压力容器

东华测试研究报告国内结构力学测试龙头,P

发布时间:2023/9/25 15:47:56   

(报告出品方/作者:光大证券,贺根、汲萌、黄筱茜)

1、东华测试:科学仪器细分领域龙头,业务有望迎来收获期

1.1、收入以结构力学测试仪器为主,多业务板块布局

公司是结构力学性能测试仪器领域龙头。公司专注于智能化测控系统的研发和生产,拥有结构力学性能测试分析系统、结构安全在线监测及防务装备PHM系统、基于PHM的设备智能维保管理平台、电化学工作站四大类产品线,包含传感器、测控系统硬件和分析与控制软件平台。公司从传感器、适调器、数采、软件到各类信号处理算法等,全套系统均自主研发、设计和生产,掌握核心技术,具备自主知识产权,实现了自主可控。

公司股权结构十分稳定,实控人为董事长刘士钢先生。刘士钢先生技术出身,是国内著名的抗干扰技术专家,曾任江苏靖江工程技术研究所副所长,于年创立东华测试,担任公司董事长,目前持股48.99%,为公司的实际控制人。公司股权结构十分稳定,旗下设立五家全资子公司。

收入以结构力学产品为主,PHM等新产品占比有望提高。公司产品可分为结构力学性能测试分析系统、结构安全在线监测及防务装备PHM系统、基于PHM的设备智能维保管理平台、电化学工作站和开发服务,其中结构力学测试分析系统为公司收入主要组成部分,年营收占比达58.72%,PHM相关业务营收占比达31.22%。伴随着PHM等新产品在市场逐步放量,未来其收入占比有望提升。

1.2、营收净利双增长,业务有望迎来收获期

营收利润双增长,看好“十四五”期间成长加速。公司持续增强产品竞争力,搭建完整的销售体系,在国产替代趋势、科学仪器政策利好的背景下,业务持续增长。公司年实现营收3.67亿元,同比增长42.81%;Q1实现营收0.72亿元,同比增长54.52%。公司净利润也呈现稳步增长态势,年实现净利润1.22亿元,同比增长52.17%;Q1实现净利润0.10亿元,同比增长.20%。公司业务发展趋势向好,我们认为随着公司横向布局业务持续发力,PHM相关新产品的应用场景有望逐渐拓宽,电化学工作站新产品有望持续推进新能源产业化的应用,并逐渐释放业绩,业务迎来收获期。

盈利能力不断提升,净利率持续增长。公司年毛利率为67.54%,同比微降。公司通过推进生产工艺技术升级、设备改造、费用管控等降本增效措施,近年来盈利能力不断提升,年净利率为33.17%,同比增长2.04pct,其中销售费用率、管理费用率、研发费用率分别同比下降2.18、2.09、1.11pct;公司Q1净利率为14.32%,同比提升4.09pct;其中销售费用率、管理费用率、研发费用率分别下降了2.83、2.23、0.60pct。

高度重视技术研发,持续提升设计和生产制造能力。公司在近三十年技术成长和数以万计用户使用经验积累的基础上,逐渐培养并形成了具备一定规模的技术密集型团队。研发人员知识结构合理,团队稳定,具备多人、多专业的团队研发能力。公司高度注重技术研发,主要中高层管理人员均为专业技术出身,同时外聘专业的权威专家对技术人员进行定向指导和培养,促进了公司整体技术实力的不断提高。公司-年研发费用持续增长,研发费用率均维持在9%以上,其中年研发费用为0.35亿元,研发费用率为9.43%。公司Q1研发费用率为14.09%,研发投入进一步加大。

2、PHM系统:工业互联网助力产业快速发展,差异化竞争推进国产替代

2.1、需求牵引叠加技术驱动,PHM技术逐渐成熟

PHM(故障预测与健康管理)系统产品由软硬件组成。PHM指通过识别和抓取目标设备运行中的相关信息并进行数据分析,确定故障性质、部位和起因,准确预报设备故障的程度和趋势,并提出相应的运维策略,主要包括采集数据的传感器、数据处理的仪器、软件分析系统构成。PHM系统具备状态监测和故障监测隔离、性能趋势预判、关键部件故障检测、剩余寿命预测、维护决策资源管理等功能。

