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霍尼韦尔,隐藏的幕后巨头

发布时间:2020-03-03 来源:中国自动化网 类型:独家原创 人浏览
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霍尼韦尔 数据分析 工业物联网技术

导  读:

霍尼韦尔,始创于1885年,是一家《财富》世界500强高科技企业。其高科技解决方案涵盖航空、楼宇和工业控制技术、特性材料和物联网,致力于将物理世界和数字世界深度融合,利用先进的云计算、数据分析和工业物联网技术解决棘手的经济和社会挑战。

  霍尼韦尔,始创于1885年,是一家《财富》世界500强高科技企业。其高科技解决方案涵盖航空、楼宇和工业控制技术、特性材料和物联网,致力于将物理世界和数字世界深度融合,利用先进的云计算、数据分析和工业物联网技术解决棘手的经济和社会挑战。

  目前,霍尼韦尔主要分为航空航天、智能建筑科技、特殊材料和技术、安全与生产力解决方案四大业务集团。其中,霍尼韦尔航空航天集团主要提供飞机发动机、驾驶舱和客舱电子设备、空中无线网络连接、物流等技术和产品,2016年实现营业收入147.51亿美元,占公司总营业收入的37.53%,2019年实现营收140.54亿元,占总公司总营收的38.28%;公司智能建筑与家居集团主要提供智能家居系统和产品、建筑控制与软件、空气质量与家用净水处理设备等,2016年部门实现营业收入106.54亿美元,占公司总营业收入的27.11%,2019年部门实现营收57.17亿美元,占总公司营收的15.57%;安全与生产力解决方案集团为全球超过5亿作业人员提供移动工业电脑、语音软件和工作流、条码扫描仪、打印解决方案、气体检测技术和个人防护设备,2016年该部门实现营业收入46.25亿美元,占公司总营收的11.77%,2019年该部门实现营收61.04亿美元,占总公司营收的16.62%;特性材料和技术集团不仅提供炼油、石油化工、气体处理技术和软件服务,主要产品还包括环保型制冷剂、节能隔热发泡剂、多用途的高级纤维、用于半导体和显示器行业的电子材料等,2016年部门实现营业收入92.72亿美元,占公司总营收的23.59%,2019年部门实现营收108.34亿美元,占总公司营收的29.51%。  航空航天领域的重要参与者  航空发动机领域占有一席之地


  航空发动机是飞机等各类飞行器的核心组成系统,属于一个国家的战略装备,因此拥有一流技术的发达国家对其他国家实行严格的技术封锁。同时由于发达国家的经济实力较强、起步较早,有能力持续投入巨额的研发资金以维护自身的领先地位,因此在航空发动机领域长期由美国GE通用电气、PW普惠以及英国R&R罗罗(罗尔斯罗伊斯)公司所把持。此外,据《装备工业研究》统计,美国、英国和法国的航空发动机产业研究经费分别占其国内生产总值的0.05%,0.08%和0.06%,这也促成了航空发动机产业行业形成了金字塔形的发展格局。


  第一梯队,美国的GE和PW公司、英国的R&R公司、CFM国际公司(SNECMA与GE的合资公司)、国际航空发动机公司(IAE、R&R与PW的合资公司)以及EA公司(GE与PW的合资公司)由于其出色的航空发动机整机研制、总装集成、销售及客户服务能力位于金字塔的顶层。


  第二梯队,俄罗斯的土星公司和礼炮公司、法国的SNECMA、美国的Honeywell、德国的MTU以及意大利的AVIO公司本身也具有较完整的航空发动机整机研制能力,并在各自的技术领域具有很强实力,但由于缺乏民品或者中大型航空发动机,主要为塔尖各公司提供大部件及核心。第三梯队,具有强大的航空发动机零部件加工制造能力,包括日本的三菱重工、川崎重工、石川岛播磨重工和韩国的三星科技公司等。  航空发动机是工业制造的皇冠,具有极大的技术外溢作用。航空发动机,尤其是民用航空发动机需要在极其复杂和恶劣的条件下长时间稳定工作,包括高空、高温、高压、变速、变气流等,同时发动机本身要做到体积足够小、重量足够轻、热效率足够高,这对其中的零部件从材料、结构到制造和组装工艺上都有极高的要求,是不同门类学科最尖端技术的集大成者,其外溢作用表现为两个层面:其一,从航空发动机中的核心机部分后加装驱动船用螺旋桨的涡轮就能给舰船提供动力,加装驱动发电机的动力涡轮就能进行发电,加装驱动油泵或增压器的动力涡轮就能为管输天然气及石油提供动力,航改动力具有体积小、重量轻、启动快、可靠性高的特点,在某些特定领域获得广泛应用;其二,航空发动机的发展过程就是在高度可靠性的前提下不断提高燃油效率和推重比的过程,不断突破极限就需要不断推进尖端的材料、结构和制造工艺,涉及空气动力学、工程热物理、结构物理、自动控制、高温合金技术等多个学科最前沿的技术,在研制航发的过程中不断攻克难题达到的新技术能够辐射到其他应用领域。如为了解决涡轮叶片的耐高温问题而发展出的镍基单晶高温合金材料不仅在航空领域广泛应用,在航天、舰船、发电、机床、石油、化工等多个工业领域都有应用。


