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航空锻造产业研究探析商业模式格局壁垒

(报告出品方/作者:广发证券,孟祥杰)

一、如何分析航空锻造行业的商业模式及比较优势

我们选取钛 产业链典型企业为研究样本,以期从多视角审视上下游不同环节的企业经营驱动力的本质差异。

(一)航空钛 产业链:如何理解倒√型人均创利及盈利驱动的差异

航空钛 产业链上不同环节人均创收差异较大,上游材料、中游锻件及终端主机厂 ,但人均创利从上游至下游呈现倒√型。综合考虑军品收入占比及配套的核心地位,我们选取航空钛 产业链主要环节的四家典型公司,分别是西部超导、三角防务、爱乐达、中航沈飞四家进行分析,核心是从财务指标探讨不同环节盈利驱动的差异。计算四家企业-年四年人均创收均值,西部超导、三角防务、爱乐达、中航沈飞四家企业分别为.42、.93、40.86、.36万元/人,上游材料、中游锻件及终端主机厂的人均创收 ,并且差异较小,或反映对应产品的高价值属性。但从人均创利看,四家企业-年均值分别为23.85、59.76、19.84、6.54万元/人,呈现倒√型的形态分布,与传统认知的微笑曲线(上游及下游盈利能力 )具有显著差异。

我们认为,商业模式的基本定义在于企业如何利用现有资源去创造价值,而现有资源从形态上可划分为人、财、物三大类,本质上企业家需要统筹三大类资源以实现增长,具体的增长路径为企业如何赚钱、赚多少钱的关键所在。

基于对基础制造业的认知及对商业模式本质的理解,我们建立两个衡量盈利驱动模式的核心指标——生产人员人均产值及单位机器设备产值,可观察到产业链不同环节企业的数值及增长率存在较大差异。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。基于此,“生产人员人均产值”我们定义为该年度的产值除以公司该年度年初及年末生产人员数量的均值,“单位机器设备产值”定义为该年度的产值除以公司该年度年初及年末机器设备账面价值的均值。观察到,-年中下游企业生产人员人均产值保持相对稳定趋势,而西部超导、三角防务增长较为迅速,而其中三角防务接近翻倍。在单位机器设备产值方面,中下游企业保持相对平稳趋势,如爱乐达年、年分别为1.49、1.42,中航沈飞分别为25.18、22.41,为四家企业 值;西部超导逐年递减,从4.34下降至3.51,降幅 。而三角防务逐年增长并实现翻倍以上涨幅,从0.75增长至1.82。

以-年三个年度为分析期间,观察到产业链不同环节企业的产值核心驱动力存在较大差异。产值方面,年西部超导、三角防务、爱乐达和中航沈飞四家企业较年分别增长至1.69、1.93、2.05和1.16倍。从企业主要资源“人”角度分析,-年期间生产人员人均产值分别增长至1.38、2.05、1.19和1.17倍,同期生产人员规模分别增长至1.29、1.02、1.78和0.97倍。从另一主要资源“物”角度分析,-年单位机器设备产值四家企业分别增长至0.92、2.00、1.11和0.87倍,同期机器设备账面价值分别增长至1.75、0.98、1.98和1.18倍。我们认为,指标间同比增幅大小关系或反映其核心盈利驱动或者是称为规模驱动的主要因素。

(二)受限繁杂流程上游材料规模经济较弱,下游机加范围经济较弱

上游材料产值规模扩大的核心驱动力或在于设备,体现为稳定的单位机器设备产值、高于总产值及单位机器设备产值的机器设备投入。-20年期间内,西部超导产值增长至1.69倍,单位机器设备产值、机器设备、人均产值、生产人员分别增长至0.92、1.75、1.38和1.29倍,产值增幅与机器设备账面价值增幅接近,单位机器设备产值缩小但接近为1,说明公司实际盈利驱动或来自于设备的持续性投入,需要不断提高的设备投入以满足生产端规模扩大的需求。

