咪表传感器 地磁停车传感器应用说明
地磁停车传感器应用说明
地磁停车传感器应用说明 1、背景近年来随着LPWAN网络的兴起,LORA和NBIOT阵营竞争演进,中国的低功耗物联网市场显现端倪,汽车有关的物联网市场火热异常。与汽车有关的传统应用,也开始嫁接LPWAN网络技术,通过将传统应用增加LORA和NBIOT上网模块,成为可使用电池供电连续工作数年之久的新型智能设备。这使得大家开始不断寻找从"公共自行车"升级"共享单车"的商业升级之路。
从咪表停车到LORA / NBIOT地磁智能停车,由于取消了咪表刷卡机,因此天生适合应用于移动支付停车商业模式。这是一种技术演进,基于中国手机移动支付的普及, 2017年成为了移动支付+LPWAN智慧停车的真正元年,从网上公布的信息可以查到,除深圳走在最前列以外,北上广深杭都在2017年进行了LPWAN地磁停车设备应用的试点,并在2018年中开始,出现了数量达万级的设备招标。同时这也意味着大家都还在摸索真正适用于LORA / NBIOT地磁智能停车的工作逻辑。
本文从技术分析应用角度对地磁传感器应用的特点和适用性进行了分析。
2、同类产品对比
下面四种车国内感应技术各有优缺点:
摄像头识别:图像识别技术,主要用于车辆抓拍识别,和室内停车引导;优点:能够识别车牌,可以做反向寻车,停车和逃费都有证据;缺点:成本最高,尤其是户外摄像头安装成本极高,施工困难。咪表感应:地感线圈或地磁感应技术,主要用于路边停车收费;优点:国内路边收费的常用技术,咪表本身有操作界面,更直观;缺点:成本很高,因系统复杂,故障率较高,施工困难,需供电走线,不能识别车牌。超声感应头:超声测距技术,用于室内停车引导;优点:是室内车位引导的低成本方案;缺点:需要供电走线,不能识别车牌。无线地磁传感器:地磁场识别技术,用于户外停车引导,和替代咪表方案降低成本;优点:成本低,安装简单,无需布线,是户外车位引导的最低成本方案,可适用于开放式车位的管理和收费系统;缺点: 需要无线网络支持,无线通信稳定性较差,不能识别车牌。有时会受到磁场干扰。使用必须要手机配合。上述四种车辆识技术中,只有地磁传感器是能够与LPWAN的物联网技术相结合,形成现在的LORA地磁车检器,和NBIOT地磁车检器,这种车检器使用电池供电,根据不同公司的技术实力,有的能够持续工作三年,有的能够持续工作五年以上,从而实现低安装维护工作量的车位管理。
3、适用用途
那么LORA / NBIOT地磁车检器作为一种新的技术应该怎么用,适合什么样的商业应用模式呢?
· LORA / NBIOT地磁车检器首先适用于户外车位统计引导。
对于机场集车场、高速服务停车场、小区地面停车位、市政公共户外车位,都可以用该技术实现车位占用检测,数据采集后同步显示到引导屏、指挥中心、智能手机上。它对比于传统的出入口工的车位占用统计技术相比,具有准确度高,信息精准,应用灵活等优点。比如某高速服务区原来使用摄像头等设备记录服务区进出厂的车位数量,结果出现统计结果与停车场实际车数差距越来越大的情况,后来升级为LORA地磁车检器,车位误差率不再累积增大,一直控制在5%以下。
· LORA / NBIOT地磁车检器适用于开放式停车收费系统。
其作为咪表停车收费设备的替换设备,具有低成本,易施工,维护简单,设备故障率低的特点。
当然它也有相应的缺点,比如无线信号有延迟,尤其是当前NBIOT信号需要与其它人共用NBIOT基站,延迟较大。车辆感应准确度比咪表用的地感线圈要低。而这些特点都是为了实现低成本易施工而产生的"副作用",需要从使用逻辑上进行优化规避。
4、适用的收费模式
下面举例几种收费模式
无人执守预付费模式: 车主停车关注公号后,输入计划停车时间,并预付费;缺点: 需要处理车主续费逻辑,可能存在车主逃费。未交费车主需要联动执勤人员催缴;改进建议:增加巡检PDA,自动通知维护人员,现场催缴。无人执守后付费模式:车主随意停车,在离场时支付;缺点: 车主极易逃费,不建议使用。有人巡检预付费模式:增加了收费PDA,现场收费打小票回单;缺点: 续费比较麻烦;改进建议:建议在高密度地区使用,不会出现逃费,但是工作量大。有人巡检后付费模式:增加了收费PDA,现场打收费二维码,并拍车牌留证,车主离场前支付;缺点:存在少量逃费;改进建议:与无人执守预付费模式相结合,停车区加装指示牌,要求车主手机注册填写车牌信息,提早缴费。 有人巡检无感支付模式:增加了收费PDA,拍车牌留证,车主需要先注册APP授权小额支付,离场时无感支付;缺点:授权小额支付可能有争议;无感支付容易因为无线传感器异常而失败,易出现纠纷被投诉;改进建议:不建议使用,因为必须增加开始停车和结束时缴费的人工确认,其实就变成了有感支付。无感支付更适用于有线传感器更稳定的应用。
