2025年国防军工行业深度报告:装备维修,穿越周期、增强盈利、可预测的现金流

一、重视维修市场:改变军工传统商业模式的赛道

(一)维修市场潜力:MRO 成本约占武器系统全寿命周期费用的 70%

受益存量增加及先进装备占比提高,国内装备维修任务近年或快速增长。 例如,据中国航空工业集团昌飞公众号2024年12月新闻《干字当头 奋力冲刺 | 维 修加改装战线 智破万难 决战决胜》,面对维修加改装工作量同比增长近两倍的情 况,生产计划室及时完成各机型维修指令编制并下发任务…公司维修加改装战线围 绕集团一号文及承接公司重点任务专项,积极建设外场修理点,开展试点机型维修 手册验证,优化维修技术文件。

军用飞机运营和维护成本约占武器系统总寿命周期成本的70%。 参考《Weapon System Sustainment Aircraft Mission Capable Rates Generally Did Not Meet Goals and Cost of Sustaining Selected Weapon Systems》(GAO-21- 101SP),国防部每年花费数百亿美元对武器系统进行维护保障,以确保这些系统 能够支持当前军事行动,同时满足国防需要。其中,从武器系统总寿命周期划分,运 营和支持(O&S)成本约占武器系统总寿命周期成本的70%。武器系统的维护成本 很高,因为它们包含一系列复杂的技术子系统和组件,需要昂贵的维修零件和后勤 支持来满足所需的准备水平。像军用飞机这样大型复杂系统,在其寿命周期费用中, 维持费用包括使用费用、维修费用、保障费用以及动力费用等往往数额巨大,远超 采购费用。飞机的使用寿命越长,使用保障费用在全寿命周期费用中占的比例越高。

从运营及维护成本划分考量,对于战斗机,以燃油费用为代表的运营成本及以零部 件替换等为代表的维护成本占比较大,其中维护费用占比约为36%。国防部成本评 估和计划评估办公室出台的《Operating and Support Cost-estimating Guide》(2020 年9月版本)将运营和支持成本分为六个要素:(1)单位人力:分配给运营单位的 操作员、维护人员和其他支持人员的成本;(2)单位运营:单位业务材料的成本, 如燃料、培训材料、单位支持服务和单位差旅;(3)维护:系统维护成本,包括仓 库和中级维护;(4)持续支持:由系统运营单位以外的组织提供的系统支持活动的 成本;(5)持续的系统改进:系统硬件和软件修改的成本;(6)间接支持:提供一 般服务的活动成本,这些服务缺乏对特定部队或系统的实际支持的可见性。据《An Analysis of Aircraft Operating and Support Cost Element Structures》(Air Force Institute of Technology,2018年3月),以战斗机为例,从占比看,二级科目划分口 径前三大费用分别是维护、单位人力、单位运营占比,分别为35.96%、33.78%、 17.68%。

从民航飞机运营成本看,飞机维修成本大概占飞机运营成本的15%~20%。飞机维 修是整个航空器运营、机场管理、旅客出行保障和飞机顺畅进出航空港等生产经营 活动中关键的环节,其属性是对飞机及安装在其上的技术装备进行修理和维护。例 如,据《ARJ21飞机维修成本优化路径研究》(温锐锋,2022年),根据美国 FAA (联邦航空局)对 B737 系列飞机运营成本的研究表明,飞机维修成本占比在15% 以内是一个比较合理的水平,ARJ21飞机的维修成本,基本占总运营成本的17%。

(二)高质量、低成本、可持续发展:维修市场的向好发展为关键一环

高质量、低成本、可持续发展,离不开维修保障体系市场的向好发展。 据航空工业公众号2023年6月新闻《航空工业召开“高质量低成本可持续发展”经 营工作会》,会上张民生要求,做好全寿命周期成本管控,一要坚持设计引领,打好 装备全寿命周期成本管控的技术基础;二要创新生产管理,持续推进批生产阶段成 本管控;三要探索维修保障经济性设计与管理,将装备全寿命周期成本管控进行到 底;四要抓好体系建设和基础管理,为装备全寿命周期成本管控保驾护航。 装备保障工作创新发展进行时。

(三)更优的商业模式:沉没成本少、现金流稳定、弱化下游型号风险

售后市场现金流稳定、周期长且高。从一个发动机项目的全周期现金流收支情况看, 在研究与测试阶段需要大量的现金流支出,而即使进入新机型销售阶段,由于其低 毛利率特征,短期内现金流收支或仅能维持平衡。但进入维修高峰期后,售后维修 市场的广阔空间和长持续特性,可贡献较长时间的现金流流入。参考NATIXIS于2009 年发布的报告,援引英国RR披露的发动机项目现金流分布图,典型大型商业发动机 项目备件销售所产生的现金流入在全寿命周期内超过新机销售的6倍以上。 维修业务通过提供长现金流来支撑新型号的研发支出,起到平滑现金流作用。以 RR2015年披露的公告为例,当前公司较多型号处于研制阶段,而部分安装基数较大 的型号如RB211系列已处于维修阶段的后期,部分拉低公司当前的现金流表现。展 望五年、十年后,公司认为随着更多的型号进入现金流为正的阶段即维修期,公司 现金流表现将更为优异。对于一家的发动机制造商而言(包括零部件及整机),处于 维修周期的老型号发动机项目可为处于在研发及销售初期的新型号发动机项目提供 充足现金流支持,起到平滑现金流的作用。

上游结构件/零部件厂商通过标准化可弱化下游型号风险。锻铸件公司国内如中航重 机、航宇科技,海外如美国精密铸件公司PCC,处于航空发动机产业链中上游材料 环节,相比于中下游的环节优势体现在产品的标准化特征。标准化特征意味着公司 减少对单一型号、单一客户的依赖程度,对下游型号升级换代研制失败风险、下游 飞机制造商选择发动机主机厂风险的缓释程度,高于中下游部组件及子系统供应商。 例如,在民航领域,波音公司结构件一级供应商SPR收入构成中737MAX贡献较高, 因此在737MAX出现飞行事故后,SPR业绩规模下滑较为严重;在军用航空领域,F35项目作为美军大型的战机计划,普惠公司和GE等发动机企业在初期积极参与该项 目的竞争。后期普惠公司被美国国防部选中,成为F-35项目发动机的独家承包商, PCC作为结构件供应商,可减少对单一客户的依赖程度。

例如,在航空发动机维修领域,高标准化可以带来流程的统一和效率的提升,减少 因定制化服务而产生的额外成本。标准化的部件可以快速应用于不同的发动机型号, 缩短维修周期,提高维修效率。对于维修企业而言,能够提供标准化服务意味着能 够更快地响应市场需求,提高客户满意度,从而在竞争中获得优势。

二、内涵:典型航空装备维修内涵及成本项目拆分

(一)装备维修,是飞机、发动机等装备使用过程中的主要成本构成

按照维修行业标准,可将飞机维修活动级别划分为在翼维修和离位维修两类。据 《ARJ21飞机维修成本优化路径研究》(温锐锋,2022年),在翼维修是指对飞机 或部件的目视检查、操作测试、内窥镜检查、功能检查、勤务以及对部件或飞机系统 的测试、拆卸、更换或修理等。离位维修是指将零部件从飞机上拆下来送到部件修 理车间,对其进行检测、修理、翻修或性能恢复等。从项目构成看,离位维修主要包 括了发动机维修、起落架维修、辅助动力系统(APU)维修、机轮刹车维修等。

(二)以飞机为整体看,大修、部件修理、发动机修理为主要维修成本

从维修成本划分,据《MU航空公司LEAP发动机维修成本控制研究》(王静,2023), 以 A320系类客机为例,直接维修成本费用作为航空运营公司成本中支出的大头,主 要包括航线修理成本费用、定检修理成本费用、航空设备维修成本费用,以及飞机 发动机维修成本费用,具体看, 1. 航线维护修理:工作是飞机最低等级也是最基本的维护活动,也可以说是日常维 修工作和勤务。航线保养的工单内容比较简单,主要分为检查补加润滑的油品和检 测轮胎气压等工作; 2. 定检维护修理:按照定检维修等级产生不同的维修费用,确保航空器各系统和部 件都能够正常可靠地工作; 3. 飞机结构检查成本:航空的结构检测(或被作为大修或D检)是对航空机身的构 造最高级别的检测,其目的是为了维持航空构造的连续适航状况,从而使对航空构 造的破坏程度限制在一级水平之下; 4. 发动机修理成本:一般为发动机的离位及维护成本。发动机在翼时通过状态监测 和孔探检查,可以确定其安全性和功能状况。发动机热元件是发动机最容易受损的 部分。这些部件在高温、高压和高速旋转的条件下工作,因此它们的磨损和损伤会 直接影响发动机的性能和安全性。所以发动机的维护周期完全取决于发动机热元件 (LLP)的寿命或时间,对发动机延寿件的时间一般以热循环时间为准。一个发动机 上所装的热元件的时间也各有不同,而一次大修会由于其替换或维修过的热元件的 总量各有不同而大修费用也会截然不同。

发动机、机轮刹车的维修成本为飞机维修的主要分项。据《ARJ21飞机维修成本优 化路径研究》(温锐锋,2022年),在基于假设 ARJ21系列全寿命周期飞行40000 小时的前提下,基于对于人工成本的合理假设,观察到离位维修成本占比相对较大, 其中发动机、机轮刹车为主要的维修成本构成。从构成看,材料费占主导。

以民机为例,民机飞行直接成本中,发动机更新及部件维护为主要成本,部件维护 细分项目中刹车、航电等为主要维修项。据《Cost estimating model for aircraft maintenance》(2021,Fiorit),每架飞机的直接维护成本可分为与相关维护活动 有关的成本要素,即航线维护、基础维护、发动机大修和部件维护。国际航空运输协 会(IATA)提供了 2013 财年各项维修任务的百分比。可以看出,大部分直接维护 成本都来自发动机检查和大修,这可能与维护活动期间所需的大量人工成本以及发 动机备件成本有关。在部件维护中,机轮和制动器为高消耗品,因此需要大量的维 护工作;航空电子设备也需要大量的维护工作,包括显示器、通信设备、导航系统和 自动驾驶仪的维护。其中,将航空电子设备分为主要的航空电子设备 ATA(即分为 导航、通信、自动驾驶仪和仪器),其中导航、通信为主要的维护项目。

从市场空间看,运营前期部件维修占主导,随飞机成熟后,发动机维修占主导。据 《空客A320neo飞机的维修市场展望》(杨雪,2022),据《航空周刊》预测,2022 年全球正在运营1652架A320neo飞机的维修支出预计将达到20亿美元,从分类看, 部件修理、发动机维修占维修支出的42%、18%。并预计到2031年,全球4885架空 客A320neo的维修支出将达到102亿美元,大约需要2700次MRO维修服务,比 2022 年维修支出的5倍还要多,并且随着空客A320neo机队的老龄化,维修支出的构成也 会发生变化。其中发动机维修支出将占总维修支出的44%,部件维修占总维修支出 的29%。

