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锻造行业之三角防务研究报告(三角防务锻造行业)

(报告出品方/作者:广发证券,孟祥杰)

一、重点公司分析:航空高附加值大型模锻件的核心供应商

公司是航空高端装备制造领域的领先锻造企业,凭借技术实力与生产制造能力列入 主机厂供应商名录。公司专注于航空、航天、船舶等领域的锻件产品的研制、生产、 销售和服务,主要产品包括大型客机、战斗机、直升机机身结构件和起落架系统结 构件,以及航空发动机和燃气轮机盘类件。经在高端航空锻件制造领域的多年耕耘, 公司已具备行业领先的生产制造能力和技术研发实力,拥有目前世界上最大的单缸 精密模锻液压机之一(400MN模锻液压机),成熟应用超大型钛合金整体框制坯技 术和模锻技术、钛合金锻造及热处理技术、超高强度钢细晶化锻造技术等多项核心 技术。作为航空航天大型模锻件的核心供应商之一,公司借助先进设备平台及领先 的行业技术,积极参与并承担国内多个新研制机型的大型模锻件研制任务,批量生 产能力稳定,现已进入各大主机厂供应商名录。据三角防务年报,公司第一大客户 为中国航空工业集团下属单位,2020年相关销售收入占销售收入总额的90.98%,行 业地位较为突出。

拥有近20年发展史,公司因股权分散无实际控制人与控股股东。公司前身“威力通 信”于2002年设立,此后公司逐步取得军品生产各项资质并实现31.5MN快锻机、 400MN大型模锻液压机两大设备竣工投产。2019年5月,公司成功在创业板上市。 截至2021/9/30,持股5%以上的主要股东包括董事长严建亚(含鹏辉投资、三森投 资)、西航投资、温氏投资与西投控股,公司股权结构较为分散,无实际控制人。


生产、技术人员占比超70%。根据公司2020年年报,公司员工总数为306人,其中生 产人员171人,占比56%;技术人员63人,占比21%。据公司可转债募集说明书,公 司核心技术人员共5名,分别为:总经理虢迎光,副总经理王海鹏、李辉,总工程师 刘广义与技术部综合科科长马玉斌。公司已建成“陕西航空大型部件锻压工程研究 中心”与“西安市难变形材料成型工程技术研究中心”,并拥有由军工锻造技术开发 专家搭配国家重点院校毕业高素质青年人才组成的科研技术队伍。

模锻件业务贡献营收与毛利主要部分,兼具增长稳定性与较强盈利能力。按照锻造 工艺区分,公司主要产品可以分为模锻件和自由锻件两大类。自由锻件适用于新型 号飞机研制和试制的初期,以应对结构件规格、尺寸的频繁更改;模锻件适用于飞 机逐渐完善定型时期,以提高锻件组织性能、零件加工的生产效率并节约锻件材料 耗用,模锻件业务贡献公司营收与毛利的主要部分。受益前期参与预研型号的定型、 小批量生产至逐步量产的顺利推进,公司模锻件收入保持稳定增长,2016-2020年间 CAGR为20.83%,2020年该项业务营收达5.34亿元,占总营收的86.84%。对比两类 业务的盈利能力,模锻件的毛利率始终处于较高水平,接近自由锻件的2倍。


下游定型量产需求增长叠加成本控制能力改善,公司业绩提升较为显著且主要财务 指标居于行业领先地位。受国防支出增长、新型装备定型量产等因素驱动,公司营 收由2016年的2.98亿元增长至2020年的6.15亿元,归母净利润由2016年的0.49亿元 增长至2020年的2.04亿元。据公司2021年度业绩预告,预计公司2021年归母净利润 为4.1亿元-4.5亿元,同比增长100.58%-120.15%,实现较快增长。公司费用控制能 力改善明显,2020年销售费用率降至0.63%,管理费用率降至8.32%,财务费用率降 至-0.95%。其中,销售费用端主要系公司纳入合格供应商体系后较强的客户粘性和 较高的客户集中度降低了市场维护费用,财务费用端占比下降主要系2018年度以来 公司经营活动产生的现金流量净额改善推动带息债务融资的偿还,以及2020年利息 收入的大幅增长等所致。营收规模的扩大叠加成本控制能力增强,公司盈利能力稳 定提升,公司净资产收益率(摊薄)自2016年以来持续提高,2020年达10.61%。公 司人均创收大幅领先同行业企业,反映了设备及技术优势下公司较高的生产效率与 高附加值属性。

公司加大研发投入助力构建较丰富的核心技术体系,促进新品开发与工艺升级。 2020年公司研发投入共计0.31亿元,同比增长27.75%,占当期营业收入比例为5.1%。 2020年,公司以提升新产品开发和工艺优化为中心,持续加强技术与生产互动,推 动工艺技术标准化,同时进行老产品的持续工艺优化,取得节材降耗新成效。根据公司招股说明书,公司至少拥有已经成熟应用的非专利技术6项、专利技术7项。公 司将基于丰富核心技术体系,持续投入400MN模锻液压机生产线技改及深加工建设、 发动机盘环件先进制造生产线建设等多个项目,立足客户对新材料锻件或高性能锻 件的需求不断积累锻造技术和制造工艺经验,从而增强对航空高端装备的配套能力。


