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电力仿真和流程自动化公司 —— GSE SYSTEMS 招股书概要

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公司



公司是一家为能源行业和制造业在设计和开发方面提供实时仿真、系统和服务的世界领先公司。 主要提供两种业务： 电力仿真和流程自动化。

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电力仿真



公司的电力仿真产品能够通过独有的高仿真实时软件和第三方硬件来模拟电力或工厂的全部或部分设备运行。 公司的仿真工具在培训工厂员工 、优化和验证工厂设计，以及测试修改等方面提供了关键的验证功能。 公司产品在核电仿真领 域拥有极大的市场占有率，同时也在寻求提升在化石燃料发电市场的占有率。
公司对仿真技术进行了大量的投入，这不但促进了专有软件工具的发展，还极大地降低了设计和开发仿真软件的成本和时间周期。相信，这些工具能够为公司在仿真市场赢得较高的竞争优势。此外，公司所开发的信号分析工具能够帮助客户优化电厂的资产管理，以提升整体发电性能。
公司的战略是依靠电力仿真市场的领导地位为基础，获得其他新市场的机会。具体而言，公司计划：
此外，公司之前通过收购实现了增长，未来将继续寻求能够创造价值和增加现金流的收购和投资。这将为公司带来：
公司已为全球超过 75 家客户提供了大约 200 个仿真系统。2000 年，公司大约有 73% 的电力仿真收入来自美国以外的终端用户。公司的电力仿真客户包括：Ameren、Arizona Public Service、Carolina Power and Light、Commonwealth Edison、Eskom South Africa、Karnaraft Sakerhet & Utbildning AB、Korean Electric Power、Nationalina Elecktrischecka Kompania、Orgrez SC、Battelle’s Pacific Northwest National Laboratory、Taiwan Power 和 West Bengal Development 公司。 截至 2000 年 12 月 31 日的年度，有一名电力仿真客户（Battelle 的太平洋西北国家实验室）的收入占公司合并收入的 22%。太平洋西北国家实验室也是美国能源部和公司在中东欧众多项目的代理商。

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流程自动化



公司的流程自动化产品通过高仿真实时软件和硬件，在检测、测量和自动化控制方面（如温度、压力、流体、液量和化学成份等）来管理工程的流程系统。 这些产品还可用于获取、存储和管理信息，以满足合规性和资产管理等需求。 公司相信在流程控制技术、程序配方和批次管理软件方面的投入，使得公司在工业流程的批量应用方面提供了竞争优势。 公司的流程自动化产品和服务主要针对以下行业，公司员工在这些行业拥有丰富的经验：
公司流程自动化业务的旗舰产品为 D/3 DCS，这是一款高度灵活的分布式控制系统产品，旨在满足开放标准。D/3 DCS 是一个实时系统，客户可以使用多个流程控制模块来监视、测量和自动控制连续和复杂的批量流程中的变量。D/3 DCS 还为操作人员、工程师和管理人员搭建了一个全厂信息平台。
公司的目标是将流程自动化解决方案和服务的领先地位扩大到目标市场，即特殊化学品、食品和饮料以及制药行业的批量处理和混合控制。具体而言，公司计划：
公司已向全球超过 125 家客户提供了 300 多个流程控制系统。2000 年，流程自动化收入的 10% 来自美国以外的终端用户。客户包括 Archer Daniels Midland、Aristech、Bethlehem Steel、Cargill、Eastman Chemical、Formosa Plastics、GE Plastics、Merck、Miller Brewing 和 Westinghouse Savannah River 公司。截至 2000 年 12 月 31 日的年度，有一名流程自动化客户（Westinghouse Savannah River 公司）的收入占公司总收入的 11%。

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Avantium 公司



公司还帮助创建了荷兰技术公司 —— Avantium，该公司能通过高速筛选和仿真技术来缩短化学、制药和能源领域的产品开发周期。 一同参与创建 Avantium 公司的还有壳牌化工、葛兰素史克、阿克苏诺贝尔、辉瑞、W.R. Grace 等备受尊敬的公司。 公司拥有 Avantium 超过 19% 的股份，Avantium 正在通过公司的流程控制、批量管理和仿真技术作为他们信息系统的一部分。 由于紧密的合作，公司发现了一些新机会，例如潜在的市场准入、技术开发共享，以及在一个不断增长的巨大市场中拥有一家成长型公司的股权。 公司将继续与 Avantium 公司在产品开发和营销方面进行合作，以便双方共同的客户能够使用 Avantium 的 VirtualPlant 技术工具来开发可扩展的产品，这些产品将在制造层面与公司的流程控制和仿真产品相匹配。 公司希望这种合作关系能够加速新产品的推出，并降低研发成本。