从维修人员数量要求和备件需求量来看,机械(机体结构、发动机、起落架等)和 航电系统(通信系统、导航系统、显示系统等)维修成本或相对较高,对应维修市 场广阔。以军用直升机为例,从备件需求量和维修人员数量要求两个方面看军机维 修细分市场受益情况。 一方面,备件需求。备件是为缩短直升机维修停歇时间而预先按规定储备的零部件, 是直升机实施维修的重要物资资源之一,对飞机备件供应保障问题的研究已成为国 内外空军关注的重点。初始备件是指在直升机形成战斗力的初始保障期间(一般为2 年)内,直升机使用与维修所需的备件;随机备件是指直升机在保证期内,用于保持 和恢复飞机、机载设备与地面保障设备性能所必须的不可修复件和部分可修复件。 据《军用直升机发展工程》(路录祥,2009,航空工业出版社)中某型直升机随机 备件目录和初始备件目录,机体结构、旋翼和尾桨、发动机、传动装置、起落装置、 液压、燃油供给等机械系统对备件的平均需求量最高,初始备件和随机备件需求分 别占该型直升机对应备件需求总量39%和53%,反映出机械系统对应维修成本较高。 另一方面,维修人员数量要求。军机不同子系统对维修人员专业类型和数量的要求 也不同,据《军用直升机发展工程》(路录祥,2009,航空工业出版社),军械和 航电系统所需配备的人员数量最多,分别为2师/2员和1师/2员。此外,据《航空知识》 统计,美国军机航电系统成本占全机总成本的比例呈直线上升:由三代机的30%上 升到四代机的50%,而F-35的航电成本已占全机总成本的60%。以上数据或表明军 械和航电两军机子系统对应维修市场空间广阔。

(三)发动机维修成本:以航材费用、时控件成本、工时费用为主

发动机核心机性能恢复和全面大修的送修间隔,主要取决于发动机的运行环境。据 《发动机性能恢复需求造成修理市场压力加大》(2024,Keith Mwanalushi),发动 机维修需求的来源,主要系: 1. 静子部件和转子部件之间的间隙会随着使用时间的积累而增大,导致发动机效率 下降。民航发动机主要以喷气发动机为主,发动机需要在高温、高压、高转速状态下 持续工作。随着运行时间的积累,发动机核心机段的静子和转子叶片气动外形会逐 渐偏离原始设计,静子部件和转子部件之间的间隙也会随着使用时间的积累而增大, 发动机效率会逐渐下降。当发动机效率下降到要输出额定推力时或发动机的排气温 度接近限制时,就需要对发动机核心机段进行性能恢复。 2. 发动机性能恶化的主要原因是由于高压压气机和高压涡轮的密封间隙变大。为了 恢复发动机的性能,需要将发动机送到修理厂后对高压压气机、燃烧室和高压涡轮 模块进行部分或全部分解,具体包括拆卸、清洁、测量、修复、重新组装和测试,主 要是对转子叶片、静子和封严进行清洁和修复,平衡性检查,以及必要的修理和更 换。 3. 此外,核心机中寿命限制部件(LLP,又称时寿件)需要在达到其寿命限制前进 行更换,这也需要将相应的核心机段进行分解,时寿件更换工作也能够实现核心机 性能的部分恢复。

从概念看,根据维修对发动机状态的提高可以分为小修、中修及大修。据《涡扇发动 机性能退化预测与维修策略研究》(2020,姜娜),例如,对如叶片、进气道、燃 烧筒等重要性的零部件进行更换,维修行为的等级为大修;对相应关键性零部件进 行维护的等级为中修;对非关键性部件进行更换或维护属于小修。

以大修为例,分为目视检查、性能恢复和深度维修三种。据《X航空公司飞机发动机 大修成本管理优化研究》(2021,赖国伟),航空发动机在厂维修工程方案是由各 个单元体的送修级别组合而成的。维修级别是发动机制造厂商根据维修深度对单元 体维修工作进行的分类,不同类型的发动机维修级别的划分依据也是不同的。 以CFM56发动机为例,主单元体划分为4大部分,包括风扇、核心机、低压涡轮和齿 轮箱4个主单元体,又可分解为17个维修单元体。CFM56 发动机单元体的送修级别, 可以分为目视检查、性能恢复和深度维修三种。

发功机大修目的是为了恢复其性能和可靠性,发动机的在厂维修工艺流程是根据发 动机的工作范围来制定的。发动机送厂翻修一般包括下列车间流程:分解、清洗、检 查、修理、组装和试车。

据《X航空公司飞机发动机大修成本管理优化研究》(2021,赖国伟),根据某航空 公司的发动机送修成本统计结果,此工作范围下的2021年大修车间成本大约为700 万美元。材料费用在总成本中的占比约为75%,是发动机大修的最主要的组成部分, 其中材料成本中寿命件(包括整个高压转子机构的部件,也成为时寿件)、流道件 (按照部件软时限的要求,核心机的热端流道件需要跟换新件)维护成本占比分别 为32%、31%。修理费用包含了内部修理和外委修理两部分,约占总成本的20%-25%。 而工时费用通常在大修的总成本中仅占3%左右。

一台发动机在其使用寿命期间会进行几次大修,但检修率将取决于各种运行参数, 发动机的机翼寿命受其推力额定值、操作严重性、发动机成熟度的影响。一是推力 额定值,对于给定的发动机型号,EGT裕度在更高推力下运行时恶化更快。EGT裕 度劣化通常是发动机拆卸的主要驱动因素,尤其是在短途任务中运行的发动机。更 高的推力产生更高的核心温度,从而使发动机的组成部分暴露在更大的热应力下。 二是操作严重性,更苛刻的条件将导致发动机承受更大的应力,从而增加发动机硬 件的磨损。影响操作严重性的因素有:平均飞行时间、减推力起飞、室外空气温度以 及环境。在大多数情况下,较短航段长度运行的影响是性能恶化更迅速,导致每飞 行小时的直接维护成本更高。减推力起飞是低于最大推力水平的起飞推力,更大的减额转化为更低的起飞EGT,因此发动机劣化率更低,机翼寿命更长,每飞行小时 成本更低。三是发动机寿命,旧发动机的维护成本通常高于新发动机。随着发动机 老化,其平均维修时间减少。与成熟发动机相比,首次运行发动机在机翼上的使用 寿命要长得多。根据《Engine Maintenance Concepts for Financiers》(Shannon Ackert,2011),首次运行的发动机将比成熟期的发动机使用时间长约20%-30%。 随着发动机老化,不成比例的零件会经历更高的劣化率、更高的报废率以及相应更 高的发动机维护成本。

具体看,发动机零部件的维修多为是时寿件为主。据《民航发动机大修决策和大修 成本估算研究》(2020,张猛),(1)通常情况下,当时寿件到寿时必须对其更换, 因此需要对单元体进行分解。不同的时寿件根据其工作环境的恶劣程度、承受压力 的大小等各种原因,发动机的相关维修指导性文件所规定时寿件的硬时限大小各不 相同。(2)软时限(Soft Time)是指原始发动机厂商建议的单元体翻修时间。

在修理的发动机零部件中,热端部件是其重点。根据《Engine Maintenance Concepts for Financiers》(Shannon Ackert,2011),发动机大修成本的大约60%-70%是由 于更换材料。所谓热端部件,是指高、低压涡轮组件和燃烧室,它占整台发动机大修 费用的60%以上。在大修费用中,大部分花在购买更换的新零部件。如果采用高新 技术对机匣、燃烧室、涡轮叶片和导向叶片等作深度修理,则可大大降低费用,这是 航空公司乐意接受和追求的。所以,发动机大修和深度修理能力是航空公司在挑选 修理厂商时的一个关键问题。

以 Leap 系列发动机为例,据《MU航空公司LEAP发动机维修成本控制研究》(王 静,2023),将 LEAP 发动机维修维修成本现状分成航材费用、工时成本、维修设 施管理费用、零部件修理费用以及时控件更换费用,其中航材费用占比接近一半, 约占Leap系列发动机维修成本的48%,具体看: 1. 维修发动机工时成本:是指对进行维修工作所消耗的工时进行收费。维修工时是 发动机故障修理工作过程中所必须耗费的工时; 2. 发动机零部件修理费用:是指由维修基地附部件修理车间,在对发动机零件进行 维修时所缴纳的成本费用; 3. 航材费用:是指修理厂商在这次修理过程中,所替换的航材的总值; 4. 时控件更换费用:时控件是发动机中寿命有限的关键零件,如轴承、盘等,需严 格遵循适航规范到期更换。有时为更换单个到寿的时控件,需分解整个发动机,从 而导致高额的非计划保养费用。

(四)船舰:船用发动机在整个寿命周期中大修成本大于新机价值量

船用发动机由数个部件组成,这些部件会随着使用时间的增长,逐渐出现磨损和故 障,因此需要根据发动机制造商的说明进行定期维护,以保证发动机能够按照设计 保持运行。根据《柴油机及其重要零部件指南》(CCS,2019),其中定义“低周 疲劳”指的是作用于零件、构件的应力水平较高,破坏循环次数一般低于1000~10000 的疲劳,例如柴油机的“热”部件经常承受诸如空载-满载-空载频繁交替的负荷变化。 根据《船舶设备维修成本控制与财务效益分析》(张雅楠,船舶物资与市场,2024), 零部件更换成本包括了采购新零部件的费用、更换过程中所需要的人工成本以及采 购与更换相关设备和工具的成本。

船用发动机在整个寿命周期中大修成本大于新机价值量。根据《MAN B&W 70-60 ME-GI/-C-GI-TII型发动机发动机选型指南》,商船的平均使用寿命为25年,出于经 济原因,船只通常会报废。柴油发动机之所以可以运行几十年以上,是因为其所有 易损件都是可更换的。根据《An effective framework for life cycle and cost assessment for marine vessels aiming to select optimal propulsion systems》 (Byongug Jeong et al .,Journal of Cleaner Production,2018),发动机维护部 分的内容包括检查、维修、大修和零件更换。以曼恩的某款典型小四冲程发动机为 例,发动机每隔1万、2万、4万小时进行一次大修,维修费用较高,其所需更换的备 件成本分别占到新机费用的49.21%、20.75%、47.4%。根据《舰用柴油机技术特点 及未来发展趋势研究》(伍赛特,科技创新与应用,2024),低速大功率柴油机可 靠性最高、寿命长,其最高寿命可达80000~100000h,根据瓦锡兰发布的X52维修 手册以及18V32LND型发动机说明书,大修平均每20000工作时一次,整个生命周期 大约需要5次大修。此外,性能优异的发动机可运行时间更长,其维修价值量也更高, 例如瓦锡兰Sulzer RTA系列发动机的大修时间为每三年一次,以商船寿命为25年计 算,整个生命周期大约需要进行8次大修。

