霍尼韋爾,始創于1885年,是一家《財富》世界500強高科技企業。其高科技解決方案涵蓋航空、樓宇和工業控制技術、特性材料和物聯網,致力于將物理世界和數字世界深度融合,利用先進的云計算、數據分析和工業物聯網技術解決棘手的經濟和社會挑戰。
目前,霍尼韋爾主要分為航空航天、智能建筑科技、特殊材料和技術、安全與生產力解決方案四大業務集團。其中,霍尼韋爾航空航天集團主要提供飛機發動機、駕駛艙和客艙電子設備、空中無線網絡連接、物流等技術和產品,2016年實現營業收入147.51億美元,占公司總營業收入的37.53%,2019年實現營收140.54億元,占總公司總營收的38.28%;公司智能建筑與家居集團主要提供智能家居系統和產品、建筑控制與軟件、空氣質量與家用凈水處理設備等,2016年部門實現營業收入106.54億美元,占公司總營業收入的27.11%,2019年部門實現營收57.17億美元,占總公司營收的15.57%;安全與生產力解決方案集團為全球超過5億作業人員提供移動工業電腦、語音軟件和工作流、條碼掃描儀、打印解決方案、氣體檢測技術和個人防護設備,2016年該部門實現營業收入46.25億美元,占公司總營收的11.77%,2019年該部門實現營收61.04億美元,占總公司營收的16.62%;特性材料和技術集團不僅提供煉油、
石油化工、氣體處理技術和軟件服務,主要產品還包括環保型制冷劑、節能隔熱發泡劑、多用途的高級纖維、用于半導體和顯示器行業的電子材料等,2016年部門實現營業收入92.72億美元,占公司總營收的23.59%,2019年部門實現營收108.34億美元,占總公司營收的29.51%。 航空航天領域的重要參與者 航空發動機領域占有一席之地
航空發動機是飛機等各類飛行器的核心組成系統,屬于一個國家的戰略裝備,因此擁有一流技術的發達國家對其他國家實行嚴格的技術封鎖。同時由于發達國家的經濟實力較強、起步較早,有能力持續投入巨額的研發資金以維護自身的領先地位,因此在航空發動機領域長期由美國GE通用電氣、PW普惠以及英國R&R羅羅(羅爾斯羅伊斯)公司所把持。此外,據《裝備工業研究》統計,美國、英國和法國的航空發動機產業研究經費分別占其國內生產總值的0.05%,0.08%和0.06%,這也促成了航空發動機產業行業形成了金字塔形的發展格局。
第一梯隊,美國的GE和PW公司、英國的R&R公司、CFM國際公司(SNECMA與GE的合資公司)、國際航空發動機公司(IAE、R&R與PW的合資公司)以及EA公司(GE與PW的合資公司)由于其出色的航空發動機整機研制、總裝集成、銷售及客戶服務能力位于金字塔的頂層。
第二梯隊,俄羅斯的土星公司和禮炮公司、法國的SNECMA、美國的Honeywell、德國的MTU以及意大利的AVIO公司本身也具有較完整的航空發動機整機研制能力,并在各自的技術領域具有很強實力,但由于缺乏民品或者中大型航空發動機,主要為塔尖各公司提供大部件及核心。第三梯隊,具有強大的航空發動機零部件加工制造能力,包括日本的三菱重工、川崎重工、石川島播磨重工和韓國的三星科技公司等。 航空發動機是工業制造的皇冠,具有極大的技術外溢作用。航空發動機,尤其是民用航空發動機需要在極其復雜和惡劣的條件下長時間穩定工作,包括高空、高溫、高壓、變速、變氣流等,同時發動機本身要做到體積足夠小、重量足夠輕、熱效率足夠高,這對其中的零部件從材料、結構到制造和組裝工藝上都有極高的要求,是不同門類學科最尖端技術的集大成者,其外溢作用表現為兩個層面:其一,從航空發動機中的核心機部分后加裝驅動船用螺旋槳的渦輪就能給艦船提供動力,加裝驅動發電機的動力渦輪就能進行發電,加裝驅動油泵或增壓器的動力渦輪就能為管輸天然氣及石油提供動力,航改動力具有體積小、重量輕、啟動快、可靠性高的特點,在某些特定領域獲得廣泛應用;其二,航空發動機的發展過程就是在高度可靠性的前提下不斷提高燃油效率和推重比的過程,不斷突破極限就需要不斷推進尖端的材料、結構和制造工藝,涉及空氣動力學、工程熱物理、結構物理、自動控制、高溫合金技術等多個學科最前沿的技術,在研制航發的過程中不斷攻克難題達到的新技術能夠輻射到其他應用領域。如為了解決渦輪葉片的耐高溫問題而發展出的鎳基單晶高溫合金材料不僅在航空領域廣泛應用,在航天、艦船、發電、機床、石油、化工等多個工業領域都有應用。