机械设备行业之星辰科技研究:军民伺服齐并进,持续扩展新领域
(报告出品方/作者:东莞证券,黄秀瑜,谢少威)
1 技术研发能力夯实,持续拓展下游应用领域
1.1 广西专精特新企业,多年深耕伺服系统行业
桂林星辰科技股份有限公司(星辰科技)是一家民营军工企业,具备完整的军工资 质,是国内领先的军用随动控制总成和军品级伺服系统提供商,也是国内较早从事军用、 民用伺服系统产品研发与产业化的企业。公司多年来致力于伺服控制、电磁兼容、消隙 控制、装备智能化控制技术的研发和应用。
公司坚持“造卓越品牌,守永恒诚信” 的经营理念,继续深度参与我国国防装备 自动化和智能化工作,大力发展军用随动控制总成及伺服系统配套,不断提升配套层级, 成为军用自动化领域运动控制部件和总成的重要供应商;积极参与国家清洁能源战略引 领下的风电和新能源车产业化配套,成为风电变桨伺服驱动器和电机的主要供应商,以 及特种电动车电驱系统的重要供应商;在国家智能制造战略指引下,在工业控制领域针 对各个专用领域的伺服系统应用推广深耕细作、发展壮大,成为该领域“总体跟随、局 部领先”的专业供应商。
公司于 2008 年成立,继承了控股股东星辰电力电子的伺服驱动器、伺服电机相关 主营业务,致力于伺服系统的研发、生产、销售,持续为航空航天及军工、新能源和工 业控制行业服务。公司 2015 年通过武器装备资质体系认证,2017 年获得德国 TüV 南德 意志集团的权威认证。2019-2020 年伺服电机智能工厂建设、EMC 电磁兼容检测平台和 高性能机器人专用伺服控制系统研发项目获得一致同意并通过验收。2021 年公司双百项 目获科技厅重大专项立项和专精特新“小巨人”称号,同时成为广西首家新三板精选层 挂牌企业。
公司控股股东为星辰电力电子,持有 35.48%股权。吕虹与丘斌夫妇共持有星辰电力 电子 42.47%股权。此外,吕虹先生个人持有 7.81%公司股份,吕虹丘斌夫妇直接和间接 合计持有公司 50.58%股权,吕虹为公司董事长、技术总监,丘斌为星辰电力电子执行董 事、星辰科技董事,对公司运营决定有决策性影响。因此,吕虹丘斌夫妇为公司实际控 制人。
1.2 深耕下游细分领域,军用伺服占比逐渐提升
公司主营业务为随动控制总成、伺服驱动器、伺服电机等装备自动化及智能化产品 的研发、生产、销售和服务。公司具有承担武器装备科研生产的相关资质,拥有伺服及 控制领域优秀的科研技术人才,建立了完善的研发管理体系和军标质量管理体系,是国 内领先的军品级伺服系统提供商,也是国内较早从事军用伺服系统产品研发与产业化的 企业。公司专注于高精度随动控制技术、消隙控制技术、装备自动化及智能化控制技术、 动力伺服技术、电机技术、电磁兼容技术、伺服系统行业应用技术的开发和应用,并融 合控制计算机、伺服系统、执行机构及反馈相关技术形成了随动控制总成、消隙系统等 独特的技术和产品,以高性能、高可靠性、高适应性、高稳定性的产品获得客户的认可。
公司产品涉及军工、新能源、工业控制等应用领域。公司在军工领域服务于航天科 技、航天科工、中船重工、中国兵器、中国兵装、中国电科等集团及其下属科研院所; 在新能源领域服务于风电、新能源汽车行业;在工业控制领域服务于自动化、智能化的 各类机械设备。主要包括以下几个应用方向:
(1)军用武器装备:导弹发射系统、火炮控制、雷达跟踪控制、舰船自动化装备、航空航天测控平台等;
(2)国家航天工程:“天宫”、“神舟”系列飞船的地面、海洋测控站装备及高 精度航空航天测试转台;
(3)民用领域:风电变桨、新能源车、注塑机、AGV、工业自动化及智能化装备等。
公司军工产品占总营收比例逐年增加,2020 年,军工、新能源、工业控制产品占总 营收比例分别为 50.73%、23.17%、23.15%。
军工领域
公司累积二十多年在军品伺服驱动器的研发、制造和服务经验,针对各种严酷环境 和复杂电磁兼容要求,设计推出多系列高可靠性直流伺服及交流伺服产品,适用电压范 围涵盖 28VDC、36VDC、220VAC、3Φ380VAC 等多个等级,电流范围涵盖 5A-400A 全系 列,产品装备于各类尖端科技项目和武器装备中。
