【簡(jiǎn)介：】行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)：航發(fā)動(dòng)力(600893)、中航西飛(000768)、中航沈飛(600760)、中直股份(600038)、洪都航空(600316)、中航重機(jī)(600765)、日發(fā)精機(jī)(002520)
本文核心數(shù)據(jù)：中國(guó)民用

行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)：航發(fā)動(dòng)力(600893)、中航西飛(000768)、中航沈飛(600760)、中直股份(600038)、洪都航空(600316)、中航重機(jī)(600765)、日發(fā)精機(jī)(002520)

本文核心數(shù)據(jù)：中國(guó)民用飛機(jī)交付量、中國(guó)軍用飛機(jī)機(jī)隊(duì)規(guī)模

行業(yè)概況

1、定義

根據(jù)《中國(guó)制造2025》中的介紹，我國(guó)目前的飛機(jī)整機(jī)制造主要是指由由噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，螺旋槳或火箭發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力向前推動(dòng)的固定翼飛機(jī)的制造。

2、產(chǎn)業(yè)鏈剖析：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，參與者以國(guó)有企業(yè)為主

飛機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈包括前期設(shè)計(jì)研發(fā)、原材料供應(yīng)、部件制造、整機(jī)總裝制造、售后維修等環(huán)節(jié)。飛機(jī)制造業(yè)通常采取“整機(jī)制造商――多級(jí)供應(yīng)商”的制造模式。產(chǎn)業(yè)鏈的第一級(jí)為整機(jī)制造商，主要從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)、總裝制造、市場(chǎng)營(yíng)銷、客戶服務(wù)和適航取證環(huán)節(jié);第二級(jí)為關(guān)鍵航空子系統(tǒng)制造商，所提供的子系統(tǒng)包括機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)、航空電子等主要機(jī)載設(shè)備;第三級(jí)主要包括眾多為產(chǎn)業(yè)鏈上層的整機(jī)a與子系統(tǒng)制造商提供零部件與材料的供應(yīng)商。

從飛機(jī)制造行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈參與企業(yè)來看，由于極高的技術(shù)與資金壁壘，我國(guó)的飛機(jī)制造行業(yè)主要參與企業(yè)多為國(guó)有大型集團(tuán)，雖然民營(yíng)企業(yè)也有參與，但多為原材料、零部件等。

行業(yè)發(fā)展歷程：處于行業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)期

從發(fā)展歷程來看，我國(guó)早在1911年就開始涉獵飛機(jī)制造領(lǐng)域，僅比1903年萊克兄弟晚了8年，我國(guó)航空先驅(qū)馮如先生更是在1909年就在美國(guó)駕駛馮如1號(hào)成功試飛，所以在航空領(lǐng)域開始階段，我國(guó)并沒有比國(guó)際晚太多。但是受制于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境，建國(guó)之前中國(guó)的航空裝備制造發(fā)展存在著“積貧積弱”的發(fā)展特點(diǎn)。建國(guó)后，隨著國(guó)內(nèi)政局穩(wěn)定和國(guó)家的大力支持，我國(guó)的航空事業(yè)才開始有起色。

進(jìn)入新世紀(jì)后，隨著中國(guó)“世界工廠”地位的逐步確立，中國(guó)在制造業(yè)領(lǐng)域長(zhǎng)期的技術(shù)積累，中國(guó)航空產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入發(fā)展黃金時(shí)期。尤其是在國(guó)產(chǎn)C919成功試飛后，中國(guó)航空裝備制造真正開始走向國(guó)際尖端領(lǐng)域。

行業(yè)政策背景：國(guó)家戰(zhàn)略化行業(yè)

飛機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)制造業(yè)領(lǐng)域的高端裝備之一，零件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造過程中涉及的工藝裝備種類多、成本高，生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備工作量大、周期長(zhǎng)。因此，飛機(jī)整機(jī)制造是對(duì)于一個(gè)國(guó)家高端制造業(yè)的巨大挑戰(zhàn)。

