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航空發(fā)動機深度研究:高價值、多系統(tǒng)、高壁壘的復(fù)雜工程

航空發(fā)動機是飛機的“心臟”褥紫,是保證航空飛行器戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能和飛行安全的決定性部件。航空渦輪發(fā)動機主要由風(fēng)扇瞪慧、壓氣機髓考、燃燒室、渦輪和尾噴管組成弃酌。從進氣裝置進入的空氣在壓氣機中被壓縮后氨菇,進入燃燒室并在那里與噴入的燃油混合燃燒,生成高溫高壓燃氣妓湘。燃氣在膨脹過程中驅(qū)動渦輪高速旋轉(zhuǎn)查蓉,將部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闇u輪功乌询。渦輪帶動壓氣機旋轉(zhuǎn)不斷吸進空氣并進行壓縮,使發(fā)動機能連續(xù)工作豌研。高壓壓縮機楣责、燃燒室和高壓渦輪被稱為核心機。在運行過程中宋泊,該部分將受到溫度、壓力和轉(zhuǎn)速方面最苛刻條件的影響猴豁。因此湃改,核心機將以更快的速度劣化,可能在每次大修時進行維修悲碰、更換丧足,以恢復(fù)失去的性能。

現(xiàn)代航空發(fā)動機由模塊構(gòu)成泻磅,任何模塊都可以作為一個整體更換蜗胖。風(fēng)扇/低壓壓縮機(LPC)模塊是發(fā)動機上的第一個部件。風(fēng)扇模塊的關(guān)鍵部件包括風(fēng)扇葉片煞松、風(fēng)扇盤和壓縮機殼體袄雷。目前的風(fēng)扇葉片通常由鈦制成,但許多新一代機型也使用高強度復(fù)合材料芳争。高壓壓縮機(HPC)模塊由一系列轉(zhuǎn)子和定子組件組成跑事,其主要功能是提高供應(yīng)給燃燒室的空氣壓力。轉(zhuǎn)子組件關(guān)鍵部件是軸向安裝的壓縮機葉片懈词,而定子組件關(guān)鍵部件是壓縮機葉片蛇耀。燃燒室(CBT)是向循環(huán)中添加燃料以產(chǎn)生熱能的地方。

目前大多數(shù)現(xiàn)代渦扇發(fā)動機采用環(huán)形燃燒系統(tǒng)坎弯。燃燒室的關(guān)鍵部件包括內(nèi)殼纺涤、燃料噴嘴和高壓噴嘴導(dǎo)向葉片。高壓渦輪(HPT)模塊位于壓縮機后機架后部和LPT定子殼體前部抠忘。HPT模塊由HPT轉(zhuǎn)子和噴嘴導(dǎo)葉組件組成撩炊,用于提取燃燒熱能以驅(qū)動高壓壓縮機和附屬齒輪箱。低壓渦輪機(LPT)位于HPT模塊的下游褐桌。LPT部件包括LPT轉(zhuǎn)子衰抑、LPT噴嘴定子罩和渦輪機后機架。LPT提取剩余的燃燒熱能荧嵌,以驅(qū)動風(fēng)扇和低壓壓縮機轉(zhuǎn)子組件呛踊。附件驅(qū)動部分通常連接到發(fā)動機芯或風(fēng)扇殼體。附件驅(qū)動裝置將發(fā)動機的機械能傳輸?shù)桨惭b在附件齒輪箱上的基本發(fā)動機和飛機附件(如發(fā)電機和液壓泵)啦撮。

核心是航空發(fā)動機的重要組成部分谭网。核心機是民用航空發(fā)動機最重要的組成部分汪厨,包括了機系統(tǒng)中溫度最高、壓力最大卡宛、轉(zhuǎn)速最高的組件和系統(tǒng)蛙檐,基于成熟的、性能先進的核 心機基礎(chǔ)上發(fā)展系列民用發(fā)動機胚闲,可以達到減少發(fā)動機研制成本贪犁、縮短研制周期的目的。

技術(shù)迭代:推力比及輕量化為發(fā)展方向缭柄,材料及工藝帶動下游升級

縱觀發(fā)動機發(fā)展史檀氏,航空渦輪發(fā)動機的發(fā)展可以劃分為四代。第一代發(fā)動機采用單高壓比離心壓氣機软架、加力燃燒室等關(guān)鍵技術(shù)增加發(fā)動機推力纳帽;第二代發(fā)動機的雙 轉(zhuǎn)子技術(shù)、可調(diào)靜子技術(shù)的應(yīng)用使得總壓比和工作穩(wěn)定性大幅提高弄讥,推力和油耗到顯著改善挣呛;第三代發(fā)動機采用了眾多新技術(shù),包括高效氣動設(shè)計技術(shù)谋啃、全權(quán)限數(shù) 字式電子控制系統(tǒng)等舰绘,并開始應(yīng)用單晶葉片和復(fù)合材料,滿足了戰(zhàn)斗機高機動性需求延赌,大大提高了推重比和工作穩(wěn)定性除盏;第四代發(fā)動機的一體化加力燃燒室、隱身 結(jié)構(gòu)和涂層挫以、矢量噴管等技術(shù)大大提升了發(fā)動機推重比和信號特征者蠕,可靠性、耐久成倍增長掐松,全生命周期費用降低踱侣。近年來,美大磺、俄等國紛紛宣布開始研制下一代戰(zhàn) 斗機發(fā)動機抡句。

美國將自適應(yīng)發(fā)動機確定為空軍下一代戰(zhàn)斗機的動力形式,開展持續(xù)的技術(shù)成熟與風(fēng)險降低杠愧;俄羅斯新一代發(fā)動機采用新型冷卻系統(tǒng)待榔,壓氣機和渦輪葉片都采用了新材料,不論是節(jié)油性能流济、使用壽命锐锣,還是推力都有顯著提高。未來铆糙,隨著新技術(shù)的不斷融合缕翁,傳統(tǒng)燃氣渦輪發(fā)動機將不斷改進丐闲、提高綜合性能,推重也有望得到進一步的突破叠凸。根據(jù)Global Security關(guān)于渦扇15的介紹索官,目前我國最先進的發(fā)動機是渦扇15發(fā)動機,推重比可達10滨鼠,最大推力可達16噸势瘤,但與美、俄兩國相比捶臂,我國戰(zhàn)斗機發(fā)動機的綜合性能仍存在較大提升空間接吠。

隨著流體力學(xué)、熱力學(xué)浑季、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料學(xué)掀哎、控制理論等航空發(fā)動機相關(guān)學(xué)科的斷發(fā)展俩莽,戰(zhàn)斗機發(fā)動機沿著綜合性更高、耗油率逐步降低乔遮、結(jié)構(gòu)更緊湊扮超、費用更低可靠性和耐久性的方向發(fā)展。

戰(zhàn)斗機發(fā)動機的推重比蹋肮,第一代為3.0-4.0出刷;第二代為5.0-6.0;第三代為7.0-8.0坯辩,其改進型達到8.0-10.0馁龟;第四代為10。戰(zhàn)斗機發(fā)動機的渦輪進口溫度漆魔,第一代為1200-1300K坷檩;第二代為1400-1500K;第三代為1600-1750K改抡,改進有所提高矢炼;第四代達到1800-2050K。增壓比對不加力工作條件下發(fā)動機的效力和耗油率有很大影響阿纤。戰(zhàn)斗機發(fā)動機總增壓比辣摘,第三代為25左右,改進型提高到30以上荡将;第四代為26-35涵群。耗油率亦是衡量發(fā)動機經(jīng)濟性的重要指標(biāo)。其最大加力耗油率呈現(xiàn)增長趨勢潭均,而最大推力狀態(tài)耗油率呈現(xiàn)小幅降低的趨勢校搀。戰(zhàn)斗機發(fā)動機的最大推力狀態(tài)耗油率已從1.0-1.2kg/(daN·h)下降到第4代的0.6-0.7kg/(daN·h)三二。

渦輪葉片是渦扇發(fā)動機中制造難度和制造成本最高的葉片,材料和制造技術(shù)推動航空發(fā)動機更新?lián)Q代房幌。在各類武器裝備中会刀,航空發(fā)動機對材料和制造技術(shù)的依存度最為突出,航空發(fā)動機高轉(zhuǎn)速膜护、高溫的苛刻使用條件和長壽命掏绍、高可靠性的工作要求,把對材料和制造技術(shù)的要求逼到了極限锭测。材料和工藝技術(shù)的發(fā)展促進了發(fā)動機更新?lián)Q代译命,如:第一、二代發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)件均為金屬材料侦铜,第三代發(fā)動機開始應(yīng)用復(fù)合材料及先進的工藝技術(shù)专甩,第四代發(fā)動機廣泛應(yīng)用復(fù)合材料及先進的工藝技術(shù)。導(dǎo)向葉片钉稍、工作葉片對于發(fā)動機來說是壓力最高溫度最高的地方涤躲,通過冷卻技術(shù)、提高合金承溫能力以及熱障涂層使渦輪工作溫度進一步提高贡未。相較于風(fēng)扇葉片和壓氣機葉片种樱,渦輪葉片的特點主要表現(xiàn)在原材料要求高、制造工藝難度大俊卤、成本高嫩挤。

價值占比:戰(zhàn)斗機發(fā)動機價值占重復(fù)性出廠成本的10-20%左右

戰(zhàn)斗機發(fā)動機價值占重復(fù)性出廠成本的10-20%左右。重復(fù)性出廠成本包含機體消恍、航電岂昭、發(fā)動機、工程更改狠怨、管理等佩抹。根據(jù)美國空軍采購預(yù)算,F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機采用F110或F110發(fā)動機虽柜,價值量占比13%(2021年預(yù)算數(shù)據(jù))飒晴;F-22戰(zhàn)斗機是雙發(fā)機型,采用F119發(fā)動機财偶,因此發(fā)動機價值量占比較其他型號略高拙位,達15%(2009年預(yù)算數(shù)據(jù));F-35采用F135發(fā)動機课枉,價值量占比12%(2015年預(yù)算數(shù)據(jù))属胖。民用飛機發(fā)動機價值量占比相較戰(zhàn)斗機或較高。傳統(tǒng)上認為機型越小,發(fā)動機價值占比越高莲疤,機型越大恃定,發(fā)動機價值占比越低。但民用與軍用飛機不同砍机,軍用飛機成本拆分顯示機身和機電系統(tǒng)同樣價格昂貴寞殿,主要原因是戰(zhàn)斗機隱身需求對工藝和復(fù)合材料要求較高,機動性和反應(yīng)速度需求對機電系統(tǒng)要求較高铭莱。而對于民用飛機來說骡尽,其機體和航電系統(tǒng)的性能只需要達到合格標(biāo)準,反而突顯了發(fā)動機價值占比較高擅编。

格局塑造:研發(fā)方向的單一性催化強者恒強的格局

晶圓代工:追求先進制程的頭部效應(yīng)攀细,強化制程方向的領(lǐng)先優(yōu)勢

晶圓制造行業(yè)屬于半導(dǎo)體商業(yè)模式分工環(huán)節(jié)的一環(huán)。半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游大體可分為:設(shè)計軟件(EDA)爱态、設(shè)備谭贪、材料(晶圓及耗材)、IC設(shè)計锦担、代工故河、裝等。Fabless與IDM廠商負責(zé)芯片設(shè)計工作吆豹,其中IDM廠商是指集成了設(shè)計、制造理盆、封裝痘煤、銷售等全流程的廠商,一般是一些科技巨頭公司猿规,F(xiàn)abless廠商相比IDM規(guī)模更小衷快,一般只負責(zé)芯片設(shè)計工作。分工模式(Fabless-Foundry)的出現(xiàn)主要是由于芯片制程工藝的不斷發(fā)展么缴,工藝研發(fā)費用及產(chǎn)線投資升級費用大幅上升贬市,導(dǎo)致一般芯片廠商難以覆蓋成本,而Foundry廠商則是統(tǒng)一對Fabless和IDM的委外訂單進行流片犁式,形成規(guī)呐化生產(chǎn)優(yōu)勢,保證盈利同時不斷投資研發(fā)新的制程工藝蚌汁,是摩爾定律的主要推動者遵盼。

以臺積電為代表的追求先進制程的晶圓廠逐步減少。當(dāng)前鲸嫁,晶圓代工廠的發(fā)展模式有兩種刑映,追求先進制程及盈利最大化模式。前者以臺積電兜诞、三星翰鬓、英特爾為代表忽畏,后 者以中芯國際、聯(lián)電坟翠、華虹半導(dǎo)體赖钞、世界先進等為典型。追求先進制程的企業(yè)刃滓,會將生產(chǎn)資源優(yōu)先投入先進制程的投入與研發(fā)仁烹;而以追求最大盈利的企業(yè),會逐步放棄追求先進制程咧虎,資本開支卓缰、研發(fā)投入等強度及額度的減少,會使得公司的盈利能力及現(xiàn)金流好轉(zhuǎn)砰诵,同時因為放棄對先進制程的投資征唬,設(shè)備端等固定資產(chǎn)投入會隨著產(chǎn)量的增長而減少,進而攤薄固定成本茁彭。追求先進制程的臺積電市占率总寒、毛利率均處于絕對優(yōu)勢,2018年據(jù)中芯國際招股書理肺,臺積電純晶圓代工銷售額全球市占率為59%摄闸,毛利率達48%。

臺積電在關(guān)鍵制程取得領(lǐng)先后會進一步加大資本投入妹萨,持續(xù)在制程方向上保持領(lǐng)先優(yōu)勢蟹故。晶圓代工商業(yè)模式的重要特點之一是,在行業(yè)的工藝與技術(shù)高壁壘下剃杯,業(yè)內(nèi)頭部廠商前期規(guī)模逾丑、技術(shù)、人員等生產(chǎn)資源的投入沽糕,會逐漸積淀成企業(yè)的創(chuàng)新能力嘲孙,創(chuàng)新方向與資源投入具有一致性,避免資源的浪費启血,提高經(jīng)營與生產(chǎn)效率魂姆。隨著摩爾定律的不斷進行,掌握核心工藝技術(shù)的臺積電户载,在關(guān)鍵制程節(jié)點取得領(lǐng)先優(yōu)勢后阐泻,會逐步加大資源投入,進一步在制程方向上持續(xù)取得領(lǐng)先優(yōu)勢征啦,前期積累的資本投入及技術(shù)經(jīng)驗逐步鞏固公司護城河担急,形成“先進制程獲得高市場份額→高營收規(guī)模→高資本支出與研發(fā)投入→持續(xù)穩(wěn)固先進制程優(yōu)勢→更高營收規(guī)模支持更高資本支出與研發(fā)投入”的良性發(fā)展驅(qū)動力。

航空發(fā)動機:以推重比為核心改良方向蚁趁,持續(xù)性投入奠定壟斷格局

與晶圓制造廠商類似裙盾,航空發(fā)動機格局持續(xù)穩(wěn)固的關(guān)鍵在于研發(fā)資源單一方向的持續(xù)性投入。我們認為他嫡,可實現(xiàn)研發(fā)資源單一方向的持續(xù)性投入番官,以逐步加深龍頭企業(yè)護城河的細分賽道通常具有三個典型特點,一是技術(shù)系統(tǒng)復(fù)雜钢属。行業(yè)技術(shù)系統(tǒng)化徘熔、 復(fù)雜化程度高,以及專利壁壘高淆党,可確保龍頭企業(yè)前期的研發(fā)投入資源的資產(chǎn)化以及盈利的長期性(如果企業(yè)能夠證明開發(fā)支出符合無形資產(chǎn)的定義及相關(guān)確認條件酷师,則可將其確認為無形資產(chǎn));二是技術(shù)升級方向具有單一性染乌。行業(yè)技術(shù)研發(fā)迭代方向具有單一性山孔,如晶圓代工廠核心研發(fā)方向是使制程持續(xù)縮小,可保證龍頭企業(yè)研發(fā)投入的效率最大化荷憋,并強化工程經(jīng)驗的積累台颠,減少技術(shù)積累被顛覆的可能性;三是技術(shù)迭代所需資本投入高搬雳,高研發(fā)投入是確保行業(yè)格局穩(wěn)固的關(guān)鍵因素之一为或。

全壽命周期空間:取決于新機、升級晃键、維修與換發(fā)