需求牵引、技术进步是贯穿PHM技术发展、成熟的主线。PHM聚焦于复杂工程健康状态的监测、预测和管理,其起源于上世纪欧美发达国家,最早应用于航空航天领域,是从工程领域提炼,并且不断系统化、体系化的一门系统工程学科。经过几十年的理论研究和实际应用,PHM技术为提高系统的可靠性和安全性开辟了一条新的途径,并在技术进步和市场拓展的双重驱动下得到了迅速的发展,产生了巨大的经济效益和社会效益。20世纪60-70年代,随着飞机系统逐渐复杂,外部测试已无法满足需求,机内测试(BIT)被引入到飞机中。BIT是PHM的重要支撑技术,其通过在系统和设备内部设置用于状态监控、故障检测与隔离的硬件、软件、自检装置等,赋予了系统或设备对内部的自动测试能力。20世纪80年代,为改善BIT的效能,以降低虚警、识别间歇故障,引入了AI技术的智能BIT形成并大获发展。20世纪80年代后期至90年代,“综合诊断”概念被提出,以解决各诊断要素独立工作的弊病,英美各国相继开始研究综合诊断方案。随着现代机械系统复杂度、信息化和综合化程度的大幅提高,精准高效的设备监测维护方案需求迫切;同时,大容量存储、高速传输与处理、MEMS等高新技术快速发展,推动了PHM技术走向发展与成熟。

PHM技术逐渐成为设备自主式后勤、降低全寿命周期费用的关键核心技术。与传统设备维护方式相比,PHM技术体现出维护策略的巨大转变,其从以往基于传感器的诊断,转向基于智能系统的预测,使得事后维修、定期维修策略被系统视情况维修所取代。PHM使得设备管理方法由健康监测转向健康管理,从对当前健康状态的故障检测与诊断,转向对未来健康状态的预测;从被动性的反应性维修活动,转向主动性、先导性的维修活动。PHM技术可有效促进武器装备维护的降本增效。

2.2、工业互联网助力PHM行业快速发展,下游应用前景广阔

工业互联网时代,PHM产业进一步发展。PHM可以对设备进行故障预测与健康管理,通过网络化在线设备状态监测,能够实现设备状态的传输与数据存储分析,实现工业设备的全覆盖、动态、连续监控,并且可以对监测数据进行诊断分析,预知和判定当前设备的损坏程度与危险级别,保证工业设备的安全与稳定运转。通过智能化诊断分析,网络化在线监测系统在能够为工业设备的运行状态提供监测的同时,为设备的定期与不定期安检和维修提供科学依据。

PHM应用需要大量底层数据,数据深度影响PHM系统可实现功能的层次。基于机器健康运转数据,可建立基线模型,实现健康评估;若同时获得历史故障状态数据,则可实现故障诊断;而若进一步获得针对不同故障模式的全生命周期数据,就可以实现故障预测。工业企业的产业设备网络化率低、设备上云率偏低带来的故障数据及数据标注缺失是PHM落地应用的制约因素之一。随着信息技术的发展,数据维度变得更加多元,也将更有利于PHM的进一步发展。新一代信息技术、人工智能技术的发展,将从优化建模角度推动PHM技术大发展。在服务型制造中,PHM的主要业态模式为远程运维,其作用是基于设备物联,做设备级的监控、诊断、维护,产线级的生产过程管控,企业层面的资源计划和优化配置。PHM是实现从设备端到服务增值的核心技术。建模仿真、大数据、边缘计算、物联网等新一代现代信息技术的发展,以及人工智能技术的迭代,将从优化建模角度显著推动PHM发展,增强其对于机械设备退化类故障的辨识能力,从而发挥PHM基于预测信息进行后续管控优化的作用。

PHM系统下游应用前景广阔。随着传感器技术、芯片技术、计算机软件技术、大数据分析和人工智能的不断成熟和发展,PHM在社会各个领域的应用前景十分广阔。作为国家现代装备制造业和工业互联网技术的重要基础部件组成部分,PHM产业的发展对提升风电、石化、冶金、煤炭、有色金属、建材、造纸、制药、环保、国防等国家支柱产业的工业设备智能化管理水平具有重要作用。根据华经产业研究院,年PHM系统下游应用场景中航天军工、石油化工、风电、交通等领域销售额占比分别为26.35%、23.54%、12.23%、9.16%。