三、军民装备维修区别:前者收益更平滑,后者空间广

(一)军用发动机:需求定制、升级空间及更高使用率利于平滑现金流

军用航空发动机项目现金流收益长且稳定性较强。参考英国RR公司2015年投资者 关系PPT,军用航空发动机项目生命周期一般均在50年以上,不同生命周期内的现 金流特点如下: 1. 研发时间长,部分研发资金由客户提供支持。航空发动机相关技术的研发最早可 在投入使用前20年开始。前期技术发展及生产开发所需部分资金由客户提供支持, 因此研发阶段企业现金流支出计划性相对更强,且在生产阶段甚至可有现金流流入; 2. 生产阶段,盈亏平衡点更快实现,同时在后续发动机升级驱动下,项目的生命周 期往往更长。由于国防项目的研发时间相对更长,考虑到其相较于民航的安装基数 较低,国防发动机往往以更为合理的利润率销售于军机主机厂或者军方(军用航空 发动机业务毛利率相较民用更高),因此项目的现金盈亏平衡点往往在大批量生产 的2年内或者更短的时间内实现,具体取决于军方的资金支持以及产量提升带来的学 习曲线效应。同时,生产周期相对更长,包含升级周期可长达20~30年; 3. 售后市场多以PBL模式签订,这有利于发动机厂商更好的安排维修相关业务的现 金支出,并可带来更好的规模经济溢价。在售后市场,罗罗通常与军方每5年签订基 于性能保障(PBL)模式的集成维修服务合同。以美国为例,美国现阶段装备保障维 修多采用PBL合同模式,在激励机制下可调动主承包商降低维修业务成本的积极性。 参考《 A Methodology for Comparing Costs and Benefits of Management Alternatives for F-22 Sustainment》(美国兰德智库,2011年),国防部在2001年 首次采用PBL(performance-based logistics,中文一般翻译为“基于性能的保障”) 概念,并将其作为国防部为新武器系统和现有系统提供后勤支持的首选战略。基于 PBL合同框架下,军方将产品维护的最终责任转移给承包商,使得承包商的激励措施 从“销售越多的备件和维修,就可以获得越多的利润”转变为“零部件和维修用的越 少,获得的利润就越多”,并希望借此降低整体的寿命周期费用。

国防发动机项目现金流稳定性更高,具体原因在于:

1. 军方对性能需求的定制化牵引的较低研发风险

参考航空工业出版社出版的《GE航空发动机百年史话》(倪金刚编著),①研制端, 军方用户会告诉发动机制造商应该做什么和怎么做。例如,在美国空军于上世纪80 年代启动F-22“猛禽”战斗机研制计划时,对配装F-22飞机的发动机提出系列要求, 如持续超声速巡航(在不加力的状态下达到马赫数1.5~1.6的巡航速度)、单台推力 达到13吨力以上、推重比达到10左右等。同时,发动机制造商是花国家的钱来研发 军方用户所需要的发动机,例如1997年美国空军与普惠签订一份总价值9亿美元的 合同,要求该公司为F-35飞机验证机提前研制用于地面的飞行试验的发动机。②生 产端,对于军用发动机项目,负责军备采购的部门通常会根据年度采购目标和预算 来确定发动机的成本价,发动机制造商则根据企业自身的发展战略来确定竞标价格。 而对于商用飞机发动机项目,产品的价格是由市场竞争环境决定的,发动机制造商 最初确定产品的销售价通常比起成本要低得多,导致在生产制造环节国防业务的毛 利率相对更高。

2. 国防发动机使用率更高且运行环境更恶劣

军方用户要求开发商提供技术最为先进的发动机,要求其在重量最轻的条件下推力 最大,即要求发动机的推重比最大化,并要求具有最低的可探测性。据上文,发动机 部件的维修成本驱动因素取决于飞行次数及飞行小时,而飞行小时除与飞行时间相 关外,还与飞行时发动机运行的速度、压强等有较大关系。军用发动机追求的高速、 高机动性使得发动机的部件承受更大的腐蚀性,继而使得军用发动机部件在单位飞 行小时数下的损伤程度远大于民用发动机,进而间接提升其“使用率”。因此,国防 发动机市场的维修潜在空间(单台)或大于民用发动机。

3. 军方为优化发动机性能而可能持续进行的型号升级。 军方用户有持续优化航空发动机性能的内在动力,而由于先进战机的服役时间往往 较长,因此航空发动机厂商在列装型号上的升级周期高于民航发动机。据“Airforce Magazine”网站2021年9月新闻,众议院提交的2022年国防授权法案要求F-35联合 办公室,探讨将GE公司含AETP技术发动机在2027年列入F-35机队的计划。根据GE 公司的说法,AETP发动机的一个优势在于更为高效的热管理能力,除帮助提高隐身 性能外还可用来冷却F-35的电子设备,空军投资AETP的目的之一在于获得更大的航 程和推力,并试图通过引入竞争降低F-35发动机的成本。而当前F-35项目发动机唯 一承包商普惠公司称,纳入GE发动机将在F-35的50年生命周期内额外增加400亿美 元成本。

(二)民用发动机:承担前期更高研发风险动力源自广阔售后市场空间

民航发动机项目现金流与国防项目较为接近,主要区别在于前期的研究与产品开发, 以及售后市场。参考英国RR公司2015年投资者关系PPT,大型商业航空发动机项目 生命周期内现金流分布特点有以下特征: 1. 产品研发资金完全来自自筹,但OEM销售往往能带来正现金流,且利润率可观。 2. 新机销售盈利贡献有限,但持续性长。在新机销售的初始阶段,新机收入与其生 产成本相当(后续成本可能会随着学习曲线及规模经济的作用而递减),但考虑商 业飞机项目的持续性,新机销售往往持续时间较久。 3. 售后市场空间广阔,与销售备件相关业务贡献现金流长且为主要现金流入。预计 持续贡献现金流近40~50余年之久,同时备件销售所产生的现金流入在发动机项目 后期达到高峰。

相较于国防发动机市场,民航发动机市场承担更高的研发风险。不同于国防市场, 民航发动机良好的产品规划对于确定发动机的市场定位至关重要,产品规划要求发 动机厂商明确表明其产品相较于竞争对手的技术优势,包括推力范围、燃油效率、 使用寿命和维护成本等,即让航空公司用户能够对直接获利和受益特征有全面了解。 对于民航发动机项目,制造商对发动机设计和所有技术问题都负全部责任并承担一 切后果,缺少军用航空市场需求定制及政府资金的支持。以RR为例,在2013年-2016 年内,RR以Trent系列为代表的大型宽体发动机项目的成功,使其收入平滑小型发动 机交付数量的快速下滑。以RR的Trent1000项目为例,该型发动机为波音787系列提 供动力而研制。但由于该型发动机在近年被指出出现如叶片磨损过快等问题,导致 公司付出高昂的维修成本。同时,由于发动机故障检修,全球多架飞机停飞,致波音 公司等客户缩减未来交付订单,转而配备GEnx发动机。据路透社2019年9月20日新 闻,由于发动机问题,RR面临高达16亿英镑的额外成本,公司于同年3月退出为波 音中型飞机提供动力的市场竞赛。

发动机售后市场空间的广阔性及确定性,是使得发动机厂商愿意承担高研发风险的 核心原因。(1)广阔性,从空间看,参考NATIXIS于2009年发布报告中,援引英国 RR披露的发动机项目现金流分布图,预计售后市场持续贡献现金流流入近50余年之 久,同时备件销售所产生的现金流入在全寿命周期内超过新机销售的6倍以上;(2) 确定性,由于发动机恶劣的运行环境,随着发动机运行寿命的加大,由于发动机内 部系统的复杂性及紧密型,会使得有限寿命部件更换时间加快、性能恢复部件单位 飞行小时内损耗的概率加大,进而带来更高的维修支出,即维修频次及支出的概率 逐步增加,带来售后市场空间的高确定性。

航空发动机老化会带来更高的维修支出,从而实现“滚雪球”似的维修业务规模的 扩大,确定性及规模性特征明显。以RR民航发动机业务为例,RR披露2002~20年间 公司在役商业发动机数量、2003~20年各年交付商业发动机数量及商业航空部门售 后市场收入。整体看,从相关性分析,公司在役发动机数量与其商业航空部门售后 收入呈现较强的正相关关系,2002~20年构成的样本相关系数达0.7151。从售后市 场收入与发动机服役时间看,由于当年在役数量=前年在役数量+当年新增数量-当年 退役数量,我们假设2002年披露的在役航空发动机已全部达到维修期、所有商业发 动机在5年后将进入维修期,则2003~08年内处于维修期的发动机数量等于前年在役 发动机=前年在役-本年新增;2009~20年内处于维修期的发动机=前年在役-本年新 增+6年前新增,基于上述算法我们可粗略并假设得出RR 2002~20年处于维修期的 商业航空发动机数量。剔除2020年疫情期间影响(可能导致大面积航班停运、飞机 停飞),我们发现,在处于维修期的发动机数量小幅波动的情况下,总量由2002年 的9130台提升至2019年14124台(CAGR仅为2.60%),维修服务收入增长迅速,由 2002年的12.50亿英镑增至2019年的48.61亿英镑(CAGR为8.32%),单台维修期 发动机贡献收入由2002年的14万英镑提升至2019年的34万英镑,呈现波动上升趋势, 体现航空发动机维修市场的确定性及规模性特征。(注:由于假设2002年在役发动 机全部处于维修期,因此单台维修期发动机贡献售后市场收入比上述测算值更高)

四、市场空间:军民航空装备维修空间广、增长性强

(一)军用飞机:预计未来十年全球军机 MRO 市场达 1.39 万亿美元

受益于军机技术不断迭代及基数扩大,军机MRO市场规模稳定增长。据《2024 Military Fleet and MRO Forecast Market Summary Report》(Aviation Week)预 测,军用飞机MRO市场预计在未来十年内将达到1.39万亿美元,年需求从2024年的 1328亿美元增长到2033年的1486亿美元,CAGR达1.26%,这一增长趋势主要由技 术先进的飞机带来的更高MRO成本推动。而未来十年军用飞机交付价值量预计达 1.01万亿美元,预计MRO与机队增长之间的差距将进一步扩大。

从需求类型来看,未来军机MRO市场需求主要集中在场地维护,从需求区域来看, 未来军机MRO市场需求主要集中在北美地区。据《航空周刊》预测,在全球军机MRO 市场中,场地维护需求预计将占据约40%的比重,紧随其后的是零部件维修需求, 其市场份额约为23%。其中,场地维护作为保障军机安全性能与功能完整性的核心 要素,涵盖了对机场或相关维修场所的一系列维护作业。从地域需求的角度分析, 北美地区在未来军机MRO市场中占据领先地位,其需求占比约为42%。亚太地区需 求次之,占比约为23%。

2024-2033年核心军机项目交付价值与MRO需求价值逐步接近。据《航空周刊》预 测,2024-2033年间十四个最有价值(交付收入和MRO产生的需求总值)的项目中, 美国占据11个,其中F-35项目价值最高,包含1650亿美元的交付收入以及1330亿美 元的MRO需求。

(二)民用飞机:航空旅行复苏、新机交付、旧飞机延迟退役为驱动力

得益于全球航空旅行需求的复苏、新飞机的持续交付以及老旧飞机的延迟退役,商 用飞机MRO市场稳定增长。据《2024 Commercial Fleet and MRO Forecast Market Summary Report》(Aviation Week),预计在2024至2033年间,全球商用飞机MRO 市场的需求规模达到1.19万亿美元的市场规模。这一增长趋势在很大程度上受到新 飞机交付量的推动,预计在同一时期内将有22,120架新飞机交付,同时有11,600架 飞机退役,为MRO市场带来新服务需求。

分地区看,亚洲地区(包括中国和印度)未来十年MRO市场规模最大。据,2024- 2033年,亚洲地区MRO市场规模将由366亿美元增长至476亿美元,总市场规模达到 4070亿美元。而中东地区的MRO需求增长最快,预计在十年内将CAGR将达到5.8%, 这主要得益于新飞机进入市场。

