引言：工业控制架构变革的时代背景

当前，全球工业自动化正处于从传统集中式控制向分布式控制架构转型的关键时期。美国多家权威分析机构基于技术演进、市场数据和产业实践，对这一转型趋势做出了重要判断。本研究旨在深入分析美国主要分析公司关于分布式控制将取代集中式控制的研究结论，重点探讨其技术逻辑、市场依据以及对全球工业发展的影响。

工业控制系统作为现代工业的 "大脑"，其架构演进直接关系到生产效率、安全性和可靠性。从 1975 年霍尼韦尔推出首个分布式控制系统（DCS）以来(121)，工业控制技术经历了从集中式到分布式、从硬件驱动到软件定义的深刻变革。特别是在工业 4.0、物联网、5G 和人工智能等新技术推动下，传统集中式控制系统的局限性日益凸显，而分布式控制架构的优势愈发明显。

美国作为全球工业自动化技术的领导者，其分析机构的研究结论对全球产业发展具有重要指导意义。本报告将重点分析Gartner、IDC、P&S Intelligence、Global Market Insights等主要美国分析公司的研究成果，深入剖析分布式控制替代集中式控制的技术逻辑、市场数据支撑以及在不同工业领域的应用前景。

一、美国主要分析公司的研究结论梳理

1.1 Gartner 的分布式控制演进观点

Gartner 在工业控制领域的研究主要集中在分布式混合基础设施（Distributed Hybrid Infrastructure, DHI）和工业物联网平台方面。在其 2024 年发布的分布式混合基础设施魔力象限报告中，Gartner 预测到 2026 年，50% 的企业将启动分布式混合基础设施产品的概念验证，以取代基于 VMware 的部署，而 2024 年这一比例仅为 10%(12)。这一预测反映了 Gartner 对分布式架构替代传统集中式架构的明确判断。

值得注意的是，Gartner 的研究重点更多在于 IT 基础设施层面而非传统工业控制系统本身。在其 2024 年全球工业物联网平台魔力象限报告中，Gartner 将 AWS、微软、西门子、霍尼韦尔等公司列为领导者，但并未直接针对传统 DCS/PLC 系统的替代趋势做出明确预测。

1.2 IDC 的分布式控制市场分析

IDC 作为全球领先的信息技术研究机构，在工业控制系统领域的研究具有重要影响力。IDC 在 2025 年 2 月首次启动了工控 PLC/DCS/SCADA 系列市场份额与趋势研究报告，明确指出工业控制系统正经历从传统封闭架构向开放化、智能化方向的深刻变革(29)。

IDC 的核心观点包括：

1. 传统与新兴架构将长期共存：IDC 认为虽然云边端新架构代表未来方向，但 2024 年中国工业控制市场中，云边端新架构渗透率不足 10%，传统 PLC/DCS/SCADA 仍占主导地位。

2. IT/OT 融合推动架构转型：随着云计算、大数据和 AI 技术的渗透，IT 与 OT 的深度融合已成为不可逆的趋势，柔性生产、实时数据分析、远程运维等需求倒逼工控系统打破传统架构桎梏。

3. 市场规模预测：根据 IDC 的初步调研，全球分布式控制系统市场预计将从 2024 年的约 200 亿美元增长到 2030 年的 293 亿美元，年复合增长率（CAGR）为 6.3%。

1.3 P&S Intelligence 的分布式控制市场预测

P&S Intelligence 在分布式控制系统市场研究方面发布了多份重要报告。根据其 2025 年 8 月发布的最新报告，全球分布式控制系统市场规模在 2024 年为 208 亿美元，预计到 2032 年将达到 323 亿美元，2025-2032 年的年复合增长率为 5.8%(179)。

P&S Intelligence 的研究重点在于技术驱动因素分析，认为工厂正在用现代分布式控制系统替换旧系统，因为旧系统无法支持物联网、云计算和人工智能等新数字工具。新系统能够与这些技术连接，帮助行业获得实时数据、预测性维护和节能效果。