近年來，國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)了各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策，引導(dǎo)國(guó)產(chǎn)飛機(jī)制造行業(yè)往產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化、高端化發(fā)展。

行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

1、民用領(lǐng)域：

――民用飛機(jī)交付量快速增加

對(duì)于民用飛機(jī)來說，我國(guó)國(guó)內(nèi)的一級(jí)民用飛機(jī)制造商只有航空工業(yè)集團(tuán)和中國(guó)商飛兩家。根據(jù)兩家企業(yè)的社會(huì)責(zé)任報(bào)告，近年來我國(guó)民用飛機(jī)的交付量在不斷上升，2021年，我國(guó)民用飛機(jī)的總交付量共計(jì)590架，較2020年增多了90架。

――民用航空機(jī)隊(duì)規(guī)模不斷增大

從民用領(lǐng)域的航空機(jī)隊(duì)數(shù)量來說，近年來我國(guó)航空機(jī)隊(duì)的整體規(guī)模不斷上升。根據(jù)民航局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年末我國(guó)航空機(jī)隊(duì)的數(shù)量為4054架，較2020年新增151架。

2、軍用領(lǐng)域：

――中國(guó)空軍規(guī)模不斷擴(kuò)大

從我國(guó)空軍的機(jī)隊(duì)規(guī)模來看，近年來我國(guó)軍用飛機(jī)數(shù)量在不斷增加。截至2021年末，我國(guó)空軍機(jī)隊(duì)規(guī)模達(dá)到3285架，同比增長(zhǎng)0.77%。

――中國(guó)空軍換代需求明確

從中美兩國(guó)的空軍飛機(jī)代際來看，截至2021年末，在中國(guó)服役的戰(zhàn)斗機(jī)中以殲7/殲8為代表的二代機(jī)數(shù)量占比約為47%，而以殲10、殲11、殲15為代表的三代機(jī)占比約為52%，而殲20、殲31為代表的四代機(jī)目前尚未大規(guī)模列裝部隊(duì)，其中殲20的服役數(shù)量?jī)H19架，占比2%。

對(duì)比美國(guó)來看，以F15、F16和F18為主的三代機(jī)，在目前美國(guó)空軍機(jī)隊(duì)中的占比達(dá)到了82%，而以F22、F35為代表的四代機(jī)的裝備占比則達(dá)到了約18%，遠(yuǎn)高于中國(guó)。

行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局：

1、區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)格局：陜西省是我國(guó)重要的飛機(jī)制造產(chǎn)業(yè)基地

我國(guó)的飛機(jī)制造業(yè)已經(jīng)初步顯現(xiàn)集聚特征，聚群化分布、區(qū)域分工日趨顯現(xiàn)。目前已基本形成六大聚集區(qū)，包括環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角、中部地區(qū)、西部地區(qū)和東北地區(qū)。具體形成以長(zhǎng)三角及中部的西安為核心，以珠三角、東北地區(qū)為兩翼，以北京、天津、四川等研發(fā)、制造為支撐的航空產(chǎn)業(yè)格局。在熱力圖中可以清晰的看到，以西安市為代表的陜西省是中國(guó)最重要的航空產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)基地之一。

2、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局：以國(guó)有大型集團(tuán)企業(yè)為主導(dǎo)

依托于航空裝備制造行業(yè)的自然壟斷行業(yè)特質(zhì)，我國(guó)飛機(jī)制造行業(yè)主要由航空領(lǐng)域的國(guó)有大型企業(yè)集團(tuán)主導(dǎo)，歷經(jīng)數(shù)次戰(zhàn)略性和專業(yè)化重組，形成中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)、中國(guó)航發(fā)、中國(guó)商飛以及中外合資企業(yè)為主，眾多原材料和零部件配套供應(yīng)商為輔的企業(yè)格局。

行業(yè)發(fā)展前景及趨勢(shì)預(yù)測(cè)：

1、民用飛機(jī)制造：國(guó)產(chǎn)民用飛機(jī)制造需求量接近2200架

結(jié)合波音發(fā)布的《2021年民用航空市場(chǎng)展望》和《中國(guó)商飛公司2021-2040年民用飛機(jī)市場(chǎng)預(yù)測(cè)年報(bào)》，在未來20年中，我國(guó)民用飛機(jī)市場(chǎng)將新增民航飛機(jī)約8892架，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模91840億元。