公司的军用伺服产品下游涉及领域分别有车载设备、舰船装备、雷达系统、精密转 台等领域。其中,车载设备领域应用于发射装置、火炮随动、车载平台、车载雷达系统、光电跟踪系统、电磁对抗系统、架设系统;舰船装备领域应用于舰炮随动、舰船雷达、 海上水平平台、发射装置、输弹系统、水下武器装置、挂弹装备;雷达系统和精密转台 领域应用于飞行姿态测试台、轴角振动台、载人航天地面及海上卫星跟踪系统、大型射 电天文台望远镜随动控制、基地装备。
MDS 系列和 MAX 系列驱动器产品可靠性较高、精准的控制以及迅速的响应性,为 客户提供高性能的保障。同时两个系列产品均可提供特殊要求的定制化服务。MDS 系列 主要应用范围在车载设备和舰船装备等领域,MAX 系列主要应用领域为车载设备、舰船 装备和雷达系统等领域。
伺服电机产品方面,M 系列产品具有高强度适应性,抗恶劣外部环境能力,主要应 用于雷达系统、精密转台和车载设备等领域。公司 Gold Star 系列产品下游应用领域较为 全面,涵盖车载设备、舰船装备、雷达系统和精密转台领域。
Gold Star 系列产品主要包括以下特点:
(1)全系列产品按照军用六性要求规范设计,满足陆地、海上装备的全域或户外 环境要求。(军用六性:可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性和环境适应性, 是装备系统设计时必须高度关注的问题);
(2)公司伺服电机产品种有 60、80、95、115、140、190、230、290 等 8 种机座;
(3)型号产品经历 3700 万次/年的全速阶跃冲击测试;
(4)高过载:最大扭矩高达额定扭矩的 3-8 被,适应高动态响应和短时过载要求; 功率范围覆盖 100 瓦特-110 千瓦,连续扭矩 0.3 牛顿/米-700 牛顿/米;
(5)电机空载 0-3000 转速/分钟,升速最快仅需 2-3 毫秒;额定转速最高达 7500 转速/分钟多种档次可选;
(6)国防装备上应用数千台公司产品,是对公司的 Gold Star 系列产品的高性能和 可靠性的认可。公司产品最长已在国内军舰艇上使用 16 年。
注塑机领域
公司于 2006 年起开发塑机专用伺服系统,目前注塑机领域产品包括伺服节能型注塑机专用伺服系统、电液混合型注塑机控制系统和全电动注塑机动力及控制系统,由于 产品性能表现不俗,获业内较好评价。公司的泵控系统加速上升时间最快可达 30 毫秒, 电控系统加速时间最快可达 15-20 毫秒。
公司节能型注塑机伺服系统分别有 NAS E 系列和 E 系列。NAS E 全系列产品采用旋 变反馈,可实现力矩控制、速度控制以及对电机轴位置实施闭环控制。同时,可以接受 光电编码器反馈、光栅尺反馈等,实现控制目标的最终全闭环控制。此系列产品优点在 于精度控制(速度精度至 0.1%、力矩波动小于 1%)、更节能(比普通伺服更节能 10-15%)、 爆发力强(空载加速 15 毫秒,满载加速 26 毫秒)。E 系列产品优点是功率体积比大, 转矩过载倍率大于 2.2 倍,同时该系列产品绝缘等级达到 F 级。
电液混合型注塑机控制系统产品SHO-1000是一款注塑机电动射胶、熔胶控制系统, 可配套普通注塑机电脑及电动射、熔胶射台,通过射胶伺服驱动系统及熔胶伺服驱动系 统实现高速、高精度电动注射的效果,形成新一代电液混合高速注塑机,在伺服节能型 注塑机基础上实现电动注塑机的注塑效果。SHO-1000 射/熔胶控制器可以方便地与注塑 机电脑接口,充分理解电脑的用户设置,并配合伺服系统实现 0.01 毫米的射胶终点精度、 5-8 克的射胶加速度、千分之一的射胶成品重量精度以及 1000 毫米/秒的射胶速度。
与普通电脑板通过 CAN 或 485 通信设置参数,射胶、溶胶独立电动直驱控制,无需 专用全电动电脑板。多个动作可以同时进行,大大提高生产效率。射胶加速时间 19 毫 秒,保障射胶完成后,胶依然是液态,产品没有内应力,产品精度高,更节能,适合各 类薄壁产品的应用。
IAS 系列交流伺服驱动系统是公司为电动注塑机专门开发的的高性能交流伺服系统, 该系列产品分为 IAS-E 系列伺服驱动器和 B 系列、E 系列伺服电机。IAS 系列具有响应快 速、控制精确等特点,能够完美地实现伺服系统对电动注塑机射胶、溶胶的控制。B 系 列永磁同步电机转矩过载倍率超过 3.5 倍,响应迅捷。
公司的高性能伺服变速动力控制系统在注塑机成型过程中对不同的压力流量,作出 不同的频率输出,并对压力流量进行精确的闭环控制,实现伺服马达对注塑机能量需求 的高速响应及最佳匹配和自动调整。