商务航空MRO市场预计在未来十年内将以2.9%的复合年增长率增长,总需求超过 1380亿美元。其中,改装维护(包括涂装、客舱升级和航空电子设备)将产生最大 的需求,达到435亿美元,占总MRO需求的31%;发动机维护将以3.7%的CAGR最 快增长,占总需求的28%;零部件维护(包括APU、起落架和轮刹系统)占总需求的 25%,而机身维护占16%。

直升机MRO市场受在役机队老化影响,预计未来十年的维护、修理和大修(MRO) 需求将达到810亿美元。直升机MRO需求的复合年增长率(CAGR)预计为1.29%, 略低于在役机队CAGR的1.32%。市场将继续由空客直升机(占40%)、贝尔(约28%) 和莱昂纳多(约18%)主导。未来市场空间方面,由于直升机机队规模预计将增长, 特别是在轻型单发和轻型双发直升机类别中,MRO需求有望持续增长。

(三)航发维修:预计未来十年全球航发维修市场空间超 5000 亿美金

航空发动机维护收入至少是新机采购收入的4倍以上。参考英国RR2014年6月19日 公布的投资者简报,对于一个典型的航空发动机项目,维修服务产生的收入规模至 少是新机OE销售收入的4倍以上。

从美国空军军机市场看,2005年与发动机相关的运营及维护支出约占总运营及维护 支出的20%。根据美国国家科学院出版社2007年发表的《Improving the Efficiency of Engines for Large Nonfighter》(2007),美国国防部长办公室的成本分析改进小 组将军用发动机运营及维护(O&S)支出主要分为四个方面,人力成本(支持及维 护发动机的军事和文职人员薪酬与津贴,包括基层级和中继级人员)、耗材(在维护 过程中使用或消耗的材料和零配件)、基地级维修(DLRs,指为购买用于替换初始 库存的备件等成本)与发动机大修(通常指基层级与中继级无法提供的维修服务)。 据该文,2005财年美国空军军机的运营维护成本合计为267亿美金,其中与发动机相 关的为48亿美金,约占空军军机O&S的20%左右。在与发动机相关的O&S费用中, 前五大支出分别为燃料相关(石油、机油和润滑油,占比46%)、基地级维修(占比 27%)、发动机大修(占比15%)、人力成本(占比8%)和耗材(占比4%)。

预计全球2024~2033年发动机维修市场空间超5000亿美元。据《2024~2033年全球 发动机维修市场需求预测》(航空周刊,2024年),预计未来十年全球宽体飞机、 窄体飞机、支线飞机、涡浆飞机对应发动机的维修市场规模,分别为2587、2538、 266、142亿元;从国家看,预计未来十年中国大陆宽体飞机、窄体飞机、支线飞机、 涡浆飞机对应发动机的维修市场规模,分别为290、415、13、0.7亿美元。

发动机维修占据MRO市场主要份额,其竞争格局相对稳固。预计2024~2033年,全 球发动机维修在MRO需求中占据最大份额,预计达到5440亿美元,占总MRO需求的 46%,其次为零部件维护需求,占比达23%。从竞争格局看,预计未来十年内CFM 国际、GE航空和罗尔斯-罗伊斯合计占据市场份额比例达84%,其中CFM国际预计 占35%,GE航空占31%,罗尔斯-罗伊斯占18%。

发动机MRO需求包括发动机性能修复与更换寿命部件。预计2024-2033年商业飞机 发动机MRO市场中,85%的支出,即4620亿美元,与发动机性能恢复车间访问(SV) 有关,剩余的15%与更换寿命有限部件(LLP)的成本有关。预计在此期间将进行超过 96,000次发动机恢复,以及超过27,000次部件更换事件。

(四)船舰维修:具备不同于动力制造的轻资产、高毛利、持续性特征

船舶动力维修业务具备轻资产、高毛利、持续性特征。轻资产,以曼恩舟山维修中 心为例,总投资额约1500万元。相较于制造端的厂房建设与机器设备投入,维修点 建设资本投入较少。高毛利,根据《舰船装备修理合同优化研究》(刘宝平,船舶工 程,2009),舰船装备的维修费用在整个装备全寿命周期费用中所占比例日益增加, 企业数据显示维修费用约是购置费用的1~2倍。持续性,发动机与船舶同寿,20余年 经济寿命中需要进行持续性维修维护。 维修业务可以在下行阶段提供现金流支持,成为破解企业周期困境的新思路。以日 本发动机公司(J-ENG)为例,其为三大低速机品牌方之一,同时参与低速机研发与 制造环节。该公司年报数据显示,2023-24财年维修与零部件收入114.76亿日元,占 总体营收的54.73%,近六年维修与零部件收入占总收入比重均在50%-65%左右,即 使是在制造业务收入有所下降的年份维修业务收入也保持稳定,为公司利润增长作 出贡献,平滑周期下行对企业产生的影响。根据HD现代海洋发动机公司年报数据 (2024年8月,原全球第三大船用发动机供应商STX重工更名为“HD现代海洋发动 机公司”),公司2022财年营收总计1775亿韩元,船舶发动机收入1266亿韩元,船 舶发动机配件及服务收入460亿韩元,配件及服务收入占总体营收的25.92%;2023 财年营收总计2450亿韩元,船舶发动机收入1832亿韩元,船舶发动机配件及服务收 入605亿韩元,配件及服务收入占总体营收的24.68%。

(五)国内特种装备维修空间几何:基于公开资料测算当前及潜在空间

1. 核心卡位环节公司近年维修收入占比稳步提升

核心卡位环节公司近年维修收入占比稳步提升,如航发控制2024年上半年维修业务 收入占比较去年同期提升2个百分点达到14%左右。以航发控制为例,公司为国内航 空发动机控制系统行业的核心企业,据公司2023年12月投资者关系纪要,公司控制 系统维保频次基本与发动机保持一致,达到一定工作时数后需要修理或大修、更换 部件。维修业务毛利率与新机交付大致相当。据航发控制2024年9月投资者关系纪要, 2024年上半年维修业务收入稳步增长,占比14%左右,占比较上年同期提升约2个百 分点(航发控制2024年9月投资者关系纪要);据航发控制2021年12月投资者关系 纪要,维修费用由军方定价,维修地点根据客户需要到主机厂维修、客户现场和返 厂维修,目前维修业务大概占公司营业收入的8%左右。 按照上述比例计算,2024年上半年航发控制维修收入已超2021年全年。 核心维修环节公司营收快速增长。例如中航沈飞子公司吉航公司,2021~2023年营 收从6.86稳步提升至9.66亿元,2024H1营收同比2023H1营收增长35%。

2. 核心卡位环节公司加大维修相关能力建设

据航发控制2023年12月5日公告《关于调整2021年非公开发行募投项目部分建设内 容及建设周期暨关联交易的公告》,近年来,国家加快推进国防能力建设速度,大力 推动武器装备技术转型升级,航空装备对运输机、无人机等的需求快速增长,主力 机型的维修任务也急剧增加。根据目前公司与主机厂所签订的订货合同及后续装备 订货任务的需求量,主力机型继续保持批量生产,同时维修任务量急剧增加。 据航发控制2023年12月投资者关系纪要,随着十四五新机交付数量持续增加及部队 训练频次增加,未来主战动力修理任务将大幅增加。为满足主机和用户需求,确保 装备完好率,需要提前谋划建立单独大修线,将修理线建设补充纳入募投项目建设 内容。 据航发控制2024年9月投资者关系纪要,公司高度重视客户维修规模的增加和产能 需求的提升,目前新维修产线的建设正在加快进度,计划明年底建成,部分设备已 投产使用,修理周期显著加快,修理规模明显提升。

3. 基于一定假设,我们测算2023年我国航空装备修理费用已超百亿元

(1)据《航空装备修理模式对修理成本的影响》(2019,杨雪),目前我军航空装 备修理费用已占到购置费用的15%,航空装备修理成本已经成为全寿命周期成本的 重要组成部分。我们假设2021~2023年该比例不变。 (2)统计国内主要主机厂飞机制造类收入体量。我们统计中航沈飞(航空产品收入 口径)、中航西飞(航空航天器制造业收入口径)、中直股份(航空产品收入口径)、 洪都航空(飞机制造收入)、航空工业成飞(合并营业收入口径),2021~2023年 合计收入分别为1481、1722、1876亿元。 (3)假设装备修理费用占购置费用比例不变,计算得出国内航空装备修理费用分别 为222、258、281亿元。

4. 以沈飞为例,参考民机市场看航空装备未来维修空间

对于特种装备未来维修需求测算,或可参考民机市场估算。一方面民机与军机基本 系统接近,具有较强的可比性;一方面由于军机使用环境、使用特征(如超速巡航、 超机动性)等差异,或导致实际军机的维修费用等或高于可比的民机。 以东航为例,观察到机龄与年维修费用占飞机原值比重呈一定正相关性。例如,东 航2019年运营飞机数量(含托管)为734架、平均机龄为6.4年,2023年运营飞机数 量数量(含托管)为782架、平均机龄为8.7年,2019、2023年当期实际发生飞机及 发动机(简称飞发)修理费用为33.8、45.4亿元,平均每架运营飞机年度的飞发维修 费用2019、2023年分别为460、581万元。基于2019、2023年东航固定资产中运营 飞机原值计算,平均每年运营飞机的飞发修理费用/平均运营飞机原值比重为2.7%、 3.1%。(注:飞机飞行时间越长,维修成本相对越高,该比值与飞机的机龄相关)

基于中航沈飞收入数据,我们预测对应装备的未来潜在维修市场有望逐步提升。我 们基于以下逻辑及假设:①基于东航数据,假设当年交付新机在第6年开始维修;② 假设第6年开始及之后的飞发维修费用占飞机原值的3%;③据Executive Flyers网站 所述,商用客机的使用年限因机型差异而异,普遍介于20年至36年之间。在此,我 们假定飞机的使用寿命为20年;④考虑装备现代化进程,我们假设2024、2025年中 航沈飞航空产品收入增速分别为7%、6%、预计26~30年同比增速为5%、预计31~35 年同比增速为4%。上述假设不构成对于中航沈飞的盈利预测。经上述假设并测算, 预计到2025、2030、2035年中航沈飞此前交付的飞机对对应的累计飞发维修市场空 间(非中航沈飞所对应的维修收入),分别为26、93、184亿元。

五、海外对标:从美国航空产业链看运维业务成长性

(一)以美国四代机 F-35 为例:探究其为洛马带来的长久维修业务增量

以四代机为代表的先进战斗机批产列装带来运营和维护费用增加。根据《Weapon System Sustainment Aircraft Mission Capable Rates Generally Did Not Meet Goals and Cost of Sustaining Selected Weapon Systems》(GAO-21-101SP),尽管随 着机队规模的扩大以及洛马公司等总承包商在降低维修成本上的努力,美国F-22、 F-35、F-15E等型号战斗机2018财年的单架飞机运营和维护成本较2011财年相比有 所下降,但战斗机型号升级所带来的运营和维护费用增加使得军机维修成本不断上 升。2018年,四代战机F-22的运营费用为1327万美元,维护费用875万美元;F-35 每架飞机的运营费用和维护费用分别为993万美元和345万美元,大幅领先于同期 F/A-18E/F、F-16等三代机。同时,机队规模的增加也使得军机运营和维护费用较高。 例如,尽管F-35机队每架飞机运营和维护总成本从2011财年的2780万美元降至2018 财年的993万美元,但考虑机队规模的增加,F-35的运营及维持费用仍然较大,2018 年财年F-35总运营及维持费用约21.84亿美元,其中维持费用达7.58亿美元。此外, 据《F-35 Sustainment Enhanced Attention and Oversight of F-35 Affordability is Needed》(GAO-21-101SP),自2012年以来,在F-35项目66年的生命周期内的预 计维护费用逐渐增加,由1.11万亿美元增长至1.27万亿美元。