考慮到我國(guó)ARJ21支線飛機(jī)、C919大飛機(jī)以及CR929飛機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)、交付進(jìn)程，我國(guó)國(guó)產(chǎn)民用飛機(jī)的需求量為2223架。

注：美元兌人民幣匯率為6.4。

2、軍用飛機(jī)制造：預(yù)計(jì)2027年我國(guó)軍用飛機(jī)規(guī)模突破3800架

隨著中國(guó)的和平崛起，以美國(guó)為首的西方國(guó)家單邊主義、保護(hù)主義盛行，為了保證我國(guó)主權(quán)和領(lǐng)土完整，我國(guó)空軍部隊(duì)的“換裝”與“增量”勢(shì)在必行。中國(guó)軍用飛機(jī)制造的發(fā)展方向主要可以分為戰(zhàn)略轟炸機(jī)、軍用運(yùn)輸機(jī)、軍用直升機(jī)和軍用無人機(jī)四大方向。預(yù)計(jì)到2027年末，我國(guó)軍用飛機(jī)機(jī)隊(duì)規(guī)模將突破3800架。

以上數(shù)據(jù)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)民用飛機(jī)制造行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。

綜觀飛機(jī)制造業(yè)近百年的歷史，尤其是近幾十年來的發(fā)展史，飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展由民用運(yùn)輸和軍事用途強(qiáng)烈需求所牽引，并受到世界經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)，形成了今天飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的局面。?

冷戰(zhàn)時(shí)代的軍備競(jìng)賽，刺激了軍事工業(yè)，尤其是飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展。為了研制高性能新型戰(zhàn)機(jī)、大型軍用運(yùn)輸機(jī)、特種軍用飛機(jī)和武裝直升機(jī)，各國(guó)政府和軍方不斷推出新的研究計(jì)劃，投入巨額資金，開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)及其專用設(shè)備，基本建立了飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。?

隨著世界經(jīng)濟(jì)較長(zhǎng)時(shí)期的衰退，各國(guó)航空公司利潤(rùn)急劇下降，直接影響到飛機(jī)制造商。因此，他們?yōu)榱松?，降低飛機(jī)全壽命周期內(nèi)的成本就成為了新一代民機(jī)研制的一個(gè)重要指標(biāo)和先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向。?

冷戰(zhàn)結(jié)束后，各國(guó)大量削減國(guó)防經(jīng)費(fèi)，軍方難以承受高性能武器裝備的高昂采購(gòu)費(fèi)用，如F-22戰(zhàn)斗機(jī)每架1.6億美元。如此高昂的采購(gòu)費(fèi)，限制了該飛機(jī)的生產(chǎn)數(shù)量，因此美國(guó)軍方提出研制買得起的飛機(jī)――JSF聯(lián)合攻擊機(jī)(每架約3億美元)作為相應(yīng)的補(bǔ)充。軍機(jī)的研制生產(chǎn)也提出了高性能和全壽命周期低成本的雙重目標(biāo)。?

計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，精益生產(chǎn)等許多新理念的誕生，使得飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)處于不斷變革之中，傳統(tǒng)技術(shù)不斷精化，新材料、新結(jié)構(gòu)加工、成形技術(shù)不斷創(chuàng)新，集成的整體結(jié)構(gòu)和數(shù)字化制造技術(shù)構(gòu)筑了新一代飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)的主體框架。為了進(jìn)一步了解國(guó)外飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的這一趨勢(shì)，本文介紹幾種主要制造技術(shù)(本站節(jié)選其中的《先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)》)。

西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家飛機(jī)制造業(yè)應(yīng)用數(shù)控技術(shù)始于60年代。近50年的數(shù)控技術(shù)發(fā)展中，發(fā)達(dá)國(guó)家飛機(jī)制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用水平主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：基本實(shí)現(xiàn)機(jī)加數(shù)控化、廣泛采用CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)和DNC技術(shù)，達(dá)到數(shù)控加工高效率，建立了柔性生產(chǎn)線和發(fā)展了高速切削加工技術(shù)。?