繁杂且多环节的生产链或是导致材料环节生产规模经济相对较弱的本质原因之一。据西部超导招股书,以大棒材和锻坯的生产流程为例,需要在西部超导内部经过熔铸厂(铸锭熔炼)和自由锻造厂(大棒材和锻坯生产)两个制造厂的加工,并在单个厂内需要多个环节的加工流程,如在熔铸厂需要经过混料、压制电机、焊电极、三次熔炼等工艺,而绝大多数环节需配套不同生产设备,导致各环节的生产瓶颈将会影响最终产值的释放与扩大。

上游材料端或存在“学习曲线”效应。从单位生产人员产值看,以西部超导为例从年的.72万元,提升至年的.19万元,相比于年增长至1.38倍,而同期产值增长至1.69倍。我们认为,单位机器设备产值的逐年下降(从4.34下降至3.51),设备端的规模经济较弱被另一重要的生产要素“人员”的熟练程度提高所部分抵消,如机器设备账面净值从年的2.40亿扩张至年的6.76亿元,同期生产人员从人扩张至人,前者增幅为%,后者增幅为56%,劳动力这一生产要素在材料的生产过程得到复用。

下游机加重视设备及人员的双重投入。

其一,在设备单位产值有限的情况下,营收规模的扩大需要不断投入生产设备,整体体现规模经济相对较弱。对于爱乐达,-年单位机器设备产值分别为1.49、1.28、1.35和1.42。据公司年6月2日《募集说明书》以及年4月14日《首次公开发行股票并在创业板上市招股说明书》,公司数控加工产能利用率在、、、年的产能利用率分别为62%、72%、86%、87%。从相对增幅看,爱乐达年相对于年,总产值、机器设备账面价值、单位机器设备产值增值至2.05倍、1.98倍和1.11倍。总产值增速与机器设备账面价值增速接近,但单位机器设备产值小于前两者。

其二,下游机加环节体现为对人员规模的持续性投入。-年,爱乐达人均产值、生产人员规模增长至1.19倍和1.78倍,后者与爱乐达同期产值增幅接近。从生产成本构成看,下游机加环节的重人力特征体现在高人工成本上。我们选取现金流量表中“支付给职工以及为职工支付的现金”衡量人工成本(权责发生制与收付实现制的差异决定该指标衡量当期发生的人工成本存在一定误差),以“支付给职工以及为职工支付的现金/营业总成本”考量不同环节对于人工投入规模的差异,爱乐达在-年该指标分别为50.46%、53.08%、45.55%和37.92%,以年为例,分别是西部超导、三角防务、中航沈飞3.20倍、4.08倍和3.03倍。

在弱范围经济特征下,机加环节规模的扩大需要设备与人员持续的双重投入。从机械加工的生产流程及工艺考虑,机加环节具有典型的弱范围经济特征,

(1)加工品类繁杂,不同零件的工艺流程有较大差异。金属材料的机械加工主要包括铣削加工、车削及镗孔、钻孔、攻丝、磨削加工等,加工工艺繁多。

(2)不同零件均需设定特定的加工工艺。在实际生产流程中,需要根据不同零件机械加工的特点,首先选择合适的刀具,然后根据工件确定适当的车削参数、工装和切削冷却方法等。如若加工方法和加工参数控制不当,会造成表面完整性的破坏,产生包括表面划伤、表面烧伤、微裂纹、塑性变形等表面缺陷,最终会导致钛 零件的疲劳性能或抗应力腐蚀性能等使用性能的降低。

(3)不同金属材料的加工工艺存在较大差别。例如,钛 的机加性能与同等强度的较硬钢类似,高切削温度、与刀具发生化学反应及弹性模量较低等,均是钛 相比于其他金属较难进行机械加工的原因。

以上三点共同导致机加环节的弱范围经济,即对于某一机加厂而言,前期在特定加工零件上所积累的工艺经验,在对下一个差异较大的工件进行加工时,需要重新根据加工材料、加工零件形状、加工周期等进行调整。

(三)中游锻造行业商业模式:类晶圆代工模式下解决主机厂需求痛点

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。当技术节点向5纳米甚至更小的方向升级时,集成电路的制造需要采用昂贵的极紫外光刻机,或采用多重模板工艺,重复多次薄膜沉积和刻蚀工序以实现更小的线宽,使得薄膜沉积和刻蚀次数显著增加,意味着集成电路制造企业需要投入更多且更先进的光刻机、刻蚀设备和薄膜沉积设备等,造成巨额的设备投入,可以发现晶圆代工厂的典型企业中芯国际、台积电的固定资产占总资产净值比重约在40%以上,致近年来折旧费用占台积电营收规模保持在20%~30%左右、总折旧费用确认为营业成本比例在90%~95%、营业成本中折旧费用占比在40%附近 达50%。