  作为霍尼韦尔四大业务集团之一,其航空航天集团具备提供完整的航空发动机的实力。据相关统计数据显示,目前霍尼韦尔在全球商用支线飞机喷气动力发动机存量市场中的占比,霍尼韦尔仅次于通用电气(71%)、罗罗(17%)之后,位列第三位,市场份额达5%;在支线客机发动机的市场占有率达6.27%;在全球运输机十大发动机厂商中,仅次于罗罗(39%)、普惠(37%)、ODK(21%),位列第四,市场份额达到3%。


  资料显示,霍尼韦尔航空航天集团提供发动机采用了简单可靠的设计,在降低维修成本和油耗的同时提高了性能及稳定性。其航空发动机在商业机型上的应用产品包括,应用于支线客机HTF7000系列、直升机LTS101/T55系列、无人机TPE331系列;在军用机型上的应用产品包括,应用于直升机的CTS800系列/HTS900/T53系列/T55系列、教练机的F124/F125系列/TFE731、运输机的TPE331系列。  航空机载系统巨头  航空产业是知识、技术和资金密集型工业,是现代科技成果的综合。以航空产业的主要产品飞机为例。最初的飞机是由机体和发动机及简单的操纵系统构成,是典型意义的飞行机器。而现在一架飞机由飞行平台与机载设备构成,飞行平台包括机体与航空动力系统,机载设备则由包括控制系统、系统设备与电子设备的必装设备以及包括任务设备与机载武器的选装设备组成。随着航空技术的发展,现代飞机已演变成为综合机体技术、发动机推进技术和机载辅机技术于一体的航空运载平台。  C919是中国继运-10后自主设计并且研制的第二种国产大型客机。2017年5月5日,中国商飞C919飞机成功完成了79分钟的首飞,标志着该150座客机的认证飞行试验项目正式启动。与ARJ21和新舟60采用的开发模式一样,C919也采用“主制造商-供应商”研制模式;定位市场占有率和需求最大的单通道喷气客机。中国商飞作为大飞机主制造商,定位于设计集成、管理体系、总装制造、市场营销等方面,而发动机、机载设备等部件外包。此种模式可最大限度聚集和利用国内外资源,快速推动民机产业的整体发展,但也无法避免埋下过度依赖国外的隐患。  在当前的国产民机研制过程中,航空工业集团主要参与机械制造环节,如C919的雷达罩、机头、机身、机翼、垂尾等机体结构件的研制工作,占大型客机机体90%以上。不过,机电、航电等机载系统当前参与程度有限。


  据研究资料显示,大型客机的产业链长度长、复杂度高,将制造环节进行价值拆分之后可以发现,机体制造、发动机、机载设备分别占比30%-35%、20%-25%、25%-30%,其余系统如内饰等占比10%-15%。


  从整机来说,飞机设备部件除发动机外,还有机载设备,而机载设备又主要包括机电系统和航电系统。


  机电系统是大飞机中最复杂和庞大的系统之一,是大飞机运行的重要保障。机电系统包括燃油系统、机轮刹车系统、防护救生系统和所有二次能源(电能、气压能、液压能和机械能)等,几乎囊括了飞机上除发动机、航电系统以外的所有系统。  根据2015年《世界航空指南》产品分类统计和估算,全球民用飞机机体、发动机及其结构部件制造商超过500家,航空机电设备制造商超过1270家。航空机电系统作为飞机二次能源的主要载体,对系统化的解决方案要求较高。国外航空机电产品配套趋势向系统集成模块供应方面发展,在系统集成、研发能力及供应商方面都较国内有较大优势。  目前全球中高端航空机电系统主要以美国、加拿大及德国等地的生产企业为主。美国航空机电公司主要包括霍尼韦尔、联合技术、GE航空、罗克韦尔·柯林斯、德事隆集团等;德国航空机电公司包括欧洲直升机公司和德国利勃海尔;英国航空机电公司包括BAE公司和美捷特公司。  其中,美国在航空机电系统的综合技术研究方面最为前列,从20世纪80年代开始美国就制定了一个系统的机电综合研究方案,美国汉胜公司在电源和环控系统的研究经费每年不少于13亿人民币。美国的机电综合系统核心理念是进行综合性的控制,让机电系统的各个部分进行协调操作。机电综合系统可以同时享用机电系统的硬件设备性能,进行有效的信息共享,又可与飞控系统、推进控制系统、航空电子系统等系统进行融合,让信息融合的更加密切。