二、航空锻造商业模式:以工艺为核心,比较优势突出

(一)产业链:处于航空航天结构件中游环节,重工艺的类晶圆代工模式

晶圆代工行业属于半导体商业模式分工环节的一环。半导体行业产业链从上游到下 游大体可分为:设计软件(EDA)、设备、材料(晶圆及耗材)、IC设计、代工、封 装等。Fabless与IDM厂商负责芯片设计工作,其中IDM厂商是指集成了设计、制造、 封装、销售等全流程的厂商,一般是一些科技巨头公司,Fabless厂商相比IDM规模 更小,一般只负责芯片设计工作。分工模式(Fabless-Foundry)的出现主要是由于 芯片制程工艺的不断发展,工艺研发费用及产线投资升级费用大幅上升,导致一般 芯片厂商难以覆盖成本,而Foundry厂商则是统一对Fabless和IDM的委外订单进行 流片,形成规模化生产优势,保证盈利同时不断投资研发新的制程工艺,是摩尔定 律的主要推动者。

晶圆代工行业属于典型的重资产行业,其重资产属性来自于以核心制造设备光刻机、 刻蚀机等为代表的多型专用设备,而其中先进制程所使用的光刻机多外购自荷兰厂 商ASML。据中芯国际招股书,在摩尔定律的推动下,元器件集成度的大幅提高要求 集成电路线宽不断缩小,导致生产技术与制造工序愈为复杂,制造成本呈指数级上 升趋势。从产业链环节看,光刻机为晶圆代工的上游供应商所提供的设备,以台积 电为代表的晶圆代工厂在该设备的基础上自研集成电路制造技术,以期实现将光掩 膜上的电路图形,大批量的在晶圆上实现客户所需的特定集成电路结构。因此,考 虑核心设备如光刻机、刻蚀机多为外购,晶圆代工企业的核心竞争壁垒除了前期高 额的资本投入外,更核心之处在于基于对设备的理解而自研的工艺控制。


从本质上说,类似于晶圆代工,锻造行业依靠其加工工艺赚钱,设备也多为外购, 核心壁垒取决于其对锻造工艺的理解。锻造是一种工艺,设备仅是基础,锻造不仅 仅是为了获得需要的形状尺寸,也是改善锻件组织和提高性能的关键环节,即锻造 工艺决定锻件组织形态,而锻件组织形态直接影响最终产品的力学性能。其中,锻造工艺参数含有多方面,如锻件温度(对锻坯组织性能的影响最为明显)、保温时 间、锻造变形量、变形速率和锻后冷却速度等。因此,对于三角防务目前的商业模 式,或可简单理解成台积电的晶圆代工模式,核心优势体现在锻造过程的工艺控制 【接受主机厂图纸(华为或苹果芯片设计图纸),用清华大学的400MN液压设备(使 用ASML的光刻机),做成客户需要的、形状与性能兼顾的锻件产品(制程芯片), 并基于设备及长期的工艺积累,与主机厂共同参与高端装备的研发】。

锻造作为金属成型方式之一,处于产业链中游环节,上游为金属材料,下游主要为 主机厂等。当前,公司上游原料主要为钛合金、高温合金、高强度钢等,其中主要原 材料为钛合金。金属原材料经过加热、锻造、热处理、理化测试等环节的控制处理后 形成不同类型的产成品。公司交付产品多为毛坯状态,在交付给下游主机厂等客户 后,仍需进一步的加工才能成为装机零件。当前,主机厂除使用内部航空结构件机 械加工(下文简称“机加”)产能外,也会将部分机加委外加工。


(二)锻造环节比较优势:制造流程精简、工艺技术复杂、技术可拓展性

航空结构件产业链不同环节的规模驱动力存在较大差异。考虑到企业存在存货结转 及下游客户确认收入节奏存在差异,我们将年度产值定义为本年度的营业成本与年 末存货中剔除原材料部分的账面价值之和。产值方面,2020年西部超导、三角防务、 爱乐达三家企业较2018年分别增长至1.69、1.93和2.05倍。结合“生产人员增幅”、 “生产人员人均产值增幅”、“机器设备账面原值增幅”、“单位机器产值增幅”指 标,可观察到,三家企业在上述期间内的规模驱动力不同。基于上述三家公司的高 端装备业务占比及所处产业链的特性,为了更好的分析航空钛合金产业链不同环节的盈利驱动力差异,我们将其指代为材料、锻造、机加三个环节。

关于上游材料、下游机加呈现的规模驱动力差异原因探讨,在广发证券军工组已外 发报告《新﹒材料:探航空锻造企业商业模式、格局壁垒、崛起演变-2021-07-20》 有详细阐述,可参考该报告。综合财务数据及工艺制造流程,我们总结中游锻造(尤 指航空航天细分领域)的比较优势有三点。需要特指的是,得出的比较优势结论基 于长期基本面视角,而非公司视角。


(1)相对于上游材料,中游锻造环节比较优势,源自于相对精简的制造流程和核心 设备的高产值,体现为更长维度内公司的资本支出压力较弱,有利于自由现金流的 积累,从本质上决定该环节具有扩张所需的现金资源基础。

①中游锻造制造工艺环节相对精简,扩张最终环节的产值的速度及投入或优于上游 材料端。对于上游材料,扩张速度限制于多环节的瓶颈,从“木桶理论”角度看产能 的潜在瓶颈受限较大,突破最终环节的产能瓶颈意味着需要更大的资本支出,但环 节的复杂程度实际上部分反映其制造的难度及技术壁垒。而对于中游锻造环节,其 生产制造过程相对精简,并可从西部超导与三角防务主要生产设备的类型及数量得 到印证。以三角防务为例,截至2018年12月31日,不考虑后续的机加设备,公司主要生产设备包括400MN液压机(原值4.28亿元)、31.5MN快锻液压机(原值0.35亿 元)、20台加热炉(原值合计0.14亿元)及22台起重机(原值合计0.13亿元),流程 的相对精简及所需的设备的相对单一下,扩充下游最终产能的瓶颈相比于上游材料 端会较少。

