Рынок промышленных систем управления (энергетика и электроэнергия) — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по технологиям (система управления производством, распределенная система управления, система безопасности и другие), по компонентам (дистанционный терминал, интерфейс человек-машина, устройства защиты от перенапряжения, системы маркировки и другие

Обзор рынка

Глобальный рынок промышленных систем управления (энергетика и электроэнергия) оценивался в 175,09 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 6,14% до 2029 года. Растущий мировой спрос на энергию в сочетании с необходимостью повышения эффективности и снижения эксплуатационных расходов является важным фактором внедрения промышленных систем управления в секторе энергетики и электроэнергетики. ICS обеспечивает точный мониторинг, управление и оптимизацию энергетических процессов, что приводит к повышению эффективности производства, передачи и распределения электроэнергии.

Ключевые драйверы рынка

Рост спроса на энергоэффективность и устойчивость

Глобальный рынок промышленных систем управления (ICS) в секторе энергетики и электроэнергетики в значительной степени обусловлен растущим вниманием к энергоэффективности и устойчивости. По мере того, как население мира продолжает расти, спрос на энергию растет, оказывая огромное давление на существующую энергетическую инфраструктуру. Правительства, отрасли и потребители осознают настоятельную необходимость оптимизации потребления энергии и снижения воздействия на окружающую среду.

Промышленные системы управления играют ключевую роль в повышении энергоэффективности на электростанциях и в распределительных системах. Передовые технологии автоматизации и управления обеспечивают точный мониторинг, анализ и управление энергетическими процессами. Это приводит к сокращению потерь энергии, снижению эксплуатационных расходов и уменьшению углеродного следа. Коммунальные и энергетические компании по всему миру все больше инвестируют в современные решения ICS для обеспечения соответствия нормативным требованиям и достижения амбициозных целей в области устойчивого развития.

Более того, интеграция возобновляемых источников энергии в энергосистему еще больше требует сложных систем управления. ICS обеспечивает бесперебойную координацию между традиционными и возобновляемыми источниками энергии, гарантируя стабильное и надежное электроснабжение. Поскольку правительства по всему миру принимают строгие экологические нормы, принятие ICS становится стратегическим императивом для сектора энергетики и электроснабжения для достижения устойчивой и отказоустойчивой энергетической инфраструктуры.

Растущие проблемы кибербезопасности в критической инфраструктуре

Эскалация ландшафта угроз в цифровой сфере стала значительным драйвером для глобального рынка промышленных систем управления в секторе энергетики и электроснабжения. С ростом цифровизации и взаимосвязанности критической инфраструктуры уязвимость к киберугрозам существенно возросла. Энергетические и энергетические объекты, являющиеся жизненно важными компонентами инфраструктуры страны, являются основными целями для вредоносной кибердеятельности.

Промышленные системы управления выступают в качестве нервного центра для управления и контроля энергетических операций. Следовательно, потребность в надежных мерах кибербезопасности стала первостепенной. Растущая частота и сложность кибератак на электросети, нефтеперерабатывающие заводы и другие энергетические объекты повысили осведомленность о потенциальных последствиях неадекватной кибербезопасности.

Чтобы решить эти проблемы, энергетические компании вкладывают значительные средства в передовые решения ICS, оснащенные новейшими функциями кибербезопасности. К ним относятся системы обнаружения вторжений, протоколы шифрования и алгоритмы обнаружения аномалий. Внедрение принципов безопасного проектирования при разработке ICS становится стандартной практикой для защиты критической энергетической инфраструктуры от киберугроз, обеспечения бесперебойного энергоснабжения и минимизации риска экономических и социальных сбоев.

Технологические достижения и интеграция Industry 4.0

Непрерывное развитие технологий в сочетании с появлением Industry 4.0 является ключевым фактором, продвигающим глобальный рынок промышленных систем управления в секторе энергетики и электроэнергетики. Интеграция интеллектуальных технологий, IoT (Интернета вещей) и аналитики данных в промышленные процессы открыла новую эру эффективности, производительности и подключенности.