PHM在高设备单价、复杂度高、运维需求量大的行业具备更高成长性。PHM的开发需要算法与工程经验的深度结合,部分开发需在设备设计之初就同步融入有关传感器设计,较大的研发投入、较大的算力成本意味着下游资产端较高的支出。因此,设备投资较大,且对生产运行过程中的连续性、稳定性和高效性等要求较为严格的行业,对PHM的应用有更迫切的需求。军工、轨交、民航、石化、风电等行业,设备单价高昂且机理复杂、安全要求高、运维需求量大,有经验的维修人员缺乏,PHM在这些领域具有广阔的成长空间。

PHM行业目前整体仍处于起步阶段,有望在各民用领域快速普及。“十三五”以来,我国机械制造行业整体维持较快增长,通用设备制造业、专用设备制造业、电气机械和器材制造业,以及计算机、通信和其他电子设备制造业均重点发展,行业内生增长力也为后续PHM在民用领域的旺盛需求提供保障。例如,在核电方面,PHM技术可以针对核电站关键设备(例如核反应堆压力容器、主汽发生器、蒸汽涡轮机等)进行检测,通过历史数据、失效机理模型和寿命预测算法,对设备的寿命进行预测和评估,提高核电站的安全性和运行效率,减少因设备故障导致的停机时间和生产损失;在航空领域,PHM技术主要是针对飞机关键设备(例如发动机、起落架、液压系统等)的健康状态监测和寿命预测,采集设备的振动、温度、压力、电流等参数,以及设备的图像和声音等信号并进行分析。

风电是PHM重要的下游应用场景。风电设备的运行环境相对恶劣,采用PHM较具经济价值。风电行业发电机组属于旋转设备,存量市场较大,设备投放时间较久,具备价值量高、运维难度大、运维成本高等特点。风电发动机的智能监测整体解决方案,通过安装各类传感器将采集的设备数据上传至系统服务器,可以实时、准确地掌握设备运行状态,从而实现预测性维护,提高风场设备的管理水平,降低风电设备生命周期的运维成本。

智能化、网络化、专业化的PHM企业更具备竞争优势。随着传感器技术不断地向高精度、高性价比、高信息量方向突破,状态监测和故障诊断的新方法不断出现,模糊监测、专家诊断、神经网络诊断等技术的产业化进程有望加速。此外,通过网络化检测在线设备状态,实时传输设备状态和数据存储状态,能有效加强工业设备的全覆盖、高效率的应用。随着PHM业务向更多的应用领域渗透,拥有丰富诊断技术人才的供应商将会更具优势。

2.3、我国PHM产业迅速扩张,本土企业差异化竞争

全球PHM市场规模稳步增长,我国PHM市场规模迅速扩张。根据亿渡数据,年全球PHM市场规模为69亿美元,估计年为94亿美元,年将会达到亿美元,-年CAGR为31.66%。-年我国PHM市场处于开拓阶段,其中风电、石化钢铁等应用领域为PHM市场发展提供动力。根据亿渡数据,年我国PHM市场规模达到35.78亿元,-年CAGR为28.07%;估计年我国PHM市场规模为46.51亿元,预计年我国PHM市场规模将扩大至.37亿元,-年CAGR为36.48%。

随着我国工业信息化和智能化升级,PHM等数据系统的需求将进一步扩大。随着工业设备的状态监测与故障诊断成为实现智能制造的重要环节之一,PHM在各行业领域渗透率有望进一步提升。通常情况下设备生命周期为:1)设备在使用开始时,常常会由于操作和适配等问题而出现故障;2)随着产品需求和性能逐渐磨合,设备运行进入稳定期;3)到了使用后期,设备的故障率会因为老化、折损等问题而不断提高,最终设备报废。PHM的作用为在设备工业信息化和智能化升级的过程中,不断调整预测模型,定期进行检测,降低运维成本并制定全局最优的维护方案。因此,PHM对于延长设备寿命具有重要意义。