以F-35战斗机为例,60余年生命周期将产生超过1万亿美元的维护(sustainment) 费用。据GAO《F-35 Sustainment: Costs Continue to Rise While Planned Use and Availability Have Decreased》(2024.4),美国国防部预计,F-35项目在预计生命 周期内将产生1.58万亿美元的维持费用,维持费用包括运营和维护人员的费用、维 修飞机及其部件的费用以及系统改装费用等。考虑机队规模的增加,美国国防部目 前预计空军将为每架飞机所支付的运行和维护费用为660万美元。随着机队规模的扩 大,维持费用仍然在增长,2018年国防部用于220架飞机的维护费用为22亿美元, 到2022年520架飞机的维持费用达到47亿美元。

作为F-35联合攻击战斗机主承包商,洛克希德公司约获F-35维护成本的39%。据 Breaking Defense 2021年6月新闻稿,洛克希德马丁公司作为 F-35 联合攻击战斗 机的主要承包商,负责F-35隐形战斗机约39%的维护成本。国防部(主要是空军) 负责大约 50%,发动机制造商普惠公司剩余的11%。具体看,军队维修50%业务采 购由国防后勤局完成,根据《美国空军装备维修保障管理体制研究》(任淑霞等, 2019),国防后勤局(DLA)负责为航空武器系统、飞行安全设备等提供维修部件。 目前为止,86%的军用备件和近100%的燃料都是由DLA提供。而在基地级维修方面, 由于其承担更大、更重的翻新及大修任务,因此作为主承包商的洛马、普惠公司享 有剩余更大的维修订单合同份额。

我们基于一定假设预计洛马公司在F-35项目上所获收益,发现维修市场才是主机厂 及军工板块潜在的更强大的远期收益空间所在。我们尝试测算洛马公司在F-35项目 生命周期内收益,包含新机生产及存量军机的维修收入。对于新机生产收入,我们 基于F-35联合办公室披露的采购数据、Aerospace Manufacturing披露的F-35全速率 生产时的年产量、以及GAO办公室披露的F-35采购售价计算所得(考虑规模经济+学 习曲线后降价影响);对于维修收入,我们基于GAO办公室披露的F-35年运营及维 修成本以及前文所述洛马公司在该成本中负责的份额计算所得。据计算,2020洛马 在F-35上的维修收入约为其新机交付收入的31%,而到2044年该比值增长为236%。

(二)以美国航空产业链各公司为例,探究各环节维修收入成长性

美国航空产业链相对成熟,从其各环节公司维修收入占比,或可在一定程度上印证 维修业务的成长性。 我们以标普精选航空航天与国防指数成分股(彭博代码:SPSIAD)为基础(另补充 发动机厂商RR,同样参与美国航空产业链),按照主机厂、发动机厂以及其他航空 部件进行筛选并划分,统计并分析其中披露的维修业务相关数据。

主机厂方面,售后维修业务呈上行趋势。从营收规模来看,主机厂受益于其整机交 付量不断提升,维修业务营收规模不断上行:波音全球服务业务由2006年61.09亿美 元增长至2019年184.68亿美元,CAGR达8.88%;德事隆航空售后市场与服务业务 营收由2009年5.87亿元增长至2019年15.95亿美元,CAGR达10.51%。受疫情影响, 两家公司业务在2020年均有明显下滑。从营收占比看,主机厂相关公司售后业务营 收占航空业务比例整体均呈上行趋势。

发动机厂商方面,售后维修业务规模已超过发动机交付业务。GE航空航天公司发动 机售后服务占航空航天业务比例基本保持在50%以上,且近年来占比逐步提升,2023 年占比达71%。RR公司发动机售后市场服务业务无论军民品均保持在50%以上, 2023年其民用发动机售后业务营收占比达63%,军用发动机售后业务营收占比达 57%。

结构件厂商方面,大型结构件维修收入占比相对较低。据空天界公众号,势必锐为 波音公司的737和787飞机生产机身段,并为大多数波音客机提供驾驶舱段,还向空 客提供机身段和A350的前翼梁以及A220的机翼。在航空结构市场中,势必锐的主要 竞争对手包括柯林斯宇航、川崎重工、莱昂纳多公司以及Triumph Group。势必锐售 后市场业务占比较低,2020年-2023年间营收由2.02亿美元增长至3.74亿美元, CAGR达22.74%,而占总营收比例保持在6%。据彭博数据,Triumph Group在2011- 2016年间售后业务营收由3.49亿元增长至5.83亿元,占总营收比例保持在13%左右 波动。(2011年Triumph集团并购Vought Aircraft Industries,2017年后公司营收分 拆口径有所变化)

其他零部件厂商方面,售后营收占航空业务比例保持在30%-40%附近。伍德沃德产 品应用于航空发动机、燃气轮机等,其中通用电气公司是伍德沃德公司最大的客户。 其售后业务营收由2018年5.67亿美元增长至2023年的7.48亿美元,营收占比在38% 左右;TransDigm公司售后市场业务由2017年12.37亿美元增长至21.97亿美元,营 收占比在33%左右;AAR公司MRO业务营收规模波动较小,基本保持在5亿美元左 右,占总营收比例在30%左右。

六、维修决策:目的是维持长期、可预测性现金流收支

(一)维修参与方:由用户、主机单位、OEM 及 PMA 零部件厂商构成

1. 装备维修参与方,以美国 F-35 为例,包含军方、国防部、主机厂、OEM 厂商

据GAO《F-35 Sustainment: Costs Continue to Rise While Planned Use and Availability Have Decreased》(2024.4),美国 F-35 项目维修方包括: 美国国防部(采购与维护)办公室,负责监督F-35 的整个采购过程,包括项目的维 护和总成本;F-35 联合项目办公室,负责管理和监督 F-35 飞机在整个企业内的部 署、战备和作战能力所需的支持职能;主机单位,洛克希德-马丁公司是飞机的主承 包商,主要根据年度合同维护飞机(即飞行器)和开展工作,普惠公司是设计和制造 发动机的承包商,负责维护发动机;零部件,分包商来制造飞行器和推进系统的专 用部件;美国军方,美国空军、海军和海军陆战队分别成立了 F35 整合办公室或类 似机构,重点关注各军种如何运营和负担 F-35 等问题。

2. 民航市场,规模运营背景下,包含航司、主机厂、OEM、PMA厂及第三方维修

从参与方看,民航飞机维修市场利益相关方,主要涵盖航司、主机厂、OEM、PMA 厂及第三方维修等。 从维修单位看,主要分为 OEM 厂商、航司下属维修单位、第三方维修厂。据《新 形势下第三方 MRO 面临的机遇与挑战》(2022.3,吕文涛,航空维修与工程), 以国内民航为例,国内航空维修单位主要分为三类:一类是OEM厂家,主要是指国 外OEM厂家合资或独资企业,掌握机载设备及供应链,在自己生产的机载设备维修 方面具备技术优势;另二类为航空公司自建或投资成立,如由国航和德国汉莎航空 股份公司合资组建的Ameco,此类航空维修单位依托于航空运营公司,具有维修能 力强、规模大的特点,是我国航空维修业的中流砥柱;第三类为第三方航空维修企 业,此类企业主要以部附件维修业务为主,第三方航空维修企业中虽然有如海特高 新和广州航新这样的大型航空维修企业,但大部分还是以中小企业为主。

3. 船舶市场,专利商、制造商及其授权服务提供商占据主导地位

船用低速机维修市场主要参与者集中在专利方、制造方、第三方维修等企业。专利 方为柴油机主机的专利研发端,具备最先进的动力技术以及长期的品牌积淀,通常 为海外公司,维修及备件成本相比其他两方较高。制造方拥有专利方授权许可,具 备整机制造能力,其维修人员技术水平以及备件质量均具有可靠性,且由于其对于 上游零部件厂商的采购议价优势以及相对较低的人力成本,在经济角度优于专利方。 第三方维修公司不一定具备专利方授权许可,维修成本低廉且灵活性高,具备一定 的维修技术,但对于双燃料机等先进机型维修技术储备不足,可靠性或难保障。 专利方掌握零部件供应体系,原厂备件供应需经专利方授权。据《典型船用柴油机 许可证授权模式解读》(许攸、曹林,船舶物资与市场,2015年),专利商通常都 培养了一批零部件供应商,并且通过许可证合同推荐或指定采购的形式扶持这些零 部件供应商发展。在维修备件供应方面,原厂备件供应需经专利方授权。例如WinGD 官方授权瓦锡兰与中船服务为公司客户提供保障和服务,根据WinGD公司官网, WinGD于2018年1月与瓦锡兰服务和中船服务公司签订了所有低速柴油和双燃料发 动机的服务合作协议。根据协议,WinGD二冲程发动机的所有零部件供应商(包括 Sulzer, Wärtsilä, WinGD品牌)都有权不受限制地直接向所有WinGD发动机制造商、 服务合作伙伴或WinGD本身供应零部件。

原厂备件提高维修的可靠性和耐久性。OEM备件是防止发动机损坏和停运的最佳方 式,原厂制造商及其授权服务提供商能够提供标准配件。所有OEM备件都采用最新 的技术解决方案,提供最高的质量和可靠性,同时确保停机时间保持在最低限度。 使用原厂配件可以大大提高维修的可靠性和耐久性,并且在配件的供应上也具有及 时性和稳定性,能够满足船舶运营的需求,减少因配件短缺而导致的维修延误。例 如,瓦锡兰全球服务体系有9,000家全球直接材料供应商。再比如,曼恩可以提供优 质备件组合,优化发动机在整个使用寿命周期的性能。虽然非原厂备件似乎在购买 的时候相对便宜,但正品原厂备件在船舶运营中产生的价值远超初始成本。瓦锡兰 白皮书《为何原厂备件是您船舶的最佳选择》指出了选择原厂备件的5+1大理由,显 示了原厂备件在可靠性和耐久性上优越的性能。

我们认为,专利方内部的维修格局基于各自低速机品牌市占率,同时专利方维修业 务的布局情况也部分影响船东对于品牌方的选择。

(二)用户诉求:提高装备的出勤率,减少不可预测性的维修及现金流

我们强调,对于装备市场,用户的核心诉求在于尽可能减少维修频次、维修支出。

1. 军品市场,装备维修意味着可用时间减少、军费开支增加、作战所需存量扩大。 据《F-35 aircraft DOD and the Military Services Need to Reassess the Future Sustainment Strategy》(GAO,2023.9),维护方面的挑战对 F-35 飞机的战备状 态产生了负面影响。2023 年 3 月,F-35 机队的任务合格率(即飞机能够执行其中 一项任务的时间百分比)约为 55%,远低于计划目标。造成这一结果的部分原因是 因为仓库和组织维护方面的挑战,建立进行维修的仓库维护活动方面落后于计划。 因此,部件维修时间长,例如有超过 10,000 件等待维修,超过了预期水平。与此 同时,组织层面的维护工作也受到了一系列问题的影响,包括缺乏技术数据和培训。