新機列裝:飛機列裝需求牽引航發(fā)市場特棕,備發(fā)需求隨服役時間加大

以美國為例,美國三軍裝備升級衬榕,先進戰(zhàn)機及發(fā)動機市場空間較為廣闊。F-35戰(zhàn)斗機是美國研制的低成本誓拉、新一代多用途戰(zhàn)術(shù)攻擊機杈夜,使用的動力裝置是F135推進系統(tǒng)。從開始研制篓羊,F(xiàn)135推進系統(tǒng)就選定了F119改進型發(fā)動機作為主推進系統(tǒng)盹组,發(fā)展常規(guī)起落型F135-PW-100推進系統(tǒng)和艦載短距起落型F135-PW-600推進系統(tǒng)這兩種型別的常規(guī)渦扇發(fā)動機。采用通用主推進系統(tǒng)六赢,可實現(xiàn)一機多用哄避,提高經(jīng)濟可承受性。投入使用后, F-35戰(zhàn)斗機將替代AV-8B“鷂”式劳景、A-10誉简、F-16、F-15、F/A-18E/F闷串、英國“鷂”式GR-7和“海鷂”戰(zhàn)斗機瓮钥。

民用領(lǐng)域為長期發(fā)展方向,疫情影響消退后需求有望提速烹吵。在以國內(nèi)大循環(huán)為主體碉熄、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局下,國民經(jīng)濟將保持穩(wěn)定增長肋拔,是中國航空運輸市場發(fā)展的主要動力锈津。從長周期來看,我國航空客運周轉(zhuǎn)量仍將保持較快增長凉蜂,預(yù)計2021~2040年我國需要補充民用客機7646架琼梆,其中寬體客機1561架、窄體客機5276架跃惫、支線客機809架叮叹。民用飛機鎖定唯一發(fā)動機型,整機廠收益可預(yù)測性更強溺联,格局近一步穩(wěn)固济问。

傳統(tǒng)民用飛機往往可以配備多個型號發(fā)動機,甚至隸屬于不同廠家捻境。如A330是空客公司最成功的寬體機吝殖,這款客機有三種引擎可供客戶選擇,分別是英國羅爾斯羅伊斯公司的Trent700炸鹅、美國普惠公司的PW4000以及美國通用電氣公司的GE CF6帚颤。而未來新機型的項目中,飛機制造商和發(fā)動機制造商形成了“一款飛機只有一款可選的發(fā)動機”的同盟肮渣。除了A320neo還有兩個發(fā)動機選項之外饮噪,CFM的LEAP-1B成為波音737max的唯一選裝發(fā)動機,GE 9X是波音公司777X飛機的唯一發(fā)動機選擇距肯,RR公司的Trent XWB是空客A350XWB的唯一發(fā)動機選擇膏姨,Trent 7000也是空客A330neo項目的唯一選裝發(fā)動機。

頂層政策強調(diào)富國與強軍的統(tǒng)一棺衬,國際政治局勢趨緊背景下裝備需求存在一定上升空間橙喘。2020年10月下旬,中國共產(chǎn)黨第十九屆中央委員會第五次全體會議公報發(fā)布胶逢。全會提出厅瞎,加快國防和軍隊現(xiàn)代化,實現(xiàn)富國和強軍相統(tǒng)一初坠,加快機械化信息化智能化融合發(fā)展和簸,全面加強練兵備戰(zhàn)彭雾,提高捍衛(wèi)國家主權(quán)、安全比搭、發(fā)展利益的戰(zhàn)略能力冠跷,確保2027年實現(xiàn)建軍百年奮斗目標(biāo)。

要提高國防和軍隊現(xiàn)代化質(zhì)量效益身诺,促進國防實力和經(jīng)濟實力同步提升蜜托,構(gòu)建一體化國家戰(zhàn)略體系和能力,推動重點區(qū)域霉赡、重點領(lǐng)域橄务、新興領(lǐng)域協(xié)調(diào)發(fā)展,優(yōu)化國防科技非工業(yè)布局穴亏。2020年11月3日王庐,《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)的建議》發(fā)布,要求加快機械化毯创、信息化和智能化融合發(fā)展毫例;提高捍衛(wèi)國家主權(quán)、安全苫七、發(fā)展利益的戰(zhàn)略能力惹捡,確保2027年實現(xiàn)建軍百年奮斗目標(biāo);加快武器裝備現(xiàn)代化尼送,聚力國防科技自主創(chuàng)新男赴、原始創(chuàng)新,加速戰(zhàn)略性前沿性顛覆性技術(shù)發(fā)展鸭荡,加速武器裝備升級換代和智能化武器裝備發(fā)展垄减;到2035年“關(guān)鍵核心技術(shù)實現(xiàn)重大突破”;促進國防實力和經(jīng)濟實力同步提升稻猜。

下游航空市場受宏觀環(huán)境波動影響顯著牙枕,國防發(fā)動機市場長周期內(nèi)穩(wěn)定性高于民用航空市場。盡管公司作為全球前列的航空發(fā)動機制造商坦康,但長周期看竣付,1988-2019年整體營收CAGR僅為7.11%,主要受宏觀環(huán)境影響顯著涝焙,如1988年之后不斷惡化的經(jīng)濟預(yù)期卑笨、中東局勢加劇孕暇,2001年后“911”事件對于航空產(chǎn)業(yè)的巨大沖擊仑撞,2008年全球經(jīng)濟危機影響等,均對公司營業(yè)收入造成較大影響妖滔,增速下滑明顯隧哮。

分業(yè)務(wù)對比桶良, 民用航空貢獻營收最大,2004-2020年營收占比平均達48.44%沮翔,國防部門貢獻營收平均占比達19.83%陨帆。但從復(fù)合增速看,國防部門2004-2020年實現(xiàn)營收CAGR達5.76%采蚀,高于民用航空部門的3.27%疲牵。由于國防部門下游客戶需求的相對穩(wěn)定性,除2014榆鼠、2015岭复、2018年外,RR國防業(yè)務(wù)均實現(xiàn)了正增速,同時其相對穩(wěn)定性在部分時期穩(wěn)定了整體營收增速,如2011年霸督、2017年相满。分業(yè)務(wù)看,國防部門營業(yè)利潤率較為穩(wěn)定且高于公司整體營業(yè)利潤率袭异,并降低了整體營業(yè)利潤波動性。

從增量市場看,備用發(fā)動機價值量逐步提高登徐。在民航領(lǐng)域,備用發(fā)動機價格多遵循生產(chǎn)中發(fā)動機的標(biāo)價络骤,而安裝的發(fā)動機(在新飛機上交付的)在采購談判過程中通常會打折40%或更多此腊。2001年至2018年間,波音737-800的備用發(fā)動機價值占飛機總價值的比例從不到30%上升至50%以上朵令,空客A320-200的備用發(fā)動機價值占飛機總價值的比例從不到30%上升至48%羊捧。(報告來源:未來智庫)

存量升級:下游性能需求催化航發(fā)代際升級,范圍經(jīng)濟優(yōu)勢為核心

從美國看彼硫,以固定翼為代表的軍機呈現(xiàn)制造成本不斷提升的趨勢炊豪,因此在軍方裝備升級背景下,潛在的需求空間隨軍方對性能的需求提升而不斷增加拧篮〈什常基于統(tǒng)計的運輸機、轟炸機串绩、戰(zhàn)斗機等缺虐,在過去25年固定翼軍機成本的增長率已超出普通的通貨膨脹指數(shù),如消費者指數(shù)礁凡、國防部采購平減指數(shù)和GPD平減指數(shù)等高氮,無論是基于采購成本還是單位空重成本衡量,都體現(xiàn)為該趨勢顷牌。美軍多數(shù)軍機的采購多使用成本加成定價合同剪芍,在該合同條款下成本的上升決定了軍方采購價格的上升塞淹,意味著在同等采購數(shù)量下武器裝備的升級換代所需費用隨之增加,而對于洛馬等企業(yè)罪裹,則是潛在裝備升級換代市場空間的不斷增加饱普。

軍方對于軍機更先進性能的需求為推動其成本增長的主要因素。軍機成本主要包括無法控制的經(jīng)濟驅(qū)動因素(economy-driven factors)和可以控制的客戶驅(qū)動因素(customer-driven factors)茶踪。經(jīng)濟驅(qū)動因素的變量主要包括勞動力杉源、設(shè)備和材料的成本,客戶驅(qū)動變量主要包括提供服務(wù)部門因飛機性能提升而需要增加的成本教叽。對于經(jīng)濟驅(qū)動因素惦知,多是指各軍種幾乎無法直接控制的因素,包含人工愁逝、材料爪辟、制造設(shè)備等成本,例如飛機制造人工的工資率隨著時間的變化而變化敷忠,而這是制造商必須支付的成本既权,此類變量超出服務(wù)部門的控制范圍。

發(fā)動機總體呈現(xiàn)單機成本不斷提升的趨勢崎北,一方面酌沥,主要系發(fā)動機代際更迭追求更高性能帶來的成本提高。對于軍用飛機來說松招,從第1代發(fā)動機到第4代發(fā)動機呵扛,為了滿足戰(zhàn)斗機的超聲速巡航、超機動筐带、超隱身和短距起落等能力今穿,第4代戰(zhàn)斗機發(fā)動機對推力與推重比、推力矢量伦籍、雷達和紅外信號等提出了更高的要求蓝晒,明顯增加了技術(shù)難度。為了滿足第4代戰(zhàn)斗機的綜合性能最優(yōu)和全壽命周期費用較低的要求帖鸦,第4代戰(zhàn)斗機發(fā)動機對耐久性芝薇、維修性、可靠性和保障性等提出了更高的要求作儿,明顯拓展了技術(shù)范圍洛二,增加了研制難度。同時攻锰,由于原材料占比超過一半晾嘶,先進材料的使用也增加了發(fā)動機成本,第4代戰(zhàn)斗機發(fā)動機的價格顯著高于第3代口注。對于民用飛機來說变擒,更關(guān)注油耗、排放逐嗅、噪聲等而非動力性能蹂甥,因此發(fā)動機會更經(jīng)濟,價格增速相較于軍用航空發(fā)動機較小菊车。

另一方面虚缘,源自同型號發(fā)動機的不斷改型。軍機方面您奶,以F135為例辐轧,以F119改進型發(fā)動機為基礎(chǔ),一是發(fā)展常規(guī)起落型F135-PW-100推進系統(tǒng)和艦載短距起落型F135-PW-600推進系統(tǒng)這兩種型號的常規(guī)渦扇發(fā)動機晋鼓。二是發(fā)展短距起飛垂直降落型F135-PW-400推進系統(tǒng)鬼涂,這是一種新穎結(jié)構(gòu)的推進系統(tǒng)。民機方面摘链,以CFM56發(fā)動機為例羔仅,CFM系列發(fā)動機經(jīng)歷了不斷改型整體性能不斷提升,目前已發(fā)展出CFM56-2岗努、CFM56-3沉桌、CFM56-5、CFM56-7四代發(fā)動機算吩。

CFM發(fā)動機性能提升主要通過設(shè)計優(yōu)化留凭、技術(shù)創(chuàng)新和材料更新等方式實現(xiàn)。相對于初代機CFM56-2偎巢,CFM56-3將附件齒輪箱及安裝的附件由正下方移至發(fā)動機兩側(cè)蔼夜,形成經(jīng)典非圓外殼設(shè)計,減小發(fā)動機迎風(fēng)面積压昼;同時重新設(shè)計與之匹配的進氣道挎扰,增大離地間隙,解決了初代發(fā)動機尺寸過大的問題巢音。在CFM65-3基礎(chǔ)上遵倦,CFM56-5首次使用先進的發(fā)動機高性能材料、三維空氣動力學(xué)原理設(shè)計的風(fēng)扇葉片和雙通道全權(quán)數(shù)字電子控制系統(tǒng)(FADEC)官撼,使飛機與發(fā)動機的數(shù)據(jù)傳輸更通暢梧躺、更準確、效率更高傲绣,燃油消耗率和燃油成本比前期發(fā)動機降低遣惊,發(fā)動機的推力覆蓋范圍也不斷擴大,在環(huán)保性待鲤、經(jīng)濟性方面取得較大進步渠盅,但發(fā)動機中燃油系統(tǒng)和啟動系統(tǒng)故障率較高勃说。而CFM56-7在前代發(fā)動機基礎(chǔ)上,通過增加渦輪進口溫度以提高發(fā)動機在翼服役壽命,應(yīng)用先進的熱力學(xué)循環(huán)原理以降低燃油消耗供辰,同時為滿足環(huán)保要求痒塞,還采用了控制污染排放性能更佳的雙噴頭燃燒室,使得CFM56-7發(fā)動機在環(huán)保性梢苍、可靠性洪磕、經(jīng)濟性等性能方面進一步提升。

關(guān)注高端裝備行業(yè)學(xué)習(xí)曲線對可變成本的影響诲有。學(xué)習(xí)曲線晋丑,又稱為熟練曲線,是說明生產(chǎn)勞動時間與反復(fù)完成具有相同功能行為次數(shù)之間關(guān)系的曲線药封。不論是個體還是群體嚼债,某一次作業(yè)所需要的工時、材料及產(chǎn)品支持等吠谢,均會隨著重復(fù)進行該作業(yè)次數(shù)的增加而降低碟嘴,從而使得生產(chǎn)費用不斷的降低。學(xué)習(xí)曲線的規(guī)律是當(dāng)自變量的產(chǎn)量成倍增多時囊卜,因變量勞動時間和費用下降娜扇,形成指數(shù)關(guān)系曲線。其表達式為= 1 × 栅组。

其中雀瓢,tn是第n件產(chǎn)品的直接工時或費用,n是生產(chǎn)產(chǎn)品的序數(shù)玉掸,a是熟練曲線斜率指數(shù)刃麸,有a=lgS/lg2。該曲線的斜率S的含義是規(guī)定生產(chǎn)第2件產(chǎn)品的工時數(shù)較第1件減少的固定百分比司浪。學(xué)習(xí)曲線對可變成本的降低作用可通過核心機體現(xiàn)泊业。核心機的成功研發(fā),在某種程度上表明對多項工藝的熟練掌握啊易。

除范圍經(jīng)濟外吁伺,由于航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的重資產(chǎn)特性,經(jīng)營杠桿的存在使得發(fā)動機廠商利潤增速高于營收增速堤酿。以RR2008-2013年為例谷培,該時期內(nèi)國防部門引擎交付數(shù)持續(xù)為正,期間合計交付引擎數(shù)為交付引擎數(shù)達4460臺镇评,CAGR為11.56%藤侦,該業(yè)務(wù)營業(yè)收入CAGR為8.97%。在航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)重資產(chǎn)特性影響下,期間RR的國防部門經(jīng)營杠桿穩(wěn)中有降樊何,由2008年的1.19下降至2013年的1.12特血,降幅僅為5.67%。但由于規(guī)模經(jīng)濟的存在秀彤,期間RR國防業(yè)務(wù)部門的營業(yè)利潤率提升較為顯著猜著,由2008年的13.23%上升至2013年的16.90%,并在2015年達到十年以來最高值19.31%灿拗,營業(yè)利潤絕對值在該2008-13年內(nèi)CAGR達14.45%,接近營收增速的2倍醇樱,規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)對業(yè)績的倍增效應(yīng)明顯侍上。

維修與換發(fā):從市場空間、參與主體郎哭、維修領(lǐng)域看細分賽道機遇

市場空間:典型航空發(fā)動機項目中維修產(chǎn)生的收入規(guī)模至少是新機OE4倍以上

從全壽命周期角度來看他匪,發(fā)動機運營和維護費用高于整機采購成本。維護保障費用占比最高夸研,包括航線維護邦蜜、基地維護和返廠大修。航線維修包括飛機調(diào)度所需的例行維修亥至、故障排除和維修糾正措施悼沈。基地維修包括深入檢查姐扮,稱為系統(tǒng)檢查和結(jié)構(gòu)檢查絮供,通常包括非常規(guī)任務(wù)的實質(zhì)性糾正。大修是指部件(包括發(fā)動機)從飛機上拆下后的維修茶敏。根據(jù)發(fā)動機型號和設(shè)計特點壤靶、推力、技術(shù)條件和工作范圍定義惊搏,性能恢復(fù)大修成本可能從300萬美元到1200萬美元以上贮乳。

