部分，因此成为恶意行为者攻击的目标，这些行为者试图破坏运营、危害安全或造成经济损失。

工业控制系统的复杂性集成了各种技术和协议，使其容易受到勒索软件、恶意软件和复杂的网络钓鱼攻击等网络威胁。能源设施遭受网络攻击的后果可能非常严重，从停电到环境灾难。2010 年针对伊朗核设施的 Stuxnet 恶意软件事件凸显了网络威胁可能影响全球工业控制系统的可能性。

应对这一挑战需要采取全面的方法，包括强大的网络安全政策、定期风险评估以及在工业控制系统内实施先进的安全措施。组织必须优先培训人员，以有效识别和应对网络威胁。此外，政府、监管机构和行业利益相关者之间的合作对于制定标准化的网络安全框架和共享威胁情报至关重要，可以促进集体防御，以应对不断演变的网络威胁。

遗留系统集成和升级

能源和电力行业经常面临集成和升级遗留工业控制系统的挑战。许多发电厂和配电网络仍然依赖于几十年前设计和实施的过时基础设施和控制系统。这些遗留系统可能与现代技术缺乏兼容性，对先进工业控制系统的无缝集成构成障碍。

升级这些系统是一项复杂的工作，因为需要保持持续运营，并且将新技术引入现有环境存在潜在风险。遗留系统可能缺乏满足现代监管要求所需的网络安全功能和合规标准。因此，能源公司面临着平衡技术创新紧迫性和改造或更换老化基础设施的实际挑战的困境。

为了应对这一挑战，该行业需要投资于研发，专注于创造解决方案，以促进现代工业控制系统与传统基础设施的顺利整合。实施策略应优先考虑分阶段升级，确保对正在进行的运营的干扰最小。技术供应商、系统集成商和能源公司之间的协作对于开发标准化协议和迁移路径至关重要，这些协议和迁移路径可实现向更先进、更安全的控制系统的逐步过渡。

监管合规和标准化

能源和电力领域的全球工业控制系统市场面临着驾驭复杂监管环境和实现符合各种标准的挑战。不同地区和国家对能源行业内工业控制系统的部署和运行有不同的法规和指导方针。这种多样性对跨国能源公司构成了重大挑战，因为它们必须遵循并遵守多种监管框架。

缺乏标准化法规可能导致网络安全实践不一致，这使得组织难以制定统一的方法来保护工业控制系统。合规要求随着新出现的威胁、技术进步和地缘政治因素而不断发展。满足这些合规标准需要持续投资于培训、技术和流程改进。

为了应对这一挑战，行业利益相关者、政府和国际组织必须合作为能源和电力行业的工业控制系统建立标准化法规和网络安全框架。统一的合规方法将简化能源公司的运营，加强网络安全实践，并有助于提高全球关键基础设施的弹性。这就要求政策制定者、监管机构和行业领袖积极参与，以创建一个有凝聚力的监管环境，在确保能源系统安全性和可靠性的同时促进创新。

主要市场趋势

人工智能和机器学习的集成

影响能源和电力领域全球工业控制系统 (ICS) 市场的一个突出趋势是人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 技术的广泛集成。随着行业接受数字化转型，人工智能和机器学习越来越多地被用来增强工业控制系统的功能，彻底改变了能源过程的监控、分析和优化方式。

人工智能和机器学习技术将预测性和规范性分析带到了能源管理的最前沿。这些系统可以实时分析大量数据，从而能够主动识别潜在问题、预测设备故障并优化能源效率。例如，在发电领域，人工智能算法可以预测需求波动，从而使公用事业公司能够相应地调整生产水平并避免效率低下。

机器学习算法在能源和电力领域的网络安全中发挥着至关重要的作用。它们可以学习并适应不断变化的网络威胁，从而增强工业控制系统检测和应对异常或潜在安全漏洞的能力。在网络威胁在复杂性和规模上不断演变的时代，这一点尤为重要，需要先进的技术才能领先潜在风险一步。

将人工智能和机器学习集成到工业控制系统中不仅可以提高运营效率，还有助于开发能够自我优化的自主系统。预计这一趋势将持续下去，能源公司将投资 AI 和 ML 应用，以实现控制系统中更高水平的自动化、弹性和适应性。

强调边缘计算的实时处理

能源和电力领域全球工业控制系统市场的一个重要趋势是越来越重视边缘计算的实时数据处理。边缘计算涉及更靠近发电或消费源的数据处理，减少延迟并实现更快的决策。这一趋势正在改变工业控制系统处理和分析数据的方式，特别是在即时响应至关重要的情况下。

在能源和电力领域，实时数据处理对于管理电网稳定性、确保高效的能源分配以及及时响应需求或供应的变化至关重要。传统的云计算模型可能会因为向集中式服务器传输数据和从集中式服务器传输数据所需的时间而引入延迟。边缘计算通过在生成信息的设备或传感器附近本地处理数据来解决这一挑战。

利用边缘计算的工业控制系统可以做出瞬间决策，优化能源流程并提高整体系统响应能力。例如，在智能电网中，边缘计算能够快速分析分布在整个电网中的传感器的数据，有助于快速调整电力分配并降低停电风险。

边缘计算的集成还有助于通过减少攻击面来提高网络安全性。本地化处理意味着可以分析和处理敏感数据，而无需通过外部网络传输，从而最大限度地降低恶意行为者拦截或操纵的风险。