②三角防务核心设备的产值空间较高,其潜在的产能利用率空间较大。三角防务产 品制造流程可精简划分为两个环节,加热及锻压,所需要的设备分别为加热炉及 400MN锻压机,因此考虑其产能瓶颈需要单独对二者进行考虑。对于后者,400MN 锻压机潜在产值较大。2020年公司产值(同期营收加上年末存货剔除原材料部分)为7.71亿元,实际的产 值空间较大。因此,我们认为,其核心产能瓶颈在于锻压的前述环节所需设备加热 炉。而从总价值量考虑,截至2018年末和2020年末,三角防务加热炉设备账面原值 分别为1448.43万元和2291.82万元,仅占公司同期期末固定资产的2.46%和4.00%, 考虑2018年末单台加热炉平均原值也仅约为72万元,其投入量有限,后期为扩张产 能而增加的资本支出实际较低,且空余产能瓶颈对于公司成本端的压力较小(指相 关加热炉投入资产转固后的折旧摊销)。


(2)相对于下游机加,中游锻造环节比较优势,源自于热工艺特性带来的高壁垒及 强范围经济,体现为生产资源投入相对较低及格局壁垒的稳固性。从工艺环节看, 中游锻造的目的在于改变钛合金铸锭的铸态组织、获得所需要的显微组织类型。从 这个角度考虑,对于不同的合金类型,中游锻造厂仅需理解如何将这些牌号的钛合 金锻压成需要的显微组织即可。而当锻造厂掌握某一牌号钛合金的锻造工艺后,对 于下游处于同一代、同一类型、相近部位的飞机结构件需求,锻造厂较为容易将其 工艺进行“复制”以期满足客户要求,这从根本上决定了中游锻造环节的边际投入 相对递减。例如,三角防务招股书P190所描述公司在研技术之一“某近β型钛合金 锻造技术”,在“应用效果”处称“该技术将应用于所有在研新型号直升机旋翼系统 中央件、连接件等锻件的生产”。

(3)复盘海外,相对于终端主机厂,中游锻造环节比较优势,体现为标准化产品弱 化下游型号风险、避免主机厂与军方维修厂的利益博弈。

航空锻造处于中上游环节,产品标准化特征及相对较慢的技术迭代速度,弱化了下 游型号研制及客户风险。①相比下游主机厂,可缓释型号研制失败风险。以航空发 动机为例,发动机研制具有高风险特征,尤其在强调高安全性的商业航空市场。如 航空发动机RR公司,由于近年在Trent1000型号的故障事故,承担高昂的维修及违 约成本。但其锻铸环节供应商PCC,产品具有标准化程度高、技术迭代速度慢等特 征,某一型号研制失败及初期批产的良率风险较难以传导至PCC所处环节,即多数 锻铸件在老型号与新型号可实现一定程度的技术复用,产品的收入持续性较高。② 相比下游主机厂,可减少对单一客户的依赖。在航空发动机市场,由于下游飞机整 机厂客户寡头特征,多数中下游环节企业对单一型号及单一客户的依赖程度较高。 在军用航空领域,F-35项目作为美军大型的战机计划,普惠公司和GE等发动机企业 在初期积极参与该项目的竞争。后期普惠公司被美国国防部选中,成为F-35项目发 动机的独家承包商。而PCC作为结构件供应商,可减少对单一客户的依赖程度。


以航空发动机为例,以热端部位为代表的盘轴件多有替换、维修需求,OEM发动机 厂商与客户在高利润的维修环节多存在竞争,备件供应商环节的比较优势较为明显。 以发动机为例,包括发动机内的旋转压缩机和涡轮轮毂、轴或盘等均有明确的运行 寿命,在运行周期结束时部件必须更换且不得再次使用。一般来说,发动机原始设 备制造商(OEM)往往在更换零件上拥有强大的垄断地位,导致此类零件在售后市 场的价格普遍较高。对于下游发动机整机维修服务而言,发动机整机OEM与航空公 司之间存在一定竞争关系,但对于中游部件厂商,备件是双方(OEM整机及航空公 司)都需要的,竞争环境相对温和。(报告来源:未来智库)

三、市场驱动力:装备建设、材料高端化、锻件大型化

(一)航空航天锻件市场发展基石稳:顶层政策强调富国与强军的统一

顶层政策强调富国与强军的统一,长期看军工发展基石较为稳健。2020年10月下旬, 中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议公报发布。全会提出,加快国防和 军队现代化,实现富国和强军相统一....加快机械化信息化智能化融合发展,全面加 强练兵备战,提高捍卫国家主权、安全、发展利益的战略能力,确保2027年实现建 军百年奋斗目标。要提高国防和军队现代化质量效益,促进国防实力和经济实力同 步提升,构建一体化国家战略体系和能力,推动重点区域、重点领域、新兴领域协调 发展,优化国防科技非工业布局。2020年11月3日,《中共中央关于制定国民经济和 社会发展第十四个五年规划和二零三五年远景目标的建议》发布,要求加快机械化、 信息化和智能化融合发展;提高捍卫国家主权、安全、发展利益的战略能力,确保 2027年实现建军百年奋斗目标;加快武器装备现代化,聚力国防科技自主创新、原 始创新,加速战略性前沿性颠覆性技术发展,加速武器装备升级换代和智能化武器 装备发展;到2035年“关键核心技术实现重大突破”;促进国防实力和经济实力同 步提升。