成熟期時RR的維修業(yè)務(wù)占比過半,國防部門减点、民航部門過半的營收由維修業(yè)務(wù)貢獻饥猴。RR公司維修營業(yè)收入主要來源為民航維修和國防維修,兩者均在民航收入街粟、國防收入中占比較高锉纹。2008-2020年,RR維修業(yè)務(wù)占民航與國防業(yè)務(wù)收入平均比重為56%今天,最高時占比可達61%残宽。分業(yè)務(wù)看,民航維修業(yè)務(wù)收入與國防維修業(yè)務(wù)收入比重接近,2008-2020年間RR公司民航維修占民航收入比父吧、國防維修占國防收入比均保持在58%左右隧蜀。其中,民航維修占民航收入比最低為2016年的52%秉唇,最高為2010年的62%素矛;國防維修占國防收入比最低為2013年的46%,最高為2015年的61%漆勉。從維修種類上看撒蟀,民航維修占營收主要構(gòu)成。2008-2019年温鸽,RR公司的民航維修占總維修營收比例均在70%以上保屯,2020年受疫情影響下降至59%;2008-2019年國防維修占比均在25%左右涤垫,2020年占比超過40%姑尺。

參與主體:維修環(huán)節(jié)存在軍方與主機博弈,大修模式多向PBL遷移蝠猬,主機廠或受益

從參與主體分析切蟋,軍用航空發(fā)動機領(lǐng)域,以美國為例榆芦,存在軍方與航發(fā)主機廠的博弈柄粹。基于美國國防部指令4151.20號匆绣,F(xiàn)-35聯(lián)合項目辦公室已要求美國空軍镰惦、海軍和海軍陸戰(zhàn)隊掌握軍機的核心維修能力。據(jù)美國國防部指令4151.20犬绒,基地級核心能力確立過程娩伴,2018.5.4,需確保軍方需具備武器裝備的基地級維修任務(wù)的核心維修能力等吝,擁有其核心能力意味著將在美國政府設(shè)施中保持部分(不一定是全部)維修工作的能力靠牙。從供應(yīng)鏈穩(wěn)定性考慮,制定該指令是為確保裝備項目的順利實施泽中,以便在發(fā)生自然災(zāi)害虎疗、戰(zhàn)爭突發(fā)事件或商業(yè)部門運營中斷時,政府將保留執(zhí)行某些任務(wù)的能力熏虱¢祝空軍裝備司令部的倉庫運營部(AFMC/A4D)表示,F(xiàn)-35的倉庫維護總工作量中約有 60% 屬于核心維修能力類別浓盐。因此涌疲,盡管美國政府將保留執(zhí)行基地級維修范圍的能力,但可以考慮將 40% 的工作量(稱為“核心以上”)分配到外國合作伙伴或私營部門。國防部指南指出九昵,應(yīng)根據(jù)最佳價值確定來分配基地級維修任務(wù)所脉,但該指南并未具體說明如何確定“最佳價值”。但在“50/50”規(guī)則下育韩,一般美國政府通常會將50%的基地級維修任務(wù)外包至其他部分(從合同金額考慮)克蚂。

在民用發(fā)動機零部件維修市場領(lǐng)域,維修主體分為航空公司內(nèi)部部件修理廠筋讨、OEM部件修理廠埃叭、獨立的第三方內(nèi)部部件修理廠和獨立的專業(yè)化部件修理廠。在民航發(fā)動機零部件維修市場領(lǐng)域悉罕,參與主體有四類赤屋,具有內(nèi)部零件能力的航空公司、OEM蛮粮、獨立的第三方維修及專業(yè)化部件維修公司益缎。例如谜慌,航空公司內(nèi)部的大修中心可能會將其零部件維修外包給原始設(shè)備供應(yīng)商然想、獨立的第三方部件維修公司,但他們通常不會使用獨立的第三方大修廠的服務(wù)欣范,因其內(nèi)部已具備相應(yīng)的大修能力变泄。但是,航空公司及OEM的大修廠恼琼,可能會出于經(jīng)濟意義怔哮,把部分低使用率、低維修率的專業(yè)化操作外包給獨立的第三方大修廠翼抡,如激光焊接等鸡蒲。

細分領(lǐng)域:發(fā)動機大修部件可分為性能恢復(fù)與LLP,總成本中材料占主要構(gòu)成

從細分領(lǐng)域看响奋,航空發(fā)動機的運行特點決定整機細分賽道的維修市場存在一定差異束咙。發(fā)動機大修成本中材料成本占主要構(gòu)成。發(fā)動機大修成本的大約60%-70%是由于更換材料救眯。在修理的發(fā)動機零部件中览止,熱端部件是其重點。所謂熱端部件观昂,是指高校增、低壓渦輪組件和燃燒室,它占整臺發(fā)動機大修費用的60%以上疾练。在大修費用中茁只,大部分花在購買更換的新零部件。如果采用高新技術(shù)對機匣、燃燒室甫恩、渦輪葉片和導(dǎo)向葉片等作深度修理逆济,則可大大降低費用,這是航空公司樂意接受和追求的磺箕。所以奖慌,發(fā)動機大修和深度修理能力是航空公司在挑選修理廠商時的一個關(guān)鍵問題。

發(fā)動機大修分為性能恢復(fù)成本和LLP成本松靡,性能恢復(fù)成本與運行環(huán)境有關(guān)简僧,而LLP成本和運行次數(shù)有關(guān)。性能恢復(fù)指核心發(fā)動機在運行過程中因受熱雕欺、腐蝕和疲勞而損壞岛马,而需要定期/定時恢復(fù)相關(guān)部件的性能。當(dāng)發(fā)動機運行時屠列,廢氣溫度(EGT)升高啦逆,導(dǎo)致機翼加速磨損和開裂,從而進一步降低性能笛洛。根據(jù)發(fā)動機材料及其性能夏志,OEM建立了關(guān)鍵EGT指標(biāo),達到該EGT需要進行大修以恢復(fù)相關(guān)性能政庆。壽命限制零件(LLP)是指發(fā)動機內(nèi)有某些主要旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)零件兰吁,他們壽命多與飛行次數(shù)掛鉤,如果這些零件發(fā)生故障可能會對發(fā)動機造成危險損壞仲工。LLP通常由閥盤肘抒、密封件、滑閥和軸組成母卵,其壽命限制多由OEM在每臺發(fā)動機的大修手冊中規(guī)定任感。一旦發(fā)動機的累積飛行周期接近最短LLP壽命極限,則必須移除零件慈柑。

一臺發(fā)動機在其使用壽命期間會進行幾次大修乳吉,但檢修率將取決于各種運行參數(shù),發(fā)動機的機翼壽命受其推力額定值歪低、操作嚴重性溅宅、發(fā)動機成熟度的影響。一是推力額定值盔曼,對于給定的發(fā)動機型號搪书,EGT裕度在更高推力下運行時惡化更快。EGT裕度劣化通常是發(fā)動機拆卸的主要驅(qū)動因素吴侦,尤其是在短途任務(wù)中運行的發(fā)動機屋休。更高的推力產(chǎn)生更高的核心溫度坞古,從而使發(fā)動機的組成部分暴露在更大的熱應(yīng)力下。二是操作嚴重性劫樟,更苛刻的條件將導(dǎo)致發(fā)動機承受更大的應(yīng)力痪枫,從而增加發(fā)動機硬件的磨損。影響操作嚴重性的因素有:平均飛行時間叠艳、減推力起飛奶陈、室外空氣溫度以及環(huán)境。在大多數(shù)情況下附较,較短航段長度運行的影響是性能惡化更迅速吃粒,導(dǎo)致每飛行小時的直接維護成本更高。減推力起飛是低于最大推力水平的起飛推力拒课,更大的減額轉(zhuǎn)化為更低的起飛EGT徐勃,因此發(fā)動機劣化率更低,機翼壽命更長早像,每飛行小時成本更低益侨。三是發(fā)動機壽命,舊發(fā)動機的維護成本通常高于新發(fā)動機著平。隨著發(fā)動機老化积碍,其平均維修時間減少。與成熟發(fā)動機相比铭懂,首次運行發(fā)動機在機翼上的使用壽命要長得多引笛。

由于不同部件的維修驅(qū)動力不同笆低,導(dǎo)致航空發(fā)動機不同部件的維修市場及邊際變化存在一定差異肉诚。從維修驅(qū)動力看,飛機不同部件的維修成本驅(qū)動力不同忌挺,一般存在兩種痊撤,與飛行小時相關(guān)及與飛行周期相關(guān)。前者嫂藏,多指與飛行時長成正相關(guān)的可變維護成本榔夹;后者,多指與飛行次數(shù)相關(guān)的固定維護成本峻胞,與飛行小時數(shù)關(guān)系較小答渔。從市場空間角度考慮,以飛行周期核算成本的部件市場空間較為穩(wěn)定侥涵,主要驅(qū)動力在于航線飛行次數(shù)及訓(xùn)練起降次數(shù)沼撕,長期空間相對穩(wěn)定,但邊際增長性較弱芜飘。而以飛行小時核算維護成本的部件务豺,短期維修空間相較以飛行周期核算的部件較小磨总,但中長期的邊際彈性較大。以發(fā)動機為例笼沥,發(fā)動機壽命有限零件(LLP)以“飛行周期” 為基礎(chǔ)蚪燕,包括發(fā)動機內(nèi)的旋轉(zhuǎn)壓縮機和渦輪輪轂、軸或盤等均有明確的運行壽命奔浅,在運行周期結(jié)束時部件必須更換且不得再次使用馆纳;發(fā)動機性能恢復(fù)成本按“每飛行小時”收取,而由于發(fā)動機壽命越長汹桦,其維修成本越高厕诡,該部件受益比例也會提高。

商業(yè)模式:以時間換空間营勤,風(fēng)險與現(xiàn)金流的平衡

飛機 VS 航發(fā):售后市場空間決定二者的投資周期及項目現(xiàn)金流差異

以民用客機及商業(yè)航空發(fā)動機為例倘封,二者商業(yè)模式的共性在于其運營時間長、技術(shù)要求高模鹿、屬于資本密集型帚萧。飛機制造及發(fā)動機均屬于技術(shù)及資本密集型行業(yè),前期均需要較高的研發(fā)支出及資本支出挚雾。同時赔膳,由于其運營時間較長,客戶對于安全性钩氓、可靠性要求均較高诸谨。以歐洲飛機整機巨頭空中客車及發(fā)動機巨頭RR為例,二者資產(chǎn)結(jié)構(gòu)較為接近织刹。2006財年至2020年財年間颖脸,RR、空客公司流動資產(chǎn)占總資產(chǎn)比重的平均值分別為55%佛岛、51%翩赐,同期固定資產(chǎn)凈值占總資產(chǎn)比重的平均值分別為15%、16%键袱。從資本支出強度看燎窘,2010年-2020年RR、空客公司平均資本性支出現(xiàn)金為15.74億美金蹄咖、31.10億美金褐健,占營收比重的均值為8.03%和3.52%。

以民航為例澜汤,飛機整機及發(fā)動機的長期運行環(huán)境存在較大差異蚜迅,是二者商業(yè)模式差異的根本原因所在。相較于發(fā)動機银亲,疊加對安全性慢叨、可靠性及舒適性的要求纽匙,民航飛機運行在相對良好的環(huán)境中。盡管飛行載荷及次數(shù)會對飛機結(jié)構(gòu)和部分系統(tǒng)(如航電拍谐、制動)造成壓力烛缔,需要對其子系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)進行維護以確保運行安全,但維護工作通常不涉及更換飛機的主要部件轩拨。發(fā)動機工作時践瓷,其關(guān)鍵部件通常浸沒于高溫、高速婚廷、腐蝕性的氣流中叶刮,轉(zhuǎn)速足以使得部件承受較大應(yīng)力并發(fā)生磨損。

因此藏苫,運行環(huán)境的惡劣程度為售后市場空間的決定因素搓捅,進而決定民用飛機與航空發(fā)動機項目的投資周期及現(xiàn)金流差異。民用飛機的特點是項目前期的5-6年時間內(nèi)進行高研發(fā)投資信炬,在此期間內(nèi)同步投資大量的生產(chǎn)設(shè)施铆性。一個成功的飛機項目將持續(xù)生產(chǎn)10-15年,之后便需要另一項重大投資以更換或者升級該機型移蔼,其使用壽命大約持續(xù)25年跨溺。由于民航飛機售后市場空間相對較低,因此飛機的定價往往基于在假設(shè)的生產(chǎn)運行期間內(nèi)航空公司的購買數(shù)量备饭,盡可能希望以O(shè)EM實現(xiàn)資金回收惩投。

而相對于民航發(fā)動機,由于激烈的競爭和航空公司的強大購買力幼健,發(fā)動機有時會以接近成本價的價格出售兄存,因此出售新的發(fā)動機并不能產(chǎn)生所需的投資回報,而更多是依靠其售后市場空間咱士。從現(xiàn)金流看立由,以典型民用寬體發(fā)動機項目為例轧钓,據(jù)RR2018年公告序厉,以2000個發(fā)動機項目為代表,現(xiàn)金流支出可分為三階段:(1)研究與開發(fā)和前期資本支出現(xiàn)金流約15-20億英鎊毕箍,約合人民幣120-160億元弛房;(2)新機批產(chǎn)交付階段支出現(xiàn)金流32億英鎊,約合人民幣250億人民幣以上(以當(dāng)前每臺發(fā)動機現(xiàn)金流虧損160萬估計)而柑;(3)售后市場階段持續(xù)超過25年文捶,預(yù)計累計現(xiàn)金流入超100億英鎊,約合人民幣800億以上媒咳。

軍用發(fā)動機:需求定制粹排、長升級空間及更高使用率利于平滑現(xiàn)金流

軍用航空發(fā)動機項目現(xiàn)金流收益長且穩(wěn)定性較強种远。參考英國RR公告,軍用航空發(fā)動機項目生命周期一般均在50年以上顽耳,期間內(nèi)現(xiàn)金流分布特點有四:

(1)研發(fā)時間長坠敷,對相關(guān)技術(shù)的研發(fā)至多可在投入使用前的20年;

(2)前期技術(shù)發(fā)展及生產(chǎn)開發(fā)所需部分資金由客戶提供支持今捕,因此研發(fā)階段企業(yè)現(xiàn)金流支出計劃性相對更強数屁,同時在生產(chǎn)階段甚至可產(chǎn)生正的現(xiàn)金流流入;

(3)生產(chǎn)階段盈虧平衡點更快實現(xiàn)希咒,同時在后續(xù)發(fā)動機升級驅(qū)動下透格,項目的生命周期往往更長。由于國防項目的研發(fā)時間相對更長顺良,在考慮相較于民航的低安裝基數(shù)下韭拙,國防發(fā)動機往往以更為合理的利潤率銷售于軍機主機廠或者軍方(軍用航空發(fā)動機業(yè)務(wù)毛利率相較民用更高),因此項目的現(xiàn)金盈虧平衡點往往在大批量生產(chǎn)的2年內(nèi)或者更短的時間內(nèi)實現(xiàn)些栅,具體取決于軍方的資金支持以及產(chǎn)量提升帶來的學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)酝螃。同時,生產(chǎn)周期相對更長臊耳,包含升級周期可長達20-30年疾隙;

(4)售后市場多以PBL模式簽訂,這有利于發(fā)動機廠商更好的安排維修相關(guān)業(yè)務(wù)的現(xiàn)金支出颈侈,并可帶來更好的規(guī)模經(jīng)濟溢價鸯两。在售后市場,羅羅通常與軍方每5年簽訂基于性能保障(PBL)模式的集成維修服務(wù)合同长豁。以美國為例钧唐,美國現(xiàn)階段裝備保障維修多采用PBL合同模式,在激勵機制下可調(diào)動主承包商降低維修業(yè)務(wù)成本的積極性匠襟。國防部在2001年 的“四年防務(wù)審查”中首次采用PBL(performance-based logistics钝侠,中文一般翻譯為“基于性能的保障”)概念,并將其作為國防部為新武器系統(tǒng)和現(xiàn)有系統(tǒng)提供后勤支持的首選戰(zhàn)略酸舍∷停基于PBL合同框架下,軍方將產(chǎn)品維護的最終責(zé)任轉(zhuǎn)移給承包商啃勉,使得承包商的激勵措施從“銷售越多的備件和維修忽舟,就可以獲得越多的利潤”轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲悴考途S修用的越少,獲得的利潤就越多”淮阐,并希望借此降低整體的壽命周期費用叮阅。