Современные решения ICS используют передовые технологии для повышения операционной эффективности и принятия решений в секторе энергетики и электроэнергетики. Возможности анализа данных в реальном времени, предиктивного обслуживания и удаленного мониторинга позволяют энергетическим компаниям оптимизировать свои процессы, сокращать время простоя и повышать общую надежность системы. Конвергенция операционных технологий (OT) и информационных технологий (IT) в ICS облегчает бесперебойную коммуникацию и сотрудничество в различных аспектах энергетических операций.

Более того, принципы Industry 4.0 стимулируют разработку адаптивных и автономных систем управления в промышленных процессах. Это позволяет более гибко реагировать на меняющиеся потребности в энергии, колебания сети и отказы оборудования. Поскольку сектор энергетики и электроэнергетики принимает цифровую трансформацию, спрос на передовые промышленные системы управления, оснащенные возможностями Industry 4.0, продолжает расти, стимулируя инновации и изменяя ландшафт энергетической инфраструктуры.

Основные проблемы рынка

Уязвимость к угрозам кибербезопасности

Одной из главных проблем, с которой сталкивается глобальный рынок промышленных систем управления (ICS) в секторе энергетики и электроэнергетики, является постоянная уязвимость к угрозам кибербезопасности. Поскольку отрасли все больше полагаются на взаимосвязанные цифровые системы для управления и контроля критической инфраструктуры, риск кибератак вырос в геометрической прогрессии. Энергетический сектор, являясь важнейшим компонентом инфраструктуры страны, является привлекательной целью для злоумышленников, стремящихся нарушить работу, поставить под угрозу безопасность или нанести экономический ущерб.

Сложность промышленных систем управления, которые интегрируют различные технологии и протоколы, делает их уязвимыми для киберугроз, таких как программы-вымогатели, вредоносное ПО и сложные фишинговые атаки. Последствия успешной кибератаки на энергетические объекты могут быть серьезнымиот отключения электроэнергии до экологических катастроф. Инцидент с вредоносным ПО Stuxnet в 2010 году, нацеленный на ядерные объекты Ирана, выявил потенциал киберугроз, которые могут повлиять на промышленные системы управления по всему миру.

Решение этой проблемы требует целостного подхода, который охватывает надежные политики кибербезопасности, регулярные оценки рисков и реализацию передовых мер безопасности в промышленных системах управления. Организации должны уделять первоочередное внимание обучению персонала эффективному распознаванию и реагированию на киберугрозы. Более того, сотрудничество между правительствами, регулирующими органами и заинтересованными сторонами отрасли имеет решающее значение для разработки стандартизированных структур кибербезопасности и обмена разведданными об угрозах, способствуя коллективной защите от развивающихся киберугроз.

Интеграция и модернизация устаревших систем

Энергетический сектор часто сталкивается с проблемой интеграции и модернизации устаревших промышленных систем управления. Многие электростанции и распределительные сети по-прежнему полагаются на устаревшую инфраструктуру и системы управления, которые были разработаны и внедрены десятилетия назад. Эти устаревшие системы могут быть несовместимы с современными технологиями, что создает препятствия для бесшовной интеграции передовых промышленных систем управления.

Модернизация этих систем является сложной задачей из-за необходимости поддержания непрерывной работы и потенциальных рисков, связанных с внедрением новых технологий в существующие среды. Устаревшие системы могут не обладать необходимыми функциями кибербезопасности и стандартами соответствия, требуемыми для соответствия современным нормативным требованиям. В результате энергетические компании сталкиваются с дилеммой баланса между срочностью технологических инноваций и практическими задачами модернизации или замены устаревшей инфраструктуры.

Чтобы решить эту проблему, отрасли необходимо инвестировать в исследования и разработки, направленные на создание решений, которые облегчают плавную интеграцию современных промышленных систем управления с устаревшей инфраструктурой. Стратегии внедрения должны отдавать приоритет поэтапным обновлениям, гарантируя минимальное нарушение текущих операций. Совместные усилия поставщиков технологий, системных интеграторов и энергетических компаний имеют важное значение для разработки стандартизированных протоколов и путей миграции, которые обеспечивают постепенный переход к более передовым и безопасным системам управления.

