(报告出品方/作者:华创证券,范益民、丁祎)
一、国内领先的结构力学性能研究和电化学工作站整体解决方案提供商(一)发展历程:深耕行业30载,中国测试行业“专精特新”小巨人
公司成立于年,为国内领先的结构力学性能研究和电化学工作站整体解决方案提供商。30年来,公司始终专注于智能化测控系统的研发和生产,掌握核心技术,产品成熟,市场广泛认可。
(二)主营业务:软硬件独立自主研发,拥有四大产品线
公司始终专注于智能化测控系统的研发和生产。完整测试系统通常由传感器、适调器、放大器、数据采集系统、控制分析软件组成,传感器将工程物理量转化成电量,适调器将各种传感器输出的多种类型的电量转化为归一化的电压量,经由放大器将微弱电信号按一定的放大倍数放大后,数据采集系统将模拟电压量转化为数字量,通过控制分析软件完成各种功能的信号处理,实现多种测试目的。
目前公司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,所有产品都是自主研发、设计和生产,拥有独立自主的知识产权。此外,公司推进自定义测控分析系统、实验与仿真融合分析平台两大新产品的研发与落地,进一步丰富公司的产品线。
-年公司主营业务不断增长,4年间收入CAGR为18.7%,随着公司不断推出新产品,年公司重新分类主营业务,目前包含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、电化学工作站和开发服务,H1结构力学性能测试分析系统营收1.35亿元,占比67%,PHM相关业务合计营收0.45亿元,占比22.5%。
公司产品面向日新月异的工程测试需求,在土木工程、轨道交通、汽车工业、机械设备、能源电力、电子电气、特种设备和海工结构等行业有广泛应用。
经过多年坚持不懈的技术开发和经验积累,公司产品不断完善,在行业中形成了良好的口碑和信誉,在国防军工、航空航天、土木工程、机械装备、高铁、船舶、汽车、风电行业积累了一批高端客户,形成了良好的品牌效应。公司还参与专业性更强的专业科研及检测机构及高校测试的相关工作。
(三)股权结构:股权结构稳定,推行股权激励绑定核心骨干团队
公司股权结构稳定、股权集中度较高,公司创始人和实际控制人刘士钢持股48.99%,其妻子罗沔持股5.03%,为一致行动人。刘士钢担任中国工程机械学会测试技术分会副理事长、中国空气动力学测控专业委员会委员,年1月至年4月曾任职于扬州无线电二厂工程师,年5月至年2月曾任江苏靖江工程技术研究所副所长,在所在行业工作多年,拥有深厚的技术经验,是公司核心技术人员和行业技术领军人物,是公司产品保持技术领先的重要保障。公司旗下还设有5家全资子公司,分别对应公司主要技术和产品方向。
公司年发布股权激励,对公司董事、高级管理人员及核心骨干员工等授予股权激励,有助于稳定核心团队并充分调动公司核心团队的积极性与创造性。年公司实现营业收入3.67亿元,受宏观经济影响,略低于年股权激励的营业收入触发值,预计年随着公司PHM的积极推进有望实现边际好转。
(四)财务分析:营收与净利双高增长,期间费用率呈下降趋势
公司收入端-年复合CAGR为18.8%,年及上半年实现快速增长,年公司营业总收入3.67亿元,同比增长42.8%;Q1-Q3公司营业总收入3.06亿元,同比增长37.0%。公司归母净利润从年的0.18亿提升至年的1.22亿元,利润CAGR达61.4%,持续保持较高增长水平,年Q1-Q3公司实现归母净利润0.82亿元,同比+47.9%,延续高增趋势。
公司毛利率持续维持在较高水平,年以来毛利率处于66%-68%之间。公司-年净利率持续呈上升趋势,从年的13.13%提升至年的31.17%,盈利能力提升明显。公司Q1-Q3毛利率/净利率/扣非净利率分别为66.4%/26.9%/27.0%,同比+0.34pct/+1.98pct/+3.27pct,延续增长态势。年以来,公司销售及管理费用率呈持续下降趋势,分别从年的18.2%/20.7%下降至年的11.4%/11.4%,预计主要系公司业务不断拓展,收入端快速增长,规模效益逐渐显现,产品从投入期逐渐进入利润贡献阶段;Q1-Q3公司销售/管理费用率分别为11.7%/12.5%,同比分别-0.8pct/-4.16pct,延续下降趋势。