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竞争优势



基于以下优势，公司将在电力仿真和流程自动化领域处于有利地位：
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基本信息



GSE Systems 成立于 1994 年 3 月 30 日，与 S3 Technologies、General Physics International Engineering & simulation 和 EuroSim 的仿真及相关业务进行了合并，这些公司分别由 ManTech、GP Strategies 和Vattenfall AB 拥有和运营。 1994 年通过收购 Texas Instruments Incorporated 的流程系统部门，将业务扩展到了流程自动化和供应链管理咨询行业。
1996 年，将公司的运营分为三个业务部门，以更好地服务于当时的主要垂直市场 —— 电力、流程管理、石油和天然气。
1996 年，对 Erudite Software & Consulting 进行了收购，这是一家提供客户端 / 服务器技术、定制应用软件开发、培训服务、硬件 / 软件销售及网络设计和实施服务的区域服务商。这次收购帮助公司拥有了客户端 / 服务器信息技术解决方案。Erudite 随后与原有的咨询集团进行了合并。
1997 年底，公司收购了 J.L. Ryan 公司，这是一家专为电力仿真市场提供工程改造和升级服务的公司。现有的技术和 Ryan 公司的技术人员相互结合，使公司能够在核电厂仿真市场的改造和升级服务项目上更具竞争力。
在 1997 年遭受重大损失后，公司决定剥离亏损业务，并将资源集中在公司的核心业务，即电力仿真和流程自动化。因此，公司在 1998 年将 Erudite 的大部分资产出售给了 Keane 公司，在 1998 年底，公司将石油和天然气业务部门的部分资产剥离给了美国的 Valmet Automation 公司。
在 1999 年年中，公司收购了 BatchCAD 的若干资产，并保留了相关人员。BatchCAD 产品是公司 VirtualPlant 业务和营销战略中的关键要素。
2000 年初，在实施虚拟工厂战略的同时，还参与了 Avantium 的成立。Avantium 是一家位于荷兰的高科技公司，在新产品的开发和工艺化学领域的合同研究和开发中采用高速实验和仿真技术。在成立 Avantium 时，公司对其授权了部分仿真软件和自动化系统产品，以换取 Avantium 的优先股和普通股。Avantium 随后还购买了公司的实验室环境自动化和最优化软件，并且聘请公司对授权软件进行改进和升级。
2001 年初，公司将 VirtualPlant 业务出售给了 Avantium，以最大限度地优化对 VirtualPlant 的战略投资。目前，公司拥有 Avantium 大约 19% 的股份。

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部分财务数据



2000 年，公司取得了包括 290 万美元的合同收入和授权给 Avantium International B.V. 的相关收益，以换取 251,501 股Avantium优先股和 352,102 股 Avantium 普通股。此外，2000 年发生了以下重大费用: 用于减记过程自动化库存的 71 万美元拨备，出售比利时子公司的 99 万美元亏损，以及用于增加递延税项资产估值免税额的 430 万美元所得税费用。
截至 2001 年 6 月 30 日的六个月净利润包括 330 万美元的税前收益，这是将 VirtualPlant 业务技术和资产出售给 Avantium International B.V. 获得的。