Соблюдение нормативных требований и стандартизация

Глобальный рынок промышленных систем управления в секторе энергетики и электроэнергетики сталкивается с проблемой навигации в сложных нормативных ландшафтах и достижения соответствия разнообразным стандартам. В разных регионах и странах действуют разные правила и рекомендации, регулирующие развертывание и эксплуатацию промышленных систем управления в энергетическом секторе. Это разнообразие представляет собой значительную проблему для многонациональных энергетических компаний, которые должны ориентироваться и придерживаться множества нормативных баз.

Отсутствие стандартизированных правил может привести к несоответствиям в практиках кибербезопасности, что затрудняет для организаций разработку единого подхода к обеспечению безопасности промышленных систем управления. Требования соответствия постоянно меняются в ответ на возникающие угрозы, технологические достижения и геополитические соображения. Соответствие этим стандартам соответствия требует постоянных инвестиций в обучение, технологии и совершенствование процессов.

Чтобы решить эту проблему, заинтересованные стороны отрасли, правительства и международные организации должны совместно работать над созданием стандартизированных правил и рамок кибербезопасности для промышленных систем управления в секторе энергетики и электроэнергетики. Гармонизированный подход к соответствию оптимизирует операции энергетических компаний, улучшит практику кибербезопасности и будет способствовать устойчивости критической инфраструктуры в глобальном масштабе. Это требует активного взаимодействия между политиками, регулирующими органами и лидерами отрасли для создания сплоченной нормативной среды, которая способствует инновациям, обеспечивая при этом безопасность и надежность энергетических систем.

Основные тенденции рынка

Интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения

Одной из заметных тенденций, формирующих глобальный рынок промышленных систем управления (ICS) в секторе энергетики и электроэнергетики, является широкомасштабная интеграция технологий искусственного интеллекта (AI) и машинного обучения (ML). По мере того, как отрасли внедряют цифровую трансформацию, AI и ML все чаще используются для расширения возможностей промышленных систем управления, революционизируя способы мониторинга, анализа и оптимизации энергетических процессов.

Технологии AI и ML выводят предиктивную и предписывающую аналитику на передний план управления энергией. Эти системы могут анализировать огромные объемы данных в режиме реального времени, что позволяет заблаговременно выявлять потенциальные проблемы, прогнозировать отказы оборудования и оптимизировать энергоэффективность. Например, в производстве электроэнергии алгоритмы на основе ИИ могут прогнозировать колебания спроса, позволяя коммунальным предприятиям соответствующим образом корректировать уровни производства и избегать неэффективности.

Алгоритмы машинного обучения играют решающую роль в кибербезопасности в секторе энергетики и электроэнергетики. Они могут обучаться и адаптироваться к развивающимся киберугрозам, повышая способность промышленных систем управления обнаруживать и реагировать на аномалии или потенциальные нарушения безопасности. Это особенно важно в эпоху, когда киберугрозы продолжают развиваться по сложности и масштабу, требуя передовых технологий, чтобы оставаться на шаг впереди потенциальных рисков.

Интеграция ИИ и МО в промышленные системы управления не только повышает эксплуатационную эффективность, но и способствует разработке автономных систем, способных к самооптимизации. Ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку энергетические компании будут инвестировать в приложения ИИ и МО для достижения более высоких уровней автоматизации, устойчивости и адаптивности в своих системах управления.

Акцент на периферийных вычислениях для обработки в реальном времени

Значительной тенденцией на мировом рынке промышленных систем управления в секторе энергетики и электроэнергетики является растущий акцент на периферийных вычислениях для обработки данных в реальном времени. Периферийные вычисления предполагают обработку данных ближе к источнику генерации или потребления, сокращая задержку и обеспечивая более быстрое принятие решений. Эта тенденция трансформирует способ, которым промышленные системы управления обрабатывают и анализируют данные, особенно в сценариях, где критически важны немедленные ответы.

В секторе энергетики и электроэнергетики обработка данных в реальном времени имеет важное значение для управления стабильностью сети, обеспечения эффективного распределения энергии и оперативного реагирования на изменения спроса или предложения. Традиционные модели облачных вычислений могут вносить задержку из-за времени, необходимого для передачи данных на централизованные серверы и с них. Периферийные вычисления решают эту проблему, обрабатывая данные локально, рядом с устройствами или датчиками, генерирующими информацию.