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。参考国家知识产权局披露的发明专利申请(申请公布号为CNA,申请公布日为.02.21),三角防务提出“一种起落架用大型TC18钛 模锻件的锻造方法”,涉及锻造技术领域,使用该发明生产出来组织力学性能均匀性好,并具备良好表面质量的TC18钛 模锻件,同时降低了原材料的消耗和零件后期机加工时,能够满足新型运输机起落架关键件对大尺寸、高减重、长寿命和低成本的需求。

(四)锻造比较优势:研发费用前置及技术可拓展性带来的强范围经济

中游锻件典型代表三角防务在-年扩张产值依靠的是单位机器设备产值及单位生产人员产值的扩大。-20年,三角防务产值增长至1.93倍,同期机器设备增幅、生产人员增幅几乎不变,而人均产值、单位机器设备产值增幅与产值增幅接近,即三角防务-20年产值的扩大主要依靠设备及人员利用效率的提高,具备强规模经济的特征。从产业链上下游对比看,三角防务的人均产值增幅及单位机器设备产值增幅为钛 产业链 ,西部超导、三角防务、爱乐达、中航沈飞的-20年人均产值增幅分别为38%、%、19%和17%,三角防务的人均产值增幅明显,其余三者变化较小;四家企业的单位机器设备产值增幅分别为-8%、%、11%和-13%,从设备利用率看,三角防务不仅 且与同期人均产值的增幅接近一致,反映其对“人”、“物”两大主要生产要素的充分利用。

造成上述原因的本质,我们认为有三,制造工艺环节相对精简、潜在的产能利用率提升空间以及强范围经济特征,而其中相对精简的工艺流程与强范围经济是中游锻造环节最核心的比较优势之一。

其一,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。例如,对于钛棒的生产流程,需要从海绵钛制成铸锭后,再将铸锭制成棒材;对于前者,需要将海绵钛进行烘干、布料配料、处理、筛分、混料、压制电机、电极焊接、一次熔炼、二次熔炼等多环节制成钛锭;对于后者,将铸锭制成棒材需要经过中断、涂层、加热、打破、精锻、退火等环节才能最终入库,而上述环节所需设备各有差异,即对于上游钛材而言,扩大下游最终产品(以棒材为例)产能规模需要同步扩张各环节设备及一定的人力资源,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。

其二,潜在的产能利用率空间较大。我们认为,一方面,单位机器设备产值趋势的变化(指增加或者降低)背后的主导因素在于其产能利用率,即生产设备的产能利用率决定了单位机器设备的产值是增加还是降低;一方面,单位机器设备产值的 值大小背后的主导因素有二,一是该设备所在的生产工序,二是该环节设备的实际产值上限。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,分别所需要的设备为加热炉及MN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,MN锻压机潜在产值较大。

其三,中游锻造环节具有强范围经济特征。相比于下游机加和终端的整机厂环节,中游锻造环节的一个显著特征/优势在于其范围经济性,以及研发费用的前置性特征突出,并最终反映为边际利润的增加。范围经济不同于规模经济,前者指的是当同时生产两种产品的费用低于分别生产每种产品所需的成本的总和时,所存在的状况被称为范围经济。,若将产品从研发环节到制造环节的成本纳入为生产产品所需费用时,我们认为中游锻造或具有较强的范围经济。从营业成本端考虑,三角防务作为中游锻造的典型企业,其-20年间直接材料、直接人工、制造费用占同期营业成本比重的均值分别为72.58%、2.25%和25.18%,制造费用占比较低,且在不考虑研发及销售费用的悲观假设下,计入制造费用的折旧摊销占制造费用比重的均值为41.46%,基于此计算营业成本中折旧费用占比均值仅为10.44%,即中游锻造行业的静态规模经济效应较弱。