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运营数据



下表列出各期间的业务结果，以千美元计，并按收入百分比表示：

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实时电厂仿真与实时电厂信息系统



实时仿真行业的发展源于人们对复杂和潜在危险操作的培训需求，以避免员工的生命或资产遭遇危险。 自 20 世纪 70 年代初以来，实时仿真技术已被广泛应用于培训电力行业的操作人员，包括核电站和传统化石燃料发电站（即煤、石油和天然气）。 通常情况下， 实时仿真技术主要集中在操作人员的初期培训 ，并在紧急情况下对操作人员进行后续培训，这些培训可以通过模拟实际工厂的操作来实现。
在核电领域，美国核管理委员会（NRC）要求使用能够准确反应当前实际核电站设计的仿真工具。这一规定源于于 1979 年的三里岛核电站（Three Mile Island nuclear plant）事故，引发该事故的部分原因是因为操作人员的失误。NRC 要求核电站操作人员通过仿真测试获得执照。每个核电站仿真工具必须通过认证程序，以确保最开始的工厂设计和随后对实际电厂控制室或工厂运行所做的所有更改都准确地反映在仿真软件中。发电厂的运营许可证与仿真软件相关联。
全场景电厂仿真软件能够在物理层面反映整个电厂控制室。控制面板与 I/O 系统相连接，该系统能够将仿真电信号转化为仿真计算机能够理解的数字信号。仿真计算机通过数学模型，对发电厂系统的物理性能进行模拟，如反应堆堆芯、蒸汽锅炉、冷却水、蒸汽轮机、发电机、工厂系统控制和配电系统。能够对部分场景进行仿真的软件可视为全场景仿真软件的一个子集。部分场景的仿真软件并不能够模拟整个电厂的全部性能，但能模拟一个或两个关键系统，如蒸汽轮机 / 发电机的运行。
在过去，对仿真软件进行训练必须在提供准确的工程表现和“实时”操作之间取得微妙平衡，以提供有效的培训。随着计算机算力的提高，仿真软件的能力也在提升，现在的仿真软件能够根据工程设计规范所开发的仿真模型，提供更加准确的实时工厂运行表现。
仿真软件还被用于验证工厂设备的变更结果，使得在工厂在进行升级改造之前就能确认效果，这为公用事业单位节约了时间和成本，并降低了非安全设计的风险。 通过引入互联网和更有效的通信协议，现在的仿真软件已经超越了传统的培训界限，已被用于工厂作为信息收集和设计验证的工具。
20 世纪 90 年代，由于美国国内市场仅限于对现有仿真软件的升级和更换，核电厂对新型仿真软件的需求转向了国际市场。公司认为，新的国家能源政策强调了美国能源供应的重要性，这可能会延长美国核电站的使用寿命。 任何核电站使用寿命的延长都可能需要对核电站进行重大升级，其中包括对仿真软件的升级。
化石燃料电厂的仿真软件并不是法律或法规所要求的，但作为一款具有成本效益的工具，该软件能够对众多化石燃料电厂实施的新数字控制系统培训操作员。化石燃料电厂仿真软件的尺寸、复杂性和价格远低于核电站仿真软件。 化石燃料电厂的仿真软件通常会使用较低仿真度（不太复杂）的数学模型来模拟电厂的近似表现。由于发电站的仿真软件主要用于培训操作人员，因此早期的化石燃料电厂仿真软件市场并不需要高精度的模型。
对电力行业的放松管制迫使公用事业公司以不同的视角看审视他们的电力资产。 发电厂现在必须成为利润中心，拥有最大的发电效率或保持竞争力至关重要。 发电厂的运营模式已经发生改变，运营商必须在要求越来越高的性能区间内运行，同时还必须保持安全运行。公司发现化石燃料发电厂的客户意识到了高仿真模型的优势，这些模型能够高度、准确地展现工厂的运作，帮助电厂运营商和管理层找到最佳性能条件。
电力行业的监管放松也导致了电力资产在全球范围内的重新整合与分配。 美国公用事业公司正在购买全球各地的电力资产，而海外的公用事业公司也正在投资美国的电力资产，这就需要一种具有成本效益的、能够实时整合来自各种来源和各种传统信息的系统。据 Dataquest 估计，2001 年美国公用事业在信息技术方面的年度支出将达到 154 亿美元，2002 年将增长至 225 亿美元。2001 年有 33 亿美元用于软件，65 亿美元用于服务。根据美国国家能源政策，“为了满足未来 20 年的用电预期需求，美国必须建设 1300 到 1900 做新发电厂。大部分的新发电厂将以天然气为燃料。新的和现有的技术也为公司提供了扩大核电厂的机会。”新的发电厂需要新的电厂操作人员，而新的电厂操作人员需要多的培训，而更多的培训则需要更多的培训工具，这将促使发电厂对仿真软件及其相关产品和服务的需求增加。因此，公司相信，如果这些预测能够全部或部分实现，将为公司的实时仿真、电厂优化、资产管理和状态检测产品和服务提供新的市场机会。

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流程自动化行业



流程控制系统能够帮助客户在制造等其他流程方面实现自动化，从而降低劳动力等其他生产成本，并使生产效率最大化。 根据自动化研究委员会的统计，2000 年全球流程自动化系统行业的总收入超 78 亿美元，预计 2005 年将达到 95 亿美元。 流程控制系统的销售是由客户对提高生产效率和可靠性的 需求 所推动的。 制造业由于资本较为密集，以及竞争等特性，促使公司会以最有效和最有利的方式进行设计、检测和修 改生产流程。 流程控制系统由坚固的、基于微处理的硬件组成，这些硬件在物理层面会分布于整个工厂，通过数字通信与控制中心进行相互连接。 这些系统允许用户检测和控制各种功能，能够通过图形信息和对图像的控制加强客户的生产和应急决策能力。
该行业主要由两部分组成： 批次控制领域和混合控制领域。  批次控制领域的重点是批量生产产品，但不是一个连续的流程。 公司相信，对可追溯性的需求和不断增加的政府需求（如 EPA、FDA）正推动着美国批次控制系统的发展。 混合控制领域的重点是对制造自动化和业务系统的整合。 公司相信，电子商务的发展和优化供应链性能的需求提升了人们对实时工厂和生产信息的需求，而混合控制系统可以满足这些需求。

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管理层



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