三大优势包括:
(1)节电:由于伺服型注塑机中的伺服电机是根据需要而改变的,三相交流异步 电机转速和力矩是不变的,而电机的输出功率=扭矩 X 转速,因此实现了节电的效果。 另外,伺服电机内的磁场由强磁材料自行产生,而交流异步电机的磁场是交变电流通过 电机的定子产生,需耗约 10%电能,所以节电是全电动注塑机的特点;
(2)精密:伺服型注塑机采用压力传感器,通过压力传感器不断反馈信号,控制 系统作出实时控制。使各阶段所需压力、流量快速和准确地实现,实现双闭环控制。产 品的重复精度提高。而传统注塑机是开环控制,精度相对较低;
(3)高效:伺服电机的响应速度快,从 0 到额定转速只需±0.5 毫秒,因此加工产 品的效率提高约 2%。注塑机是塑胶行业的主要生产设备,电能浪费较为严重。叠加电价昂贵,电费在企业生产成本中占据相对大的比重,是影响企业生产效益的重要因素之 一。
新能源领域
公司伺服产品下游新能源领域中应用范围包括新能源汽车和风电变桨电机。经过多 年的研发成果,公司的自主知识产权纯电动汽车控制技术不断提升,节省大量的机械结 构,降低对电池的要求,令制造成本大幅降低。公司的油电强混合动力系统独拥 33 项 专利技术,采用自动无级变速技术,高效节能,平均节油约 40%以上,排放降低约 90%。 新能源电机泵(EHPS)是将传统发动机驱动转向泵变为伺服电机驱动转向泵,降低汽车 发动机能耗、减少碳排量,起到节能环保作用。
公司应用于风电的产品包括风电变桨电机和风电变桨驱动器。风电变桨电机 F 系列 产品主要特点是体积小、重量轻、可靠性高。FDS 系列直流变桨驱动器和 FAS 系列交流 驱动器均以高可靠性、精准的控制以及迅速的响应性,进行国产替代,有望加快进口替 代的进程。FDS 系列和 FAS 系列产品特点包括:
(1)抗强振动冲击:确保驱动器及电机可靠地随轮毂旋转和抵御风电设备的摇摆 和震动,符合风电产品标准;
(2)调试功能:通过 RS485 接口运行调试软件,可实现对驱动器的各项参数进行调整及检测;
(3)变桨矩工作精度高:驱动器接受上位机指令,可实时调整桨叶角度,在与整 个系统精密配合后,调节速度范围为 0.01-15 度/秒,调节精度可达 0.01 度;
(4)安全保证好:在强风速、设备故障等情况下,伺服驱动器在上位机指令下或 自动完成收浆动作,保障桨叶及风电设备的安全;
(5)反馈方式可选:旋转变压器或者测速发电机反馈;
除此之外,FDS 系列产品较 FAS 系列增加两个特点:
(1)适配多种电机:不仅与星辰永磁直流电机配套使用,也可与各种串励、永磁 直流变桨电机配套使用,实现高精度伺服控制;
(2)长寿命:根据风电领域的特点,加强散热、增强防护措施,按照 20 年寿命设 计伺服驱动器。
1.3 累积多年研发和项目经验,引领公司稳定可持续发展
公司所处行业是技术密集型行业,需要较长时间的技术和市场的储备和积累,潜在 竞争者很难在短期内与先发者在同一层面上进行竞争。军方市场还具有“先入为主”的 特点,产品一旦装备部队,将构成国防体系的一部分,为维护国防体系的安全性与完整 性,相关产品及其配套与保障装备在短期内一般不会轻易更改。即使有潜在竞争者进入 该领域,短时期内也不会对先发者产生较大影响。
自成立以来,公司持续为国防军工科研、生产单位提供关键部件,成功完成了多家 单位的国防重点科研项目的配套研制任务,曾参与起草《军用地面雷达通用技术条件》, 承担了国防重点定型型号产品的配套生产任务,与配套军工单位保持良好的合作关系, 在市场上拥有较高的品牌影响力,产品得到了用户的认可,先发优势明显。
公司积累了广泛的军品重大项目客户群体,包括航天科技、航天科工、中船重工、 中国兵装、中国电科等集团及其下属科研院所,形成了多款处于初样、正样、持续列装等不同阶段的主流产品和技术方案的梯队,从产品和销售渠道上确保企业的长期稳健发 展。
公司是技术驱动型的高新技术企业,技术研发能力和持续创新能力是公司的核心竞 争力。公司坚持自主创新,大力投入研发。公司研发和生产基地配备独立的检验试验中 心,通过了 ISO9001 国际质量体系认证。公司拥有高素质研发技术团队,持续开展各类 新产品和新技术的研发,确保公司的产品质量可靠、性能优异,服务高效、保障有力。 公司专注于技术进步与产品创新,目前拥有专利和软件著作权 70 余项,其中发明专利、 国际发明专利 27 项。公司科研项目多次获得科技部、工信部及广西自治区重大专项支 持,先后承担多个国家级、自治区级科研项目。