近年来我国PHM产业取得了快速发展。我国PHM产业起步较晚,但经过多年快速发展,该领域从技术理论到应用实践都取得了巨大的进步。随着现代自动化技术水平的不断提高,工业设备制造和工程系统的复杂性大大增加,系统的可靠性与安全性已成为保障经济效益和社会效益的关键因素,成为我国先进装备制造业和传统工业自动化升级的重要基础保障,受到各行各业的高度重视。

研发创新及较强的诊断分析能力,为PHM企业的发展核心竞争力。随着国内外PHM技术的快速发展,以及我国高端装备制造业的不断成长,PHM产业作为新兴技术行业获得快速的发展,企业数量近年来获得较快的增长。与国外发达工业国家相比,我国工业设备状态监测与故障诊断行业发展时间较短,尚处于快速发展阶段。根据规模大小、技术研发实力以及提供诊断服务能力,国内企业大致可以分为三大类型:第一类为具有较强的自主研发创新能力和拥有强大的故障诊断分析专业团队,能够提供符合行业特征和企业需求的个性化PHM系统的整体解决方案提供商;第二类为具有一定的技术研发能力,但是规模较小,专注于某一个细分领域;第三类为设备集成商或产品代理商,自身不具有研发和生产能力。

外资厂商实力突出,本土企业具备差异化竞争优势。PHM系统外资厂商以国际知名的设备提供商或大型的状态监测企业为主,技术实力较为突出,在国内集中在电力工业、石油开采、冶金等领域,代表性企业有SKF、BENTLY等。这类国际企业在商务谈判条款和付款等要求相对严格,且本土化的后续支持服务相对不完善,将成为本土PHM企业差异化竞争的突破口。我国PHM本土企业虽然收入规模较小,但是能够提供持续的本地化后续支持和技术服务,未来伴随着技术实力不断提升,发展值得期待。

3、公司:横向开拓多项业务,PHM业务持续发力

3.1、深耕结构力学测试领域,横向开拓多项业务

深耕结构力学性能测试仪器领域。东华测试专注于结构力学性能测试仪器及配套软件的研发、生产和销售,并提供应用解决方案和技术服务。结构力学性能测试仪器主要测量材料、结构的变形,计算结构的强度、刚度、阻尼、固有频率等,是航空航天、智能制造、桥梁建筑、电力能源、矿业开采等行业中广泛应用的科学仪器。结构力学性能测试系统的核心技术“小信号放大抗干扰系统解决方案”是公司的传统优势,属于数据采集与测试分析系统的范畴。公司产品能够完成多项严重干扰环境下的测试任务,为我国重大科研项目的设施做出了重要贡献。

基于核心技术,横向开拓PHM及电化学工作站业务。公司以“小信号放大抗干扰系统解决方案”技术为核心,基于多年的研发,公司推出了结构安全在线监测及防务装备PHM系统、基于PHM的设备智能管理平台和电化学分析系统新产品,进一步丰富了公司的产品线。受益于科学仪器行业的持续政策利好,叠加自主可控产业链安全发展下的国产替代趋势,公司电化学工作站产品作为重要的科研工具迎来政策机遇期,各高校、科研机构等客户的需求提升。此外,在新能源行业迅猛发展的背景下,电化学工作站在锂电池、燃料电池、液流电池等测试、储能安全测试等方面的需求逐步增加,将带动作为高效检测工具的电化学工作站的市场需求提升。随着我国企业研发投入带动国产电化学设备的生产工艺、仪器性能的持续进步,叠加电化学工作站下游应用场景逐渐向中国转移,我国企业有望凭借性价比和售后服务优势与国外仪器相抗衡。

自定义测控分析系统为公司成长带来新的动力。自定义测控分析系统是通过可自定义的单元间信号和数据流,为用户构建最优化的针对实际被控对象特征的测试控制一体化系统,该业务为公司原有测试技术向控制方向的延伸,于年取得突破。公司拟以简易程序向特定对象发行股票,募集资金总额不超过1.19亿元(含本数),其中0.84亿元用于自定义测控分析系统项目,项目投资总额预计达1.01亿元。自定义测控系统拥有完整的测试系统和丰富的输出组件,基于FPGA/DSP的实时控制系统,可以通过将控制与测试结合,最终可实现在微秒级量级的时序控制。年7月,公司与某部签订了飞行器供油自定义测控分析系统项目的采购合同,并成功通过了某部组织的技术鉴定。根据公司

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