理论教育 全球民用航空装备的制造发展趋势

全球民用航空装备的制造发展趋势

时间:2023-06-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:表2空客公司产业链重构主要举措情况新冠肺炎疫情全球蔓延的背景下,全球航空业基本处在“休克”状态,航空装备产业受到直接和间接的影响已经逐步显现。全球航空运输业遭到重创,运营航班数量下降约80%,各大航空运输公司均面临巨大的经营压力。二是应急救援等航空产品关注度将大幅提升。三是航空零部件制造商生产线的数字化水平将进一步提升。

全球民用航空装备的制造发展趋势

1.全球供应链变化

在民用航空发动机领域,仅有美国、英国、俄罗斯等较少发达国家全面形成了开发及产业化能力,主流航空发动机公司整体形成寡头格局。GE航空、普惠(P&W)、罗罗RR以及赛峰(SAFRAN)四家公司占领了中大型民用宽体客机航空发动机市场。由上述几家大型发动机公司交叉经营的CFM国际发动机公司(GE与SAFRAN合营)、IAE(P&W与罗罗RR合资)等合资公司占据了单通道飞机及支线飞机等其他民用航空发动机的绝对份额。

CFM国际发动机公司核心产品CFM56系列发动机以及LEAP-X发动机在民用客机领域占据主导地位,其市场份额长期处于市场首位。CFM56系列是航空历史上销量最高的发动机系列(截至2019年6月,交付量已经超过31 000台)。

LEAP-X作为CFM国际发动机公司于2008年推出的全新一代基线涡扇发动机,为未来窄体飞机的替代品提供了动力。目前LEAP发动机是C919以及波音737部分系列的动力装置,并占据空客A320Neo系列59%的市场份额。至2018年,CFM生产重心已从CFM56过渡到了LEAP发动机,已累计交付了3 218台LEAP发动机,其中LEAP发动机的产量较2017年翻了一番。CFM在2018年获得的LEAP动机订单已经远远超过CFM56,共获得3 337台发动机的订单,包括126台CFM56发动机(含商用,军用及备发)和3 211台LEAP发动机(含购买承诺及备发)。[6]

自2017年开始,波音公司加快产业链整合和重构的步伐,其主要目的是降低其生产成本,同时通过一系列并购、成立合资公司等措施,开拓全新市场业务,提升其在上下游领域的影响力。其具体产业链整合措施如表1所示。

表1 波音公司2017—2018年产业链整合主要措施情况

2016年9月开始,空客公司加快产业链重构,面对全新的全球竞争环境和全球产业链分工体系,一方面加强对供应商体系的整合力度,另一方面不断开拓供应链空间范围,不断加强开拓加拿大航空领域。此外,空客公司还不断改善产业链模式,很多业务逐渐由“外包”转入“内包”,战略部署中的竞争意识不断增强。空客公司的产业链重构举措见表2。

表2 空客公司产业链重构主要举措情况

新冠肺炎疫情全球蔓延的背景下,全球航空业基本处在“休克”状态,航空装备产业受到直接和间接的影响已经逐步显现。一是生产效率下降。人力不足和物流限制已经对生产效率产生了较大的影响,部分航空装备巨头企业采取了减产及裁员措施。其中,空客将飞机的产量维持在10%—20%;英国罗尔斯-罗伊斯公司采取工厂临时停产,要求约4 000名员工休假,公司暂停年度分红,对高管实行了降薪等措施;通用(GE)航空短期遣散50%员工并降薪10%,发动机部门宣布将裁员10%;普惠暂停非必要支出,延迟加薪并停止招聘。二是产品订单下降。全球航空运输业遭到重创,运营航班数量下降约80%,各大航空运输公司均面临巨大的经营压力。目前多家航空运输或租赁公司取消订单,商用飞机和发动机的订单数量呈现下降趋势。更值得注意的是,若疫情未能在未来2—3个月内得到有效控制,预计订单量还将进一步下滑,航空运输业受到的损失或将需要2—3年的时间才能逐步恢复至疫情前的水平。三是维修需求上升。近期航空燃油价格出现了历史性的大幅下跌,直接导致航空运输业经营成本的下降,从中远期看或将导致对飞机更新需求的收窄,也将直接导致现役商用飞机退役速度的放缓,预计飞机维修和发动机维修需求或受此影响大幅提升。