公司一直专注于伺服系统的技术研发,坚持以技术创新为核心竞争力,基于多年的 技术积累与行业应用实践经验,形成了较为成熟的研发管理体系。公司坚持以客户需求 为导向的研发理念,拥有一批资深的高技术研发人员,核心技术人员和业务骨干毕业于 知名院校,具备扎实的理论基础和二十余年的实践经验,深谙行业产品技术和应用的发 展趋势,能有效带领公司研发技术团队开展多层次、多领域和前瞻性的技术研发。历年 来开发出如“军用随动控制总成技术”、“消隙控制技术”等一批专利或非专利技术和 软件,参与编制国家军用标准 GJB 9166-2017《军用地面雷达全数字交流伺服驱动器规 范》。
公司专注于高精度随动控制技术、消隙控制技术、装备自动化及智能化控制技术、 动力伺服技术、电机技术、电磁兼容技术和伺服系统行业应用技术的开发和应用,经过 多年的科研积累,在伺服控制领域形成了深厚的技术沉淀。消隙控制技术是通过电控手 段消除运动机构传动链中的齿轮间隙,从而较大地提高运动控制的精度和响应频带,并 且降低机械传动机构的精度要求、降低造价、降低机械冲击、延长装备寿命。公司根据 此技术开发出多个精密运动控制产品,服务于“远望”一号到“远望”七号系列远洋测 量船的卫星通讯雷达,以及 50 米口径大型射电天文望远镜,为历次“神舟”号载人航 天发射、“嫦娥”工程等国家重点工程实施精准可靠的地面跟踪、通讯、测量服务。
抗磁退与力矩脉动抑制技术是使伺服电机在 3-6 倍高过载倍率下具有优异的抗退 磁能力,并且通过电机气隙磁密分布波形的设计使得电机力矩脉动降低至 1%以下。此 技术广泛地应用于公司各型永磁同步伺服电机,为伺服系统实现快速响应性能、宽调速 范围的精准运行奠定基础。相关产品为多型号的跟踪型雷达、火炮瞄准等武器实现快速 响应、精准打击提供配套。军用随动控制总成技术是由总控柜、伺服驱动器、伺服电机、 电动缸或其他传动机构、终端咪表传感器构成军用随动控制总成,根据控制对象研发专 用的控制算法实现终端控制目标。公司采用该系列技术开发出“军用自动调平系统总成”、 “军用无人车驱动控制总成”、“轻武器平台”等配套产品,为承载相应总成的武器装 备迅速、精准、可靠地进入战斗状态、提高武器装备的响应速度和打击精度奠定了基础。
公司长期参与多款新型军用装备的配套设计研发,同时承担“高性能直接驱动式力 矩伺服系统”科技部创新基金项目、“直接驱动式螺杆泵抽油机伺服控制系统”国家火 炬计划项目等多项国家级重大科研项目,研发出最高达上万牛米的直驱式伺服电机及驱 动器,为有关工业和军用装备配套了优秀的控制执行单元,提升了装备的响应速度和执 行精度。
公司长期以来积累了丰富的重点项目管理、研发、生产、装备配套、技术服务以及 营销管理的宝贵经验,在准入条件极高的国防及军用客户群体形成了良好的口碑,有助 于公司在已有市场继续扩张,在新开拓的领域获得先机,从技术和经验上为企业的进一 步发展奠定基础。(报告来源:未来智库)
2 下游应用领域空间大,伺服产品需求增加
随动控制总成是由控制器(包含控制电脑及算法软件)、伺服驱动器、伺服电机、 运动执行机构、传感器构成的具有预定目标控制功能的系统总成。伺服系统是用来精确 地跟随或复现某个过程的反馈控制系统,主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放 大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便;使物 体的位置、速度、加速度等运动特征能够跟随输入量(或给定值)的任意变化而变化的 自动控制系统。伺服系统由伺服驱动器和伺服电机构成,伺服驱动器的主要任务是按控 制命令的要求,对伺服电机实施闭环调控,使之输出的力矩、速度和位置跟随设定的变 化。在伺服系统中,能够以较高的精度和响应频率响应控制信号的系统常被称为随动系 统。
伺服系统是自动化的核心产品之一。从功能上可以划分为控制层、驱动层和执行层 产品,伺服系统中的伺服驱动器属于控制层(部分高端伺服驱动器包含控制层功能)和 驱动层产品,伺服电机属于执行层产品。随动控制总成及伺服系统的上游行业主要为电 子元器件行业和各类配件行业,电子元器件行业提供伺服系统生产所需的核心功率器件 和微处理器,以及电阻、电容、印制电路板等;各类配件行业提供伺服系统生产所需的 机箱、散热装置、包装材料、电缆等。随动控制总成主要应用于军用装备自动化领域。