-年,公司研发费用持续增长,自年0.17亿元年增长至0.35亿元,实现翻倍,4年间复合增长率为20.2%,Q1-Q3研发费用0.30亿元,同比增长29.75%。公司研发费用率自年的12.4%下降至年的9.43%,随着收入的快速增长,呈现下降趋势。随着公司业务横向拓展和新业务的开展,公司的研发人员数量也保持连续增长,自年的人增长至年的人,研发人员占比在公司各项业务规模扩张的同时也保持增长,从年的27.65%增长至年的37.31%。公司培养了一批专门从事结构力学性能测试仪器软硬件研发、生产并提供应用支持和技术服务的技术队伍,已形成一定规模的技术密集型团队,专业覆盖力学分析、仪表结构工艺、传感器技术、模拟数字电路、智能化仪表、电化学分析、计算机软硬件开发技术、计量测试技术、仪器仪表防爆设计技术、信号分析与算法理论等领域。
二、深耕结构力学性能测试分析系统三十载,产品力推动国产化进程(一)源起国防科研需求,政策端持续支持
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,用在结构的强度试验、疲劳试验(寿命评估)、动态特性分析(固有频率、振型、阻尼比、模态刚度和质量),准确预计环境激励对结构的影响等方面,对于产品的优化设计、节省材料、降低能耗、安全保障极为重要,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。结构力学性能测试从测试参数上分为应变应力、振动冲击测试仪器;从信号特征来讲,分为测试缓变量信号的静态测试仪器、测试快速变化信号的动态测试仪器;其基本是由传感器、测试仪器、专业分析软件结合在一起形成的测试分析系统。我国结构力学性能测试行业源起于-年国家两弹一星、航空航天、武器研制等国防工程的科研需求;起步之初,我国重大科研活动的测试仪器多为采购国外品牌;80年代国内厂商开始生产研发,到90年代中后期伴随计算机技术的发展,国内测试仪器厂商进展加快,并逐步在国防、航空、土木、高校等领域推广。
自年国务院发布《关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》以来,国务院、财政部等部门持续推出一系列支持类、指导类政策为科学仪器发展持续赋能,年发布的《加强“从0到1”基础研究工作方案》更是提出要在重大科学仪器设备等重大领域推动关键核心技术突破。在十四五期间,多部门出台支持类政策,助推科学仪器国产化替代。
(二)国防研发投入持续加大,高校市场国产化水平具备提升空间
从下游需求来看,国防军工行业仍是结构力学性能测试仪器主要市场之一。国防与航空航天的产品大多数都是“飞行和运动装备”和“武器和战斗人员运载工具”,对产品质量可靠性、结构优化设计要求很高。-年,我国中央国防预算支出由.4亿元持续增长至亿元,复合增长率达9.29%。
中国国防费按用途划分,主要由人员生活费、训练维持费和装备费构成。其中装备费用于武器装备的研究、试验、采购、维修、运输、储存等。-年我国国防人员生活费占比,训练维持费占比均有所下降,而装备费从33.2%提升至41.1%,经费分配明显向装备倾斜。
十九大报告中明确提出国防和军队建设的阶段性目标,第一阶段是年基本实现机械化。第二个阶段是到年要基本实现军队的现代化,就包括军事理论的现代化、军队组织结构的现代化、军事人员的现代化、武器装备的现代化,使军队的战斗力得到大的提升。第三个目标提出到本世纪中叶要全面建成世界一流军队。十四五规划中关于国防和军队现代化提出: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,对结构性力学测试系统的需求也进一步增加。此外,高校市场或为测试仪器增长的第二驱动力。目前,结构力学性能测试正不断拓展教学科研领域范围,近年来国家对高等理工科院校的投入逐年增加,未来高校市场的国产替代进程有望成为公司结构性力学测试仪器发展的第二驱动力。
(三)收入稳健增长,积极拓展国防、高校及民用三大市场
公司在结构性力学性能测试分析系统领域产品包含数据采集系统、软件平台、传感器等。
经过近30年的技术积累和市场拓展,-年,结构力学性能测试分析系统营收从1.76亿元增长至2.16亿元,同比增长22.25%,年毛利率虽小幅下降至67.98%,较年下降0.06pct,整体毛利率水平稳定。