  航空机电系统的发展,对精密机械制造技术、高性能传感器技术、液压传动技术、高精度测试与计量技术等特种工艺领域的技术都有重要的带动作用。我国机电系统的发展与国外产品存在着较大差距,机电生产企业相对分散、规模较小、缺乏核心竞争力,同发动机一样也制约我国大飞机完全国产化的技术瓶颈。所以,在最新的C919供应商资料中,我们看到了多家跨国企业身影,其中就包括霍尼韦尔为C919提供飞控系统。


  从国际上来看,民用市场美国公司占据主要地位,军用市场各国龙头公司相对垄断。  全球航空机电设备制造商约有近1300家,其中,民用主要生产厂商包括美国的霍尼韦尔、联合技术、派克汉尼汾、伊顿以及德国的利勃海尔5家公司。2017年航空业务营业收入和毛利率均最高的霍尼韦尔公司,营业收入为147.79亿美元,毛利率36.46%,其航空业务收入构成中,一半以上(75.78亿美元)来自于民用航空品,而民用航空品营收中超过三分之二(51.03亿美元)来自于民用航空品维修。联合技术2017年营业收入146.91亿美元,毛利率26.23%,仅次于霍尼韦尔,其航空业务板块中原始设备制造(OEM)占比为53%,售后市场零件和服务占比为47%。从军品占比来看,霍尼韦尔民用航空业务占比达37%。军用航空机电系统由各国本土龙头企业主要承担,如美国军用航空机电系统有霍尼韦尔、联合技术等企业,我国有中航机载公司。


  军用航空机电系统市场由军用战机需求决定,受美国国防军费支出。  美国军用航空水平处于国际领先,2018财年美国国防支出6220亿美元,处于世界首位。自2011年起,美国国防支出持续减少,直到2015年触底反弹,重新进入军费扩张周期。美国极其重视其航空军力的发展,在武器系统采办预算中飞机采购占总金额的40%,飞机及相关系统预算(包括购买与研发)共计499亿美元,占2018财年全部军费的8%。机电系统制造商美国霍尼韦尔公司在机电系统市场占据龙头地位,其军用航空业务板块与美国政府合作紧密。2013-2018年,霍尼韦尔公司军用航空业务板块营业收入变化趋势与2011-2016年美国飞机及相关系统国防支出变化相近,由于生产周期的原因霍尼韦尔军用航空营业收入变化滞后美国军费变化2年左右。


  航空机电系统维修市场稳步增长,原始设备商具有拓展优势。  机电系统维修不需要建造大型机库或试车台,相对行业门槛低于发动机的维修,因此原始设备制造商掌握核心技术,在发展维修业务具有天然优势。国外主要厂商霍尼韦尔等在提供备件的同时承接维修业务,航空产品维修业务营业收入甚至超过航空产品制造业务,美国霍尼韦尔公司2017年商用航空原始设备制造营业收入为24.75亿美元,商用航空维修营业收入51.03亿美元,占整个航空板块营收的三分之一。


  航电系统是现代航空的重要组成部分,是飞机作战能力的主要保障,主要包括通信系统、导航系统、显示系统、飞行控制系统、防撞系统、气象雷达系统和飞机管理系统等,在军用机中还有战术任务系统、雷达空中、声纳、光电系统、电子预警电子支援等。目前航电系统正向着综合化、信息化、模块化的方向发展,综合化的航电系统能够压缩航空电子系统的体积和重量,减轻飞行员的工作负担。今后由大数据驱动的人工智能将被引入到飞机设计制造和运营过程中,更安全和更可靠的空地互联技术将是未来的发展方向。现在电子飞行包、机组便携电子设备已经进入飞机,在未来互联技术将把运营中心、飞机健康监控、机务与工程和零备件供应商等环节打通,实现机组排班、飞机排班、机务协调

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