伺服系统下游应用领域广泛,包括军工、半导体设备、风电、石油石化、机床、冶 金、纺织、印刷、工业机器人等。目前,公司伺服产品下游市场以军用伺服、风电变桨 系统、注塑机为主,分别占总营收的 50.73%、23.17%、23.15%,同时正向电动汽车、机 器人、全自动内绕机、弹簧机械、激光切割机等领域扩张。
2.1 国防支出预算持续增长,雷达市场需求旺盛
随动控制总成、双电机消隙控制系统及伺服系统广泛应用于军工装备,在机载、舰 载、车载等领域的侦查、瞄准、打击等大系统或子系统中起重要作用,如轻武器及侦查 装置自动瞄准、火炮随动系统、导弹发射装置的运动控制、雷达天线的自动跟踪系统等。 通过闭环控制和高速算法大幅提升执行机构动作的响应性、准确性和可靠性,高效完成 军用自动化装备执行机构所需的各类动作。
在国家经济实力整体增长的基础上,我国的军力从弱逐渐变强,军费预算也随之增 加,装备从保证数量到保证质量,现阶段是我国军工产业发展的黄金时代。我国未来的 强军事业将更注重聚焦实战、装备性能和新型武器及作战体制的发展。军队自动化、信 息化建设带来了武器装备的升级和战争形态的深刻变革。伺服系统作为军事装备自动化 升级的重要基础,随动控制总成作为配套升级的产品,需求将不断增加。
同时,国家积极引导民营企业进入军工领域,推进武器装备科研生产市场竞争,推 动军品科研生产结构调整,扩大军工单位的外部协作。随着国家对军工领域的逐步放开, 鼓励民营企业参与军工项目,传统的军品供应链范围逐步扩大,不仅各大军工集团之间 可以互相配套,部分民营企业也逐步被列入军品合格供方的行列。叠加行业正处于快速 发展阶段,公司将受益于行业整体的发展和行业体制改革的快速推进。
此外,受国际局势的影响,相比于其它制造业,军工行业计划性更强、军方需求增 长的确定性更高。由于产业链相对封闭,军用产品科研生产的组织更加严密、受经济环 境的影响相对较小,受疫情影响下军工行业全年业绩确定性仍然较高。我国自 2015 年 开始推进军队改革,军工行业受军队体制改革的影响,采购任务推进进度等有所延缓; 2016 年火箭军成立,新军种带来新型导弹及其配套装备需求的快速增长;2019 年开始, 军备采购迅速恢复、新型装备批量列装、各大军工集团要求确保及时完成军方的生产任 务,军用随动控制总成及伺服系统订单快速增长。
长期以来,我国国防投入维持较低水平,国防装备的质量及性能与西方军事强国仍 存在一定差距,迫切需要发展现代化国防力量。据数据统计,2019 年中国军费开支占 GDP 比重 1.9%,美国、俄罗斯军费开支占其 GDP 比重分别为 3.4%、3.9%。与发达国家 相比,我国国防开支占 GDP 比重仍相对较低,增长空间较大。我的国防工业本世纪开始 进入快速发展阶段,2019 年国防支出预算为 11899 亿元,同比增长 7.49%,2010-2019 年复合增长率为 9.66%。
细分领域方面,伺服系统作为雷达天线随动控制的核心零部件,其市场前景与雷达 市场景气度高度相关。
根据《全球军用雷达市场 2020-2025》预测,全球军用雷达市场规模将从 2020 年的 140 亿美元增长到 2025 年的 174 亿美元,年复合增长率为 4.4%。由于高速导弹和飞机 的威胁日益加剧,叠加新兴经济体的国防开支增加、地区紧张局势加剧和国家间冲突的 增加等是推动军用雷达市场发展的主要因素。弹道导弹和隐形导弹在活跃战区内的部署 越来越多,也导致全球对军用雷达的需求显著增加。
2.2 民用伺服下游应用广泛,自动化转型促需求增加
伺服系统具备精度高、反应快、稳定性好等性能特点,最早应用于航空航天和军工 领域,随着永磁材料成本下降和伺服系统自身节能环保等优势被市场逐渐认可,民用市 场容量高速成长。
2018 年我国伺服系统市场规模为 105 亿元,同比增长 2.85%,2014-2018 年年复合 增长率为 13.85%。随着机床工具、纺织机械、食品机械等下游行业的强力复苏,根据中 国工控网预计 2019-2021 年伺服系统市场规模分别为 109.50 亿元、118.50 亿元、132.00 亿元,分别同比增长 4.29%、8.22%、11.39%。
伺服系统具备的精确定位和控制的优越性能,适用于广泛的下游领域,包括机床、 塑料机械、电子制造、纺织、食品包装等行业。伺服系统在电子制造行业应用量最大, 占比 17.7%;机床工具、纺织机械分别占比为 16.1%、10.4%,位列第二、第三名。包装 机械和机器人行业分别占比为 10%、8.7%;其他行业占比 22.6%,包括锂电制造设备、 橡胶机械等行业。