疫后供应链将产生变化,一是供应链纵向整合与收缩。航空装备的产业链以国际合作为主,各国疫情所处阶段不同,恢复经济的进度不同,一定程度上破坏了各国间航空装备领域供应链的稳定性。待疫情趋于稳定后,降低协调成本,纵向整合并收缩供应链或将成为航空装备领域最明显的变化。二是应急救援等航空产品关注度将大幅提升。在本次疫情中除货运航空外,通用航空在物资的运输上也发挥了重要的作用;同时,我国在防控期间对无人机的应用也成为亮点,其在巡逻、监测等领域发挥的作用也越来越大。随着通用航空和无人机产品技术的越发成熟,相关的应急救援装备将备受关注。三是航空零部件制造商生产线的数字化水平将进一步提升。航空各主机厂在此次疫情期间采取了裁员降薪的举措,在缓解自身经营压力的同时也降低了工厂的生产节拍。而部分航空零部件厂商由于生产线的数字化水平较低,企业产品工艺的稳定性和诀窍一定程度上依赖于一线操作工人的实际操作经验,承担着较高的经营成本,对企业的人力成本和人员稳定性都提出了较高的挑战。疫情后或将使得企业对生产线数字化水平的提升所带来的益处产生更为直观的认知,待自身经营状况逐渐恢复后,或将加快自身的数字化水平提升。

2.产业集聚和扩散(www.daowen.com)

图9 2018年全球航空装备 市场区域分布情况

航空装备产业属于技术密集型先进制造业,产业链长,带动效应强,在促进科技进步、产业升级、发展方式转变中发挥着重要作用。据国际航联统计,航空工业每有1美元的投入,将拉动60多个相关联行业8美元的产出。

从区域分布来看,全球航空装备市场主要集中在美国、法国、英国等地区,美国是航空装备市场规模最大的地区,2018年,美国航空装备行业规模占全球的比重在49.2%左右;法国是仅次于美国的全球第二大民用飞机制造商,也是仅次于美国的第二大航空零部件、机载设备与系统的提供者,产业规模占全球的比重约8.3%;英国航空装备产业整体规模略低于法国,产业规模在全球市场中占比约5.9%左右。

当前美国及欧洲具备较强的技术实力,属于传统的航空装备制造强国,日本、巴西、加拿大、俄罗斯等在航空装备的特定环节具备领先优势,我国航空装备产业发展目前已经形成了较为完整的产业链体系,尤其是在军机制造方面,我国已经能够生产出全球最先进的战机,与美俄之间已无代际差,但是在民机制造方面,目前仍然是波音、空客占据市场垄断地位,我国以商飞为代表的民机制造业处于快速发展阶段。

3.新技术、新应用下的价值链提升

面对如此广阔的市场需求,人类对航空领域的不断探索,全球各大航空制造商一再提升产能,加速生产,同时不断加快技术更新和突破进程。在技术和市场的作用下,航空制造业产业结构发生着巨大变化,技术架构和产业格局将延续之前的变革性发展态势,全球航空装备制造业的核心技术正发生着新的突破。

一是智能技术正从装配领域向其他领域延伸。近年来,人工智能技术机器人技术和数字化制造技术等相结合的智能制造技术正催生智能制造业。航空智能制造主要有数字线索技术、赛博物理生产系统技术、智能人工增强系统技术三类核心技术,航空装备大部件装配领域首先运用智能技术,GKN公司、空客和波音正尝试使用自适应加工、增强现实和可穿戴等技术。未来,飞机装配领域将率先实现智能技术的大规模应用,并延伸至其他制造与设计领域。

二是航空发动机正迎来新革命。航空发动机因具有高技术、高投入、长周期、高风险等特点,呈现出典型的寡头垄断格局,以燃气涡轮为基础的喷气发动机占据主导地位。目前,传统航空发动机正在向变循环发动机、多电发动机、间冷回热发动机和开式转子发动机发展,变循环发动机将更好地适用各种飞行条件和工作状态,多电发动机技术可全面优化燃气涡轮发动机的结构和性能并降低寿命期成本,智能发动机技术将使推进系统结构更紧凑、效率更高,超燃冲压发动机、脉冲爆震发动机等新概念发动机具有结构简单、成本低、性能好等特点,正引发新的革命。

三是新材料正颠覆原有概念。目前,增材制造已经进入发动机核心部件生产环节,陶瓷复合材料发动机应用取得重要突破,非热压罐工艺已经进入热固性复合材料主承力结构制造领域,热塑性复合材料越来越多地被使用到承力部件。未来,随着各种材料技术的成熟,顶尖新技术的新材料不断涌现,现有发动机设计和制造概念将被颠覆。

四是信息化正渗透到航空制造全过程。先进制造技术的信息化、数字化对于航空产业提高质量和效率、实现资源有效共享,以及降低成本的作用非常重要。目前,数字化已经渗透到航空产品的设计、制造、试验和管理的全过程中,涌现出大批航空产品数字化定义、虚拟制造、仿真等技术,不仅缩短了产品的研发周期,降低了生产成本,还改变了传统的设计、制造、试验、管理模式、方法和手段,以及生产流程和组织方式。

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