相比于海外龙头NI来说,公司发展历史尚短,但已经形成了差异化的竞争优势。NI以软件为其核心竞争优势,而公司结构力学性能测试系统的核心技术为“小信号放大抗干扰系统解决方案”,目前已完成了多项严重干扰环境下的测试任务,能够耐受恶劣强干扰环境,得到准确的测试数据,奠定了公司的核心技术壁垒。
公司在结构力学性能测试领域积累多年,未来有望进一步巩固在国防军用市场优势地位,持续推进国产化替代进程,受益客户需求升级带来的采购需求,实现市占率提升。
此外高校市场目前是公司积极拓展的重要下游,高校中测试仪器的使用学生,往往是未来科研院所等领域的重要人才来源,而培养客户对仪器的使用习惯至关重要,随着公司在高校领域客户资源的不断积累,有望奠定公司结构力学测试系统长期稳健增长的基础。
公司目前结构力学测试系统也部分应用于土木工程、轨道交通、工程机械、汽车、电子电器多种民用场景,目前我国数字化转型构建碳中和产业结构正逐步推进,管理数字化、能源绿色化,以及基础设施智能化转型逐步深入,未来民用场景对生产工具的结构优化、结构安全的要求有望逐步提高,对于结构优化设计、节省材料、降低能耗、安全保障也有望进一步提升,结构性力学测试系统的应用范围及空间也有望进一步增大。
三、武器装备无人化驱动PHM需求增长,民用PHM市场空间广阔(一)PHM实现事先预测和运维,起步较晚发展较快
PHM是PrognosticandHealthManagement的缩写,即故障预测与健康管理。传统的运维方式是在发生故障时通过对装备进行维修、养护来恢复装备原有的功能,是一种反应式措施,年以来,可靠性理论知识的发展,运维方式出现了TBM定期维护和PM定期更换的预防性维护,但是由于定期更换功能完备的装备产生巨大的成本,CBM视情维修发展起来,CBM是对装备的健康状态进行检测和评估,发现异常之后采取维护策略。
PHM是CBM的升级发展,其核心之一是利用先进传感器的集成,利用传感方式,感知可测量信息(振动、温度、电流、电压等),映射得到装备的工况、周围环境、在线或历史运行状态等各类数据。
PHM在数据采集后,借助特征提取、信号分析、各种算法和智能模型来进行运行状态检测、性能退化建模和剩余寿命预期和可靠性评估。目的是保障装备或产品完成规定功能,避免突发故障,包含了状态监测、异常预测、故障诊断、寿命预测、运维决策任务。
健康状态评估是PHM技术框架的核心内容之一。目前主要运用有三种模型:基于模型的故障诊断与预测、基于状态信息的故障诊断与预测、基于知识的故障诊断与预测。
从产业链角度上看,PHM系统上游主要包括电子元器件、计算机及网络设备、结构件、辅材等原材料。过去由于PHM的研发与实施需要耗费较多的人力、物力、财力,故下游更多应用于故障频率发生低、影响大、复杂程度高的设备,比如军工、航天、船舶领域;近几年随着传感技术、无线网络、边缘计算等技术发展,信号获取和数据分析的成本均大幅下降,一些基数大、使用面广、复杂度相对较低的设备也采用PHM基数,应用范围不断拓宽,目前主要有风电、石化、冶金、军工等领域。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。
我国在PHM系统设计与验证基础理论与方法研究方面起步较晚,研究基础薄弱,“十二五”期间在航空、航天、船舶、兵器等领域逐渐开展相关工程研究与应用,绝大部分是军工PHM项目,还未大面积转向民用领域,目前科研技术和国外水平有很大距离。但随着国内外设备状态监测与故障诊断技术的快速发展,以及我国对现代装备制造业的大力扶持和鼓励、产业结构持续调整和升级、两化融合和人口结构变化等因素共同影响下,工业设备状态监测与故障诊断行业作为新兴技术行业获得快速的发展,PHM在企业端的渗透率持续提升。
根据IOTANALYTICS《PredictiveMaintenanceMarketReport-》,全球PHM市场年市场规模47.72亿美元,预计年有望增长至.62亿美元,CAGR28.87%;年我国PHM市场规模为2.97亿美元,预计年有望提升至32.14亿美元,CAGR40.5%。