1 基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)加數(shù)控化
發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控機(jī)床占機(jī)床總數(shù)的30%～40%，而航空制造業(yè)更高，達(dá)到50%～80%。波音、麥道等飛機(jī)制造公司都配置了數(shù)量可觀的各種不同類型的先進(jìn)數(shù)控設(shè)備，特別是大型、多坐標(biāo)數(shù)控銑和加工中心，同時(shí)與之相關(guān)的配套設(shè)備齊全，數(shù)控化率高，基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)加數(shù)控化。?

波音公司在Auburn民機(jī)制造分部建立了鋁、鈦、鋼結(jié)構(gòu)件機(jī)加車間和機(jī)翼蒙皮與梁結(jié)構(gòu)件機(jī)加車間，機(jī)加設(shè)備362臺(tái)，配置NC機(jī)床約180臺(tái)，數(shù)控化率達(dá)50%。?

在90年代中后期，這些公司仍在進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)機(jī)加設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造和更新，特別是多坐標(biāo)高速數(shù)控銑床和加工中心。如波音公司在Wichita軍機(jī)制造分部就新配有法國(guó)Forest Line公司43m×3m×2m高架3龍門5坐標(biāo)Minumac 30TH 數(shù)控銑床，加工“空中客車”飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的英國(guó)航宇(BAe)、原德國(guó)漢堡DASA公司、負(fù)責(zé)貝爾直升機(jī)結(jié)構(gòu)件制造的Remele公司等都配有數(shù)量不等的法國(guó)Forest Line公司的高速5坐標(biāo)龍門銑床。其中Remele公司多達(dá)6臺(tái)，主軸功率40kW，轉(zhuǎn)速40000r/min，可加工零件壁厚薄到0.76mm。同時(shí)還配有Fischer機(jī)床頭，主軸功率75kW，轉(zhuǎn)速5000r/min,可加工尺寸很大的機(jī)翼壁板，切削效率很高。貝爾直升機(jī)公司還添置了美國(guó)費(fèi)城Marwin公司用于加工飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的Automax IV雙主軸5坐標(biāo)高速加工中心，規(guī)格為20m×8m×9m，主軸轉(zhuǎn)速24000r/min，進(jìn)給速度?20m/min?。?

2 數(shù)控加工效率高
發(fā)達(dá)國(guó)家飛機(jī)制造公司數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平高。表現(xiàn)在：不僅數(shù)控設(shè)備利用率高(一般達(dá)80%)，主軸利用率高(95%)，且加工效率極高，加工周期短，勞動(dòng)生產(chǎn)率是我國(guó)的20～40倍。大型機(jī)翼整體加工件加工效率約50kg/h。麥道公司制造C-17軍用運(yùn)輸機(jī)起落架艙隔框，加工效率約30kg/h。?
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3 廣泛應(yīng)用先進(jìn)的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)
廣泛應(yīng)用CAD/CAPP/CAM/CAE自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造應(yīng)用軟件以及DFX等并行工程，并有足夠的工藝知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、切削參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、各種規(guī)范化的技術(shù)資料作為使能工具。因而設(shè)計(jì)與工藝手段先進(jìn)，工藝精良，NC加工程序優(yōu)質(zhì)，縮短了工藝準(zhǔn)備周期，提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率，大大縮短了零件生產(chǎn)周期。?

4 DNC技術(shù)廣泛應(yīng)用
發(fā)達(dá)國(guó)家飛機(jī)制造公司大多數(shù)在70年代末80年代就已經(jīng)廣泛地應(yīng)用了分布式數(shù)字控制技術(shù)(Distributed NC，DNC)。波音公司在Wichita 軍機(jī)分部建立的一個(gè)DNC系統(tǒng)，大約連接有分布在若干不同車間中的130多臺(tái)數(shù)控設(shè)備, 包括加工中心、大型銑床、數(shù)控測(cè)量機(jī)。麥道、MBB和extron工廠等都建立了DNC系統(tǒng)。美國(guó)大約有2萬多家小型飛機(jī)零部件轉(zhuǎn)包制造商，60％～80％都使用了DNC系統(tǒng)。采用DNC技術(shù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益，通常可提高生產(chǎn)率15%～20%。?