1.4 Global Market Insights 的分布式控制增长预测

Global Market Insights 在 2025 年发布的报告中预测，全球分布式控制系统市场规模在 2024 年为 187 亿美元，预计到 2034 年将达到 357 亿美元，2025-2034 年的年复合增长率为 6.9%。这一预测是所有分析机构中最为乐观的，反映了该机构对分布式控制技术发展前景的强烈信心。

Global Market Insights 特别强调了以下增长驱动因素：

l 工业自动化的快速发展

l 工业 4.0 技术的广泛采用

l 对高效过程控制需求的增长

l 向可再生能源转型的推动

1.5 其他美国分析机构的相关研究

除上述主要机构外，还有多家美国分析公司发布了相关研究：

1. Strategic Market Research：预测全球分布式控制系统市场规模从 2024 年的 287 亿美元增长到 2030 年的 439 亿美元，CAGR 为 7.2%(169)。

2. Market Reports World：估计 2024 年全球市场规模在 200-250 亿美元之间(28)。

3. Credence Research：预测市场规模从 2024 年的 196 亿美元增长到 2032 年的 333 亿美元，CAGR 为 5.58%(181)。

4. Mordor Intelligence：预测 2025 年市场规模为 227.1 亿美元，2030 年达到 293.7 亿美元，CAGR 为 5.28%。

二、分布式控制替代集中式控制的核心分析依据

2.1 技术优势对比分析

分布式控制系统相比传统集中式控制系统具有显著的技术优势，这是美国分析公司预测其将取代集中式控制的核心依据。

具体技术优势体现在以下几个方面：

1. 高可靠性与容错能力：分布式控制系统采用冗余技术（如控制器冗余、电源冗余、网络冗余、I/O 模块冗余），显著提升了系统的平均无故障时间（MTBF）和平均恢复时间（MTTR）(114)。由于控制功能分散在多个节点，单个节点故障不会导致整个系统失效(146)。

2. 卓越的实时性能：分布式控制单元靠近被控对象，减少了信号传输距离和延迟。现代 DCS 系统能够实现毫秒级响应，配备高性能工业级专用控制器，具备强大的实时多任务处理能力，能够以精确的周期快速扫描并执行数千个控制回路(116)。

3. 高度模块化与可扩展性：分布式系统具有高度模块化设计，每个控制节点可以独立运行，故障隔离能力强。系统可以灵活扩展，新增子系统时只需增加相应的控制器，无需大规模改造(146)。

4. 软件定义架构：随着技术发展，分布式控制系统正向软件定义架构演进。例如，中控技术推出的新一代通用控制系统（UCS）架构 Nyx，通过软件定义、全数字化和云基础架构，革命性地改变了 50 年历史的传统 DCS 技术(150)。施耐德电气的 EcoStruxure Automation Expert 也采用了软件定义架构，简化了集成和 IT/OT 融合(151)。

2.2 工业 4.0 与新技术驱动分析

工业 4.0 的发展和新技术的融合是推动分布式控制替代集中式控制的重要驱动力。

1. 工业物联网（IIoT）的深度融合：根据 Global Growth Insights 的研究，到 2024 年，超过 50% 的领先 DCS 供应商已将 IIoT 设备和传感器集成到其解决方案中(176)。IIoT 技术使传感器、执行器和控制器能够与基于云的分析架构完美对话，实现实时数据收集、远程监控和系统优化。

2. 边缘计算的革命性影响：边缘计算通过将计算能力分散到数据源，重构了工业系统的响应速度和决策效率。5G 技术为边缘计算提供了基础设施保障，其高带宽（每平方公里支持 100 万台设备连接）、低延迟（端到端延迟 < 10ms）、广覆盖特性，让边缘设备能快速与云端协同，同时保证数据处理的 "毫秒级响应"(127)。