随着对实时洞察和即时决策的需求不断增长，将边缘计算集成到能源和电力行业工业控制系统中的趋势将变得更加明显。这一演变与更广泛的工业 4.0 范式相一致，强调了边缘智能在创建敏捷、高效和有弹性的能源基础设施方面的重要性。

细分洞察

组件

远程终端单元细分市场在 2023 年成为主导细分市场。远程终端单元 (RTU) 是全球工业控制系统 (ICS) 市场中的关键组件，尤其是在能源和电力领域。RTU 在从现场设备收集和传输数据到中央控制系统方面发挥着关键作用，从而能够对能源基础设施内的各种过程进行远程监控和控制。

能源和电力工业控制系统市场中的 RTU 部分正在经历大幅增长，这得益于对分布式资产进行高效监控和控制的需求日益增长。随着能源行业采用更加分散和可再生能源，对 RTU 的需求激增。RTU 有助于从远程位置实时采集数据，使公用事业公司能够管理从变电站到可再生能源设施等各种资产。

需求增长还归因于全球许多电网的基础设施老化，导致现有 RTU 被更先进、更强大的系统取代和现代化。此外，智能电网技术的集成和智能能源系统的兴起也促进了能源和电力领域 RTU 市场的扩大。

RTU 部分正在见证旨在增强功能、可靠性和网络安全性的持续技术进步。现代 RTU 配备了先进的通信协议，确保与各种现场设备的无缝连接。此外，RTU 中集成的边缘计算功能允许进行本地数据处理，减少延迟并提高控制系统的整体响应能力。

鉴于 RTU 在能源基础设施中发挥的关键作用，网络安全功能是 RTU 开发的一个重点。高级加密、安全通信协议和入侵检测系统正在成为保护 RTU 免受网络威胁的标准功能。该行业还在探索将人工智能纳入 RTU 的异常检测和预测性维护中，从而提高电网的可靠性和弹性。

最终用户

饮料和食品行业部门预计将在预测期内经历快速增长。食品和饮料行业越来越多地采用工业控制系统来提高运营效率。通过 ICS 实现自动化可以精确控制各种过程，包括配料混合、烹饪、包装和质量控制。这可以提高生产率、减少浪费并节省总体运营成本。

食品和饮料行业受到严格的法规和质量标准约束，以确保消费者安全和产品一致性。工业控制系统在确保遵守这些法规方面发挥着至关重要的作用。它们有助于监控和控制温度、压力和卫生等关键参数，确保流程符合行业标准和监管要求。

ICS 为食品和饮料行业的质量控制和可追溯性提供了必要的工具。通过将控制系统与数据分析相结合，制造商可以监控和保持一致的产品质量。可追溯性功能有助于识别任何质量问题的根源，从而迅速采取纠正措施并防止分销不合格产品。

工业控制系统有助于在食品和饮料生产中实现精确的批次和配方管理。配方执行的自动化可确保制造过程的准确性和一致性。这在必须保持产品质量和口味以满足消费者期望的行业中尤为重要。

食品和饮料行业正见证着产品定制和多样化产品的日益增长的趋势。工业控制系统通过允许轻松调整生产流程、配方和包装，提供了适应不断变化的消费者偏好所需的灵活性。

区域见解

北美在 2023 年成为主导地区，占据最大的市场份额。北美一直处于采用和创新工业控制系统的前沿。该地区正在见证持续的技术进步，包括将人工智能、机器学习和边缘计算集成到控制系统中。目的是增强实时监控、优化能源流程并提高能源网的整体可靠性和弹性。

人们对网络安全风险的认识不断提高，促使北美能源公司优先考虑在其工业控制系统中采取强有力的网络安全措施。该地区经历了几起备受瞩目的网络事件，导致对保护关键基础设施的投资增加。政府机构、私营企业和网络安全公司正在开展合作，以加强工业控制系统应对不断演变的网络威胁的能力。

北美正在积极向智能电网转型，工业控制系统在这一转型中发挥着至关重要的作用。智能电网利用先进的控制系统来提高发电、配电和用电的效率。智能技术的整合使公用事业公司能够实时监控和管理电网，应对需求波动，并无缝整合可再生能源。

监管环境对能源和电力行业工业控制系统的部署有重大影响。北美的监管环境很复杂，联邦、州和地方法规都对能源运营进行管理。遵守行业标准和网络安全法规是能源公司的一个重要考虑因素，推动了符合监管要求的先进工业控制系统的采用。

北美正在见证向太阳能和风能等可再生能源的显著转变。工业控制系统在将这些间歇性能源整合到电网中发挥着至关重要的作用。控制系统的灵活性和适应性对于管理可再生能源发电的变化和确保电网稳定性至关重要。

北美能源格局高度互联，具有跨境能源交易和共享基础设施。工业控制系统促进了跨境能源运营的无缝集成和协调。这种互联互通需要强大的控制系统，以适应不同的能源、传输网络和监管框架。

总之，北美在全球工业控制系统（能源与电力）市场中发挥着关键作用。该地区对技术进步的承诺、对网络安全的重视、向智能电网的过渡以及对可再生能源的投资，共同有助于塑造能源和电力领域工业控制系统的未来。

主要市场参与者

• 艾默生电气公司
• 施耐德电气 SE
• 霍尼韦尔国际公司
• ABB 有限公司
• 横河电机
• 美卓
• 罗克韦尔自动化Inc.
• 三菱电机公司
• 西门子股份公司
• 财富