2. 民航市场,以经济+安全为目的,提高飞机出勤、减少不可预测维修支出为核心

安全+声誉+经济性为航司维修决策的根本诉求。例如,据中国民航报公众号2024年 5月推送《中国公务航空维修市场步入关键转型期》,安全+声誉角度,民航局明确 规定,运营单位必须依据适航和运行法规,建立完善的飞机维护制度并严格执行, 以满足飞机的适航和运行要求。历史数据表明,飞机维护不当可能导致严重事故, 2007年~2009年,美国公务飞行发生事故121起,其中致死事故31起,并有36起事故 和3起致死事故的原因与飞机维护、维修不当有关,包括飞机和发动机的系统/部件失 效、燃油管理不到位等。这些事故不仅造成了人员伤亡,也给公务航空的声誉带来 了负面影响。经济角度,有效的维护和修理可以降低公务机的运行和使用成本。未 能准时或及时报修的飞机,可能产生因故障判断不准确、部件需要维修或换新、增 加停场租用机库时间等导致的高达几十万美元的额外维修费用。低效的维修也会造 成飞机技术状态不佳,虽然达到放行要求,但影响经济性,例如增压性能不达标等。

3. 船舶动力市场,高维修效率、低停机时间是为船东创造价值的重要考核指标

船舶维修保养服务能够减少船舶停航时间、延长设备寿命从而降低运营成本,与企 业财务效益密切相关。根据《船舶设备维修成本控制与财务效益分析》(张雅楠,船 舶物资与市场,2024),航运业务通常面临紧迫的交货期限,而停航可能导致交货 延误和客户满意度下降。其次,停航通常伴随着生产中断、人力资源浪费以及额外 的成本,如租船费用和船员薪水。高维修效率、低停机时间是为服务对象船东创造 价值的重要考核指标,尤其是对于高价值的邮轮、LNG、大型集装箱等。根据瓦锡 兰官网,瓦锡兰研究了邮轮运营商延误一天的真正成本为70万欧元。

(三)制造企业:军品端,用户降本增效诉求或牵引主机维修份额扩大

在美军维修体制下,尽管军机维修多在军方控制的维修厂下进行,但美国空军多直 接与军机承包商签订合同,以获得承包商的军机支持集成服务,更是军贸时代、军 机机群规模起量时代主机厂产业地位日益崛起的源动力。 美国现阶段装备保障维修多采用PBL合同模式,在激励机制下可调动主承包商降低 维修业务成本的积极性。 参 考 《 A Methodology for Comparing Costs and Benefits of Management Alternatives for F-22 Sustainment》(RAND,2011年),美国防部在2001年的“四 年防务审查”中首次采用PBL(performance-based logistics,中文一般翻译为“基 于性能的保障”)概念,将其作为新武器系统和现有系统提供后勤支持的首选战略。 基于PBL合同框架下,军方将产品维护的最终责任转移给承包商,使得承包商的激励 措施从“销售越多的备件和维修,就可以获得越多的利润”转变为“零部件和维修用 的越少,获得的利润就越多”,并希望借此降低整体的寿命周期费用。参考《基于性 能的保障(PBL)在装备上的应用探索研究》(安徽,牟忠威等,沈阳飞机设计所装 备技术保障部,2019年),基于性能的保障(PBL)是军民一体化服务保障的一种 新的具体应用模式,现阶段各主要军事强国的技术服务保障正在由传统的购买产品 和服务转化为购买整体性能,即军方采用委托承包保障方式,以固定费用获得规定 的性能或结果,其本质是购买包括使用可用性、单位使用费用、保障相应时间等在 内的性能。通过执行PBL合同,F/1-18E/F装备的大修周期已缩短33%,其能执行任 务率提高了20%,而总维护成本减少了20%。

美军多直接与主承包商签订PBL合同,除间接强化主承包商对维修备件供应链的控 制权外,从美军主要装备项目看主承包商的激励利润也有所增加。

1. 运输机方面,C-17 综合持续计划(GISP)是美国空军与波音公司签订的一项全 面的、长期的维修和支持合同,该合同是一个基于性能的保障(PBL)方法改进的维 修保障合同。在合同下,波音公司控制几乎所有的C-17维持活动,包括备件供应支 持、供应商管理等。美国空军(包括外国合作伙伴)从波音公司购买一项维修服务, 以保持C-17的性能指标,购买方根据每年估计的总飞行小时数、发动机循环次数和 其他各种指标支付费用。据《A Review of Selected International Aircraft Spares Pooling Programs》(RAND,2016年),波音公司负责绝大部分C-17的运营及维 持工作,包括供应支持、供应商管理、技术手册支持、维护、维修及升级、后勤工程 服务和现场支持服务,预计波音公司负责C-17约95%以上的可修复部件运营及维护。

2. 战 斗 机 方 面 , 据 《 A Methodology for Comparing Costs and Benefits of Management Alternatives for F-22 Sustainment》(美国兰德智库,2011年),对 于F-22项目美国空军与洛马公司为该项目的各个方面性能指标签订PBL合同。根据 该合同,洛马公司可以获得的激励金与满足这些性能指标挂钩,从而为洛马公司快 速解决问题、维修部件并返回飞行基地提供财务激励。在这种F-22项目PBL方法下, 洛马公司负有重大责任,但它在解决问题方面也拥有广泛的自由度。 对于F-35项目,参考《F-35 Joint Strike Fighter Ensuring Safety and Accountability in the Government’s Trillion Dollar Investment》(美国白宫代表处,2020年1月发 布),自2015年F-35维护工作开始以来,国防部已经向洛马公司支付了相关费用, 并根据成本和性能支付了可调整的绩效激励金,其中最新合同于2019年12月30日授 予、合同总价值为19亿美元,涵盖2019年12月30日至2019年12月30日。在2015年 以来的合同中,每一份维持合同都包括一项条款,建立了评估洛马公司维持F-35机 队运作能力的性能指标。国防部根据洛马公司满足这些绩效指标的能力支付绩效激 励金。据该报告,洛马公司在2016年、2017年和2018年的维护合同中有望获得总额 超过1.5亿美元绩效激励金,并有望在2019年的维护合同中获得6000万美元的绩效 激励金,体现PBL合同对于主承包商的激励作用。

在美国军机主承包商负责管理维修任务背景下,主承包商对供应链有较强的控制权, 尤其是在军机维修备件市场体现较为明显。 1. 运输机方面,以C-17项目为例,据《A Review of Selected International Aircraft Spares Pooling Programs》(美国兰德智库,2016年),在该项目中的军贸市场中, 波音公司作为唯一出口商,控制和分配所有的运营及维修零配件,直到该产品安装 在盟国购买的飞机上。在军机备件市场,波音公司全面管理其供应链、库存、存储及 分销等,波音公司对C-17的独特备件和引擎备件负有完全的批发责任,按零件数量 计算,相当于C-17备件综述的60%~70%;按总成本计算,相当于备件综述的90%或 更多。

2. 战斗机方面,洛马公司在F-22以及F-35项目中也同样对维修及备件供应链有较强 的话语权。 以F-35为例,据《F-35 Aircraft sustainment DoD Needs to Address Substantial Supply Chain Challenges》(GAO办公室,2019年4月),包括美国军方和国际合 作伙伴在内的所有F-35客户共享一个由洛马公司管理的全球备件池。在该备件池内, 集合包括机身、发动机系统、支持设备、飞行员飞行设备和训练设备的可消耗和可 修复的备件,国际合作伙伴可根据各自部署和舰载操作购买成套的备件需求。具体 看,F-35全球备件池由四种不同的部件包组成,包含基本备件包、全球备件包、部 署备件包和浮动备件包。全球备件池中的所有零部件均归美国政府所有,美国军事 部门和国际项目参与者根据拥有的F-35飞机数量和计划飞行小时数等,通过购买一 个进入全球备件池的通道的方式共享资源库中的零部件,而非直接采购。 为了更好的管理和共享F-35全球备件池中的零部件以及在项目参与者之间分摊零备 件成本,主承包商洛·马公司负责管理F-35供应链,并为F-35项目制定了一系列业 务规则,并根据合同要求将零部件分配给F-35运营基地和国际项目参与者,但所有 的F-35备件供应都从美国本土配送至海外基地。据《F-35 Aircraft Sustainment DOD Needs to Address Challenges Affecting Readiness and Cost Transparency》(GAO 办公室发布,GAO-18-75,2017年10月),根据主承包商官员和文件,目前有80家 原始设备制造商为F-35飞机维修部件。这些制造商是洛马公司的分包商。例如,据 Pogo2020年7月新闻,五角大楼于2019年8月23日授予洛克希德马丁公司一份24亿 美元开放式合同,以提供“全球备件包、基础备件包、部署备件包、漂浮备件包和相 关消耗品”。而对于F-22,据《The Depot-Level Maintenance of DoD's Combat Aircraft Insights for the F-35》(美国国会2018年2月发布报告),对于F-22,洛马 公司为军方提供维修指导,使其更好在ALC空军维修基地进行基地级维修任务,并 负责管理飞机部件的采购,甚至负责维护和更新F-22所使用的软件。

洛马公司可通过维修管理系统(ALIS)实现美国对F-35项目零备件供应和所有后勤 维修保障环节的控制。据《F-35联合攻击机维修保障新模式评析》(黄剑炜、叶清 琳等,航空维修与工程,2015年6月),目前,F-35正在通过“自主后勤信息系统 (ALIS)”管理零备件的全球供应链。ALIS用于收集、分析信息并做出决策,能够 获取飞机飞行状态和飞行员健康情况等信息,并将获取的数据通过Web网络发送到 相应用户,还能够及时跟踪零备件在物资技术器材保障网络中的流通情况。为了获 得飞行许可,F-35维修政策规定飞机在ALIS中的电子记录信息完整,即每个安装在 F-35上的部件的所有电子记录必须输入到ALIS中。如果ALIS系统中没有部件相关信 息,那么飞机更换这一部件后将不能通过自检,无法使用任何“非原装”零备件,这 种类似于苹果IOS系统识别充电连接线是否原装的技术措施,使得美国拥有对F-35 机群的监视和控制能力,并通过该系统完全控制F-35的零备件供应和所有的后勤维 修保障体系。

除美军外,俄罗斯也通过“市场化运营”以及“全系统全寿命管理”扩大生产商在 装备维修中参与比例。据《俄军装备维修保障模式的转型发展研究》(魏重斌,2021), “市场化运营”:俄军以“新面貌”军事改革为契机,将原先军队大修厂大部分转为 国防部控股的公司,靠市场机制盘活资产,解决了原先大包大揽、效率差、技术水平 低等顽疾。如2019年俄国防部就面向全社会发布了图-160轰炸机装备的NK-32发动 机修理招标公告,招标总额为11.9亿卢布,合同执行期限为2021年11月10日。“全 系统全寿命管理”保障理念:俄军认为现代武器装备技术复杂、研制周期长、风险 大、费用昂贵,“全系统全寿命管理”(LCC)可以提高武器装备的费效比和使得论证、 研制、生产、使用、资源的充分利用,维护等环节衔接顺畅。因此,俄国防部与武器 装备生产商签订全寿命周期的维护合同,负责全生命周期维护、直至报废。截止2014 年底,俄军通过将80%以上的大修厂交给地方工业部门。