3. 5G 与 AI 技术的协同作用：5G 网络边缘提供强大的计算能力，响应时间可控制在 5 毫秒以内，同时保持数据在本地。5G 为工业环境中的边缘 AI 提供了必要的带宽和速度支持，使制造现场能够管理数千个连接设备，并在边缘执行实时数据分析(128)。

4. 云边协同架构的成熟：现代分布式控制系统正从 "云 - 边 - 端" 协同架构向 "云 - 边 - 端 - 智" 一体化架构升级。边缘计算节点承担数据预处理、异常检测和轻量化 AI 推理，本地边缘节点处理实时控制数据，云端平台负责长期趋势分析与模型训练(133)。

2.3 市场数据与增长预测分析

美国分析公司的预测得到了大量市场数据的支撑，这些数据反映了分布式控制系统市场的强劲增长趋势。

1. 全球市场规模快速增长：根据多家分析机构的预测，全球分布式控制系统市场呈现持续增长态势：

l Global Market Insights：2024 年 187 亿美元，2034 年 357 亿美元，CAGR 6.9%(159)

l MarketsandMarkets：2024 年 204.8 亿美元，2030 年 293.2 亿美元，CAGR 6.3%

l Strategic Market Research：2024 年 287 亿美元，2030 年 439 亿美元，CAGR 7.2%(169)

l P&S Intelligence：2024 年 208 亿美元，2032 年 323 亿美元，CAGR 5.8%(179)

2. 市场渗透率显著提升：根据德国工业技术研究院的统计数据，分布式控制系统在全球集团控制系统市场的占比从 1991 年的 35% 提升至 2010 年的 75%，而集中式控制系统占比从 60% 下降至 20%(162)。这一历史数据有力支撑了分布式控制替代集中式控制的趋势预测。

3. 技术融合推动增长：分析机构普遍认为，工业自动化的快速发展、工业 4.0 技术的采用、对高效过程控制需求的增长以及向可再生能源转型是市场增长的主要驱动因素。

4. 区域市场差异化发展：亚太地区预计将成为最大的市场，2030 年市场份额预计提升至 42%，北美与欧洲分别以 26% 和 21% 紧随其后(172)。亚太地区增长动能最为强劲，复合增长率预计达 7.2%，显著高于全球平均水平(175)。

2.4 行业应用趋势分析

不同工业领域对分布式控制系统的需求呈现差异化特征，这进一步支撑了替代趋势的判断。

1. 行业市场份额分布：

l 石油天然气：2024 年占 30% 的收入份额，是最大的应用领域

l 电力、化工、油气三大领域合计占据 72% 的市场份额(177)

l 过程控制系统占 DCS 市场份额超过 60%(178)

2. 增长最快的行业：

l 制药和生命科学：预计以 9.5% 的 CAGR 增长，是增长最快的行业

l 电力行业：预计 CAGR 超过 7%，受行业特定自动化需求驱动

l 新能源领域：DCS 渗透率从 2023 年的 18% 跃升至 2025 年的 29%(177)

3. 技术采用趋势：

l 模块化和可扩展 DCS 架构：约 30% 的终端用户偏好模块化系统，便于升级和经济高效的扩展(176)

l 数字孪生技术：近 25% 的 DCS 部署在 2024 年采用数字孪生技术来模拟和优化过程(176)

l 可持续发展：超过 20% 的新 DCS 安装支持可再生能源项目(176)

三、中国市场的影响与应对策略

3.1 中国分布式控制系统市场现状

中国作为全球最大的制造业国家，其分布式控制系统市场正经历快速增长。根据多家机构的预测，中国分布式控制系统市场呈现以下特征：

1. 市场规模快速增长：

l 2025 至 2030 年，中国市场规模预计从 2024 年的约 500 亿元人民币增长至 2030 年的约 1500 亿元人民币，年复合增长率（CAGR）达到 14.5%(156)

l 另一份报告预测，中国市场规模将从 2025 年的约 185 亿元人民币增长至 2030 年的 280 亿元人民币，年均复合增长率为 8.7%(157)

2. 市场发展特点：

l 

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