空军战略地位凸显,“在新的起点上我军武器装备建设有望再上一个大台阶”。据 《新时代的中国国防》白皮书,空军在国家安全、军事战略全局中具备举足轻重的 地位和作用,按照空天一体、攻防兼备的战略要求,加快实现国土防空型向攻防兼 备型转变,提高战略预警、空中打击、防空反导、信息对抗、空降作战、战略投送和 综合保障能力,努力建设一支强大的现代化空军。据中国军网2021年11月26日新闻, 国防部11月25日下午举行例行记者会,国防部新闻局局长、国防部新闻发言人吴谦 表示,“十三五”时期,我军武器装备建设实现跨越式发展、取得历史性成就,在装 备建设总体形态上,淘汰一代装备、压减二代装备、批量列装三代以上装备,基本建 成以三代为主体、四代为骨干的装备体系。传统地面作战、近岸防御装备数量适度 压缩,远海防卫、远程打击等新型装备加速发展。

(二)原材料为影响锻件附加值因素之一,材料高端化提高锻件市场空间

原材料及加工难度为影响航空航天锻件产品附加值的主要因素。据三角防务招股书, 公司通常情况下按照锻件所耗用的原材料金额的一定倍数,并考虑加工难度进行报 价。材料费方面,①与民用相比,航空航天领域应用的材料性能相对更高,从而决定 航空航天锻件附加值更高;②航空航天领域,随着装备升级,所应用材料的品类与 牌号也更为高端,例如提高钛合金、高温合金、高强度材料的使用量是飞机极端轻 质化与高可靠化的主要途径,锻件产品附加值有上升趋势。加工难度方面,由于不 同材料的加工难度和精度不同,对加工设备的要求也不同。对于高温合金、钛合金 等航空难变形金属材料,材料锻造变形抗力大、加工窗口窄,组织均匀性受变形工 艺参数影响非常敏感,加工难度比普通钢材高,因此其锻件附加值也可能相对更高。


飞机设计方法的发展推动上游钛合金等高端材料向高性能方向发展,即意味着先进 航空装备的批产列装有望带动先进高端材料的批产放量,进而带动公司所在锻件市 场空间的增加。随着飞机设计由静强度(指结构在常温条件下承受载荷的能力)发展 到耐久性/损伤容限型设计等,钛合金材料也从追求单一高性能到追求综合高性能方 向发展,以满足飞机的长寿命与高减重的设计需求。参考航空工业出版社《新型航 空高性能钛合金材料技术研究与发展》(朱知寿、郭倩旎),钛合金的应用水平是衡 量飞机选材先进程度的重要标志之一,是影响飞机作战能力的重要因素,“十五”以 前,我国钛合金在第三代军机上的用钛量普遍在5%以下,而国外同期的F-35和F-22 等第四代飞机上的钛合金用量已达38.8%,钛合金整体构件最大投影面积达5.53㎡, 而且损伤容限型钛合金已得到成熟应用。例如,新一代飞机和高性能航空发动机对 轻质高强材料提出更苛刻的综合高性能要求,如基本要求强韧性匹配和强塑性匹配, 在使用性能方面要求高疲劳性能与损伤容限性能匹配、疲劳性能与蠕变-持久性能匹 配。例如据西部超导2019/6/24招股书P133,“2005年以来随着我国新型战机计划启 动,更高的战机性能对航空用结构钛合金提出了苛刻要求,当时此类钛合金尚属于 国内空白产品。”

在创新发展材料的基础上,提高新型航空材料构件的综合高性能,需要中游环节锻 造工艺的同步改进,体现为“中游锻造配合”。实际应用层面,例如,大量采用损伤 容限型钛合金是新一代飞机实现高减重、长寿命和高可靠性的重要保障。参考航空 工业出版社《新型航空高性能钛合金材料技术研究与发展》(朱知寿、郭倩旎),仍 以TC4-DT(我国新型飞机主干中强度高损伤容限型钛合金材料之一)为例,为了获 得高损伤容限性能,单纯依靠纯净化手段难以实现理想的强度-塑性-韧性的最佳综合 匹配关系(西部超导核心技术之一,全称为“钛合金铸锭纯净化熔炼技术”),需要 采用合理的锻造工艺、新型β热处理工艺及实施控制措施来获得细小的显微组织, 降低超声波探伤杂波水平,并最终通过锻造工艺获得性能均匀的锻件组织。随着新 一代飞机采用损伤容限设计,提出钛合金应进一步满足飞机长寿命、高减重的使用 需求,钛合金的β热处理工艺才得以推广应用。因此,先进装备的批产列装有望带 动上游高性能金属材料应用占比的提升,进而带动中游锻件环节市场空间的扩大。


三角防务原材料以钛合金、高温合金、高强度钢等为主,产品附加值相对较高。目 前,公司采购的原材料主要为钛合金、高温合金、高强度钢,其中主要原材料为钛合 金,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛应用于制作飞机机 身结构件、发动机盘件部件及其他结构件。公司主要原材料采购以钛合金为主,而 钛合金尤其是航空航天钛合金作为高端金属材料,其加工难度相对较大,锻造产成 品附加值相对较高,或可反映公司较高的锻件毛利率。