具體看,(1)國防發(fā)動機項目現(xiàn)金流更具穩(wěn)定性的根本原因之一泣特,在于軍方對性能需求的定制化牽引的較低研發(fā)風(fēng)險浩姥。①研制端凡宅,軍方用戶會告訴發(fā)動機制造商應(yīng)該做什么和怎么做。例如簸眼,在美國空軍于上世紀80年代啟動F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機研制計劃時尚稍,對配裝F-22飛機的發(fā)動機提出系列要求,如持續(xù)超聲速巡航(在不加力的狀態(tài)下達到馬赫數(shù)1.5~1.6的巡航速度)特掀、單臺推力達到13噸力以上竭珊、推重比達到10左右等。同時葬聘,發(fā)動機制造商是花國家的錢來研發(fā)軍方用戶所需要的發(fā)動機震头,例如1997年美國空軍與普惠簽訂一份總價值9億美元的合同,要求該公司為F-35飛機驗證機提前研制用于地面的飛行試驗的發(fā)動機赖相。②生產(chǎn)端殊青,對于軍用發(fā)動機項目,負責(zé)軍備采購的部門通常會根據(jù)年度采購目標(biāo)和預(yù)算來確定發(fā)動機的成本價钳骚,發(fā)動機制造商則根據(jù)企業(yè)自身的發(fā)展戰(zhàn)略來確定競標(biāo)價格酣婶。而對于商用飛機發(fā)動機項目,產(chǎn)品的價格是由市場競爭環(huán)境決定的貌嫡,發(fā)動機制造商最初確定產(chǎn)品的銷售價通常比起成本要低得多比驻,導(dǎo)致在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)國防業(yè)務(wù)的毛利率相對更高。

(2)國防發(fā)動機項目現(xiàn)金流具有更具穩(wěn)定性的根本原因之二岛抄,在于其更高的使用率以及更為惡劣的運行環(huán)境别惦。軍方用戶要求開發(fā)商提供技術(shù)最為先進的發(fā)動機,要求其在重量最輕的條件下推力最大夫椭,即要求發(fā)動機的推重比最大化掸掸,并要求具有最低的可探測性。據(jù)上文蹭秋,發(fā)動機部件的維修成本驅(qū)動因素取決于飛行次數(shù)及飛行小時扰付,而飛行小時除與飛行時間相關(guān)外,與飛行時發(fā)動機運行的速度仁讨、壓強等有較大關(guān)系羽莺。軍用發(fā)動機追求的高速、高機動性使得發(fā)動機的部件承受更大的腐蝕性陪竿,繼而使得軍用發(fā)動機部件在單位飛行小時數(shù)下的損傷程度遠大于民用發(fā)動機禽翼,進而間接提升其“使用率”。因此播窒,國防發(fā)動機市場的維修潛在空間(單臺)或大于民用發(fā)動機。

(3)國防發(fā)動機項目現(xiàn)金流更具穩(wěn)定性的根本原因之三筷资,在于軍方為優(yōu)化發(fā)動機性能而可能持續(xù)進行的型號升級挨这。軍方用戶有持續(xù)優(yōu)化航空發(fā)動機性能的內(nèi)在動力袭丛,而由于先進戰(zhàn)機的服役時間往往較長,因此航空發(fā)動機廠商在列裝型號上的升級周期高于民航發(fā)動機嘹冀。據(jù)“Airforce Magazine”網(wǎng)站2021年9月新聞饲骂,眾議院提交的2022年國防授權(quán)法案要求F-35聯(lián)合辦公室,探討將GE公司含AETP技術(shù)發(fā)動機在2027年列入F-35機隊的計劃朽突。根據(jù)GE公司的說法旋逛,AETP發(fā)動機的一個優(yōu)勢在于更為高效的熱管理能力,除幫助提高隱身性能外還可用來冷卻F-35的電子設(shè)備析口,空軍投資AETP的目的之一在于獲得更大的航程和推力妥触,并試圖通過引入競爭降低F-35發(fā)動機的成本。而當(dāng)前F-35項目發(fā)動機唯一承包商普惠公司稱乱归,納入GE發(fā)動機將在F35的50年生命周期內(nèi)額外增加400億美元成本群镰。

民用發(fā)動機:承擔(dān)前期更高研發(fā)風(fēng)險的動力源自廣闊售后市場空間

民航發(fā)動機項目現(xiàn)金流與國防項目較為接近,主要區(qū)別在于前期的研究與產(chǎn)品開發(fā)终吼,以及售后市場镀赌。參考NATIXIS于2009年發(fā)布報告,援引英國RR披露的發(fā)動機項目現(xiàn)金流分布圖际跪,大型商業(yè)航空發(fā)動機項目生命周期內(nèi)現(xiàn)金流分布特點有四:

(1)前期的研究與測試階段幾乎為負現(xiàn)金流流入商佛,主要系缺少客戶的資金支持;該階段投入成本預(yù)計占該項目全壽命周期內(nèi)產(chǎn)生收入的2%姆打。

(2)新機銷售盈利貢獻有限威彰,但持續(xù)性長。在新機銷售的初始階段穴肘,新機收入與其生產(chǎn)成本相當(dāng)(后續(xù)成本可能會隨著學(xué)習(xí)曲線及規(guī)模經(jīng)濟的作用而遞減)歇盼,但考慮商業(yè)飛機項目的持續(xù)性,新機銷售往往持續(xù)20余年评抚。

(3)售后市場空間最為廣闊豹缀,與銷售備件相關(guān)業(yè)務(wù)貢獻現(xiàn)金流長且為主要現(xiàn)金流入。預(yù)計持續(xù)貢獻現(xiàn)金流近50余年之久慨代,同時備件銷售所產(chǎn)生的現(xiàn)金流入在全壽命周期內(nèi)超過新機銷售的6倍以上邢笙。

(4)實現(xiàn)盈虧平衡的時間點較長。由于新機銷售的低毛利率特征品昭,從整個項目周期考慮越化,商業(yè)發(fā)動機項目的盈虧平衡點,大約發(fā)生在該項目全周期的1/3時間點或者生產(chǎn)階段的2/3時間點侍融,即大致在17/18年后達到盈虧平衡疚逝。

相較于國防發(fā)動機市場,民航發(fā)動機市場承擔(dān)更高的研發(fā)風(fēng)險。不同于國防市場誊爵,民航發(fā)動機良好的產(chǎn)品規(guī)劃對于確定發(fā)動機的市場定位至關(guān)重要灿磁,產(chǎn)品規(guī)劃要求發(fā)動機廠商明確表明其產(chǎn)品相較于競爭對手的技術(shù)優(yōu)勢,包括推力范圍匆救、燃油效率嫁橱、使用壽命和維護成本等,即讓航空公司用戶能夠?qū)χ苯荧@利和受益特征有全面了解扭妖。對于民航發(fā)動機項目环起,制造商對發(fā)動機設(shè)計和所有技術(shù)問題都負全部責(zé)任并承擔(dān)一切后果,缺少軍用航空市場需求定制及政府資金的支持捆革。

以RR為例娘扩,在2013年-2016年內(nèi),RR以Trent系列為代表的大型寬體發(fā)動機項目的成功僧凤,使其收入平滑小型發(fā)動機交付數(shù)量的快速下滑畜侦。以RR的Trent1000項目為例,該型發(fā)動機為波音787系列提供動力而研制躯保。但由于該型發(fā)動機在近年被指出出現(xiàn)如葉片磨損過快等問題旋膳,導(dǎo)致公司付出高昂的維修成本。同時途事,由于發(fā)動機故障檢修验懊,全球多架飛機停飛,致波音公司等客戶縮減未來交付訂單尸变,轉(zhuǎn)而配備GEnx發(fā)動機义图。

航空發(fā)動機老化會帶來更高的維修支出,從而實現(xiàn)“滾雪球”似的維修業(yè)務(wù)規(guī)模的擴大召烂,確定性及規(guī)模性特征明顯碱工。以RR民航發(fā)動機業(yè)務(wù)為例,RR披露2002-2020年間公司在役商業(yè)發(fā)動機數(shù)量奏夫、03-20年各年交付商業(yè)發(fā)動機數(shù)量及商業(yè)航空部門售后市場收入怕篷。整體看,從相關(guān)性分析艳杯,公司在役發(fā)動機數(shù)量與其商業(yè)航空部門售后收入呈現(xiàn)較強的正相關(guān)關(guān)系憎唯,2002-2020年構(gòu)成的樣本相關(guān)系數(shù)達0.7151。從售后市場收入與發(fā)動機服役時間看统褂,由于當(dāng)年在役數(shù)量=前年在役數(shù)量+當(dāng)年新增數(shù)量-當(dāng)年退役數(shù)量筛粘,我們假設(shè)2002年披露的在役航空發(fā)動機已全部達到維修期、所有商業(yè)發(fā)動機在5年后將進入維修期稼掏,則2003年-2008年內(nèi)處于維修期的發(fā)動機數(shù)量等于前年在役發(fā)動機=前年在役-本年新增熊倡;2009年-2020年內(nèi)處于維修期的發(fā)動機=前年在役本年新增+6年前新增搅谆,基于上述算法我們可粗略并假設(shè)得出RR2002-2020年處于維修期的商業(yè)航空發(fā)動機數(shù)量。

剔除2020年疫情期間影響(可能導(dǎo)致大面積航班停運蚓橡、飛機停飛)或怜,我們發(fā)現(xiàn)矛唤,在處于維修期的發(fā)動機數(shù)量小幅波動的情況下抠佩,總量由2002年的9130臺提升至2019年14124臺(CAGR僅為2.60%),維修服務(wù)收入增長迅速怜腊,由2002年的12.50億英鎊增至2019年的48.61億英鎊(CAGR為8.32%)肺然,單臺維修期發(fā)動機貢獻收入由2002年的14萬英鎊提升至2019年的34萬英鎊,呈現(xiàn)波動上升趨勢腿准,體現(xiàn)航空發(fā)動機維修市場的確定性及規(guī)模性特征际起。(注:由于假設(shè)2002年在役發(fā)動機全部處于維修期,因此單臺維修期發(fā)動機貢獻售后市場收入比上述測算值更高)(報告來源:未來智庫)

發(fā)動機廠商核心壁壘:型譜化優(yōu)勢帶來現(xiàn)金流優(yōu)勢吐葱,以時間換空間

航空發(fā)動機項目獨特的現(xiàn)金流特征體現(xiàn)在周期長街望、售后市場空間大,進而決定航空發(fā)動機廠商經(jīng)營活動中“以時間換空間”的重要性弟跑。(1)一方面灾前,從單一型號考慮,時間體現(xiàn)在“等待”型號進入售后市場維修周期孟辑,“換取”高于前期研制生產(chǎn)現(xiàn)金流入數(shù)倍的維修售后市場空間哎甲;(2)另一方面,從產(chǎn)品型譜考慮饲嗽,時間體現(xiàn)在“等待” 發(fā)動機產(chǎn)品譜系化與代際化發(fā)展炭玫,使正在處于批產(chǎn)和維修市場的型號所產(chǎn)生的現(xiàn)金流,“換取”處于研制初期發(fā)動機型號的支出貌虾。

考慮單一型號蕴莉,以時間換空間體現(xiàn)在等待型號進入售后市場維修期

參考上文,第一階段是研發(fā)和資本投資革秩,現(xiàn)金流流出仓突;第二階段是生產(chǎn)銷售和投資擴大市場份額,現(xiàn)金流仍處于流出狀態(tài)舌必;第三階段是售后市場收入超過新機銷售的損失陷字,現(xiàn)金流為正,這一階段可能持續(xù)10-20年巫紧;第四階段新機銷售基本結(jié)束福吩,投資基礎(chǔ)服務(wù)以提供必要的售后支持,這一階段可能持續(xù)20-25年痹对。從時間看扰褒,新型發(fā)動機研制時間預(yù)計持續(xù)5~10年以上漠哲,且軍用發(fā)動機研制周期一般大于民用;民用領(lǐng)域贮芹,從發(fā)動機列裝到第一次大修一般需要5~7年罪谢,而后才進入現(xiàn)金流實現(xiàn)正流入的維修周期。長周期性不僅決定航發(fā)產(chǎn)業(yè)的高壁壘椭符,同時在前期的高投入荔燎、高盈利壓力進一步優(yōu)化行業(yè)格局,對于發(fā)動機廠商而言销钝,寄希望于“以時間換空間”有咨,等待單一型號產(chǎn)品進入廣闊維修周期。

考慮產(chǎn)品型譜蒸健,以時間換空間體現(xiàn)在等待老型號對新型號的支持

(1)廠商型譜化優(yōu)勢的積累源自時間及資本的長期投入座享,其優(yōu)勢之一在于減少項目前期的現(xiàn)金流支出。例如似忧,發(fā)動機型譜化途徑之一為發(fā)展多用途核心機渣叛,基于核心機發(fā)展新型號利于降低研制風(fēng)險、縮短研制時間及降低現(xiàn)金流支出盯捌。核心機是發(fā)動機中最重要的部分淳衙,也是研發(fā)周期最長投入經(jīng)費最多的部分。核心機先于具體飛機型號的研發(fā)可以保證有充足的時間進行調(diào)試挽唉、修改和結(jié)構(gòu)完整性的考驗滤祖,這樣降低了技術(shù)風(fēng)險,有解決了可靠性耐久性的問題片家。派生型號發(fā)動機依托于成熟核心機走木,研發(fā)投入更低,研制周期更短肿兴,安全可靠性更高荡减。

(2)時間換空間的經(jīng)濟意義還體現(xiàn)在盡可能擴大處于維修周期的發(fā)動機型號,以支撐研制及生產(chǎn)階段的現(xiàn)金支出湖诅,達到平滑現(xiàn)金流的目的搂素。不同發(fā)動機項目在全壽命周期內(nèi)不同階段的現(xiàn)金流特征存在一定差異。從整體看匕伶,發(fā)動機項目在其全壽命周期內(nèi)現(xiàn)金流整體體現(xiàn)為“凈流出→盈虧平衡→凈流入→凈流入持續(xù)加大”塑汽。但不同發(fā)動機項目由于其客戶對象差異(服務(wù)國防與服務(wù)商業(yè))、技術(shù)水平差異等括樟,不同階段現(xiàn)金流存在一定區(qū)別态练。

①研制階段,部分發(fā)動機由于對技術(shù)的高要求及與下游飛機研制的匹配性手浙,研制時間較長且投入較大聪僚。②生產(chǎn)階段坦辟,相比較軍用發(fā)動機,民航發(fā)動機的盈利壓力較大章办;部分產(chǎn)品從小批量生產(chǎn)到大批量生產(chǎn)時間較短锉走,能夠較快進入售后市場維修領(lǐng)域;部分產(chǎn)品的市場競爭力更為充足藕届,導(dǎo)致生產(chǎn)階段時間更長挪蹭,加大發(fā)動機安裝基數(shù)。③維修市場翰舌,部分發(fā)動機項目所列裝的飛機需求較高嚣潜,服役時間長冬骚,從而加長發(fā)動機生命周期椅贱。

對于發(fā)動機廠商而言,型譜化的優(yōu)勢體現(xiàn)為更平滑的現(xiàn)金流只冻。由于不同發(fā)動機型號的項目特征及項目生命階段存在一定差異庇麦,因此對于一家發(fā)動機制造商而言(包括零部件及整機),其整體現(xiàn)金流體現(xiàn)為二維曲面喜德。因此山橄,從平滑現(xiàn)金流的角度考慮,發(fā)動機廠商希望其盡可能擴大處于維修周期的發(fā)動機型號及數(shù)量沪择,以彌補正處于前期研發(fā)和生產(chǎn)階段的發(fā)動機產(chǎn)生的現(xiàn)金支出傅煎。以RR2015年披露的公告為例,當(dāng)前公司較多型號處于研制階段羞烘,而部分安裝基數(shù)較大的型號如RB211系列已處于維修階段的后期伴乐,部分拉低公司當(dāng)前的現(xiàn)金流表現(xiàn)。展望五年蝉陕、十年后擒抠,公司認為隨著更多的型號進入現(xiàn)金流為正的階段即維修期,公司現(xiàn)金流表現(xiàn)將更為優(yōu)異拂极。

對標(biāo)吉列的剃須刀柄與刀片商業(yè)模式瑰跳,看航空發(fā)動機市場的吸引力

吉列公司以低價出售刀柄,輔以專利保護刀片生產(chǎn)猛珍,吸引并綁定客戶持續(xù)消費高利潤的易耗品刀片砰普。對于剃須刀產(chǎn)品來說,刀柄是耐用品陕匿,而刀片是需要定期更換的消耗品狗准。吉列公司以低價銷售刀柄,吸引并鞏固消費人群勺届,并需要不斷替換刀片驶俊,高毛利率的刀片則成為主要的收入和利潤來源娶耍,強化并延長商品生命周期。刀片由于其直接親膚饼酿,從安全性考慮消費者心里優(yōu)質(zhì)刀片的替換成本較高榕酒。加之吉列在以品牌建立認知度后,樹立專利壁壘故俐,如感應(yīng)剃須刀內(nèi)含二十余項項專利想鹰,競爭對手難以模仿,進一步鞏固該商業(yè)模式药版。