细分领域方面,风力发电系统基本要求为保证可靠运行、获取最大风能、提供良好 的电力质量。为了保证风力发电能够满功率运行,并在风力过大的情况下需保证能收回 桨叶到顺桨位置,大型风力发电系统均采用变桨系统来控制桨叶的角度。除极少部分产 品采用液压变桨控制外,绝大多数风力发电系统都采用伺服变桨系统,而伺服系统是这 一类变桨距控制系统的核心。由于每根桨叶都需要一套变桨伺服系统,伺服系统产品的 需求与风电市场高度相关。
我国风电行业起步较晚,但近年发展较快,2014-2020 年中国风电新增装机量呈上 升趋势,从 2014 年的 19.81 吉瓦上升至 2020 年的 71.67 吉瓦,年复合增长率为 23.90%, 2020 年风电新增装机量同比增长 178.44%。根据全球风能理事会(GWEC)预计,到 2024 年,全球风电装机容量每年增加 73.4GW。其中,我国风电新增装机容量连续十年全球 第一。
2020 年我国风力发电量达 4665 亿千瓦时,同比增长 14.99%,从 2014 年占总发电 量的 2.72%增长至 2020 年占比 6.12%。2014-2020 年风电发电占可再生能源发电占比从 12.85%上升至约 20.61%。随着技术迭代与政策扶持,风力发电成本实现瓶颈突破,竞争 力逐渐增强,风力发电未来在国内发电市场的占比有望持续增长。此外,2018 年起对风 力发电的投资逐渐恢复,从 2018 年风电投资完成额 646 亿元增长至 2020 年的 2618 亿 元,年复合增长率为 101.31%,2020 年同比增长 123.57%。国内风电行业保持较高景气 度,将拉动伺服产品的需求。
注塑机作为工业生产的三大母机之一,是利用塑料成型模具将热塑性或热固性塑料 制成各种形状的塑料制品的主要设备,按照注射装置和锁模装置的排列方式,可分为立 式、卧式和立卧复合式。随着国家加大力度推动智能制造的发展,工业自动化转型是必 然的趋势。伺服系统作为自动化生产必不可少的核心零部件之一,未来对于注塑机配套 使用的伺服系统的需求将逐渐增加。
2019 年全球注塑机产量为 14.60 万台,中国注塑机产量位居世界第一,产量为 9.55 万台,占据市场份额 65%。主要是欧美和日本等国家已在注塑机行业累计较长时间,注 塑机产品均为高端类型,我国注塑机发展时间较短,主要产品为中低端产品。我国注塑 机行业市场作为全球最大的市场,行业正处于快速发展阶段,随着下游应用行业复苏, 市场需求持续释放,2016-2019 年注塑机市场规模持续上升,2019 年国内注塑机市场规 模 233.02 亿元。国内注塑机市场持续增长,叠加自动化转型趋势,对伺服产品需求将不 断增加。(报告来源:未来智库)
3. 营运能力有所改善,应收账款占比较高
3.1 2020 年业绩高速增长,2021 年三季度业绩下滑
公司 2016-2020 年营业收入呈上升趋势,2020 年营业收入为 1.37 亿元,同比增长 44.21%。主系公司航天军工产品合同量持续快速增长,同时新能源产品交付速度加快, 与主要客户签订的战略合作协议顺利实施,两个业务营收分别同比增长 55.59%、135.42%。 下半年,海外大量订单转到国内生产,注塑机业务扭转上半年营收下滑趋势。2021 年前 三季度营收为0.87亿元,同比下降6.54%;三季度单季营收为0.23亿元,同比下降38.69%, 主要是公司风电变桨系统客户在 2021 年以海上风电业务为主,海上风电当前主要采用 进口液压控制的变桨伺服系统,导致对公司电驱式变桨伺服系统需求下滑;公司军品业 务受甲方验收工作影响,交付和收入确认有不均匀性和小范围波动性,导致收入下降, 库存增加。
公司 2020 年归母净利润为 0.38 亿元,同比增长 69.37%。2021 年前三季度归母净利 润为0.21亿元,同比下降15.37%;三季度单季归母净利润为0.04亿元,同比下降63.20%, 主要是销售收入下降和公司人员增加导致人工费用增加所致。
公司 2016-2020 年扣非后归母净利润趋势与归母净利润基本相同。2020 年公司扣非 后归母净利润为 0.33 亿元,同比增长 77.72%。2021 前三季度扣非后归母净利润为 16.44 亿元。
公司2018-2020年毛利率呈小幅波动趋势,2020年毛利率为53.38,同比下降0.08pct; 前三季度毛利率为 50.32%;三季度单季毛利率为 46.44%。公司毛利率下降的原因是军 工领域产品三季度收入确认延期导致盈利能力承压;新能源新产品的导入期给予客户优 惠价格导致毛利率下降;此外,缺芯和原材料价格波动因素致公司有较大成本压力。