在此情况下,中游锻件行业的研发费用的前置性及下游应用产品的可拓展性决定了其具有比较优势——强范围经济性。从工艺环节看,中游锻造的目的在于改变钛 铸锭的铸态组织、获得所需要的显微组织类型、达到规定的超声波探伤验收条件、获得模锻产品前的组织均匀化、保证制坯或模锻成形性能等。从这个角度考,对于不同的 类型,包括低强度、中强度高韧性、高强高韧、超高强度、超高强韧等牌号的 ,对于中游锻造厂仅需理解如何将这些牌号的钛 锻压成需要的显微组织即可。而当锻造厂掌握某一牌号钛 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递减。以三角防务此类专利描述为例,掌握某一牌号或某类型钛 锻造及热处理工艺后,能够较易拓展到同一类型的机型,甚至是同一机型的不同部位上,范围经济性体现较为突出。

二、如何总结航空中游锻造壁垒:热工艺的不可检测性

(一)改变钛 力学性能关键:调整 成分配比、改变热加工工艺

合成金属材料四要素,成分、工艺、组织和性能。在 的成分、工艺、组织和性能四要素的相互关系中,成分决定着 的类型,工艺决定 的显微组织,而组织决定 的性能。通过调整 成分配比以及改变热加工工艺,可以在较大范围内调整钛 的力学性能,实现强度、塑性、韧性和疲劳性能等的综合匹配。具体看,下游航空装备真正所需求的是钛及其 的力学性能满足一定要求,而影响其性能的因素繁多,但最主要的有四点, 成分( 化手段)、显微组织类型与参数(锻造与热处理手段)、晶体学结构(形变与相变手段)、表面状态(后期的完整性加工与表面强化手段)等。

调整 成分配比及调整 化手段,是确保新型高性能钛 的基本性能水平、是为后续的工艺实现强韧化提供必要的材料基础。例如,通过 化手段,实现新型钛 的熔炼净化(如TD4-DT)、固溶强化(如Ti45Nb)、时效析出强化(如TB8)和综合强韧化(如TC21)等目标,在材料 化方面首先确保了新型高性能钛 的基本性能水平。

钛及其 的显微组织决定其性能,而采取不同的热加工工艺可以得到具有不同性能的显微组织。钛 的性能是由其微观组织形态所决定的,不同的微观组织形态与不同的力学性能之间相互对应, 的微观组织形态取决于 的化学成分、变形工艺和热处理规范。而对于化学成分已经确定的 ,要想得到期望的微观组织和力学性能,就只能通过热变形和热处理来达到目的,可统称为“热工艺”。具体看,在材料创新的基础上进一步运用工艺创新,是提高钛 构件综合性能的重要途径。在加工工艺方面,主要是通过热工艺途径即热变形和热处理等手段获得所需的显微组织和组织参数。例如在航空领域,飞机上使用的钛 构件大都需要经过热变形加工工序。高温变形时,钛 的显微组织发生改变,而在不同的热变形条件下 显微组织存在差异,且通过热处理工艺亦可调控最终的显微组织,并达到调控材料性能的目的,使其满足相关的标准要求。

(二)热工艺的不可检测性决定研发高投入及引入下游供应链的长时间

锻造与锻后热处理同属于热工艺,而热工艺的核心壁垒在于不可检测性,具体表现在热工艺最终产成品制成前,绝大多数环节(包括工艺参数的调整)的实际影响难以检测,同时考虑下游航空高端装备对于性能及安全的双重高严格标准,锻造产成品核心性能如疲劳寿命等多需要实际的载机试验才能得以检测,上述两点共同决定航空中游锻造领域(含锻造及锻后热处理双环节)的前期高研发投入及后期引入下游供应链需要较长时间。

锻造及热处理过程的参数控制为技术核心,而由于其制造过程中的不可检测性决定其前期需要高额的研发投入及试验件材料投入等。参考航空工业出版社《新型航空高性能钛 材料技术研究与发展》,在热工艺环节中,以热变形为例,大型钛 结构件主要通过热模锻成形,在其成形(变形)过程中,成形工艺参数如变形温度、压下速度以及压下量等不仅决定了模锻件的成形载荷,也对钛 的组织与性能产生明显影响,因此如若实现锻件的组织性能调控,需要获得钛 应力应变的本构关系,明晰显微组织的演变规律。参数的模拟最终仍需要落实到实际生产中进行验证,而多参数影响的不可控以及多变量之间的交叉影响因素均需要到多次的实际试验,中游锻造厂商难以对锻造和热处理环节的每一次参数调整后的锻坯性能进行检测。

