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航空電子設(shè)備行業(yè)發(fā)展特點與市場化程度(附報告目錄)
1、航空電子設(shè)備概述
航空電子設(shè)備主要包括:飛控系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、光電探測系統(tǒng)、座艙顯示控制系統(tǒng)、機載計算機與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、火力控制與指揮任務(wù)系統(tǒng)、懸掛物管理系統(tǒng)、綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等,是飛機環(huán)境感知、信息處理、信息計算以及操縱控制的保障設(shè)備。
相關(guān)報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年航空電子設(shè)備行業(yè)競爭格局與市場前景預測報告》
航空電子設(shè)備主要分類
資料來源:普華有策
航空電子系統(tǒng)是飛機重要的組成部分,在幾十年的發(fā)展中,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷演變,經(jīng)歷了一個從分立式、聯(lián)合式、綜合化到高度綜合化的發(fā)展過程。這些結(jié)構(gòu)的發(fā)展大體上是由飛機總體設(shè)計要求所決定,由具體的航電設(shè)計技術(shù)來實現(xiàn)。
20 世紀初到 20 世紀 50 年代是分立式階段,所有的航電子系統(tǒng)都是獨立的,每一個航電子系統(tǒng)單獨完成某個特定的功能。雷達、通信、導航等設(shè)備各自均有專用且相互獨立的天線、射頻前端、處理器和顯示器等,采用點對點連接。分立式航電系統(tǒng)不存在中心計算機對整個系統(tǒng)進行控制,對航電系統(tǒng)的操作相當復雜,飛行員需要通過駕駛艙內(nèi)的控制板和儀表盤分別獲取每個分立的航電子系統(tǒng)信息,然后完成相應(yīng)的操作與控制。分立式航電系統(tǒng)專用性強,缺少靈活性,難以實現(xiàn)大量的信息交換,任何改進都需要通過更改硬件來實現(xiàn)。隨著飛機性能的提升,需要增加越來越多的子系統(tǒng),對飛機的控制的要求越來越高。同時,分立式航電系統(tǒng)與相應(yīng)的線纜一一對應(yīng),隨著航電子系統(tǒng)的增加,線纜數(shù)相應(yīng)增加,飛機的重量大大增加,制約了飛機的經(jīng)濟性。
各主要設(shè)備介紹
資料來源:普華有策
第二代航電系統(tǒng)為聯(lián)合式結(jié)構(gòu),針對分立式航電系統(tǒng)線纜的連接方式,美國空軍萊特實驗室采用了數(shù)據(jù)傳輸總線的方式以及各類標準的物理接口,提出聯(lián)合式航電系統(tǒng)架構(gòu),使得所有的航電系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)總線進行傳輸,簡化了設(shè)備間的連接關(guān)系,大大降低了線纜的重量和體積,提高了飛機的經(jīng)濟性。同時,聯(lián)合式航電系統(tǒng)將顯示和控制進行了綜合,減輕了飛行員負擔,提升了飛機性能。不過隨著航電系統(tǒng)的復雜性不斷提高,聯(lián)合式航電系統(tǒng)也出現(xiàn)了局限性,其只是簡單的綜合了顯示控制,同時總線帶寬較低。
針對聯(lián)合式航電系統(tǒng)的局限性,萊特實驗室在 20 世紀 80 年代提出“寶石柱”航電系統(tǒng)架構(gòu),即綜合式航電系統(tǒng)架構(gòu),具有更大范圍的綜合信號處理和顯控功能,真正實現(xiàn)了航電系統(tǒng)的功能綜合,這一代系統(tǒng)的主要特征是可以用少量模塊單元完成幾乎所有的信號與數(shù)據(jù)處理,實現(xiàn)了目標、地形及威脅等數(shù)據(jù)高度融合。綜合式航電系統(tǒng)由通用數(shù)據(jù)處理機組成,將不同系統(tǒng)的信息處理和飛機接口功能綜合起來,完成數(shù)據(jù)處理和任務(wù)管理功能。綜合式航電系統(tǒng)是模塊化航電系統(tǒng)架構(gòu),每個模塊都是高度綜合化、通用化。通用模塊的使用提升了航電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。
20 世紀 90 年代開始,萊特實驗室在“寶石柱”航電架構(gòu)的基礎(chǔ)上,進一步將綜合化、模塊化概念向前推進到射頻和信號處理領(lǐng)域,提出了“寶石臺”計劃,即先進綜合模塊化航空電子 IMA 架構(gòu),該架構(gòu)最大限度地減少綜合射頻模塊的數(shù)量,進一步減輕重量和大幅度降低噪音,同時,該系統(tǒng)將改進互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計,并支持自動目標識別和發(fā)射控制等功能。IMA 架構(gòu)采用商用貨架產(chǎn)品(COTS)和開放式架構(gòu)等手段,大大降低了航電系統(tǒng)的成本,提高了飛行系統(tǒng)的可靠性,同時由于維修的簡化和通用模塊易于采購,大大降低了飛機的維修成本。