(四)制造企业:以维修可预测、PMA 兴起、渠道布局等为发展特点

民航装备生命周期的不同阶段,相关维修方的竞争态势不同,以民航发动机为例。 据《X航空公司飞机发动机大修成本管理优化研究》(2021,赖国伟)。对于一个型 号的民用航空发动机,其产品的市场周期约为 30 年,大致可以分为三个发展阶段。 初期(前十年)是产品投放市场的阶段,中期(中间十年)是发动机的维修高峰,后 期(后十年)是退出市场和残值处理的阶段。在发动机维修这个非完全竞争的市场 中,航空公司、制造商、维修商的竞争态势在不同的产品发展阶段是不一样的。 例如,据《X航空公司飞机发动机大修成本管理优化研究》(2021,赖国伟),以市 场主力机型 CFM56 发动机为例,为了获取航空公司的发动机订单,公司通过合股 的方式在当地成立发动机维修公司。而近年来还亲自下场参与发动机维修业务的竞 标,以其优势的采购价格以及维修网络优势,开始抢占发动机售后市场的份额。随 着制造厂商的深度介入以及维修厂商的业务饱和,使得航空公司在售后市场博弈中 的议价能力进一步削弱,并由此也增加了发动机成本管理的复杂性。

民航维修市场特点有四,航司话语权相对更强、航司与主机对于降本诉求促使 PMA 厂商(或第三方维修厂)发展、主机与航司等共建维修能力以获取航司订单、MRO 维修能力和备件供应本地化发展。 1. 航司具备较强的话语权,主要系其具有较强的规模优势,同时由于飞机或发动机 同时存在可选供应商,因此其往往具有较强的话语权。 2. 主机厂与航司、或航司与航司共建维修能力,以期获取航司订单。 例如,据Galleon 航空资讯公众号2023年10月推送《中国民航维修业的现状与挑战》, 当航空公司或运营商发展到更大的机队规模时,需要专注于机队运营,精简机构、 提升效率。通常将维修分支机构中的基地维修独立出来,并与其他商业伙伴、更专 业的维修公司或制造商合资、增资,成立独立的维修机构,通过批量维修订单进一 步降低维修成本。例如中国国际航空股份有限公司与德国汉莎航空公司合作成立北 京飞机维修工程有限公司等。 3. 航司与主机对于降本诉求牵引 PMA 或第三方维修厂发展。 传统 OEM 部件价格较高,且随着运力紧张、制造环节供应瓶颈等,航材价格呈现 上升趋势。据《新形势下第三方 MRO 面临的机遇与挑战》(2022.3,吕文涛,航 空维修与工程),全球的航空公司都正面临着巨大的运营成本压力,这使得PMA件 (Parts Manufacturer Approval, 即零部件制造人批准书)价格优势得以显现,PMA 件正在逐步被越来越多的航空公司所接受。同时,由于创新力量逐步朝中上游环节 集中,对于主机单位而言,其对于 PMA 厂商的态度逐步缓和。 4. MRO维修能力和备件供应本地化发展。 其一,国际环境日趋复杂,部分航空产品的供应紧张,暴露航空供应链的脆弱性;其 二,长期国内民航的发展,叠加前期国产民机发展缓慢的背景,国内主要航司飞机 以国外飞机、国外发动机为主,维修能力多集中在海外供应商;其三,国内民航客 运、货运市场的发展,进一步强化对于本土维修力量建设的需求。 例如,据《关于构建国产飞机维修运行体系的思考》(2024.6,史宏伟,航空维修与 工程),虽然我国是民航大国,但现有的维修运行体系是与空客飞机/波音飞机的运 行相配套形成的,维修运行所需的供应链、工程技术支援等严重依赖国外供应。因 此,在目前国内环境下,要求国产飞机的维修运行实现自主可控,逐步形成具有中 国特色的维修运行支持体系,为国产飞机的持续安全运行提供坚实的维修运行保障。 在此背景下,东航机队已大量采用了中国民航局批准的国产替代航材,2019—2022 年国产替代航材的采购金额在总采购金额中的占比分别为 9.41%、10.95%、9.74% 和 12.6%。

用户降本诉求,以及主机单位对于维修现金流可测性的需求,牵引商业模式变化

1. 民航市场,以 RR 公司等首推“按小时计费”等模式为典型

传统维修模式的不可预测性导致机队运营效率低下,维修服务不经济。对于航空公 司来说,飞机运营过程中需要定期对发动机进行检查、大修或者换件,如果这些工 作由航空公司自己来做,需要具备相应的维修实力和储备大量的零部件及备用发动 机,且当发动机需要返厂大修时,航空公司则需要一次性支付大额的维修支出。在 这种情况下,航空公司无法预测的大修时间也无法预测的成本水平,增加了公司财 务筹划的风险和难度,同时降低机队运营效率。对于OEM来说,发动机的维修时间 和费用的不可预测性也影响维修活动的效率,OEM无法进行较好的零部件及航材储 备。随着发动机可靠性和耐用性不断提高,增加了每台发动机在大修之间的运行时 间,降低了维护费用,这与OEM研发更可靠耐用的发动机型号是相冲突的。 在此背景下,RR首推按小时计费的售后维修模式,类保险经营的商业模式,从经营 “物质”转变为经营“风险”。1997年,RR率先推出了TotalCare,客户维护收费单 一,简单地按每引擎飞行小时的费率计算,RR保证对发动机进行终身维修,包含意 外事故导致的维修,同时还提供发动机残值保护,且不收取额外的费用。包修协议 所收取的小时费用是基于很多因素制定的,比如小时循环比、航空公司信用等级、 飞机运行环境等因素。通过长期服务协议,客户运营效率提高,支出可预测性提高, 同时RR可以获得长期可预测的收入。RR通过数据监控获取发动机工作参数,可预测 发动机维修时间,能合理安排人员和航材储备。发动机测量数据由专门的软件跟踪, 以确定各部件性能的恶化趋势。RR掌握实时数据能更好进行人员调配与零部件储备, 在发现小问题时及时维修,进一步降低维修支出,RR的利润空间得到提升。通常发 动机新机交付后的5-7年才会迎来第一次大修,传统模式中发动机厂商无法在这个时 间段获得现金流,而通过按小时包修协议,RR可以获得长期稳定的现金流。通过该 现金流支持未来新机型的研发,以产生长期的产品竞争力,推动业绩提升。

2. 民船市场,专利方全球维修服务布局完善,掌握原厂备件供应体系,同时制造方 维修兼具品牌授权、原厂制造、高可靠性及高经济性的优势,将逐步成为船东的最 优选择之一

我们认为曼恩、瓦锡兰等知名低速机专利方具备强品牌效应、全面的服务网络、先 进的维修技术、强大的备件管理体系等优势,成为高附加值主机维修的主要选择之 一,以确保船舶的性能可靠性和运行稳定性,最大限度地提高船舶的长期生产力。 专利方普遍建立全球维修服务体系,提供7*24小时的专业化服务。例如曼恩在全球 范围内拥有100多个服务中心,提供7*24小时的船舶维修及改装服务;瓦锡兰的销售 和服务网络覆盖全球70余个国家的200多个地点,拥有近3000名船舶动力现场服务 专业人员。专利方遍及全球的服务网络以及7*24小时的服务为有着重要运载价值的 船东提供了可靠的服务保障体系,避免其因维修停运造成重大损失。 中国在造船市场份额的提升有望进一步带动关键零部件配套后市场增长。由于低速 机制造企业具备技术、产品、人才优势,并且良好的售后服务体系可以与产业链上 下游协同,扩大国内船舶产业链整体竞争力。根据中国动力2023年年报,低速柴油 机制造企业主要分布于中国、韩国和日本三国,海外低速机制造商包括现代重工、 斗山发动机、STX、三井造船、日立造船、川崎重工等企业,根据各家公司官网与年 报,上述大型低速机制造企业普遍拥有低速机维修业务。伴随中国在造船领域市场 份额的提升,加之头部船企订单集中度日益提升,低速机制造机维修市场有望得到 进一步拓展。

3. OEM 厂商积极向 MRO 市场拓展,成为主机厂与航司利益博弈的受益者

OEM发动机厂商与客户在高利润的维修环节存在竞争,公司作为备件供应商环节的 比较优势明显。一般来说,发动机原始设备制造商(OEM)往往在更换零件上拥有 强大的垄断地位,导致此类零件在售后市场的价格普遍较高。原始设备制造商有理 由提高利润率,这在很大程度上是由于生产此类零件所需的研发投资水平较高。为 了降低发动机维护成本,美国商业航空公司使用零件制造商批准(PMA)零件和指 定工程代表(DER)维修来降低飞机发动机维护成本。这些零件和维修由第三方公 司提供,并经联邦航空管理局认证,可与OEM厂商提供的零件或维修互换。这些非 OEM厂商零件和维修费用可能比OEM零件低很多。为缓解维修产能与零部件供应压 力,OEM厂商也放宽了对独立维修(MRO)供应商以及零部件制造人批准(PMA) 件限制的态势。在此背景下,对于下游发动机整机维修服务而言,发动机整机OEM 与航空公司之间存在一定竞争关系,但对于中游部件厂商,备件是双方(OEM厂商 及航空公司)都需要的,竞争环境相对温和。例如,以系统级厂商MTU为例,该公 司积极向全面MRO维修服务提供商转变,不断扩大与航空公司的合作关系。

MTU 公司聚焦高利润率维修备件市场,赛道优势显著。据MTU2012年投资者关系 PPT,公司维修备件利润率显著高于原始OEM新机。据前文所述,航空发动机售后 市场空间广阔,而其中维修备件业务具有高利润率及高确定性特点。例如,据 MTU2013年投资者关系PPT,即使V2500的交付数量下滑,但是由于其广阔的售后 市场特征,该型号带来的备件收入保持稳定增长趋势。此外由于公司的型谱化优势, 该型号发动机交付数量的下滑被新型号PW1100G-JM交付增加所部分抵消,但服役 基数仍在不断扩大,公司的维修市场空间天花板不断提升。

(五)机制改革:国内装备以定时维修为主,视情维修或正逐步推进

美国空军目前的航空装备维修保障体制处于三级维修体制与两级维修体制并存,谨 慎推行两级维修体制的状态。据《美国空军航空装备维修保障体制现状及启示》(李 晓峰等,2010)美国大部分现役飞机如F-15、F-16和F/A-18等采用传统的三级维修 体制,而以F-22、F-35为代表的四代机和F-15E等改型机的维修保障已推行两级维修 体制,取消的中继级维修任务的一小部分分散到了基层级,大部分转到了基地级。 美国空军认为,两级维修能够快速响应21世纪空天一体作战对空军的需求,是未来 航空装备维修保障的发展方向。