锻件成品(指热处理后成品)疲劳寿命分析是下游检验其是否为合格品的关键环节,当前多使用理论模拟及超声检测等技术手段完成,但考虑下游高端装备对性能及安全性的双重高标准,在下游实际导入产品时常多需要一定时间的疲劳试验。参考航空工业出版社《新型航空高性能钛 材料技术研究与发展》,在构件疲劳寿命分析中,通常将疲劳过程分为疲劳裂纹形成和疲劳裂纹扩展两个阶段,对于裂纹形成阶段的寿命分析,通常采用疲劳累计损伤理论,而对于疲劳裂纹扩展阶段的寿命估算,则普遍采用断裂力学理论。而由于这两个理论给出的疲劳寿命估算结果无法实现很好的衔接,业内一直试图使用连续破坏过程思路来研究全物理过程的疲劳寿命,而破坏性过程所需的时间或相对较长。此外,在钛 锻件质量检验及控制方面,超声检测是检出钛 各类缺陷的最有效手段。

三、如何认知航空锻造环节竞争格局塑造的根本动力

在国家支持推动下,航空钛 锻造行业格局演变的核心驱动力可总结为“下游装备推动、上游材料创新、中游锻造配合”。具体表现为下游装备需求变化牵引上游钛 牌号的发展,而由于以锻造及热处理环节为代表的热工艺是钛 显微组织形成的重要环节,在新装备牵引新材料的研发期,是新兴锻造厂商能够较易切入的“关键时间窗口”,因此体现为“中游锻造配合”。

飞机设计方法的发展推动上游钛 材料也随之向高性能方向发展,体现为下游装备推动+上游材料创新。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 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。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。

在创新发展材料的基础上,提高钛 构件的综合高性能需要配合以热加工工艺为代表的工艺创新,体现为“中游锻造配合”。理论层面,热工艺(含热变形与热处理)是获得所需显微组织类型和组织参数的必要环节,研制和发展新型高性能钛 材料技术,需要依据 设计与下游应用目标,结合具体 类型、组织和强度水平等细节特点,综合应用新型 化设计方法和综合强韧手段,同时运用材料创新与工艺创新,设计显微组织类型与组织参数,建立组织参数控制的工艺路线与技术,才能最终实现下游装备所需求的新型钛 材料的综合高性能目标。实际应用层面,大量采用损伤容限型钛 是新一代飞机实现高减重、长寿命和高可靠性的重要保障。随着新一代飞机采用损伤容限设计,提出钛 应进一步满足飞机长寿命、高减重的使用需求,钛 的β热处理工艺才得以推广应用。对高强度的损伤容限型钛 来说,必须提出综合高性能要求相适应的新型β热加工工艺技术,以便在不降低塑性的同时,获得高的损伤容限性能。

此外,从减重、提高性能及降低成本方面考虑,新型飞机结构件的大型化突破也需要中游锻造环节的“配合”。

(1)提高性能驱动航空结构件的大型化发展。高航空钛 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越来越大。主要原因在于,由大量中小零件组合的构件和自由锻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。例如在安-22运输机机身采用了20个B95 大型隔框整体模锻件,共减少了个零件,减轻飞机机体重量0kg,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,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,此处同样体现“中游锻造配合”。