(三)航空装备以轻量化、高性能为发展方向,大型整体锻件应用提升

从减重、提高性能及降低成本方面考虑,新型航空装备的大型整体锻件应用占比逐 步提升。(1)航空装备对于提高结构件性能的需求,驱动航空结构件的大型化发展。 为提高航空钛合金产品的整体性能,大型模锻件在航空锻件中所占的比例及其单件 尺寸逐渐变大。主要原因在于,由大量中小零件组合的构件和自由锻件等毛坯制成 的整体零件会存在铆接孔,而这是应力的主要来源,小型组装锻件在组装连接处会 产生较大的应力,在实际应用中会不断产生磨损,在高温环境中疲劳和蠕变现象会 被放大,造成裂纹甚至破断,从而影响性能和使用,因而更大模锻件具有更高的强 度。(2)减重及降低成本的要求驱动结构件的整体化发展。据《大型航空模锻件的 生产现状及发展趋势》(《大型铸锻件》,李蓬川,2011),例如在安-22运输机机 身采用了20个B95合金大型隔框整体模锻件,共减少了800个零件,减轻飞机机体重 量1000kg,减少机械加工工时15%~20%。而在该趋势下,需要中游锻造厂商配合以 大型模锻液压机生产,当压机吨位较小、自动化程度较低时,多导致飞机大型承力 框梁类构件大多采用焊接结构,无法实现整体化,无法很好的满足新型飞机对航空 构件高综合性能、高可靠性和长寿命的要求。


四、竞争力:卡位优势明显,看好向纵深产业链潜力

(一)卡位优势显著:聚焦大型整体模锻件,应用新一代航空高端装备

配套关系稳固。据三角防务招股书,公司依靠自身技术、装备和产品质量优势深度 参与高端装备航空制造配套体系,成为主要预研、在研、在役新型号飞机的重要航 空锻件供应商,享有丰富的客户资源基础和良好的客户口碑。公司主要客户为航空 工业集团及中国航发集团下属单位等航空工业主要主机厂商,且其最大客户航空工业集团下属单位2016~2020年收入占比稳定在80%以上,客户构成特征或反映公司 业务在航空装备制造行业突出的领先地位。同时稳固的渠道优势利于公司降低在销 售上的资源投入比重,如2020年公司销售费用率仅为0.63%。

先发优势显著。据公司招股书,公司参与研制的产品在定型过程中的工艺方案确定、 首件鉴定、工艺评审、装机评审,均需经用户、设计单位、主机厂和型号主管部门评 审确定,定型后产品的技术参数、工艺路线、生产设备未经批准不能变更。为保证锻 件产品的质量、交付的一致性和交付的及时性,产品在设计定型时,一旦企业纳入 供应商目录,主机厂商一般不会更换供应商。在设置备份供应商的同时,会尽量将 供应商选择范围控制在一定数量内,多数情况下只会指定 2-5 家供应商。


卡位高附加值锻件产品。①卡位先进航空装备型号。据公司招股书,公司借助 400MN大型模锻液压机设备参与新一代战斗机、大型运输机等高端航空装备重要型 号的预研到定型的整个阶段,成功进入主机厂的供应商体系。据陕西日报2020年10 月19日新闻《三角防务:为民族航空工业锻铸铮铮铁骨》,截至发稿日,三角防务 的产品在我国新型运输机中大型钛合金起落架、主承力框梁类锻件的市场占有率超 过70%,新一代战斗机大型及超大型主干结构框梁类钛合金锻件市场占有率超过 50%。因此,在同行业的竞争中,公司已占据有利地位,未来随着主机厂新一代装备 的批量化生产,公司的规模与业绩将会呈现持续增长的态势。②卡位高端钛合金锻件。据西部超导招股书,西部超导作为国内高端钛合金棒、丝材、锻坯的主要供应商 之一,实现了多种钛合金的国产化,开发的高强、中强损伤容限型钛合金TC21、TC4- DT产品填补了国内空白,成为我国多个新型航空重点装备的主干关键材料。2016- 2018年,三角防务均为西部超导前三大客户。③卡位大型整体锻件。据公司招股书, 大型整体精密模锻技术已成为新一代飞机提高结构强度、减少零件数量、降低成本 和缩短周期的关键技术。公司通过针对国内航空制造业对大型整体精密锻造结构件 中长期需求,结合技术及大型锻压机设备,满足了国内高端航空装备对大型整体精 密锻造结构件的需求。

设备优势奠定资本壁垒。大型液压机是生产大型航空装备锻件的主要生产设备。据 公司招股书,公司现已投产的400MN大型航空模锻液压机,是我国拥有的压力吨位 在万吨以上的少数几台之一,同时也是目前世界上最大的单缸精密模锻液压机之一。 该模锻设备主要用于铝合金、钛合金、高温合金、粉末合金、高强度合金钢等难变形 材料大型构件的整体模锻成型,具有刚性好、压力稳定、压制精度高、生产工艺范围宽广、批量锻件一致性好等特点,解决了新机型超大尺寸、高强度、高精度、高工艺 锻件的国内制造难题,设备总体性能达到世界先进水平,大型模锻液压机使公司在 最初相较于其他竞争对手的设备优势,具备切入该产业链的基础。但我们强调设备 优势并非是公司当前的核心壁垒,仅奠定公司的资本壁垒及先发优势,价值高达4.29 亿元的单台400MN液压机设备仍对后进入者,尤其是民企构成一定的资本壁垒。