Промышленные системы управления, использующие периферийные вычисления, могут принимать решения за доли секунды, оптимизируя энергетические процессы и повышая общую скорость реагирования системы. Например, в интеллектуальных сетях периферийные вычисления позволяют быстро анализировать данные с датчиков, распределенных по всей сети, что облегчает быструю корректировку распределения электроэнергии и снижает риск отключений.

Интеграция периферийных вычислений также способствует повышению кибербезопасности за счет сокращения поверхности атаки. Локализованная обработка означает, что конфиденциальные данные можно анализировать и обрабатывать без необходимости передавать их по внешним сетям, что сводит к минимуму риск перехвата или манипуляции со стороны злоумышленников.

Поскольку спрос на информацию в реальном времени и мгновенное принятие решений продолжает расти, тенденция к интеграции периферийных вычислений в промышленные системы управления в секторе энергетики и электроэнергетики, как ожидается, станет еще более выраженной. Эта эволюция соответствует более широкой парадигме Industry 4.0, подчеркивая важность передового интеллекта для создания гибкой, эффективной и устойчивой энергетической инфраструктуры.

Сегментарные данные

Компонент

Сегмент удаленных оконечных устройств стал доминирующим в 2023 году. Удаленное оконечное устройство (RTU) является важнейшим компонентом на мировом рынке промышленных систем управления (ICS), особенно в секторе энергетики и электроэнергетики. RTU играют ключевую роль в сборе и передаче данных с полевых устройств в центральную систему управления, обеспечивая удаленный мониторинг и управление различными процессами в энергетической инфраструктуре.

Сегмент RTU на рынке промышленных систем управления для энергетики и электроснабжения переживает существенный рост, обусловленный растущей потребностью в эффективном мониторинге и управлении распределенными активами. Поскольку энергетическая отрасль принимает более децентрализованные и возобновляемые источники энергии, спрос на RTU резко возрос. RTU облегчают сбор данных в реальном времени из удаленных мест, позволяя коммунальным службам управлять разнообразным спектром активов, от подстанций до установок возобновляемой энергии.

Рост спроса также объясняется старением инфраструктуры во многих электросетях по всему миру, что приводит к замене и модернизации существующих RTU более совершенными и эффективными системами. Кроме того, интеграция технологий интеллектуальных сетей и рост интеллектуальных энергетических систем способствуют расширению рынка RTU в секторе энергетики и электроснабжения.

Сегмент RTU становится свидетелем постоянного технологического прогресса, направленного на повышение функциональности, надежности и кибербезопасности. Современные RTU оснащены передовыми протоколами связи, обеспечивающими бесперебойную связь с различными полевыми устройствами. Более того, интеграция возможностей периферийных вычислений в RTU позволяет выполнять локальную обработку данных, сокращая задержку и улучшая общую отзывчивость систем управления.

Функции кибербезопасности являются ключевым направлением при разработке RTU, учитывая их важную роль в энергетической инфраструктуре. Расширенное шифрование, защищенные протоколы связи и системы обнаружения вторжений становятся стандартными функциями для защиты RTU от киберугроз. Отрасль также изучает возможность внедрения искусственного интеллекта для обнаружения аномалий и предиктивного обслуживания в RTU, что способствует повышению надежности и устойчивости энергетической сети.

Конечный пользователь

Ожидается, что сегмент производства напитков и продуктов питания будет испытывать быстрый рост в течение прогнозируемого периода. Пищевая промышленность все чаще внедряет промышленные системы управления для повышения операционной эффективности. Автоматизация с помощью ICS обеспечивает точный контроль над различными процессами, включая смешивание ингредиентов, приготовление пищи, упаковку и контроль качества. Это приводит к повышению производительности, сокращению отходов и общей экономии эксплуатационных расходов.

Строгие правила и стандарты качества регулируют пищевую и безалкогольную промышленность, чтобы гарантировать безопасность потребителей и постоянство продукции. Промышленные системы управления играют жизненно важную роль в обеспечении соответствия этим правилам. Они помогают контролировать и управлять критическими параметрами, такими как температура, давление и санитария, гарантируя, что процессы соответствуют отраслевым стандартам и нормативным требованиям.