在該商業(yè)模式下辑舷,刀片和刀柄的唯一匹配增加了消費者的轉(zhuǎn)化成本,大部分消費者會持續(xù)在吉列公司購入刀片槽片,使得刀片更換帶來的收益完全收入吉列囊中何缓。消費者持續(xù)不斷的刀片更換為吉列公司帶來持續(xù)且穩(wěn)定的現(xiàn)金流和利潤。財務(wù)數(shù)據(jù)反映吉列公司經(jīng)營活動現(xiàn)金流與凈利潤同步變動还栓,大部分情況下吉列公司經(jīng)營活動現(xiàn)金流量大于凈利潤黑声,說明企業(yè)強大的現(xiàn)金流創(chuàng)造能力,實現(xiàn)收益反哺研發(fā)和投資的良性循環(huán)氓暖。巴菲特投資吉列公司16年時間投資回報率7倍有余失能。

從民用航空發(fā)動機整機廠角度看,接近成本價出售發(fā)動機以追求更大安裝基數(shù)账姜,獲取后續(xù)維修廣闊市場的模式饵臀,與吉列公司剃須刀柄+刀片的銷售有異曲同工之處。(1)從產(chǎn)品特性上插涛,雖然刀片技術(shù)含量及復(fù)雜程度弱于發(fā)動機鹉灼,但其安全性+專利布局方式,與發(fā)動機較為相似棉莹。(2)從收入獲取方式看温盅,發(fā)動機原始設(shè)備制造商(OEM)通常以較低折扣出售發(fā)動機新機,甚至在許多情況下都是虧損的梢拜。新機低價出售方式獲取客戶改耽,吸引航空公司購買該型號發(fā)動機,之后通過長期維修協(xié)議帶來的維修收入叁巨,以及備件和備用發(fā)動機的銷售來獲取更為穩(wěn)定且規(guī)模更大的現(xiàn)金流斑匪。

產(chǎn)業(yè)鏈差異:財務(wù)視角看航空發(fā)動機不同環(huán)節(jié)企業(yè)

選取全球航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)龍頭企業(yè)為樣本,從財務(wù)視角看各環(huán)節(jié)差異锋勺。我們選取了處于航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈不同位置的四家代表公司——處于最上游的高溫合金制造廠商CRS蚀瘸、中游鍛鑄件制造廠商PCC、中下游的發(fā)動機組件及模塊制造廠商MTU庶橱、下游整機制造廠商RR贮勃,從盈利能力贪惹、營運能力以及現(xiàn)金流三個方面進行對比,從財務(wù)視角分析處于航發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈不同位置公司的商業(yè)模式特點寂嘉。

盈利能力:PCC成長能力突出奏瞬,上游CRS與下游RR波動性較強

中游鑄件制造廠商PCC毛利率表現(xiàn)突出,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)公司毛利率存在較為明顯的相關(guān)關(guān)系泉孩。長周期視角下硼端,上游高溫合金制造廠商CRS毛利率有所下降,而中游鑄件制造廠商PCC毛利率提升趨勢明顯寓搬,在2016年被私有化前毛利率已經(jīng)明顯高于產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)的廠商珍昨;中下游廠商MTU毛利率較為穩(wěn)定,整體上穩(wěn)中有升盲妈;下游主機廠RR毛利率波動較大问锋,2016年后RR毛利率表現(xiàn)不佳,主要系以Trent1000為代表的發(fā)動機發(fā)生故障事故等杜戈。

從相關(guān)性考慮赫窄,中游PCC與上游CRS毛利率負相關(guān)耀盗、中下游MTU與終端RR毛利率負相關(guān)拱燃。上游兩家廠商CRS與PCC在1987年-2018年的毛利率相關(guān)系數(shù)為-0.76坑状,呈強負相關(guān)關(guān)系,中下游兩家廠商MTU與RR在2003年-2015年的毛利率相關(guān)系數(shù)為-0.57旦坷,呈較強的負相關(guān)關(guān)系,可見在航空產(chǎn)業(yè)鏈處于中下游企業(yè)與上游供應(yīng)商以及下游客戶的議價能力較為重要嗅桑。在商業(yè)航空業(yè)發(fā)展較為穩(wěn)定的2010年-2015年庶鸡,CRS、PCC放余、MTU與RR的平均毛利率分別為16.33%沈宛、32.31%、16.00%以及22.21%征炼,這在一定程度反映了中游鑄件制造廠商PCC與下游主機廠RR掌握了較強的產(chǎn)品話語權(quán)與議價能力析既。

在資本運用效率方面,航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈四家代表公司均表現(xiàn)出了較強的波動性谆奥,除下游主機廠外眼坏,多數(shù)年份其余環(huán)節(jié)公司波動具有相似性,但整體看中游環(huán)節(jié)如PCC與MTU表現(xiàn)較為優(yōu)異酸些。從ROE來看宰译,長周期視角下,上游高溫合金廠商CRS和下游主機廠RR的ROE波動性強魄懂,在2008年之前中游鑄件制造廠商PCC與中下游廠商MTU的ROE波動性也較強沿侈,2008年之后逐漸穩(wěn)定闯第。在商業(yè)航空業(yè)發(fā)展較為穩(wěn)定的2010-2015年,PCC和MTU的ROE穩(wěn)定在15%左右缀拭;CRS的ROE先上升隨后下降乡括,在2011年-2013年較為穩(wěn)定地維持在10%左右。從ROIC來看智厌,長周期下四家公司均表現(xiàn)出了較強的波動性诲泌,雖然在多數(shù)年份ROE大于ROCI,但僅有2014年RR的ROIC小于零尔兆,其余年份所有公司ROIC均大于零予裳,說明四家價值創(chuàng)造能力相對較高。

營運能力:材料廠商重資產(chǎn)特征顯著蜈坛,中下游產(chǎn)業(yè)話語權(quán)體現(xiàn)明顯

存貨周轉(zhuǎn)率方面芙继,不同環(huán)節(jié)波動具有一定相似性,中下游穩(wěn)定性顯著啦铣。從存貨周轉(zhuǎn)率分析锻碎,航空產(chǎn)業(yè)鏈上游公司CRS與中游鍛鑄件PCC變化趨勢相近,都在近年出現(xiàn)了較為明顯的下降趨勢圈烘,同時其波動性較為接近竖拢,或均處于中上游材料環(huán)節(jié);中下游公司MTU與RR存貨周轉(zhuǎn)率長周期來看較為穩(wěn)定筋氮,且兩家公司較為接近莫切,近年來高于上游的CRS與中游鍛鑄件的PCC,存貨周轉(zhuǎn)速度相對較快心唆,或源于其維修類服務(wù)占比提升及逐步提高的行業(yè)話語權(quán)贸伐。

在固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率方面,上游材料廠商重資產(chǎn)特性突出怔揩,輕資產(chǎn)維修服務(wù)漸增下中下游表現(xiàn)改善捉邢。上游高溫合金制造廠商CRS重資產(chǎn)特性最為突出,固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率在多數(shù)年份低于2商膊;長周期來看伏伐,中游鑄件制造廠商PCC與下游主機廠RR的固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率波動性較為相似,但PCC在21世紀后改善較為明顯翘狱,整體呈現(xiàn)波動式上升秘案。中下游廠商MTU固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率提升趨勢明顯,2015年達7.04潦匈,隨后有所下降阱高,但相對其他公司仍然保持較高水平,主要系MTU的MRO(維護、維修和大修)服務(wù)營收占比不斷提升赤惊,而該業(yè)務(wù)相較于OEM(原始設(shè)備制造)業(yè)務(wù)輕資產(chǎn)屬性明顯吼旧,資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率高,2020年MTU的OEM部門總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率為0.21未舟,而MRO部門高達1.06嘶款。

MTU較強的營運能力一定程度上彌補了盈利能力的不足,使得其在盈利能力弱于中游鑄件制造廠商PCC的情況下少烙,ROE水平與PCC接近居删。此外,由于中上游材料環(huán)節(jié)的重資產(chǎn)屬性尸褪,在景氣度提升時期其潛在產(chǎn)能利用率有望得到顯著改善榄兑,進而可大幅提升ROE等盈利水平,如2003-2007年間线区,上游高溫合金廠商CRS與中游鍛鑄件廠商PCC的固定資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率顯著提升马窘,改善幅度高于中下游MTU及下游主機廠RR。

現(xiàn)金流:長期看上游絕對值低及穩(wěn)定性不足铜殉,中下游表現(xiàn)較為突出

中游鑄件制造商PCC與下游主機廠RR的現(xiàn)金流較為健康寡专,中下游廠商MTU現(xiàn)金流穩(wěn)中有升,上游高溫合金制造商CRS現(xiàn)金流相對較差郊察,且穩(wěn)定性較弱茧伍。從自由現(xiàn)金流來看,2000年以后憎茂,四家公司中RR現(xiàn)金流較為充裕(或與規(guī)模相關(guān))珍语,中游鑄件制造廠商PCC的現(xiàn)金流狀況也較好,考慮到其營收規(guī)模不到RR的一半竖幔,或反映PCC在21世紀后的戰(zhàn)略舉措成效較為顯著;作為四家公司中營收規(guī)模最小的上游高溫合金廠商CRS現(xiàn)金流表現(xiàn)也相對最差是偷,在2011年-2014年期間自由現(xiàn)金流都為負拳氢;中下游廠商MTU的自由現(xiàn)金流較為穩(wěn)定,且近年呈逐漸上升趨勢蛋铆。

從凈利潤含現(xiàn)率看馋评,上游波動性較大且相對較多年份的大額資本支出部分拉低公司自由現(xiàn)金流,中下游表現(xiàn)較為穩(wěn)定且基本處于較為健康狀態(tài)刺啦,下游表現(xiàn)較弱的年份較多且波動性較大留特。通過現(xiàn)金流/凈利潤來觀察公司現(xiàn)金流狀況,四家公司在經(jīng)營活動現(xiàn)金流/凈利潤以及自由現(xiàn)金流/凈利潤兩個指標(biāo)上均出現(xiàn)了異常值玛瘸,比如CRS在2020年的經(jīng)營活動現(xiàn)金流/凈利潤高達154.53蜕青,PCC在2005年的自由現(xiàn)金流/凈利潤為-172,考慮到我們以觀測產(chǎn)業(yè)鏈的整體趨勢為主要目的糊渊,因此我們將異常值剔除旋钓。

從經(jīng)營活動現(xiàn)金流/凈利潤來看垫暑,上游高溫合金廠商CRS與下游主機廠RR均波動性較大,但是大部分年份CRS經(jīng)營活動現(xiàn)金流較為健康鱼谅,而RR現(xiàn)金流不佳的年份較多蔚分,中游鑄件制造廠商PCC與中下游廠商MTU現(xiàn)金流狀況相對穩(wěn)定,且基本處于較為健康的狀態(tài)益若。從自由現(xiàn)金流/凈利潤來看碟舱,上游高溫合金廠商CRS與下游主機廠RR均波動性較大,CRS在很多年份資本支出占經(jīng)營活動現(xiàn)金流比例較大打气,因此自由現(xiàn)金流/凈利潤較低俗循;由于相同的原因,在上市初期中游鑄件制造廠商PCC現(xiàn)金流狀況不佳缘违,但是2000年后有所好轉(zhuǎn)拳芹;中下游廠商MTU現(xiàn)金流表現(xiàn)良好且較為穩(wěn)定。

主機廠RR:積極改革生產(chǎn)供應(yīng)鏈岸腥,以平滑現(xiàn)金流

公司介紹:全球主要的動力系統(tǒng)制造商之一矢勉,民航+國防營收主導(dǎo)

公司為全球主要的航空發(fā)動機制造商之一。羅爾斯·羅伊斯(股票代碼RR_.L)成立于1904年茉唉,設(shè)計固蛾、制造和分銷航空和其他行業(yè)的動力系統(tǒng)。當(dāng)前度陆,RR(Rolls-Royce)是全球前列的飛機發(fā)動機制造商艾凯。業(yè)務(wù)方面,羅爾斯·羅伊斯的航空業(yè)務(wù)為全球軍事懂傀,民用和公司飛機客戶生產(chǎn)商用和軍用燃氣渦輪發(fā)動機趾诗,公司的核心燃氣輪機技術(shù)創(chuàng)造了世界上最廣泛的航空發(fā)動機產(chǎn)品之一。據(jù)公司2020年年報蹬蚁,2020年公司向民航公司交付了264臺寬體發(fā)動機恃泪,Trent XWB成為公司第二大的Trent產(chǎn)品計劃,機隊的飛行時間累計超過600萬小時犀斋。國防領(lǐng)域贝乎,截至2020年,公司自2004年以來為運輸機叽粹、直升機览效、戰(zhàn)斗機等各類機型交付發(fā)動機總數(shù)超10600臺。2020年盼饼,公司實現(xiàn)營業(yè)收入118.24億英鎊新砖,受疫情影響,公司同期毛利率僅為-1.78%,相較2015年的高點24.06%下跌25.84pct另碍,同期凈利潤虧損31.70億英鎊雁碘。

長周期內(nèi)公司盈利能力穩(wěn)中有升體現(xiàn)航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng),國防部門盈利能力最為穩(wěn)定自烛。長周期視角啥拘,1988年至今,在2016年前戈秕,公司的整體毛利率血肯、EBITDA率、營業(yè)利潤率呈現(xiàn)穩(wěn)中上升趨勢嫡贷,尤其是穩(wěn)定且上升的毛利率體現(xiàn)公司產(chǎn)品的長期議價權(quán)途居,部分反映航空發(fā)動機產(chǎn)品的高壁壘及護城河,競爭格局較為良好朴埂。同時袍镀,由于航空發(fā)動機研制具有從核心機逐步擴散到多款機型的研制特點,若航空發(fā)動機公司具有研制核心機能力冻晤,則后期發(fā)動機研發(fā)的時間苇羡、資本、技術(shù)成本將顯著縮短鼻弧,與規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)共同發(fā)揮作用提升公司的整體盈利能力设江。

例如,盡管RR的RB211取 得了成功攘轩,但大型民用渦輪風(fēng)扇市場還是由通用電氣和普惠公司所控制叉存,而1987年4月私有化時,勞斯萊斯的份額僅為8%度帮〖吣螅基于此,Rolls-Royce決定為每架大型民航客機提供一個發(fā)動機笨篷,以通用內(nèi)核為基礎(chǔ)甫菠,以降低開發(fā)成本,并且三軸設(shè)計提供了靈活性冕屯,允許每個線軸分別縮放,該發(fā)動機家族的名字以特倫特河(River Trent)的名字命名网孕,在1992年后陸續(xù)推出Trent系列產(chǎn)品蒿庙,如500/700/800/900/XWB/1000等,并獲得較大成功慢筝,Trent發(fā)動機系列的銷售使羅爾斯·羅伊斯公司成為全球主要的民用渦輪風(fēng)扇供應(yīng)商之一砖蕾,截至2019年6月,特倫特(Trent)家庭已完成超過1.25億小時的工作,公司EBITDA率從1992年的低點5.45%增長至2016年的16.11%廷共。分業(yè)務(wù)看论辈,國防部門營業(yè)利潤率較為穩(wěn)定且高于公司整體營業(yè)利潤率,并降低了整體營業(yè)利潤波動性诸鲸。

研制&生產(chǎn):開創(chuàng)風(fēng)險與收益伙伴共享機制(RRSP)伪您,實現(xiàn)共贏

RR創(chuàng)新與供應(yīng)商的合作模式,開創(chuàng)風(fēng)險與收益共享合作伙伴(RRSP)機制使驰,共同研發(fā)生產(chǎn)订菇。自20世紀90年代中期以來,全球飛機行業(yè)為產(chǎn)品開發(fā)找到了新的解決方案骄娶,開始與供應(yīng)商建立風(fēng)險與收益共享伙伴關(guān)系哈误,轉(zhuǎn)而更加注重自身的核心競爭力,將研發(fā)與制造活動集中在特定的和有戰(zhàn)略意義的領(lǐng)域躏嚎。傳統(tǒng)上蜜自,RR與供應(yīng)商簽訂合同,根據(jù)RR提供的規(guī)格參數(shù)制造零部件卢佣,并在交貨時收款重荠。RR將RRSP定義為:向RR供應(yīng)支持發(fā)動機制造、裝配和售后市場要求零件的供應(yīng)商珠漂;鍛造晚缩,鑄造和加工零件的制造商;期望獲得回報媳危,購買生產(chǎn)項目的一部分的投資者荞彼。