(二)产业链纵深契机:顺应主机厂供应链生产与制造的模式改革机遇

(1)民机方面,波音供应链由传统批量分包系统向精益生产系统演变

传统批量分包生产系统下,供应商依靠低报价赢得合同。在批量分包系统中,装配 商首先完成零部件层面的详细图纸,再召集供应商投标,价低者得。装配商保持了 较为庞大的供应商基础,利用供应商间的竞争获得更低的生产成本。这种达成交易 的方式决定了装配商与供应商之间零和博弈的特点,供应商保留零部件生产过程中 有关成本和利润的内部信息,通过制造“灰色地带”保持议价能力,防止装配商进一 步压缩成本。因此,装配商对供应商生产流程的了解极为有限。同时,供应商与装配 商之间的关系是独立多变的,报价、交付质量、市场需求变动等因素都可能会导致 供应关系的解除。精益生产系统下,供应商与装配商形成长期伙伴关系,争取“双 赢”。采取精益生产原则的装配商保持较小的供应商基础,并将供应网络转为分层 结构。拥有先进技术与生产力的一级供应商在产品开发早期就参与其中,责任范围 也得到拓展。一级供应商负责子系统的设计、制造、管理、装配,并具有控制下级供 应网络的权利。供应商的评选标准也不止局限于报价,而更看重长期表现。

波音与机身零部件供应商的关系经历了原材料供应→定制分包→战略合作伙伴的演 变。据《Supply Chain Management of Aircraft Industry》(Yaxin Li,2018),大 型商用飞机由发动机模块、机载系统模块与机身系统模块三个部分构成。对于航空 发动机,波音一直采用配套外包的方式,这主要归因于航空发动机资本与技术密集 型的行业属性。对于机身组件,波音与供应商间的关系依次经历了原材料供应、定 制分包与战略合作伙伴三个阶段。按机型研发历程来看,B727生产时期的供应商属 于原材料供应阶段,此时波音公司高度垂直整合,主要生产活动均在公司内部进行, 外包国外的比例仅占2%。从B737开始,波音进入外包分包生产阶段,B737到B757 约占50%的机身部件由与波音合作的国外供应商生产。在这个阶段,波音设计系统 接口规则,供应商根据波音提供的图纸按要求进行研发与生产,最终零部件与子系 统的装配由波音公司负责。当B787的开发开始后,波音公司与50家公司进入战略合 作阶段,外包比例上升至70%,形成了全球供应链。波音在此时仅提供系统高级接 口定义,SPR、GE、MHI等一线供应商独立完成接口的具体设计与部件制造工作, 并作为子系统集成商装配由自己的供应商网络生产的子系统。波音公司一级供应商 处获得787机身模块组件,完成最终组装,转型成为系统集成商。


(2)军机方面,洛马公司积极向大型集成商转型

洛马供应商数量不断增多,大型集成商的角色凸显。从洛马系列战机的发展可以看 出其供应链的变化。1978年,洛马F-16战机正式投入使用。根据洛马公司官网的介 绍,F-16战机在24个国家共有600家活跃的供应商;其中,主要供应商有100家,零 部件供应商有33家。到如今,洛马公司研发的最新战机为F-35,其在全球拥有超过 1500家的供应商;其中,主要供应商有393家,零部件供应商达到了98家。洛马供应 商的数量在逐步增加,供应链连线成网,构建了全球化的生产网络。总的看来,洛马 公司的集成商作用不断凸显,且正在逐步被赋予社会化领导的角色。洛马在全球范 围内采取外包政策完成飞机的生产,拥有的供应链是世界上最复杂的供应链之一。 洛马公司的供应商可以分为管理、设计、测试、材料、航电系统、生产、动力系统、 机身系统、零部件等多个大类别,其下还可细分出若干子类。根据官网介绍,洛马的 供应商数量达到17,200家,其中美国供应商有16,000家,国外供应商1,200家,形成 了以美国为主导其他国家辅助的全球化供应格局分布,构建了全球化的供应链条。此外,洛马公司还有意地选择一些中小企业作为供应商参与到各型战机的生产制作 之中。

在供应链变革之后,F-35的供应链涉及多个层级,洛马在其中担任系统集成商的核 心角色。发动机部分,F-35初期使用F135和F136两类,后期仅使用F135发动机。根 据AvSCI数据库的资料介绍,F135发动机由普惠公司作为一级供应商,由诺斯洛普 格鲁门公司、罗罗公司、科巴姆公司等多家公司作为二级供应商,分别负责进气管 道、升力风扇、引擎用复合组件等内容;并且,诺斯洛普格鲁门公司还以Ducommun、 Turkish Aerospace、ATK等公司作为三级供应商,分别负责进气道唇皮、复合进气 管、复合进气道等内容。机体结构部分,洛马主要负责集合各个部门的模块,而机 身、机翼、尾翼、蒙皮等各个部分由包括Terma、Alliant Techsystems等公司负责, 且同样有下一层级的子级供应商。航空电子部分,洛马公司主要将其外包于本土企 业,包括位于佛罗里达州的Harris公司、亚利桑那州的Honeywell公司等,它们负责 包括图像处理、光纤、雷达高度计、空中数据传感器等在内的多项内容。兼有广度和深度的供应商网络构成了F-35的复杂供应链条,在将多数生产任务外包出去之后, 洛马的角色也从原始设备制造商(OEM)转变为了大型系统集成商(LSSI)。