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,行业内的大多数企业规模较小,不具备为客户提供工业设备状态监测与故障诊断系统解决方案能力。目前,行业主要参与者可分为国内和国外两大类。国内企业根据规模大小、技术研发实力以及提供诊断服务能力大致可以分为三大类型:第一类是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,能够为客户提供符合行业特征和企业需求的个性化状态监测、专业化故障诊断服务和技术支持的整体解决方案提供商。第二类是具有一定的技术研发能力,企业规模较小,专注于某一个细分行业或领域的设备状态监测产品的生产和销售,不具备为客户提供专业化的故障诊断服务能力。第三类是设备集成商或产品代理商,自身不具有研发和生产能力,凭借自身在特定领域的客户开发能力进行产品集成和销售。
国外主要参与者多为国际知名的设备提供商或大型的状态监测企业,企业规模较大,大多以产品销售为主,在中国市场专注于电力工业、石油开采、冶金等领域,代表性企业有SKF、BENTLY等。国外大型知名厂商大多产品定价较高,商务谈判条款和付款要求等较为严格,且实施较为完善的本地化后续支持和技术服务的难度相对较大。与国外大型厂商相比,国内从事工业设备状态监测与故障诊断服务企业规模相对较小,但是能够提供持续的本地化后续支持和技术服务,产品广泛应用于军工、电力、石化和冶金等领域。
(二)基于故障机理,实现差异化竞争优势,收入正处快速成长期
公司自主开发的智能在线监测系统平台,以结构安全和设备故障预测为导向,深度融合了物联网、大数据、云/边缘计算、人工智能以及数字孪生等先进理念,可广泛应用于桥梁、房屋、隧道、边坡、大坝、港机、机械设备、电力设施以及武器装备等结构或设备的在线监测与健康管理。
公司PHM相关业务分为结构安全在线监测及防务装备PHM系统和基于PHM的设备智能维保管理平台,结构安全在线监测及防务装备PHM系统年实现收入0.82亿元,同比增长70.36%;基于PHM的设备智能维保管理平台年实现营收0.32亿元,同比增长94.49%。
从下游需求来看,结构安全在线监测及防务装备PHM系统多用于对结构安全和武器装备实时监测、安全评估和健康管理。公司PHM应用于桥梁及大型建筑结构健康及安全监测系统、船舶结构安全监测系统、轨道交通车辆运营安全监测系统、机械设备、武器装备及车辆故障预测和健康管理(PHM系统)、大型港机结构状态智能化监控系统、地质灾害智能在线监测系统、直升飞机健康状态和使用管理系统(HUMS系统)、风洞装备自主式维修保障系统、风力发电机组在线监测系统等。
(三)武器装备无人化及智能化发展,国防领域PHM渗透率有望提升
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和年远景目标纲要(草案)》提出,要贯彻新时代军事战略方针,加快机械化、信息化、智能化融合发展;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。近年来,国产航母、新型潜艇、两栖攻击舰、歼-20、直-20、运-20等新型装备陆续亮相。随着装备费的逐年增长及新型装备研发工作的开展,预计装备健康管理产品的需求将持续提升。
无人机具有空战的隐蔽性和作战效率,有效降低了危险区域作战人员伤亡的风险,在当前信息化和智能化战争中发挥的作用也日渐凸显。随着无人机武器装备复杂性、综合化、智能化程度不断提高,由此带来的故障多发性、致命性、随机性、交联性导致系统可靠性与安全性问题日趋突出,由于无人机属于高度智能化的复杂装备,平台无人且工作在恶劣对抗环境下,无人机故障预测与健康管理的技术难度远高于传统装备。无人机PHM技术主要包含故障预测和健康管理。故障预测即预先诊断和测算无人机系统或部件的工作状态与正常值的偏差程度,进而推断其剩余寿命;健康管理即根据诊断预测结果,使用故障模型和维修资源对维修保障做出适当决策,包括故障建模、状态监测、数据处理、综合诊断、健康管理、维修决策等。
现代飞机装备结构愈加复杂,综合化和电子化程度加深,带来了可靠性、安全性、维修保障性和成本等方面的问题。以航空发动机为例,发动机状态监测数据体系来源广泛,具有多模态、不同时空尺度的特征,可从不同角度、不同层级反映发动机整机-系统-零部件的状态。如何充分发挥飞行数据的价值实现基于智慧运维的发动机视情维修,更好地节约维修的时间和经济成本是需要重点解决的问题。
无人艇作为一种利用无线电遥控设备和自带程序控制装置操控的新型高技术武器系统,在军事领域的应用越来越广。由于无人艇系统本身的复杂性和受到外部恶劣的环境及其多变性等诸多因素影响,对无人艇的安全性、可靠性以及装备健康管理能力的要求也越来越高,PHM系统也得到