此外,RRSP也可能是設(shè)計者待笑,設(shè)計零部件或者在整體設(shè)計中組件和模塊鸣皂。RR的RRSP將完全負責(zé)子供應(yīng)鏈,包括集成和組裝零件暮蹂、子系統(tǒng)甚至模塊维瑰。RR與RRSP的關(guān)系不同于合資企業(yè)、技術(shù)合作合同鼻发、企業(yè)合并和單純的采購協(xié)議茶窍。在RRSP機制下,RRSP模式是一種整合的辑奔、戰(zhàn)略性的外包方式扫帝。基于RR與供應(yīng)商的合作關(guān)系哲琼,并根據(jù)該型新發(fā)動機在其生命周期內(nèi)的表現(xiàn)融乖,分擔(dān)新發(fā)動機研發(fā)的成本仔蟀、風(fēng)險與受益,即RR與供應(yīng)商共同投資新發(fā)動機計劃闺焦,并按相應(yīng)比例獲得發(fā)動機新機銷售與售后市場收入叼河。該機制從Trent 500發(fā)動機開始實施,目前RR在Trent 900發(fā)動機研制上有7個風(fēng)險與收益共享合作伙伴济七,在Trent XWB上RRSP更多川愤。

風(fēng)險與收益伙伴共享機制較大程度上減少了產(chǎn)品研制相關(guān)的投資支出,進而減少了項目前期的現(xiàn)金流支出壓力跪腹,降低了RR因產(chǎn)品研發(fā)失敗導(dǎo)致的現(xiàn)金流風(fēng)險褂删。RR對新型號發(fā)動機的研發(fā)周期較長,且需要進行大量投資支出冲茸,假如新型號研發(fā)出現(xiàn)問題將對公司造成巨大打擊屯阀。歷史上,RR研制RB211三軸渦輪風(fēng)扇發(fā)動機花費的巨額資金就使得其在1971年破產(chǎn)并被國有化轴术。

RR與上游廠商的風(fēng)險與收益伙伴共享機制可以加強其與上游供應(yīng)商在技術(shù)與生產(chǎn)上的交流與合作难衰,在獲得高質(zhì)量零部件、組件逗栽、子系統(tǒng)的同時減少投資支出盖袭,進而減少對貸款的依賴,使得現(xiàn)金流更加穩(wěn)定與健康彼宠。RR的風(fēng)險與收益共享合作伙伴也獲得激勵在自己的細分領(lǐng)域進行投資與研發(fā)鳄虱,在完成與RR的合作項目獲得利潤的同時提升自身的核心競爭力。因此凭峡,風(fēng)險與收益伙伴共享機制雖然一定程度上降低了公司的盈利規(guī)模的天花板拙已,但是也實現(xiàn)了風(fēng)險的轉(zhuǎn)移與分攤,大幅降低公司現(xiàn)金流出現(xiàn)問題的可能性煤丧。

維修端:首推按小時計費枯誓,從經(jīng)營物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)營風(fēng)險

傳統(tǒng)維修模式的不可預(yù)測性導(dǎo)致機隊運營效率低下,維修服務(wù)不經(jīng)濟裕唯。對于航空公司來說五浊,飛機運營過程中需要定期對發(fā)動機進行檢查、大修或者換件扔摔,如果這些工作由航空公司自己來做菲缕,需要具備相應(yīng)的維修實力和儲備大量的零部件及備用發(fā)動機,且當(dāng)發(fā)動機需要返廠大修時晕竿,航空公司則需要一次性支付大額的維修支出勿见。在這種情況下,航空公司無法預(yù)測的大修時間也無法預(yù)測的成本水平百擒,增加了公司財務(wù)籌劃的風(fēng)險和難度资村,同時降低機隊運營效率。對于OEM來說仍桌,發(fā)動機的維修時間和費用的不可預(yù)測性也影響維修活動的效率为猩,OEM無法進行較好的零部件及航材儲備。隨著發(fā)動機可靠性和耐用性不斷提高忱叭,增加了每臺發(fā)動機在大修之間的運行時間隔崎,降低了維護費用,這與OEM研發(fā)更可靠耐用的發(fā)動機型號是相沖突的韵丑。

在此背景下爵卒,RR首推按小時計費的售后維修模式,類保險經(jīng)營的商業(yè)模式撵彻,從經(jīng)營“物質(zhì)”轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)營“風(fēng)險”钓株。1997年,RR率先推出了TotalCare陌僵,客戶維護收費單一轴合,簡單地按每引擎飛行小時的費率計算,RR保證對發(fā)動機進行終身維修碗短,包含意外事故導(dǎo)致的維修受葛,同時還提供發(fā)動機殘值保護,且不收取額外的費用偎谁。包修協(xié)議所收取的小時費用是基于很多因素制定的总滩,比如小時循環(huán)比、航空公司信用等級餐嗦、飛機運行環(huán)境等因素蝌秕。考慮各方面因素后迁拂,雙方會議定一個基本的發(fā)動機小時費率地捂,并且按照約定以每季度或其他期限進行支付,通常每期支付的是按照合同約定的標(biāo)準小時利用率計算的包修費用掸校,每年年底會按照實際運行情況進行一次調(diào)整滤重。

通過長期服務(wù)協(xié)議,客戶運營效率提高涮巩,支出可預(yù)測性提高鲫庆,同時RR可以獲得長期可預(yù)測的收入。RR通過數(shù)據(jù)監(jiān)控獲取發(fā)動機工作參數(shù)矩沥,可預(yù)測發(fā)動機維修時間掏榜,能合理安排人員和航材儲備。發(fā)動機測量數(shù)據(jù)由專門的軟件跟蹤咪干,以確定各部件性能的惡化趨勢络兜。RR掌握實時數(shù)據(jù)能更好進行人員調(diào)配與零部件儲備辐赞,在發(fā)現(xiàn)小問題時及時維修,進一步降低維修支出硝训,RR的利潤空間得到提升响委。通常發(fā)動機新機交付后的5-7年才會迎來第一次大修,傳統(tǒng)模式中發(fā)動機廠商無法在這個時間段獲得現(xiàn)金流窖梁,而通過按小時包修協(xié)議赘风,RR可以獲得長期穩(wěn)定的現(xiàn)金流。通過該現(xiàn)金流支持未來新機型的研發(fā)纵刘,以產(chǎn)生長期的產(chǎn)品競爭力邀窃,推動業(yè)績提升,為股東帶來回報假哎。

系統(tǒng)廠MTU:受益商業(yè)模式變革及廣闊維修市場

公司介紹:德國領(lǐng)先的發(fā)動機制造商和全球前列MRO服務(wù)供應(yīng)商

MTU(MTU Aero Engines AG)是德國領(lǐng)先的發(fā)動機制造商和全球領(lǐng)先的獨立MRO服務(wù)供應(yīng)商瞬捕。MTU航空發(fā)動機公司(股票代碼MTX Gn)成立于1969年,從事商用和軍用航空發(fā)動機模塊與組件以及工業(yè)燃氣輪機的開發(fā)位谋、制造山析、營銷和維修支持,主要生產(chǎn)民用航空發(fā)動機的渦輪及壓氣機元件掏父。公司的核心技術(shù)是低壓渦輪羽嘉、高壓壓氣機技術(shù)、渦輪輪盤以及制造工藝和維修技術(shù)鹏亥。公司與航空發(fā)動機領(lǐng)域巨頭(GE Aviation, Pratt & Whitney, Rolls-Royce)保持密切合作反腺。在軍事領(lǐng)域,公司幾十年來一直是德國軍隊的主要工業(yè)合作伙伴脾飘。據(jù)公司2020年年報聊浊,公司2020年共交付1535臺發(fā)動機,主營業(yè)務(wù)收入為39.77億歐元短连,GAAP凈利潤為1.39億歐元斩缘。

MTU業(yè)績受下游航空市場影響,但由于配套客戶的多樣性整體營收穩(wěn)定性較強且成長性較好根术,高于下游主機廠如RR等泳隶。2016年以前,公司整體業(yè)績穩(wěn)中有升涮侥,2017年公司營收出現(xiàn)負增長是由于新會計準則的應(yīng)用灭大。公司2018年1月1日或之后的年度報告期間的營業(yè)收入確定標(biāo)準必須適用IFRS 15標(biāo)準,并需要對2017年的營業(yè)收入按新標(biāo)準進行調(diào)整铐维。根據(jù)公司2018年年報柬泽,IFRS 15核算與客戶合同的收入的新準則對公司營業(yè)收入的影響有:

(1)在商業(yè)航空發(fā)動機領(lǐng)域,MTU與發(fā)動機項目營銷相關(guān)的費用嫁蛇,尤其是以間接形式支付給航空公司和租賃公司的費用锨并,以及來自下游主機廠的按比例償還的費用會直接被識別為收入的減少露该,在舊準則下會先被記作銷售成本,再記作營業(yè)收入琳疏;

(2)與項目相關(guān)的向下游主機廠支付的研發(fā)服務(wù)的費用被 識別為收入的減少有决,在舊準則下會被記作研發(fā)費用;

(3)在軍用航空發(fā)動機領(lǐng)域空盼,公司簽訂的發(fā)動機組裝、交付新荤,備件的提供以及發(fā)動機維修服務(wù)合同不滿足長期收入確定標(biāo)準揽趾,需采用在某個時間點確認特定軍用發(fā)動機開發(fā)和制造合同收入的原則,在舊準則下則是通過百分比發(fā)來確定收入苛骨。因此2017年后按IFRS 15標(biāo)準調(diào)整后的公司營業(yè)收入以及營業(yè)成本均有所減少篱瞎。根據(jù)公司2017年年報,公司主營業(yè)務(wù)收入為50.36億歐元痒芝,同比增長6.41%遥局,而根據(jù)公司2018年年報,按IFRS 15標(biāo)準調(diào)整后的2017年公司主營業(yè)務(wù)收入為38.97億歐元肛精。但是公司的盈利能力并未受到會計準則調(diào)整影響莽烫,2016年-2019年凈利潤持續(xù)提升。從復(fù)合增速看炬山,2002年-2016年公司營收CAGR為5.62%汉渣。利潤端,即使在受到宏觀環(huán)境巨大沖擊的影響下匪从,目前公司也未在2002年上市之后的任何年份出現(xiàn)虧損赶匣,始終保持盈利。

盈利能力穩(wěn)中有升橄妄,得益于OEM與MRO業(yè)務(wù)的良好組合卿怀,2019年盈利能力達到上市以來最高水平。2019年公司毛利率小赋、營業(yè)利潤率和利潤率分別為20.12%镣凯、13.44%和10.31%,相比于2004年分別提升了7.99pct碳胳、9.21pct和9.63pct勇蝙,盈利能力提升顯著。公司盈利能力的提升主要受益于OEM部門和MRO部門實現(xiàn)的產(chǎn)品組合使得銷售費率下降挨约,以及高收益的發(fā)動機備件業(yè)務(wù)占比提升味混,比如與V2500項目相關(guān)的備件業(yè)務(wù)的高收益貢獻,以及對舊款GE航空發(fā)動機備件的需求提升诫惭。分部門看翁锡,MRO部門盈利能力較為穩(wěn)定蔓挖,但是低于OEM部門,公司整體盈利能力的增長主要依靠OEM部門拉動(主要源自公司將高盈利能力的維修備件業(yè)務(wù)計為OEM業(yè)務(wù))馆衔。

收入端:軍用及商業(yè)航空共發(fā)展瘟判,受益RRSP模式下的份額提升

軍用為基,發(fā)展民用角溃。公司在發(fā)動機生產(chǎn)制造方面有較為悠久的歷史拷获。從1934年成立至今近80年時間內(nèi),公司發(fā)展可以大致分為兩個階段减细,在第一個40年從軍用起步并開始滲透民用發(fā)動機市場匆瓜,第二個40年逐步參與商用發(fā)動機的研制、生產(chǎn)與維修業(yè)務(wù)顷床。公司最早于1934年由BMW Flugmotorenbau GmbH分拆而來跪悼,在二戰(zhàn)期間為Focke Wulfe FW 190戰(zhàn)斗機大批量生產(chǎn)BMW 801型發(fā)動機。1971年脸榔,公司開始進入商業(yè)發(fā)動機市場蚊来,作為CF6-50發(fā)動機的部件制造商為空客A300提供動力。1979年后汗歧,由于MRO市場需求的增加逢君,公司成立相關(guān)維修部門,并逐步獲得V2500词趾、EJ200等型號部分子模塊的制造權(quán)避某。

以時間換空間,型譜化供應(yīng)能力奠定公司核心優(yōu)勢审陌。一方面蚯垫,以“時間”換配套發(fā)動機的型號數(shù)量“空間”,逐步增加的RRSP份額及型號數(shù)量使得公司在收入端增速有望超越下游主機廠增速疤格,多客戶咳碰、多型號、多份額的綜合優(yōu)勢有利于減少公司對少數(shù)型號發(fā)動機的依賴圾笨。另一方面教馆,以“時間”換發(fā)動機進入廣闊維修市場的“空間”。據(jù)前文擂达,航空發(fā)動機不同階段現(xiàn)金流特征存在較大差異土铺,對于發(fā)動機廠商而言實現(xiàn)更好的型譜化組合意味著保持更為穩(wěn)定的現(xiàn)金流,并可將進入維修期的發(fā)動機產(chǎn)生大量的現(xiàn)金流支持仍處于研制初期的現(xiàn)金流支出板鬓,這對于商業(yè)航空市場意義更為重要悲敷,強大的現(xiàn)金流能力還能夠支持其獲取更多的RRSP份額(因為參與新型號發(fā)動機的前期研發(fā)需要更多的現(xiàn)金流支出)。在上述兩方面因素的共同作用下,公司在多數(shù)年份表現(xiàn)優(yōu)于行業(yè)多數(shù)公司后德。(報告來源:未來智庫)

利潤端:聚焦高附加值維修環(huán)節(jié)部宿,主機廠與航司利益博弈的受益者

OEM發(fā)動機廠商與客戶在高利潤的維修環(huán)節(jié)存在競爭,公司作為備件供應(yīng)商環(huán)節(jié)的比較優(yōu)勢明顯瓢湃。一般來說理张,發(fā)動機原始設(shè)備制造商(OEM)往往在更換零件上擁有強大的壟斷地位,導(dǎo)致此類零件在售后市場的價格普遍較高绵患。原始設(shè)備制造商有理由提高利潤率拔馆,這在很大程度上是由于生產(chǎn)此類零件所需的研發(fā)投資水平較高。為了降低發(fā)動機維護成本图瘾,美國商業(yè)航空公司使用零件制造商批準(PMA)零件和指定工程代表(DER)維修來降低飛機發(fā)動機維護成本秕肚。

這些零件和維修由第三方公司提供,并經(jīng)聯(lián)邦航空管理局認證匙久,可與原始設(shè)備制造商(OEM)提供的零件或維修互換。這些非OEM零件和維修費用可能比OEM零件低很多八泡。為緩解維修產(chǎn)能與零部件供應(yīng)壓力趾马,原始設(shè)備制造商(OEM)也放寬了對獨立維修(MRO)供應(yīng)商以及零部件制造人批準(PMA)件限制的態(tài)勢。在此背景下锚揍,對于下游發(fā)動機整機維修服務(wù)而言毁察,發(fā)動機整機OEM與航空公司之間存在一定競爭關(guān)系,但對于中游部件廠商防养,備件是雙方(OEM整機及航空公司)都需要的尚染,競爭環(huán)境相對溫和。同時按辱,公司積極向全面MRO維修服務(wù)提供商轉(zhuǎn)變逗柴,不斷擴大與航空公司的合作關(guān)系。