由于F-35战机存在着复杂的供应链体系,洛马公司对此采取了积极的供应商管理措 施。据《洛马公司供应商管理及可借鉴之处》(苗宇涛等,2021),洛马的供应商 管理可以分为准入管理、生产过程质量管理要求、产品交付质量管理要求、绩效评 价、关系管理五个部分,且公司专门设置战略绩效管理团队(SPMT)和供应商技术 支持人员(STSS)帮助更好地管理供应链。在管理供应链的过程中,洛马公司还应 用了数字化的管理工具,如通过EXOSTAR的贸易伙伴经理系统(TPM)和合作伙伴 信息管理器(PIM)等系统进行供应商管理,在加强了供应链管理能力的同时也实现 了供应商之间的信息透明化,保障了价值链上的生产的稳定性。对供应链的强大管 理措施帮助了洛马公司更好地应对F-35的生产集成过程,在通过外包提升生产效率 的同时也降低了供应链断裂的风险,使得F-35的总装效率得到有效提升。(报告来源:未来智库)

(三)复盘海外锻铸件龙头 PCC,积极纵深产业链对抗上下游盈利挤压

通过大规模的合理并购,PCC实现原材料→锻件、铸件→机身精密部件的全产业链 覆盖。垂直整合可分为两种形式,前向整合收购原始业务投入的供应商,后向整合 收购处理公司产品的公司。回顾PCC成长历程,公司起步于小型熔模锻件业务,随 后立足此处,进行前向、后向整合。PCC具有关键战略意义的收购始于1999年对威 曼高登的整合,截止2016年1月29日其被伯克希尔哈撒韦公司收购,这段期间PCC 共完成了近数十笔收购,逐步补齐了在上游原材料供应、下游机身产品(紧固件、结 构件)的生产能力。


通过并购方式拓展下游,延伸产业链至机加环节,可实现在较短时间内获得客户基 础并实现产业协同。与客户的密切联系是机加厂商的核心竞争力之一。受交付产品 特征的影响,相比中游锻件厂商,下游机加厂商与客户天然具有更紧密的联系,也 更注重客户群的维护。参考《炼石有色:非公开发行股票募集资金使用可行性分析 报告》(2017),为与客户形成长期战略伙伴关系,全球著名航空精密零部件、结 构件供应商Gardner的生产基地选址的原则有二:邻近核心飞机制造商所在地及低成 本国家。

PCC围绕实现产业协同及成本可控目的,积极向下游产业链拓展。主机厂供应链演 变发生后,部分机加厂商与主机厂之间逐步呈现了建立长期战略伙伴关系的趋势。 通过向下游并购,PCC不仅能够直接获取机加厂商长期经营的客户基础,密切与主 机厂的联系,还获得了成为一级供应商的可能性。此外,产业链向下游的延伸使企 业边界得到拓展,有利于PCC纵向、横向整合。对下游机加供应商的收购使PCC在 原有铸件、锻件的基础上将生产范围逐步扩大至紧固件、小型部件、大型复杂结构 件,在航空业的话语权与竞争力均随之增强。数据表明,2007年后,三大部门间关 联交易占总销售额的比例呈现明显上升趋势。而通过横向整合,对于航空发动机、 起落架等同一飞机部位不同加工工艺的掌握也能形成协同效应,给予PCC向下游延 伸的动力。


(四)横向积极拓展航空锻件品类,纵向布局结构件精加工及特殊处理

基于设备优势及锻造工艺,积极拓展发动机锻件,扩大产品品类。根据三角防务2015 年公开转让说明书,按价值计算,锻件在飞机构件中价值占比约6%-9%,在航空发 动机部件中价值占15%-20%(而航空发动机制造成本占整机成本的20%-25%)。相 较于飞机机身锻件(结构件),发动机市场的后市场(备件、维修和替换等)空间相 对较为广阔,公司当前正积极基于自身优势开拓并扩大发动机市场。(1)IPO募投 发动机盘环件先进制造生产线项目。据公司招股书,公司立足国内航空发动机市场, 围绕发动机环锻件,通过新增设备等手段增强航空环锻件生产能力,争取国内航空 环锻件优势地位。通过本项目建设,形成新增年产高温合金环锻件2080件、钛合金 环锻件2163件,铝合金环锻件2703件的生产能力,达产后销售收入38717.00万元/ 年。(2)进一步扩充大型液压机设备制造能力。据公司2021年4月1日发布公告《关 于公司300MN等温模锻液压机成功实现热载试车的公告》,公司300MN等温模锻液 压机于2021年3月31日实现等温锻造和普通锻造双模式热载试车。该设备具备等温 锻、热模锻及常规锻造不同工作模式,可满足高温合金、钛合金及粉末合金等难变 形合金锻件的等温锻、热模锻、模锻成型。

公司2021年可转债募集资金运用项目之一,致力于推动公司锻件产品全面向粗加工 状态及精密加工状态交付转变。据公司可转债募集说明书,公司目前的主要产品为 航空、航天和船舶领域的锻件产品以及少量粗加工、半精加工零件,下游客户在公 司交付的锻件产品基础上进行零部件的精密加工。为了满足飞机性能要求,提高结 构效率,飞机结构件多采用薄壁加筋结构,许多骨架零件尤其是主承力结构件普遍 采用由大型整块毛坯直接“挖空”而加工成复杂槽腔、筋条、凸台和减轻孔等整体 结构件,材料去除率高达 90%-95%。当前,随着飞机产量的大幅增长,主机厂基本 向“供应链管理+装配集成”的模式转变,对锻件产品而言,基本都要求锻件以目前的锻造毛坯状态向粗加工或精加工交付状态甚至零件交付状态转变。公司2021年可 转债募投项目之一为“航空精密零件数字化智能制造生产线”,主要对大型飞机和 战斗机机身结构件、起落架系统结构件、直升机结构件、发动机和燃气轮机盘类件 等结构件进行加工,满足航空结构件从毛坯到粗加工件、到半精加工件、到最终零 件(精加工件)不同交付状态的加工需求。项目建成后可形成年加工近3,000件结构 件的能力。