作為霍尼韋爾四大業務集團之一,其航空航天集團具備提供完整的航空發動機的實力。據相關統計數據顯示,目前霍尼韋爾在全球商用支線飛機噴氣動力發動機存量市場中的占比,霍尼韋爾僅次于通用電氣(71%)、羅羅(17%)之后,位列第三位,市場份額達5%;在支線客機發動機的市場占有率達6.27%;在全球運輸機十大發動機廠商中,僅次于羅羅(39%)、普惠(37%)、ODK(21%),位列第四,市場份額達到3%。
資料顯示,霍尼韋爾航空航天集團提供發動機采用了簡單可靠的設計,在降低維修成本和油耗的同時提高了性能及穩定性。其航空發動機在商業機型上的應用產品包括,應用于支線客機HTF7000系列、直升機LTS101/T55系列、無人機TPE331系列;在軍用機型上的應用產品包括,應用于直升機的CTS800系列/HTS900/T53系列/T55系列、教練機的F124/F125系列/TFE731、運輸機的TPE331系列。 航空機載系統巨頭 航空產業是知識、技術和資金密集型工業,是現代科技成果的綜合。以航空產業的主要產品飛機為例。最初的飛機是由機體和發動機及簡單的操縱系統構成,是典型意義的飛行機器。而現在一架飛機由飛行平臺與機載設備構成,飛行平臺包括機體與航空動力系統,機載設備則由包括
控制系統、系統設備與電子設備的必裝設備以及包括任務設備與機載武器的選裝設備組成。隨著航空技術的發展,現代飛機已演變成為綜合機體技術、發動機推進技術和機載輔機技術于一體的航空運載平臺。 C919是中國繼運-10后自主設計并且研制的第二種國產大型客機。2017年5月5日,中國商飛C919飛機成功完成了79分鐘的首飛,標志著該150座客機的認證飛行試驗項目正式啟動。與ARJ21和新舟60采用的開發模式一樣,C919也采用“主制造商-供應商”研制模式;定位市場占有率和需求最大的單通道噴氣客機。中國商飛作為大飛機主制造商,定位于設計集成、管理體系、總裝制造、市場營銷等方面,而發動機、機載設備等部件外包。此種模式可最大限度聚集和利用國內外資源,快速推動民機產業的整體發展,但也無法避免埋下過度依賴國外的隱患。 在當前的國產民機研制過程中,航空工業集團主要參與機械制造環節,如C919的雷達罩、機頭、機身、機翼、垂尾等機體結構件的研制工作,占大型客機機體90%以上。不過,機電、航電等機載系統當前參與程度有限。
據研究資料顯示,大型客機的產業鏈長度長、復雜度高,將制造環節進行價值拆分之后可以發現,機體制造、發動機、機載設備分別占比30%-35%、20%-25%、25%-30%,其余系統如內飾等占比10%-15%。
從整機來說,飛機設備部件除發動機外,還有機載設備,而機載設備又主要包括機電系統和航電系統。
機電系統是大飛機中最復雜和龐大的系統之一,是大飛機運行的重要保障。機電系統包括燃油系統、機輪剎車系統、防護救生系統和所有二次能源(電能、氣壓能、液壓能和機械能)等,幾乎囊括了飛機上除發動機、航電系統以外的所有系統。 根據2015年《世界航空指南》產品分類統計和估算,全球民用飛機機體、發動機及其結構部件制造商超過500家,航空機電設備制造商超過1270家。航空機電系統作為飛機二次能源的主要載體,對系統化的解決方案要求較高。國外航空機電產品配套趨勢向系統集成模塊供應方面發展,在系統集成、研發能力及供應商方面都較國內有較大優勢。 目前全球中高端航空機電系統主要以美國、加拿大及德國等地的生產企業為主。美國航空機電公司主要包括霍尼韋爾、聯合技術、GE航空、羅克韋爾·柯林斯、德事隆集團等;德國航空機電公司包括歐洲直升機公司和德國利勃海爾;英國航空機電公司包括BAE公司和美捷特公司。 其中,美國在航空機電系統的綜合技術研究方面最為前列,從20世紀80年代開始美國就制定了一個系統的機電綜合研究方案,美國漢勝公司在電源和環控系統的研究經費每年不少于13億人民幣。美國的機電綜合系統核心理念是進行綜合性的控制,讓機電系統的各個部分進行協調操作。機電綜合系統可以同時享用機電系統的硬件設備性能,進行有效的信息共享,又可與飛控系統、推進控制系統、航空電子系統等系統進行融合,讓信息融合的更加密切。