公司聚焦高利潤率維修備件市場顿肺,賽道優(yōu)勢顯著戏溺。據(jù)MTU2012年公司公告,公司維修備件利潤率顯著高于原始OEM新機屠尊。據(jù)前文所述旷祸,航空發(fā)動機售后市場空間廣闊,而其中維修備件業(yè)務(wù)具有高利潤率及高確定性特點讼昆。例如托享,據(jù)MTU2013年公告,即使V2500的交付數(shù)量下滑浸赫,但是由于其廣闊的售后市場特征闰围,該型號帶來的備件收入保持穩(wěn)定增長趨勢。此外由于公司的型譜化優(yōu)勢,該型號發(fā)動機交付數(shù)量的下滑被新型號PW1100G-JM交付增加所部分抵消辫诅,但服役基數(shù)仍在不斷擴大凭戴,公司的維修市場空間天花板不斷提升。

部件廠PCC:實施產(chǎn)業(yè)鏈一體對抗上下游盈利擠壓

公司介紹:實現(xiàn)從上游高性能原材料到中游鍛鑄件制造全覆蓋

美國精密鑄件公司PCC(Precision Castparts Corp.)是多元化復(fù)雜金屬零部件及產(chǎn)品的全球制造商炕矮,其業(yè)務(wù)主要涉及航空航天逆酣、電力和一般工業(yè)市場。PCC主要生產(chǎn)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)熔模鑄件堡它、機翼鑄件殖锹、鍛造部件、航空結(jié)構(gòu)件衍醒、關(guān)鍵緊固件和工業(yè)燃氣輪機鑄件席磕,并在上述產(chǎn)品市場占據(jù)領(lǐng)先地位。PCC的產(chǎn)品還包括用于發(fā)電與石油天然氣的擠壓無縫管父驮、管件照窥、鍛件,以及用于鑄造與鍛造的高溫合金與鈦材涎瓜。

熔模鑄造產(chǎn)品部門為飛機發(fā)動機羹李、工業(yè)燃氣輪機、機身慈宾、武器等制 造熔模鑄件猖驹,且具備生產(chǎn)世界上較大直徑的鎳基高溫合金熔模鑄件的能力。鍛造產(chǎn)品部門為飛機發(fā)動機與發(fā)電廠制造鈦與鎳基合金及鍛造部件酗宋,該部門優(yōu)異的生產(chǎn)能力使PCC成為世界多元化的高性能鎳合金生產(chǎn)商與世界領(lǐng)先的鈦熔煉和軋制產(chǎn)品生產(chǎn)商积仗。機身產(chǎn)品部門生產(chǎn)緊固件、航空結(jié)構(gòu)件與精密部件蜕猫,廣泛應(yīng)用于機身寂曹、噴氣發(fā)動機、起落架等多個飛機關(guān)鍵區(qū)域丹锹。從客戶群來看稀颁,PCC客戶群具有多元化的特點,航空航天市場的主要客戶包括波音楣黍、空客匾灶、通用電氣、普惠租漂、羅爾斯·羅伊斯阶女。

業(yè)績規(guī)模及能力逐年提升。規(guī)模上哩治,受益于下游航空航天等市場的發(fā)展及公司積極的上下游并購策略秃踩,1987年至2015年被巴菲特私有化收購的時間內(nèi),公司營業(yè)收入、凈利潤分別由3.26億美元增長至100.05億美元酿萄、0.21億美元增長至15.30億美元序机,CAGR分別達13.0%和16.5%。2000~2015年成長性表現(xiàn)更為優(yōu)異争峭,營收及凈利潤CAGR分別為12.7%寥只、21.2%。盈利能力上馍逗,受益公司高附加值航空航天業(yè)務(wù)占比提升以及上下游縱深下實現(xiàn)成本可控及附加值提升冻找,2000~2015年期間內(nèi)公司毛利率、營業(yè)利潤率和凈利率分別提升10.5pct衩羹、15.9pct和12.3pct帜蘑,增長至32.5%、27.4%和17.4%弧劳,成長性及盈利改善較為顯著珍垦。

環(huán)節(jié)優(yōu)勢:標(biāo)準化產(chǎn)品弱化下游型號風(fēng)險,卡位航發(fā)維修優(yōu)良賽道

處于中上游材料環(huán)節(jié)壁挖,產(chǎn)品標(biāo)準化特征弱化下游型號研制及客戶風(fēng)險苍糠。PCC與同業(yè)的ALCOA、ATI等處于航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈中上游材料環(huán)節(jié)啤誊,相比于中下游的環(huán)節(jié)優(yōu)勢體現(xiàn)在產(chǎn)品的標(biāo)準化特征。標(biāo)準化特征意味著公司減少對單一型號拥娄、單一客戶的依賴程度蚊锹,對下游型號升級換代研制失敗風(fēng)險、下游飛機制造商選擇發(fā)動機主機廠風(fēng)險的緩釋程度稚瘾,高于中下游部組件及子系統(tǒng)供應(yīng)商牡昆。

(1)相比下游主機廠,可緩釋型號研制失敗風(fēng)險摊欠。發(fā)動機研制具有高風(fēng)險特征丢烘,尤其在強調(diào)高安全性的商業(yè)航空市場。RR公司由于近年在Trent1000型號的故障事故承擔(dān)高昂的維修及違約成本些椒。但由于PCC作為鍛鑄環(huán)節(jié)供應(yīng)商播瞳,產(chǎn)品具有標(biāo)準化程度高、技術(shù)迭代速度慢的特征免糕,某一型號研制失敗及初期批產(chǎn)的良率風(fēng)險難以傳導(dǎo)至PCC所處環(huán)節(jié)赢乓,即多數(shù)鍛鑄件在老型號與新型號可實現(xiàn)程度的技術(shù)復(fù)用,產(chǎn)品的收入持續(xù)性較高堵沈。

(2)相比下游主機廠子钱,可減少對單一客戶的依賴。在航空發(fā)動機市場,由于下游飛機整機廠客戶的寡頭特征码果,多數(shù)中下游環(huán)節(jié)企業(yè)對單一型號及單一客戶的依賴程度較高担泥。例如,在民航領(lǐng)域佛殉,波音公司結(jié)構(gòu)件一級供應(yīng)商SPR收入構(gòu)成中737MAX貢獻較高谨斥,因此在737MAX出現(xiàn)飛行事故后,SPR業(yè)績規(guī)模下滑較為嚴重惠翼;在軍用航空領(lǐng)域束敦,F(xiàn)-35項目作為美軍大型的戰(zhàn)機計劃,普惠公司和GE等發(fā)動機企業(yè)在初期積極參與該項目的競爭支摹。后期普惠公司被美國國防部選中匾瓣,成為F-35項目發(fā)動機的獨家承包商,PCC作為結(jié)構(gòu)件供應(yīng)商代郊,可減少對單一客戶的依賴程度袱耽。

相對較慢的技術(shù)迭代速度使得公司的范圍經(jīng)濟優(yōu)勢突出。以航空鍛造行業(yè)為例干发,中游鍛件行業(yè)的研發(fā)費用的前置性及下游應(yīng)用產(chǎn)品的可拓展性決定了其具有比較優(yōu)勢朱巨,強范圍經(jīng)濟性。從工藝環(huán)節(jié)看枉长,中游鍛造的目的在于改變鈦合金鑄錠的鑄態(tài)組織冀续、獲得所需要的顯微組織類型等。從這個角度考慮必峰,對于不同的合金類型洪唐,包括低強度、中強度高韌性吼蚁、高強高韌凭需、超高強度、超高強韌等牌號的合金肝匆,對于中游鍛造廠僅需理解如何將這些牌號的鈦合金鍛壓成需要的顯微組織即可粒蜈。而當(dāng)鍛造廠掌握某一牌號鈦合金的鍛造工藝后,對于下游處于同一代旗国、同一類型枯怖、相近部位的飛機結(jié)構(gòu)件需求,鍛造廠較為容易將其工藝進行“復(fù)制”以期滿足客戶要求蝉速,這從根本上決定了中游鍛造環(huán)節(jié)的邊際投入遞減疯蓄。

以國內(nèi)航空鍛造企業(yè)三角防務(wù)為例,三角防務(wù)對相關(guān)專利表述或也可反映中游鍛造環(huán)節(jié)的強范圍經(jīng)濟優(yōu)勢咬跷。例如猩镰,在三角防務(wù)招股書P186頁處的“已經(jīng)成熟應(yīng)用的非專利技術(shù)”之一“某鈦合金鍛造及熱處理技術(shù)”的“對應(yīng)產(chǎn)品”為“某鈦合金大型機身芹倔、起落架結(jié)構(gòu)件”,“應(yīng)用效果”為“該技術(shù)應(yīng)用在了大型運輸機和某新型預(yù)警機等型號機身和起落架鈦合金鍛件的生產(chǎn)中氨鹤,目前各項鍛件正在批量供貨”威脯。以三角防務(wù)此類專利描述為例,掌握某一牌號或某類型鈦合金鍛鑄造工藝后何煞,能夠較易拓展到同一類型的機型跨略,甚至是同一機型的不同部位上,范圍經(jīng)濟性體現(xiàn)較為突出柿患。

高技術(shù)及認證門檻維持標(biāo)準化產(chǎn)品高盈利能力烁犀。航空發(fā)動機鍛鑄件的技術(shù)高門檻與客戶認證時間長等特點,利于強化標(biāo)準化產(chǎn)品的技術(shù)護城河森枪,使得PCC產(chǎn)品的議價權(quán)能夠維持在相對高的水平视搏,行業(yè)競爭格局相對較好。例如县袱,在該發(fā)動機領(lǐng)域浑娜,高溫合金等先進金屬材料的鍛造、鑄造工藝復(fù)雜式散,特種金屬冶煉筋遭、精密鑄造、鍛造暴拄、焊接等多道工序需要技術(shù)沉淀和不斷的技術(shù)創(chuàng)新漓滔。同時,由于航空發(fā)動機運行環(huán)境惡劣乖篷,且直接關(guān)系到飛行動力次和,航空發(fā)動機主機廠、飛機制造商對于供應(yīng)商選定有嚴格的評定程序那伐。

因此,在產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的前提下石蔗,用戶在選定合格供應(yīng)商后通常不會輕易更換披滑。同時,航空發(fā)動機產(chǎn)品從研制到實現(xiàn)銷售的研發(fā)周期長轮拼、研發(fā)投入高羹卷、研發(fā)風(fēng)險大,軍用及民用領(lǐng)域?qū)ο嚓P(guān)材料供應(yīng)商選定較為嚴格才延。參考航宇科技招股書(國內(nèi)航空發(fā)動機環(huán)形鍛件主要供應(yīng)商之一)淀胞,對于航宇科技境外客戶(GE/普惠、賽峰陈园、MTU等終端客戶)一般直接指定供應(yīng)商并鎖定價格两军,一種產(chǎn)品一般指定一家供應(yīng)商肿犁。在此背景下,盡管PCC所處發(fā)動機制造環(huán)節(jié)的產(chǎn)品標(biāo)準化程度相對較高备秋,但技術(shù)與認證的高門檻使得相關(guān)企業(yè)的競爭格局良好整空,維持高盈利能力。

產(chǎn)業(yè)鏈一體化是趨勢:系下游主機及上游材料企業(yè)的雙重盈利擠壓

通過大規(guī)模的合理并購聂祈,PCC實現(xiàn)原材料→鍛件偶凝、鑄件→機身精密部件的全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋。垂直整合可分為兩種形式陆爽,前向整合收購原始業(yè)務(wù)投入的供應(yīng)商什往,后向整合收購處理公司產(chǎn)品的公司』疟眨回顧PCC成長歷程别威,公司起步于小型熔模鍛件業(yè)務(wù),隨后立足此處贡必,進行前向兔港、后向整合。PCC具有關(guān)鍵戰(zhàn)略意義的收購始于1999年對威曼高登的整合仔拟,截止2016年1月29日其被伯克希爾哈撒韋公司收購衫樊,這段期間PCC共完成了近數(shù)十筆收購,逐步補齊了在上游原材料供應(yīng)利花、下游機身產(chǎn)品(緊固件科侈、結(jié)構(gòu)件)的生產(chǎn)能力。

積極并購上游炒事,獲鎳臀栈、鈷、鈦產(chǎn)能確保成本可控仁吟,應(yīng)對原材料風(fēng)險的轉(zhuǎn)嫁岭蚜。據(jù)上文對航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)公司的財務(wù)分析,上游廠商CRS與中游PCC在1987年-2018年的毛利率相關(guān)系數(shù)為-0.76夏捣,呈強負相關(guān)關(guān)系孝揉。參考全球商業(yè)航空市場發(fā)展歷程,近年來在下游主機廠開始實現(xiàn)精益生產(chǎn)原則向系統(tǒng)集成商轉(zhuǎn)型后贵筹,鍛造廠商與主機廠間傳統(tǒng)的來料加工模式逐步被打破垃批,原材料價格波動的風(fēng)險隨著生產(chǎn)責(zé)任的轉(zhuǎn)移同步分享給了鍛造廠商。2008年以來翼毡,PCC成本轉(zhuǎn)嫁合同所占比例下降明顯枢竟。

其中,鍛造產(chǎn)品部門所受影響最大既感,由2008年的10.78%降至2015年的3.99%坤搂,這意味著PCC的原材料風(fēng)險敞口被迫擴大咱缭。并購原材料供應(yīng)商后,PCC有望實現(xiàn)原材料供應(yīng)成本的穩(wěn)定性衣右。此外锁孟,PCC借上游并購減少供應(yīng)鏈對外部公司的依賴。以PCC子公司——鍛件巨頭威曼高登的歷史為例茁瘦,在1970s末期品抽,威曼高登收到了來自主機廠多型號飛機的鍛造鈦合金訂單,海綿鈦鍛件需求激增甜熔。然而上游海綿鈦及熔煉機的生產(chǎn)商對未來海綿鈦的需求抱有懷疑態(tài)度圆恤,拒絕為其擴大產(chǎn)能,影響了威曼高登鍛件生產(chǎn)與交付腔稀。并購上游可以使PCC內(nèi)部獲取原材料產(chǎn)能盆昙,避免因依賴外部供應(yīng)導(dǎo)致生產(chǎn)受限的情況發(fā)生,也會為下游客戶建立供應(yīng)穩(wěn)定的信心焊虏,促使訂單增加淡喜。PCC通過并購上游制造“灰色地帶”。

通常情況下诵闭,客戶對于供應(yīng)商的生產(chǎn)流程可見性有限炼团,供應(yīng)商生產(chǎn)流程的改進及內(nèi)部效率的提升帶來的成本節(jié)約并不會輕易向客戶透露。PCC并購上游原材料供應(yīng)商后疏尿,自身由原有的“客戶”方轉(zhuǎn)變成完全的 “供應(yīng)”方存妇,既獲取了關(guān)于原材料成本與利潤的內(nèi)部信息,又能把上游并購鍛件禁微、鑄件帶來的生產(chǎn)效率的提升對客戶保留唉奇,制造了灰色地帶,保持了議價能力恢核。

PCC實施多次并購以實現(xiàn)上游材料成本可控闻街,但從并購金額及行業(yè)地位看,2006年并購高溫合金供應(yīng)商Special Metals和2013年并購鈦材供應(yīng)商Titanium Metals較為關(guān)鍵忠宙。

(1)Special Metals是世界上最大架讳、最多元化的高性能鎳基、鈷基合金與高溫合金制造商之一咕诊,尤其在鎳合金的研制、生產(chǎn)和供應(yīng)方面處于世界領(lǐng)先地位拜殊。追溯其發(fā)展歷程焚卖,1952年SMC的前身開創(chuàng)的熔煉技術(shù)是現(xiàn)代噴氣發(fā)動機中所用高溫合金開發(fā)的起點。到1996年底匿党,SMC已擁有4500萬磅真空感應(yīng)熔煉能力晰绎,成為高溫合金行業(yè)最大的生產(chǎn)商之一寓落,巨大的市場份額、全面的產(chǎn)品線荞下、專有知識和技術(shù)經(jīng)驗奠定了其行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位伶选。SMC共經(jīng)營三個部門:高溫合金錠坯和棒材部門生產(chǎn)各種鍛造高溫合金和特殊合金產(chǎn)品,包括鋼坯尖昏、棒材和鑄件仰税,主要用于噴氣發(fā)動機。其中抽诉,截至1996年陨簇,高溫合金方坯產(chǎn)品的全球市場份額約32%(不包括中國和前蘇聯(lián)國家),高溫合金棒材產(chǎn)品在北美的市場份額約為20%迹淌。粉末事業(yè)部為軍用噴氣發(fā)動機和最新一代大型商用噴氣發(fā)動機生產(chǎn)粉末冶金高溫合金產(chǎn)品河绽,是全球最大的高溫合金粉末產(chǎn)品獨立制造商之一。