机加业务相较锻件具有更广阔的市场空间,公司具备一定的环节优势及客户优势。 根据《Titanium A Technical Guide Second Edition 2》(Matthew J.Donachie,Jr.), 机械加工成本约占飞机总制造成本的60%,机加业务附加值更高。我们认为,在飞 机制造产业链中,模锻处于中游,相比模锻业,机加市场不存在较大的设备壁垒(下 游主要设备数控机床并不难得到且单价相对较低)。同时,由于公司直接与下游主 机厂商合作,参与项目预研,结合高端装备设备定制化特点,公司有望凭借当前客 户基础及中游锻坯制造的产业链寡头垄断优势,在未来打开高端航空机加业务空间。

拟自筹资金投资建设航空零部件特种工艺能力建设项目,补充能力短板,进一步实 现零件交付状态能力。据公司2021年12月发布公告《关于投资建设航空零部件特种 工艺能力建设项目的公告》,对于航空零部件而言,为发挥良好的综合性能,基本都 需要热处理和表面处理等特种工艺的加工,而公司目前缺乏相应的生产设备,与市 场需求存在明显差距。为满足零件制造辅助配套要求,补充特种工艺处理能力短板, 公司拟建设配套用材料表面处理特种工艺生产线,项目总投资15616.23万元,资金 来源为自有及自筹资金,建设主要内容为航空零件热处理及表面处理车间,打通“锻件生产—机械加工—特种工艺处理”全流程生产能力,实现零件交付状态能力,向 客户提供关键、高附加值的产品,提升企业的核心竞争能力。


积极布局先进蒙皮制造工艺,主动扩大航空零部件加工产品布局。据三角防务可转 债募集说明书,传统飞机蒙皮化铣加工工艺具有化学污染、耗电量大和消耗铝材无 法回收等固有弊病。对于加工新一代铝锂合金蒙皮来说,化铣还需采取防燃防爆的 特别措施,从而增加了工艺复杂性、成本及安全风险。镜像铣作为一种飞机蒙皮加 工的新技术,正逐步扩大使用。公司2021年可转债募投项目之一,为飞机蒙皮镜像 铣智能制造生产线工艺流程。该生产线主要对运输机、战斗机、客机等飞机的机身 壁板蒙皮、机翼蒙皮、登机门蒙皮等进行加工。蒙皮加工主要通过拉伸成形或滚弯 成形后进行厚度加工以达到设计要求。本项目通过引入先进镜像铣数控设备,针对 6000mm以下蒙皮镜像进行铣削加工,能够覆盖在制90%以上的蒙皮加工尺寸,项目 建成后形成年加工5000余件蒙皮零部件的能力。

五、盈利预测与投资分析

核心投资逻辑,(1)商业模式:公司处于航空航天结构件制造中游环节,相对精简 的锻造工艺、潜在的高产能利用率提升空间以及强范围经济特征下,长期看环节的 比较优势突出。(2)市场空间:卡位航空航天装备高附加值大中型锻件赛道,对热 工艺的理解、设备、产能、先发配套等综合优势下,公司格局壁垒稳固,受益十四五 装备建设的确定性较高,中远期民航空间亦值得期待。(3)业绩弹性:盈利增长天 花板较高,中长期看,低资本支出压力及潜在高产能利用率带来的较高自由现金流 是扩张基因,主机厂供应链改革是扩张契机,叠加公司正积极往下游机加及特殊处 理等产业链延伸,我们看好公司打开量价提升空间的潜力。

公司深耕于高端航空结构件生产,具备扎实的锻造工艺技术及稳固客户关系等综合 优势,预计随着我国高端航空放量及民航市场发展的步伐加快,航空锻件营收有望 持续增长;长期看,IPO及可转债募投项目的逐渐落地有利于延伸公司产业链,拓展 公司业务范围,为公司业绩提供新的增长点,成长可期,我们预计2021-23年公司合 并口径营业收入分别达12.53/17.80/23.76亿元,分别同比增长103.8%/42.1%/33.5%, 预计未来三年整体毛利率分别为45.7%/46.3%/46.3%,具体来看:

(1)模锻件业务为公司主要产品,下游以航空、航天、船舶领域大中型精密模锻件 为主。当前,公司是我国高端航空装备锻件核心供应商之一,考虑下游高端装备市 场需求的高景气度,我们预计2021-2023年该业务收入同比增长120%/45%/35%,由 于下游产品结构的稳定性及高附加值,以及中游锻造环节的较强规模经济,我们预 计该业务未来三年的毛利率预计分别为46.5%/46.9%/46.8%。

(2)自由锻件及其他业务占比较小,同时营收波动相对较大,我们预计自由锻件 2021-23年营收增速分别为5%/5%/5%,其他业务呈递减趋势,同期分别增长-20% / -20%/-20%;自由锻件毛利率2021-23年分别为25.0%/25.0%/25.0%,其他业务毛利 率分别为60.0%/60.0%/60.0%。

(3)费用率方面,结合公司营收增长情况及产业拓展,预计2021-2023年管理销售 费用率分别4.5%/4.4%/5.3%。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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