公司军工领域和新能源领域产品毛利率呈下降趋势,相较之下,军工毛利率下降幅 度较小。2020 年军工和新能源领域产品毛利率分别为 68.77%、41.25%。与其他领域产 品不同,工业控制领域产品毛利率呈上升趋势,2020 年毛利率为 32.57%。
2020 年净利率为 28.52,同比提升 4.65pct;前三季度毛利率为 24.42%,三季度单季 净利率为 13.98%。
3.2 期间费用率呈下降趋势
2016-2020 年期间费用率呈下降趋势,2020 年期间费用率为 24.77%,同比下降 8.28pct;2021 前三季度期间费用率为 30.16%,同比上升 6.77pct,主要是销售费用率、 管理费用率和研发费用率的增长导致。
细分方面,2020年销售费用率为6.00%,同比下降1.98pct;2021年前三季度为6.65%, 同比上升 1.08pct。2020 年管理费用率为 8.49%,同比下降 2.45pct;2021 年前三季度为 9.74%,同比上升 1.42pct。
2020 年研发费用率为 10.15%,同比下降 3.67pct,公司持续加大研发投入,营收增 速较快导致研发费用率下降;2021 年前三季度为 13.73%,同比上升 4.41pct。2020 年财 务费用率为 0.14%,同比下降 0.17pct,主要是贷款利息的下降,以及利用闲置资金增加 了理财收入;2021 年前三季度为 0.03%,同比下降 0.15pct。
3.3 营运能力有所改善,偿债能力良好
营运能力方面,2017 年起公司应收账款周转率逐渐回升,2020 年营收账款周转率 及天数分别为 1.86 次、192.56 天,公司回款能力增强。
公司 2020 年存货周转率及天数逐渐得以改善回升,2020 年的存货周转率及天数分 别为 2.06 次、174.05 天,主要是公司将部分呆滞存货进行减值。
偿债能力方面,公司资产负债率整体呈上升趋势,2016-2020 年在 16%-28%区间波 动。公司 2020 年资产负债率为 27.08%,同比提升 3.03pct,长期偿债能力处于正常水平。
公司 2016-2020 年流动比率和速动比率均呈现下滑趋势,速动比率下滑幅度较大。 2020 年流动比率和速动比率分别为 3.02、2.53,短期偿债能力良好。
3.4 应收账款占净资产比例需持续关注
公司近两年经营性现金流有所改善,2020 年实现经营性现金流 1039 万元,同比增 长 5.48%。2021 年前三季度经营性现金流为 957 万元,主要是公司持有的应收票据到期 承兑,增加了现金流入。2020 年投资性现金流为-217 万元,同比下降 848.28%,主要是 主要是购建设备、厂房装修等支出增加所致;前三季度投资性现金流为-252 万元。2020 年筹资性现金流为-783 万元,同比下降 70.22%,主要是公司分红支出及支付的上市费 用导致;前三季度筹资性现金流为 14615 万元。
公司应收账款 2016-2019 年有较为明显的上升,2020 年末公司应收账款为 8587 万 元,同比增长 41.23%,应收账款增长较高的原因是军品伺服和新能源销售增长,客户结算周期较长。2020 年应收账款占净资产比例为 45.27%,逐年呈上升趋势,且占比将接 近 50%,需持续关注。
相比 2018 年,近两年公司存货有所回落,2020 年末的存货金额为 3200 万元,占净 资产比例为 16.87%。2020 年存货占比下降的原因是公司对存货进行减值。
4. 投资分析
行业层面,军工、新能源、工业控制行业均为较好赛道。军工行业开放民营企业进 入,推进武器装备科研生产市场竞争,行业研发技术等将快速发展。新能源与工业控制 均为高增速行业,在双碳目标和自动化转型的大背景下,未来成长性较高。公司层面, 公司技术能力雄厚,多次参与军方和国家级产品的产品研发项目,并在军工行业有先发 优势,竞争优势较强。民用伺服下游应用领域广泛,随着国家大力推动智能制造、自动 化生产,伺服产品的需求将不断增加,有望拉动公司的注塑机、风电变桨伺服产品需求。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。
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