(2)Titanium Metals是世界上最大的鈦制造商之一,供應(yīng)了世界近五分之一的鈦需求唉窃。TIMET成立于1950年耙饰,于1952年生產(chǎn)出世界上第一個鈦錠,1955年獲得了美國空軍第一筆大訂單纹份,1957年開發(fā)出真空自耗電極電弧熔煉爐卫殷。目前,TIMET是少數(shù)在美國和歐洲均設(shè)有生產(chǎn)設(shè)施的鈦供應(yīng)商宴亦,運營五個分布在美國與歐洲主要航空航天苟及、工業(yè)制造聚集處的服務(wù)中心,其專用的鈦分銷和增值加工設(shè)施保有了世界上最大的現(xiàn)貨鈦庫存之一啥闪。

通過對SMC夷钥、TIMET的收購,PCC掌握了鈦曙悠、鎳婿残、鈷原料的大多數(shù)制造能力。(1)2006年烘韩,PCC以5.4億美元收購Special Metals襟腹。在此之前,PCC雖為世界優(yōu)質(zhì)鎳的主要用戶室用,但除了在澳大利亞的WASA工廠的供應(yīng)外摊哟,所用鎳基材料均來自外部購買。對SMC的收購為公司的鍛造產(chǎn)品業(yè)務(wù)提供了鎳基坯料的內(nèi)部供應(yīng)添瓷,使PCC能夠以更具成本效益的方式管理從鎳原料到鍛造產(chǎn)品的價值流梅屉。(2)2013年,PCC以26.1億美元收購Titanium Metals鳞贷。ATI坯汤、RTI虐唠、TIMET是美國三大鈦材生產(chǎn)企業(yè)。本次收購后惰聂,PCC2012年第三季度鈦熔制品和軋制品產(chǎn)量為鈦業(yè)三巨頭的47%疆偿,達1160萬磅。PCC與子公司威曼高登此前均是TIMET主要客戶搓幌,PCC對TIMET的收購促進了鈦材杆故、鍛造、機身產(chǎn)品的供應(yīng)鏈整合鼻种。一方面反番,TIMET的鈦熔煉技術(shù)與PCC的鍛造技術(shù)互為補充;另一方面叉钥,TIMET帶來的內(nèi)部鈦熔煉產(chǎn)能在SMC的鎳罢缸、鈷合金基礎(chǔ)上進一步擴展了航空零部件(主要為機身產(chǎn)品)生產(chǎn)的原料產(chǎn)能。

PCC圍繞實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同及成本可控目的码累,積極向下游產(chǎn)業(yè)鏈拓展譬椰,但在重視客戶基礎(chǔ)的機加環(huán)節(jié),以并購方式實現(xiàn)下游拓展激撮,可達到在較短時間內(nèi)快速獲得客戶基礎(chǔ)及相關(guān)行業(yè)經(jīng)驗的目的姚不。主機廠供應(yīng)鏈演變發(fā)生后,部分機加廠商與主機廠之間逐步呈現(xiàn)了建立長期戰(zhàn)略伙伴關(guān)系的趨勢泉惋。通過向下游并購衷玩,PCC不僅能夠直接獲取機加廠商長期經(jīng)營的客戶基礎(chǔ),密切與主機廠的聯(lián)系扔缭,還獲得了成為一級供應(yīng)商的可能性盾倍。此外,產(chǎn)業(yè)鏈向下游的延伸使企業(yè)邊界得到拓展洗馅,有利于PCC縱向膀钝、橫向整合。

對下游機加供應(yīng)商的收購使PCC在原有鑄件赌羽、鍛件的基礎(chǔ)上將生產(chǎn)范圍逐步擴大至緊固件萎煤、小型部件、大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件领迈,在航空業(yè)的話語權(quán)與競爭力均隨之增強彻磁。收購后整合所能帶來的效益也是PCC向下游拓展的原因之一。通過縱向整合狸捅, 機身產(chǎn)品部門緊固件生產(chǎn)的采購活動優(yōu)先在PCC內(nèi)部解決衷蜓,既降低了制造成本,又能加強機身產(chǎn)品的品控。數(shù)據(jù)表明恍箭,2007年后,三大部門間關(guān)聯(lián)交易占總銷售額的比例呈現(xiàn)明顯上升趨勢瞧省。而通過橫向整合扯夭,對于航空發(fā)動機、起落架等同一飛機部位不同加工工藝的掌握也能形成協(xié)同效應(yīng)鞍匾,給予PCC向下游延伸的動力交洗。

回顧PCC下游機身產(chǎn)品部門并購史,可以將其分為緊固件收購與結(jié)構(gòu)件收購兩大部分橡淑。據(jù)美國證券交易委員會網(wǎng)站上所公布的PCC歷年年報构拳,在緊固件端,2003年祥喳,公司以5.86億美元收購航空航天關(guān)鍵緊固件制造商SPS Technologies耀奠,是PCC Fasteners平臺的開端;2005年貌硬,PCC完成對Air Industries的收購用堤,其產(chǎn)品主要為鈦和鎳基合金制程的螺栓等;2006年嚣褐,PCC收購制造航空鉚釘和盲螺栓的Cherry Aerospace萌烁,填補緊固件產(chǎn)品的空白;2011年逸茅,公司收購PB Fasteners-Assets绎儡,進一步實施緊固件產(chǎn)品線的拓展。

在結(jié)構(gòu)件端详不,2011年蚯氯,PCC以9億美元收購精密結(jié)構(gòu)件二級供應(yīng)商Primus International,為公司創(chuàng)立了Aerostructures平臺作為后續(xù)結(jié)構(gòu)件收購的跳板赖厅;2012年拣播,PCC依次并購了先進航空結(jié)構(gòu)件供應(yīng)商Centra Industries、 Klune Industries及Synchronous Aerospace收擦;2014年贮配,PCC完成對大型復(fù)雜機械部件一級供應(yīng)商Aerospace Dynamics International的收購,此次收購后ADI所用的鍛件塞赂、鑄件泪勒、緊固件都歸屬PCC提供;2015年宴猾,PCC成功并購Noranco圆存,它是用于航空發(fā)動機、起落架及機身的復(fù)雜機加工和制造部件的主要供應(yīng)商。經(jīng)過多次收購后沦辙,PCC在下游機加工領(lǐng)域所掌握的加工工藝日趨豐富完善夫植。產(chǎn)業(yè)鏈延伸疊加縱橫一體化,生產(chǎn)效率提升與議價能力的增強提高PCC盈利能力油讯。伴隨機身產(chǎn)品部門緊固件與結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)線不斷擴張详民,該部門的營業(yè)利潤率也從2004年的7%上升至2015年30.20%。步入下游并購中后期陌兑,在進行了合理有效的橫却师、縱向整合后,PCC各部門的利潤率同步呈現(xiàn)平穩(wěn)增長的趨勢素司,業(yè)績向好程押,這在一定程度上歸結(jié)于產(chǎn)業(yè)鏈整合后PCC生產(chǎn)效率的改善,以及全產(chǎn)業(yè)鏈模式上公司市場地位提升帶來議價能力的增強押逾。

材料廠CRS:產(chǎn)能為核心果派,多因素決定較穩(wěn)格局

公司介紹:鋼鐵廠出身的特種合金和合金鋼材料供應(yīng)商

鋼鐵廠出身的特種合金和合金鋼材料供應(yīng)商。CRS出身于1889年創(chuàng)立的Carpenter Steel Company眶洗,此后專注于各種鋼材的生產(chǎn)技熊,并受益于20世紀初新興汽車行業(yè)對鋼材的蓬勃需求;20世紀60年代布局包括高溫合金径泉、鈦合金等的特種合金業(yè)務(wù)線望吧;公司目前業(yè)務(wù)線已剝離大部分的普通鋼生產(chǎn),主要產(chǎn)品為高溫合金缰兄、鈦合金俊炒、特種鋼,以及其他特種合金上煤。公司業(yè)務(wù)涉足領(lǐng)域包括航空國防休玩、一般工業(yè)、能源劫狠、交通和醫(yī)療等拴疤。CRS核心市場是航空和國防,近5年平均營收占比達到55%,因此主要材料產(chǎn)品用于制造航空飛機相應(yīng)部件独泞,比如高溫合金材料出售給中游部件加工企業(yè)制造飛機發(fā)動機的熱端零部件(渦輪盤呐矾、葉片等),鈦合金材料用于制造機身結(jié)構(gòu)件以及發(fā)動機冷端零部件懦砂。

主要營收來自特種合金(52%)蜒犯,歷史營收增速波動較大,毛利率與凈利率存在較大波動荞膘。CRS核心業(yè)務(wù)部門為特種合金經(jīng)營部門(SAO)和高性能工程產(chǎn)品部門(PEP)罚随,SAO主要包括鎳基高溫合金玉工、鈦合金和合金鋼等產(chǎn)品,PEP主要包括集團分銷業(yè)務(wù)淘菩、部分鈦合金業(yè)務(wù)遵班、粉末制造業(yè)務(wù)等,屬于集團差異化業(yè)務(wù)茧音。其中番链,SAO業(yè)務(wù)部門的營收以特種合金為主,近5年平均占比達到63%沦浆,占比公司整體營收達到52%,其余為合金鋼產(chǎn)品溜帐;PEP業(yè)務(wù)營收僅占公司全部營收的20%将盾。從公司歷史營收和歸母凈利潤規(guī)模來看,公司營收和歸母凈利潤波動較大勃核,營收正負波動極值均超過/達到30%再僧,而歸母凈利潤波動在個別年份(2001年)更高;此外俩孽,2010年以后的歸母凈利潤規(guī)模不及2005~2008年的水平猬听,營收規(guī)模整體有微弱上升,2020年營收達到22億美元患达。從盈利質(zhì)量來看记令,公司毛利率相對較為穩(wěn)定,毛利率水平整體有微弱的下降表現(xiàn)习劫。但凈利率波動相對較大咆瘟。

縱向擴張高門檻+產(chǎn)品標(biāo)準化+以經(jīng)驗為核心的壁壘確定寡頭格局

高溫合金市場集中度相對下游較分散,美國主要企業(yè)高溫合金營收規(guī)模差異不明顯诽里。排除國內(nèi)公司袒餐,全球有至少20家主流高溫合金產(chǎn)商,分布在德國谤狡、英國灸眼、美國、日本和俄羅斯墓懂。以美國為例焰宣,其代表企業(yè)為HAYN(Haynes International)、CRS(Carpenter Technology Corporation)捕仔、ATI(ALLEGHENY TELEDYNE INC)和Special metals(PCC子公司)宛徊,主要供應(yīng)量來自前述公司。對HAYN逻澳、CRS和ATI主要企業(yè)2010-2020年的營收進行拆分闸天,可以看出ATI的高溫合金系列產(chǎn)品的年營收規(guī)模較其他主要供應(yīng)商稍高,平均營收在19億美元左右;比CRS平均10億美元的高溫合金年營收高出9億美元侧碍。排除ATI比其他企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈更長的因素——ATI不僅生產(chǎn)并出售高溫合金材料雾逢,還加工高溫合金出售部件級鍛件和精密鑄件給下游發(fā)動機企業(yè),但HAYN和CRS主要聚焦于高溫合金材料的出售赴仪;ATI高溫合金材料營收和CRS相當(dāng)赂阻,平均年營收在10-14億美元之間。

ATI和CRS高溫合金年營收高于HAYN换橱,主要系鋼鐵廠出身邪慧,具備產(chǎn)能優(yōu)勢。ATI在1938年由Allegheny鋼鐵公司和Ludlum鋼鐵公司合并而成舔躏,CRS在1889年作為鋼鐵公司而被創(chuàng)立秆尝,而Haynes1912年以鎳、鈷合金制造出身防擎。因此挎中,ATI和CRS金屬工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)較強,原料提純和母合金成形加工設(shè)備規(guī)模更大助店。從機器設(shè)備原值來看磁滚,ATI和CRS各年的水平明顯高于HAYN,CRS在2001~2007年間機器設(shè)備原值平均為11億美元宵晚,而HAYN僅為0.97億美元垂攘。此后,ATI發(fā)展自己的高溫合金鍛件和精密鑄件部件級產(chǎn)品淤刃,并進行了系列重大收購增強鍛造和鑄造實力——2009年收購Crucible Compaction Metals和Crucible Research搜贤,增強其粉末冶金業(yè)務(wù)能力,2011年收購大型鍛造企業(yè)Ladish钝凶,以及2014年收購精密鑄件公司Dynamic Flowform仪芒;因此公司設(shè)備產(chǎn)能規(guī)模逐漸與CRS拉開差距。

商業(yè)模式帶來的規(guī)模差異直接導(dǎo)致上游高溫合金企業(yè)和中游部件加工企業(yè)持續(xù)性經(jīng)營所需現(xiàn)金流資本性投入存在巨大差異耕陷。對比HWM掂名、CRS和ATI現(xiàn)金流投資活動中的資本支出可以發(fā)現(xiàn),每年HWM用于資本支出的現(xiàn)金顯著高于高溫合金企業(yè)CRS和ATI哟沫,2001-2020年平均資本支出為ATI的9倍饺蔑。同時,反觀三者經(jīng)營活動的產(chǎn)現(xiàn)能力嗜诀,HWM的經(jīng)營活動現(xiàn)金凈流量比ATI及CRS較高猾警,2001-2020年HWM年平均經(jīng)營活動現(xiàn)金凈流量為ATI的17倍。

高溫合金企業(yè)產(chǎn)現(xiàn)能力的明顯弱勢瀑捣,一方面決定了高溫合金企業(yè)現(xiàn)有商業(yè)模式尚不足以支撐中游部件加工企業(yè)高資本支出商業(yè)模式的持續(xù)性饲残,另一方面也限制了高溫合金企業(yè)以持續(xù)性收購的形式進軍中游部件加工秉返。對比ATI和另一中游部件加工龍頭PCC金額較大的收購事件可以看到,收購中游部件加工企業(yè)所需的資金量普遍顯著高于收購上游高溫合金企業(yè)钳舵。以ATI獨立上市以來最大收購案Ladish為例螺坟,該收購案金額是2009年ATI經(jīng)營活動現(xiàn)金凈流量的3.7倍,也直接導(dǎo)致ATI2010年公司現(xiàn)金凈流量由上一年的2.4億美元變到-2.8億美元邓樟。

原料冶煉除雜要求高缸秀、工藝參數(shù)的控制主要依賴于經(jīng)驗的積累,且工藝控制動作繁瑣役默。原料冶煉環(huán)節(jié)對最終高溫合金性能有關(guān)鍵影響唯碗,該環(huán)節(jié)一方面要制造強化相以保障產(chǎn)品的強度;另一方面則要特別注意雜質(zhì)的控制和消除冤牢,硫铐向、鉛、錫等低熔點雜質(zhì)會集降低晶體間的聯(lián)系以舒,在高溫下造成晶體的松散,導(dǎo)致高溫合金的形變惡化和顯著的脆性狀態(tài)(如鑄錠破裂慢哈、毛胚分層蔓钟、橫向裂紋產(chǎn)生);雜質(zhì)控制要求很高卵贱,雜質(zhì)含量超過很低的規(guī)定范圍滥沫,即可造成顯著破壞,以危害最大的鉛雜質(zhì)為例键俱,合金中含有0.005%的鉛即可發(fā)生形變惡化兰绣。

以真空感應(yīng)電弧熔煉(VAR)為例,原料冶煉技術(shù)的發(fā)展主要采用數(shù)值模擬和實物解剖分析相結(jié)合的方法確定工藝最佳參數(shù)编振;也即是通過前期大量的試產(chǎn)取得數(shù)據(jù)缀辩,以樣本數(shù)據(jù)對一定范圍的參數(shù)影響進行模擬預(yù)測,基于預(yù)測指導(dǎo)再進行試產(chǎn)踪央,通過解剖分析產(chǎn)品的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)最終確定最佳的工藝參數(shù)臀玄。實際生產(chǎn)需要考慮電流、熔化速度畅蹂、冷卻條件盹躬、材料的特性、冶煉時間等多種因素血沦;而且整個冶煉過程的時間長恐程,需要在不同冶煉時間段加入不同的物料,全流程控制動作多野言,且不同合金牌號的控制動作標(biāo)準不一樣皿理,新牌號合金意味著新工藝參數(shù)的探索孟庵。

(來源:未來智庫)

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