两级维修体制可以缩短维修周期,节约人力经费,增强机动性。据《F研究所军品军 民融合型服务保障策略研究》(张小波,2017),过去派遣一个F-16飞行中队,其 携行的维修设备少行137吨,现在只需36吨,有利于部队机动作战。据《美国空军航 空装备维修保障体制现状及启示》(李晓峰等,2010),通过有效落实两级维修保 障体制,能够使维修人力减少20%-40%,装备保障规模缩小50%,飞机出动架次率 提高25%,飞机的使用和保障费用比以前的机种减少50%以上。

两级维修体制或有助于提高承制单位在维修市场份额。据《某型航空发动机维修保 障体系构建研究》(聂震,2018),由三级维修保障作业体制逐步过渡到两级维修 保障作业体制是维修体制改革的必然趋势,如美空军已在 F-22 飞机、F-35 飞机等 部分航空装备上成功实行两级维修保障作业体制。在两级维修保障作业体制下,中 继级维修将不复存在,相应的维修保障业务将根据需要并入基层级维修和基地级维 修的业务范围。对应于某型航空发动机,若未来取消中继级维修,则部队修理厂的 维修保障业务将与发动机承制单位的维修保障业务合二为一,发动机承制单位成为 某型航空发动机唯一的维修保障单位,负责除发动机日常维护外的全部维修保障工 作,从而形成单一维修保障方对单一用户的航空发动机维修保障新格局。 我国航空装备维修保障也在动态转变、完善。据《航空装备维修保障发展研究》(侯 安生等,2018),我国航空工业从苏联援助飞机起步,主要是在引进和仿制俄制飞 机基础上,采用俄制飞机的维修体制。俄制飞机的维修理念与西方以可靠性为中心 的维修理念不同,主要采用定时维修的方法,包括航线维修、定期维修、特殊维修、 储存维修和安全管理。如我国军方现在仍在实行的飞机换季检查在波音空客飞机的 维修保障中很少见。直到歼十战斗机,我国开始研引进西方的维修理念和保障体系。 从模式看,我国航空装备修理方式以定时维修为主,视情维修正逐步推进。据《航 空装备修理模式对修理成本的影响》(杨雪等,2019),俄军航空装备修理模式变 革晚于西方,此前一直是开展定时修理。而我国航空装备修理同样为参照俄罗斯(及 苏联时期)二代机维修模式建立,也是主要采取定时维修模式。据《航空装备视情维 修的应用实践与发展》(曹卫华,2017),随着装备设计和修理保障理念的迭代发 展,视情维修作为推进航空装备维修保障领域改革的重点内容,各项研究论证和试点等工作迅速展开,空军航空装备修理保障的视情维修也进入试点实践阶段。

从体制看,我国服务保障体系为三级保障体制。据《航空装备修理模式对修理成本 的影响》(杨雪等,2019),俄军航空维修保障可分为小修、中修和大修三级,小 修和中修是由使用部队和修理分队在使用现场进行,大修通常由空军固定的修理机 构完成,我国体制最初也仿照俄建立。据《F研究所军品军民融合型服务保障策略研 究》(张小波,2017),我国服务保障体系从60年代开始实行三级保障体制,即基 层级、中继级和基地级。三级维修体制内,前两级建制随军队战斗力部署,属“前方 维修”,而承担较复杂的大修、翻修任务的空军部队维修厂由空军装备管理机关按 照“以机型分配”“一主一辅”原则在全国部署,进行“后方维修”。

以发动机维修为例,基地级维修承担发动机大修等深度维修工作,主要由发动机承 制单位完成。据《某型航空发动机维修保障体系构建研究》(聂震,2018),基地 级维修的配置位置最靠后,主要是指总部、军兵种、军区所属修理厂等维修保障机 构所进行的维修保障活动,在某型航空发动机列装部队服役初期,其基地级维修工 作主要由发动机承制单位来完成。基地级维修具有最高级别的维修能力,其业务范 围包括发动机大修、改装等深度维修保障工作。基地级维修具有较强的零部件修复 和再制造能力,可为基层级维修和中继级维修提供零部件供应,是发动机维修保障 备件供应的重要来源。

现有服务保障体制机制难以满足复杂保障要求。据《F研究所军品军民融合型服务保 障策略研究》(张小波,2017),我国传统三级维修体制存在一定局限性,此前能 基本满足二代机的服务保障,但随着新一代航空技术发展的突飞猛进和军队服务保 障需求的不断提升,该体系造成保障效率低、成本高、管理层级多、沟通成本高、管 理协调难度大等问题。2014年,空军组织全部下属的9个大修厂来F研究所调研,开 展了影响飞机大修交付因素的调查,共有五个主要因素,其中不掌握核心维修技术 和外委产品数量多为最主要的原因。

七、国内典型航空装备企业:向主机维修牵头改革进行

当前国内航空装备维修业正处于改革发展中,我们选取了长飞、西飞、沈飞吉航、 天飞为例,从典型公司看当前国内航空相关企业的维修布局。

1. 针对传统维修模式效率低下,长飞提出“维修主机牵头”新模式

打破传统维修模式困境,长沙提出“维修主机牵头”新模式。长沙五七一二飞机工 业有限责任公司(简称“长飞”),是中国航空工业集团有限公司下属的综合性航空 维修企业。据航空维修与工程2019年11月推送,面对维修机型复杂、客户多样化、 维修模式主要靠传统的整机大修厂大包大揽、整机大修厂与上游研制单位相对割裂 等问题,长飞创新性地提出了“维修主机牵头”新模式,并在各代飞机之间有针对性 地予以实施,取得了很好的效果。 三代军贸机“枭龙”为军贸飞机修理提出挑战。军贸飞机修理过去一直穿插在国内 飞机修理中开展,这种方式应对军贸二代机尚可,但对于大修军贸三代机“枭龙”则 难以完成修理任务。“枭龙”军贸三代机大修建线在国内外属于首次开展,没有可借 鉴的成熟模式,同时由于是跨国合作维修,涉及近百家单位,协作难度较大。 军贸领域,长飞也开启了新兴商业模式下的“长飞牵头”新模式。在航空工业集团 的支持下,长飞首次采用了整机大修厂“做军贸维修业务对外的集中供应商”模式。 在军贸整机维修和建线方面,长飞牵头组织实施,成飞、成都所、军贸方、客户军方 配合,取得较好成效。军贸部附件维修和建线方面,长飞作为“总承包商”通过军贸 方对外总揽所有部附件建线项目,再与国内各制造厂家开展商务合作洽谈。

“维修主机牵头”体现了三方面的突出优点:一是统一的客户。在市场化的合同制 维修任务中,合同完成履约的标志是整机交付使用,因此原有的将整机大修厂作为 目标客户的维修活动变为将“送修方”作为“共同的客户”的维修活动。二是统一的 维修计划及步骤。整机大修厂与维修上下游单位之间必须加强合作,统一维修行动 计划及步骤,维修各供应商朝着同一目标发力,改变了传统依靠整机大修厂单方面 拉动的局面,较大程度提高了修理能力。三是统一的利益机制。维修产业是航空工 业全产业链中重要的一环,产业链条天然促成利益链条,这是维修相关方开展分工 合作的基础。在“维修主机牵头”新模式下,各方利益份额均直接来自于送修客户, 避免了整机大修厂与协作配套单位之间的讨价还价,因此易形成联合议价机制一起 向客户议价,最后由牵头单位来统一结算。

2. 西飞承揽“飞豹”试修任务推动维修业务发展,着力推进视情维修

承揽“飞豹”试修任务推动维修业务发展,着力推进视情维修。自2016年开始,西 飞维修中心承揽了“飞豹”试修任务, 并自2018年起实现了“飞豹”批量修理,首 次实现多架飞机在线修理,有力地推动了其维修业务发展。此外,为了满足用户需 求,缩短维修周期,降低维修成本,西飞还着力推进视情维修。基于市场和能力综合 考虑,西飞以“飞豹”大修项目为支撑,依托批生产线资源,积极拓展了“战神”等 机型的维修业务。 西飞加快管理模式改进和维修体系构建,为维修业务水平提升奠定坚实基础。2017 年6月,西飞按照“职能部门+专业厂”管理模式,对飞机维修厂组织机构和业务进 行了调整,飞机维修厂更名为飞机维修中心,统管西飞军机修理和改装业务。同时, 西飞成立维修体系建设专项工作小组,制定了飞机维修体系构建与推进工作实施方 案。2017年10月,西飞完成了飞机维修体系文件发布,并于2018年4月1日完成了全 面迁移,为更好地推动飞机维修业务各项工作奠定了坚实基础。

3. 主机厂沈飞收购吉航,提升维修服务能力,促进修造一体化

吉航新建三代机维修产线,配套沈飞制造线促进修造一体化。为2019年1月,航空工 业吉航大修的首架三代机试飞成功,标志着其军机维修实现了从二代机到三代机的 跨越。吉航计划2020年投资3.6亿元兴建三代机维修生产线,新建总装厂房、喷漆厂 房等设施3.2万平方米,增加相关配套设备设施,深入推进修造一体融合,最大限度 地整合利用沈飞制造优势和吉航维修增长潜力,将吉航修理线作为沈飞制造线的延 伸,实现飞机全产业链集成效益最大化。 沈飞收购吉航,进一步募投扩产提升维修能力。2022年4月,中航沈飞公告拟收购吉 林航空维修有限责任公司60%股权并增资,并于当年4月完成工商变更登记。据中航 沈飞2024年12月公告《2023年度向特定对象发行A股股票》,定增募投项目之一为 吉航公司为实施主体的《飞机维修服务保障能力提升项目》,项目投资金额为4.37亿 元,拟使用募集金额为3.93亿元。

4. 天飞不断改革创新,助力中航西飞研产修高效整合

中航天水飞机工业有限责任公司,简称航空工业天飞,是我国京广线以西的一家歼 击机、教练机修理厂,为西部、南部、中部和北部战区的空军部队训练提供保障。 近年来,天飞深入贯彻军民融合战略,积极融入航空产业链,不断调整产品结构, 持续探索新型发展模式。在经营管理方面,航空工业天飞建立了符合自身实际的管 理体系、技术体系和运营模式,并按照航空工业集团公司AOS管理体系建设要求探 索管理变革,并从飞机修理向航空制造发展。在外部合作方面,航空工业天飞按照 “厂所联合、厂厂联合”思路,与飞机主机厂/所、总师单位建立合作关系,目前已 与哈飞、贵飞、成飞、洪都等主机厂进行了密切的联系,在教-8飞机、直升机、教9飞机等飞机修理中实现合作。在产品创新方面,航空工业天飞开展了装备视情维修 技术研究与探索。此外,天飞还承担了国家某重点型号的配套研制任务,建立了舱 门实验室,形成了航空部附件的数字化研制能力。

航空工业天飞成为中航西飞子公司,助力公司军用整机设计研发、生产制造、维修 服务资源实现高效整合,并有望进一步提升公司盈利能力。2020年12月,为贯彻落 实航空工业集团“1+N”改革决定及国有资本投资公司试点方案要求,聚焦航空整机 主业,提升上市公司盈利能力,中航西飞完成了航空工业西飞、航空工业陕飞、航空 工业天飞的整体资产注入。通过以资产置换和支付现金的方式收购航空工业天飞100% 股权,中航西飞航空军用整机设计研发、生产制造、维修服务资源实现高效整合。


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