5 高速切削技術(shù)的應(yīng)用
高速加工(High Speed Machining,HSM)被認(rèn)為是21世紀(jì)機(jī)加工藝中最重要的手段。高速切削與常規(guī)切削相比具有明顯優(yōu)點(diǎn)：加工時(shí)間減少約60%～80%，進(jìn)給速度提高5～10 倍，材料去除率提高3～5倍，刀具耐用度提高70%，切削力減少約30%，表面粗糙度Ramax可達(dá)8～10μm，工件溫升低，熱變形、熱膨脹減小，適宜加工細(xì)長(zhǎng)、復(fù)雜薄壁零件等。
飛機(jī)大型復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件采用高速數(shù)控加工技術(shù)是近幾年飛機(jī)機(jī)加技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)。因此，20世紀(jì)90年代中后期，飛機(jī)制造商添置了許多先進(jìn)的多坐標(biāo)高速數(shù)控銑和加工中心用于鋁、鈦、鋼等材料的各種整體結(jié)構(gòu)件加工。波音Bertsche Engineering公司的高速加工中心，用于航空航天鋁合金、復(fù)合材料零件的加工。
對(duì)鋁合金高速加工，切削速度可達(dá)2000～5000m/min，主軸轉(zhuǎn)速達(dá)10000～40000r/min，加工進(jìn)給速度為2～20m/min ，材料去除率30～40kg/h。?
高速切削加工技術(shù)對(duì)機(jī)床、刀具、控制系統(tǒng)、編程等都提出了更高的要求。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)高速加工的配套技術(shù)研究和應(yīng)用作為一個(gè)系統(tǒng)工程看待,解決得較好，并在不斷完善。?

6 應(yīng)用高自動(dòng)化水平的制造系統(tǒng)
發(fā)達(dá)國(guó)家飛機(jī)制造公司非常重視應(yīng)用高自動(dòng)化水平的制造系統(tǒng)，提高新飛機(jī)研制生產(chǎn)能力，加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。70年代末80年代先后建立了柔性制造系統(tǒng)(FMS)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性加工，在新機(jī)研制中發(fā)揮了重要作用。90年代中后期，由于高速切削機(jī)床技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，飛機(jī)整體加工件的增多，開始較廣泛應(yīng)用柔性加工單元或以柔性加工單元組成柔性生產(chǎn)線來加工飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)件(在汽車制造業(yè)領(lǐng)域也同樣得到應(yīng)用)。如波音Wichita軍機(jī)分部用高速加工單元組成的柔性加工生產(chǎn)線來加工飛機(jī)整體隔框零件。達(dá)索飛機(jī)公司在“陣風(fēng)”號(hào)飛機(jī)制造中也建立了一條柔性加工生產(chǎn)線，由4臺(tái)5坐標(biāo)切削中心構(gòu)成，配有自動(dòng)化工件裝卸小車，容量達(dá)1000的機(jī)械手控制的工具庫(kù)，只需配備一個(gè)操作者。
西方發(fā)達(dá)國(guó)家不僅重視發(fā)展數(shù)控主體技術(shù)，并注重協(xié)調(diào)發(fā)展與數(shù)控技術(shù)配套的各單元自動(dòng)化技術(shù)，包括數(shù)控車間信息管理系統(tǒng)，從而使得數(shù)控技術(shù)得以快速發(fā)展并達(dá)到了很高的應(yīng)用水平，有力地推動(dòng)了飛機(jī)制造業(yè)發(fā)展和進(jìn)步。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家飛機(jī)制造商不僅實(shí)現(xiàn)了高效數(shù)控加工，而且實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計(jì)(D-D)和數(shù)字化制造(D-M)。