四、如何思考航空锻造行业未来的格局演变及发展

(一)稀缺性及国家支持:前期设备高投入及高技术下多需要国家支持

1.以国内为例,航空锻造企业尤其是大型模锻件企业,主要为发展国内大型飞机的国家支持所驱动。

大型模锻液压机的高投入及高难度研发技术的实现,往往需要在国家支持的推动下才能顺利发展。我国某些关键大型模锻件不得不依赖进口,不仅价格昂贵,而且“受制于人”,严重制约了航空航天、石油、化工、船舶等领域 装备制造及行业发展。不同于常规重型装备的制造过程,MN液压机必须一次达到设计使用要求,否则会带来巨大的经济损失及不良影响,在MN压机机械本体的大型零件一旦在生产中出现问题则需要返工,只是压机拆卸和重新安装的时间就需要12个月,费用上亿元,同时不包括停产造成的经济损失,并且需要本体遵循“无限寿命”的设计原则进行建造。由于其较高的设计制造难度,在项目的实施中,中国二重通过重大专项的支持,与国内10余所重点高校和 科研院所联手,组成 攻关团队,对各个课题难关进行逐一击破,并在年4月成功热负荷试车一次成功。

相比较于国企,资本实力相对欠缺的民企发展大型航空锻造业,也需要国家支持。以三角防务为例,据三角防务招股书披露,不完全统计下,从-年间累计收到中央部委或者当地政府部门下发的超万元的项目支持拨款等,例如根据年科学技术部下发的《关于十一五国家科技支撑计划MN重型航空模锻液压机研制等项目的批复》,公司于-09年合计收到“MN重型航空模锻液压机研制”项目拨款万元,该项政府补助按固定资产使用年限(30年)摊销。

2.复盘美国,在下游战机研发需求下,政府基于二战战利品为相关企业研制大型模锻机。

美苏大型模锻液压机的发展源自于德国战败后缴获的“战利品”。在第二次世界大战前,德国因战争需要成功于年建造70MN模锻水压机用于生产铝 航空模锻件,为其发挥空战优势发挥较大作用。美国在二战期间建造百余台中小型模锻和挤压水压机,但其中 的仅为50MN,用于生产如B-17、B-25、B-29轰炸机铝 锻件,大型模锻水压机的缺乏导致战时大型模锻件供应不足。二战结束后,美国和前苏联认识到重型模锻液压机对其国防建设,尤其是对航空工业建设的重要战略作用,作为战争赔偿款分别从德国拆走万吨级模锻水压机,并且苏联俘获德国的水压机设计师为其服务。

对超音速航空以及在 中对发展及生产新型战机的兴趣,催生美国政府投入大型模锻液压机的建造,并将所建造的大型模锻液压机平均分给两家传统航空锻件供应商经营。在德国战败后,美国战争委员会对在美国发展类似于德国的大型模锻机设施产生兴趣,年决定在美国马萨诸萨州的北格拉夫顿建造MN的液压机,该液压机由美国梅斯塔机器公司承保建造,而因美国威曼高登公司自年开始专门从事飞机锻件的设计与制造而被美国战争委员会选择经营该液压机。在德国缴获的液压机回国后,美国战争委员会为建造更大、强度更高的飞机锻件,由当初主导德国“赔偿款”模锻液压机项目的美国空军中将K.B.Wolfe领导并启动一项称为“美国空军重型模锻压力机项目”(AirForceHeavyPressProgram),并让洛伊维建筑公司在美国设计和制造MN和MN各两台,并于年建成。MN和MN各两台分别放置在美国铝业公司的克利夫兰工厂和威曼高登的格拉夫顿工厂,作为美国大型锻件的唯二供应商。

(二)稳格局及有限玩家:设备的有限性及与下游密切关系决定稳格局

因单台大型模锻液压机潜在产能瓶颈较大,决定了设备需求及供给的有限性,进而间接决定了航空大型模锻件的高集中度格局。因设备潜在产能较大,截至到20世纪末近40余年时间内美国也仅有50年代建造的两台MN级设备,设备的需求性有限。以威曼高登公司为例,据FundingUniverse网站对于威曼高登的公司介绍,20世纪开发的F-14和F-15战斗机增加的钛锻造发动机部件和机身机构部件也多为威曼高登公司所提供,而仅F-15自年首架量产型交付美空军使用以来40余年时间内总生产数量达架,20世纪60年代威曼高登中标波音主起落架系统的支撑梁,截至年波音已生产千架,单台大型模锻液压机的产能空间较大。