ICS предоставляет необходимые инструменты для контроля качества и прослеживаемости в пищевой и безалкогольной промышленности. Интегрируя системы управления с аналитикой данных, производители могут контролировать и поддерживать постоянное качество продукции. Функции прослеживаемости помогают выявлять источник любых проблем с качеством, позволяя быстро принимать корректирующие меры и предотвращать распространение некачественной продукции.

Промышленные системы управления облегчают точное управление партиями и рецептами в производстве продуктов питания и напитков. Автоматизация выполнения рецептов обеспечивает точность и последовательность в процессе производства. Это особенно важно в отраслях, где качество и вкус продукции должны поддерживаться для удовлетворения ожиданий потребителей.

В пищевой и безалкогольной промышленности наблюдается растущая тенденция к кастомизации продукции и разнообразному ассортименту предложений. Промышленные системы управления обеспечивают гибкость, необходимую для адаптации к меняющимся предпочтениям потребителей, позволяя легко корректировать производственные процессы, рецепты и упаковку.

Региональные данные

Северная Америка стала доминирующим регионом в 2023 году, удерживая самую большую долю рынка. Северная Америка находится в авангарде внедрения и инноваций промышленных систем управления. В регионе наблюдается непрерывный технологический прогресс, включая интеграцию искусственного интеллекта, машинного обучения и периферийных вычислений в системы управления. Цель состоит в том, чтобы улучшить мониторинг в реальном времени, оптимизировать энергетические процессы и повысить общую надежность и устойчивость энергетической сети.

Растущее понимание рисков кибербезопасности побудило североамериканские энергетические компании отдать приоритет надежным мерам кибербезопасности в своих промышленных системах управления. В регионе произошло несколько громких киберинцидентов, что привело к увеличению инвестиций в обеспечение безопасности критической инфраструктуры. Ведутся совместные усилия государственных учреждений, частных предприятий и фирм по кибербезопасности для укрепления устойчивости промышленных систем управления к развивающимся киберугрозам.

Северная Америка активно переходит к интеллектуальным сетям, и промышленные системы управления играют решающую роль в этой трансформации. Интеллектуальные сети используют передовые системы управления для повышения эффективности производства, распределения и потребления электроэнергии. Интеграция интеллектуальных технологий позволяет коммунальным предприятиям контролировать и управлять сетью в режиме реального времени, реагировать на колебания спроса и беспрепятственно включать возобновляемые источники энергии.

Нормативный ландшафт существенно влияет на развертывание промышленных систем управления в секторе энергетики и электроснабжения. В Северной Америке сложная нормативная среда с федеральными, государственными и местными нормами, регулирующими энергетические операции. Соблюдение отраслевых стандартов и правил кибербезопасности является ключевым фактором для энергетических компаний, что стимулирует внедрение передовых промышленных систем управления, соответствующих нормативным требованиям.

В Северной Америке наблюдается заметный сдвиг в сторону возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия. Промышленные системы управления играют жизненно важную роль в интеграции этих непостоянных источников энергии в сеть. Гибкость и адаптивность систем управления имеют важное значение для управления изменчивостью генерации возобновляемой энергии и обеспечения стабильности сети.

Североамериканский энергетический ландшафт тесно взаимосвязан, с трансграничной торговлей энергией и общей инфраструктурой. Промышленные системы управления облегчают бесшовную интеграцию и координацию энергетических операций через границы. Эта взаимосвязанность требует надежных систем управления, которые могут адаптироваться к различным источникам энергии, сетям передачи и нормативным базам.

В заключение следует отметить, что Северная Америка играет ключевую роль на мировом рынке промышленных систем управления (энергетика и электроснабжение). Приверженность региона технологическим достижениям, акцент на кибербезопасности, переход к интеллектуальным сетям и инвестиции в возобновляемые источники энергии в совокупности способствуют формированию будущего промышленных систем управления в секторе энергетики и электроснабжения.

Ключевые игроки рынка

• Emerson Electric Company
• Schneider Electric SE
• Honeywell International, Inc.
• ABB Ltd.
• Yokogawa Electric
• Metso
• Rockwell Automation Inc.
• Mitsubishi Electric Corporation
• Siemens AG
• Fortune