航電綜合系統(tǒng)架構(gòu)不斷改進,使航電綜合系統(tǒng)的水平迅速提高,在航電系統(tǒng)對飛機整體性能影響日益擴大的同時,航電系統(tǒng)的硬件成本占戰(zhàn)機出廠總成本的比例也在直線上升,從 20 世紀 60 年代的 10.00%到 80 年代的 30.00%,如今航電系統(tǒng)成本已升至 40.00%-50.00%,航電系統(tǒng)無論從重要性還是成本構(gòu)成方面均已成為飛機的重要組成部分。我國軍工電子行業(yè)以電子信息裝備的研發(fā)、生產(chǎn)為核心,已建立健全包括整機、系統(tǒng)、模塊、電子元器件等層級豐富、專業(yè)門類齊全的科研生產(chǎn)體系。
2、行業(yè)特點
(1)客戶集中度高且層級關(guān)系明確
軍工電子產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為軍方、主機廠、分系統(tǒng)商、核心模塊供應(yīng)商、元器件供應(yīng)商,相互之間的業(yè)務(wù)層級明確,從上而下依次傳遞產(chǎn)品需求,從下至上依次交付合格產(chǎn)品。在我國現(xiàn)行國防工業(yè)體系下,各大軍工集團占有支配性地位且專注于各自領(lǐng)域,整機和系統(tǒng)級產(chǎn)品一般由軍工集團及下屬單位負責。軍工電子產(chǎn)品,尤其是應(yīng)用于現(xiàn)代化武器作戰(zhàn)平臺上的核心電子組件和小型系統(tǒng)級產(chǎn)品,一般為定制化產(chǎn)品,客戶明確且高度集中。
(2)產(chǎn)品研發(fā)難度大,研制周期長,附加值高
軍品的研制與生產(chǎn)需經(jīng)過立項、方案論證、工程研制、定型等階段,從模塊到整機各層級的研發(fā)均遵循上述流程,研發(fā)過程嚴謹,研發(fā)周期長,而且只有核心模塊、系統(tǒng)依次定型后,整機方可定型。對軍品研制環(huán)節(jié)中的企業(yè)而言,不僅要面對本企業(yè)的研發(fā)風險,還要共同承擔產(chǎn)業(yè)鏈整體的研發(fā)定型風險。同時,為保障軍事領(lǐng)域的先進性,通常要求應(yīng)用最 先進的科研成果,而軍品具有定制化特點,無法實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),導致研發(fā)投入及生產(chǎn)投入均很高??紤]到研發(fā)風險、研發(fā)投入、產(chǎn)品的先進性,軍品定價均認可產(chǎn)品的高附加值,以保證軍工企業(yè)持續(xù)研發(fā)能力及技術(shù)的先進性。
(3)上下游之間合作關(guān)系穩(wěn)定
軍工行業(yè)資質(zhì)、技術(shù)等壁壘較高,且基于穩(wěn)定性、可靠性、保障性等考慮,軍工產(chǎn)品一般均由原研制、定型廠家保障后續(xù)生產(chǎn)供應(yīng)。此外,由于整機、系統(tǒng)、模塊乃至核心元器件間存在兼容性問題,因此整機一旦定型即具有較強的路徑鎖定特性。如果已定型產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,因所用元器件及模塊停產(chǎn)、進口部件不再供貨等各種原因需要更換相關(guān)部件,則需要逐級履行嚴格的報批、驗證程序,經(jīng)批準后方可更換。因此行業(yè)上下游之間合作關(guān)系穩(wěn)定。
3、行業(yè)競爭格局及市場化程度
由于行業(yè)的特殊屬性及其特殊的地位,航空工業(yè)集團作為我國軍用航空飛行器的國內(nèi)唯一生產(chǎn)商,承擔了相當于軍機原始生產(chǎn)商的角色,加之其設(shè)計、研發(fā)、組裝、定型、保障等一體化的生產(chǎn)模式,使其在軍機配套市場占據(jù)技術(shù)優(yōu)勢、渠道優(yōu)勢與客戶優(yōu)勢。同時由于軍機的特殊性,國防建設(shè)的要求我國軍機飛機制造商具備完整的飛機生產(chǎn)能力。所以航空工業(yè)集團下屬相關(guān)單位發(fā)揮各自優(yōu)勢,形成了完整的飛機產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)體系。在我國軍用航空器機載設(shè)備領(lǐng)域,航空工業(yè)集團下屬相關(guān)單位無論在整機制造還是機載設(shè)備研制領(lǐng)域,均具有相當?shù)膬?yōu)勢。但隨著我國國防配套體系改革的不斷推進,競爭性采購已經(jīng)是國防采購的一個主要改革方向。一批第三方民營企業(yè),憑借自身的技術(shù)積累與體系建設(shè),進入軍機的配套保障市場, 逐漸成為我國軍機配套保障產(chǎn)業(yè)鏈上的重要環(huán)節(jié)。
軍工電子行業(yè)進入壁壘較高,行業(yè)外潛在競爭對手較難進入,行業(yè)市場化程度較低,主要是因為:嚴格的科研生產(chǎn)許可審查條件和審查流程對新進入者形成了較高的資質(zhì)壁壘;由于涉及技術(shù)領(lǐng)域的尖端性和廣泛性、產(chǎn)品定型程序的復雜性、對產(chǎn)品質(zhì)量要求的嚴格性,行業(yè)對擬進入企業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘;軍工企業(yè)對配套商的選擇有一整套縝密的認證程序,配套廠商通過其認證并進入其合格供應(yīng)商名錄有一定的難度,形成了市場壁壘;軍品前期研發(fā)周期長、研發(fā)投入大、研發(fā)風險高,而營業(yè)收入較少,對新進入企業(yè)有較高的資金壁壘。
此外,主機廠主要根據(jù)軍方訂單生產(chǎn),生產(chǎn)和銷售都具有很強的計劃性特征,各級配套商依據(jù)上級單位的計劃生產(chǎn)和銷售,同樣具有很強的計劃性,產(chǎn)品銷售價格受市場供求關(guān)系波動的影響較小,行業(yè)市場化程度不高。