航空機電系統的發展,對精密機械制造技術、高性能
傳感器技術、液壓傳動技術、高精度測試與計量技術等特種工藝領域的技術都有重要的帶動作用。我國機電系統的發展與國外產品存在著較大差距,機電生產企業相對分散、規模較小、缺乏核心競爭力,同發動機一樣也制約我國大飛機完全國產化的技術瓶頸。所以,在最新的C919供應商資料中,我們看到了多家跨國企業身影,其中就包括霍尼韋爾為C919提供飛控系統。
從國際上來看,民用市場美國公司占據主要地位,軍用市場各國龍頭公司相對壟斷。 全球航空機電設備制造商約有近1300家,其中,民用主要生產廠商包括美國的霍尼韋爾、聯合技術、派克漢尼汾、伊頓以及德國的利勃海爾5家公司。2017年航空業務營業收入和毛利率均最高的霍尼韋爾公司,營業收入為147.79億美元,毛利率36.46%,其航空業務收入構成中,一半以上(75.78億美元)來自于民用航空品,而民用航空品營收中超過三分之二(51.03億美元)來自于民用航空品維修。聯合技術2017年營業收入146.91億美元,毛利率26.23%,僅次于霍尼韋爾,其航空業務板塊中原始設備制造(OEM)占比為53%,售后市場零件和服務占比為47%。從軍品占比來看,霍尼韋爾民用航空業務占比達37%。軍用航空機電系統由各國本土龍頭企業主要承擔,如美國軍用航空機電系統有霍尼韋爾、聯合技術等企業,我國有中航機載公司。
軍用航空機電系統市場由軍用戰機需求決定,受美國國防軍費支出。 美國軍用航空水平處于國際領先,2018財年美國國防支出6220億美元,處于世界首位。自2011年起,美國國防支出持續減少,直到2015年觸底反彈,重新進入軍費擴張周期。美國極其重視其航空軍力的發展,在武器系統采辦預算中飛機采購占總金額的40%,飛機及相關系統預算(包括購買與研發)共計499億美元,占2018財年全部軍費的8%。機電系統制造商美國霍尼韋爾公司在機電系統市場占據龍頭地位,其軍用航空業務板塊與美國政府合作緊密。2013-2018年,霍尼韋爾公司軍用航空業務板塊營業收入變化趨勢與2011-2016年美國飛機及相關系統國防支出變化相近,由于生產周期的原因霍尼韋爾軍用航空營業收入變化滯后美國軍費變化2年左右。
航空機電系統維修市場穩步增長,原始設備商具有拓展優勢。 機電系統維修不需要建造大型機庫或試車臺,相對行業門檻低于發動機的維修,因此原始設備制造商掌握核心技術,在發展維修業務具有天然優勢。國外主要廠商霍尼韋爾等在提供備件的同時承接維修業務,航空產品維修業務營業收入甚至超過航空產品制造業務,美國霍尼韋爾公司2017年商用航空原始設備制造營業收入為24.75億美元,商用航空維修營業收入51.03億美元,占整個航空板塊營收的三分之一。
航電系統是現代航空的重要組成部分,是飛機作戰能力的主要保障,主要包括通信系統、導航系統、顯示系統、飛行控制系統、防撞系統、氣象雷達系統和飛機管理系統等,在軍用機中還有戰術任務系統、雷達空中、聲納、光電系統、電子預警電子支援等。目前航電系統正向著綜合化、信息化、模塊化的方向發展,綜合化的航電系統能夠壓縮航空電子系統的體積和重量,減輕飛行員的工作負擔。今后由大數據驅動的人工智能將被引入到飛機設計制造和運營過程中,更安全和更可靠的空地互聯技術將是未來的發展方向?,F在電子飛行包、機組便攜電子設備已經進入飛機,在未來互聯技術將把運營中心、飛機健康監控、機務與工程和零備件供應商等環節打通,實現機組排班、飛機排班、機務協調