在与下游主机厂长期的配套关系下,锻件供应商格局较为稳固。以美国为例,据上文所述,

(1)从单个供应商看,以威曼高登为例,该公司于年成立,一开始运营以自行车踏板、链轮和主轴等金融零件,以及铁路车辆的自动耦合器以及其他交通工具的主轴,尚未涉及航空。 次世界大战开始时,威曼高登开始与美国政府签订合同,为飞机发动机签订锻件。通过该合同切入后,凭借优良技术及迅速的生产服务,威曼高登几乎为 次世界大战期间内美军使用的所有飞机制造了各种发动机和机身锻件,并到20世纪30年代,威曼高登已与商用和军用飞机的制造商建立了密切联系。在第二次世界大战时,威曼高登几乎与所有美国飞机制造商签订合同,在战争期间每架战斗中的飞机几乎都包括由其锻造的发动机部件、曲轴、结构性机身部件、螺旋桨机构或起落架部件。作为世界少有的掌握钛 锻造技术、 个商业开发“热处理”科学的公司在50年代中期为B-52轰炸机、波音和KC-运输机提供发动机钛 锻造部件。

(2)从行业格局看,格局仍然较为稳定,自上世纪50年代中期美国空军授予威曼高登以及美国铝业两家公司各两台大型模锻液压机(MN和MN)至今,并无其他企业参与大型航空锻件竞争,我们考虑与其高投入、高技术、与下游主机厂长期合作关系稳固相关。

五、如何理解需求限定下航空锻件企业的增长思维

以军工行业为例,下游需求的限定性往往成为竞争壁垒稳固的内在催化剂之一。例如上文,如高端锻件集中于航空航天市场,客户需求方单一且往往强调产品的高可靠性,牵引严格的供应审核流程,下游客户对产品供应链稳固性要求内在催化了中上游供应商竞争格局的稳定性。但我们强调,需求的限定性具有“双刃剑”特征,从长期看在增长性单一、客户结构简单的背景下,下游需求具有限定性特征的企业往往成为黑天鹅事件下首当其冲的对象。因此如何实现破局,以实现持续增长,往往成为制造业,尤其是高端装备领域供应商必须面对的难题之一。基于此,我们尝试从理论及实际案例双重角度,尝试理解在需求限定下航空锻件企业实现可持续、可加速增长思维的破局关键。

(一)理论基础:构建增长型思维的关键在于由外向内战略及扩张边界

复盘美国军工企业各时期经营战略,并不是所有企业都能很好的把握行业增长机遇成就伟大。参考Deloitte年《Thenexteraofaerospaceanddefense:Howtooutperforminanenvironmentofinnovativedisruption》一文,美国航空航天和国防工业很大一部分公司表现不佳。在过去25年,尽管行业环境、结构和市场需求发生了重大变化,但25%至50%以上的AD公司坚持“坚持到底”的战略和商业模式。与那些调整战略和商业模式,以更好地适应不断变化的环境和市场需求的公司相比,这些公司表现得更差。研究发现,适应行业变化的AD公司的表现比不适应变化的公司高出7倍。

在军费变化的不同时期,采取不同战略的美国军工企业股权回报率存在明显差异。以股东总回报(TSR)衡量,在年前两次国防预算低迷期间,采用“整合重组核心”战略的公司往往表现 (即通过重大整合消除行业过剩产能)。将投资组合调整到更具吸引力的细分市场的公司也表现不错(即采取战略5,重组业务布局),但它们的下行风险更高。如果时机把握得当,退出国防市场的公司表现良好。但那些并未采取任何策略等待军费低迷消退的公司表现最差。而在军费上升期,样本内多数公司表现均良好,但采取“进行重大投资”、“重组业务布局”的公司整体表现更为良好。

理论层面上,构建增长型思维的企业路径有二:通过由外向内的战略,扩张企业的边界。本处参考全球 管理咨询大师拉姆·查兰对于企业获取可持续增长基因的认识(原文为《清华管理评论》杂志年10月刊),并借鉴其持续的增长路径象限。

(1)转换思维,构建由外向内的思维方式。传统竞争者对于增长的理解更多基于自身优势出发,如核心技术、品牌粘性和独特影响等,按照公司→客户→最终使用者的路径思考经营重点,缺陷在于该路径是在用现有思维去思考未来。而构建由外向内的思维方式,企业经营者


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