行云二号01星02星发射成功 航空航天专用刀具消费规模 2020航空航天材料业投资前景分析

我国运载火箭试验再次进入新的阶段!今天(2020年5月12日)9时16分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将行云二号01/02星发射升空，卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功。此次发射的卫星，将在轨开展天基物联网通信技术、星间激光通信技术以及低成本商业卫星平台技术的验证，并初步开展物联网示范应用。据悉，快舟一号甲运载火箭是中国航天科工集团有限公司航天三江集团所属航天科工火箭技术有限公司研制的一款小型固体运载火箭，采用国际通用接口，主要为低轨小卫星提供发射服务，具有入轨精度高、准备周期短、发射成本低等特点。此次是快舟一号甲运载火箭第9次执行发射任务。

中国火箭历史：

火箭探空是中国发展航天事业的起步项目之一。 中国于1958 年开始发展火箭探空事业，在著名科学家钱学森、赵九章、杨南生、王希季等倡导和领导下创建了火箭探空事业。在研制发射了多种型号的试验研究、试验性探空火箭的基础上，中国的第一枚探空火箭于1960 年9月首次发射。中国最早开展研究和利用的探空火箭是用于气象探测的气象火箭，研制并发射了多种气象火箭，在20世纪发射的约260枚探空火箭中有半数以上为气象火箭，用于中层大气(海拔20～80公里)的大气温度、压力、密度、风速和风向等气象要素的探测，在气象火箭的研究和应用中取得了丰硕的成果。另有一些取样火箭、生物火箭和试验火箭。

2008年开始的国家大科学工程“子午工程”的建设由中国科学院牵头，其中由空间中心负责建设实施的探空火箭系统的建设目标是进行海南火箭发射场的改造建设，以适应新的体制和新的探空技术要求，将为火箭探空事业的发展提供有利支撑，是重振中国火箭探空事业的重要一步。“子午工程”的探空火箭系统主要由探空运载火箭、有效载荷舱、地面遥测系统、地面数据处理系统和地面发射支持保障系统组成。其目标是在海南建成探空火箭探测和地面联合监测大气和电离层参数的综合探测系统。 联合观测时，探空火箭上的探测设备、电离层观测设备和大气观测设备等同步工作， 其目的是获取全面的200公里以下的空间环境资料，同时进行各个空间层次的耦合效应及应用研究，以期发现新的物理机制和规律。

2019年8月，我国完成了火箭残骸的精准控制，落在了设定的落区范围内。这次技术验证的成功，标志着我国成为继美国之后的第二个掌握这项技术的国家。这次验证技术的成功，栅格舵发挥了重要作用，通过它们可以控制回收时的姿态，确保火箭残骸能够落在设定的区域。此次技术的验证成功，则可以免去落区居民疏散问题，也为我国运载火箭后续助推器及子级的可控回收、软着陆、重复使用等技术奠定坚实基础。

根据中研普华研究院《2019-2025年航空航天专用刀具行业市场调研和发展趋势预测报告》显示：

航空航天专用刀具产品年度消耗量

近几年，先进制造业列为我国重点优先领域，数控机床与基础制造技术被列入16个重大专项之一，各种政策、措施也着实让人对数控机床产业的发展充满了希望。然而，建设制造强国，不仅需要数控机床，同样需要先进的刀具，机械加工过程中，真正与被加工对象产生直接作用的是刀具，我国是用刀大国，刀具增长潜力非常看好。我国拥有的先进机床若全部使用高性能陶瓷刀具，年消耗量将达到500万片以上。这只是机床用刀而已，我国汽车工业、航空航天工业生产等对刀具产品需求也日益旺盛。

航空航天专用刀具市场区域分布

航空航天刀具市场主要还是被国外的厂家所占领，如瑞典、以色列、美国等，在航空发动机领域90%以上都是使用进口刀具，国产刀具很少。在飞机领域情况稍好一些，这两年国产刀具开始占领市场。刀具作为一种耗材，不能实现国产化，对国家安全造成了很大的威胁。航空航天刀具大量依赖进口，将会带来经济性和战略性隐患。所以，国产刀具必须重视基础研究，如切削机理等;必须进行刀具的多学科优化与专业化开发;必须重视应用推广，例如，刀具厂家角色的转变;重视标准及专利;重视基础数据的积累，如建立切削数据库等。

未来，航空航天国产刀具可以利用仿真技术，进行切削机理研究，知其所以然;加强新工艺的应用，重视刀具、参数、工艺系统的结合。

航空航天制造领域，目前仍然大部分被国外硬质合金刀具厂商占领;然而在国家高档数控基础及基础制造装备科技重大专项等课题支持下，目前国内刀具厂商与高校、航空航天制造企业合作，研发替代进口刀具的高性能刀具，已经取得初步进展。例如，北航与西南工具、株钻、厦门金鹭等国内主要刀具企业开展针对航空发动机零件的专用刀具研制，目前已经取得了很大的进展，所研发的刀具已经部分替代进口刀具，即将进入产业化生产阶段。

影响航空航天专用刀具行业市场规模的因素

航空工业属于高端制造业，对产品加工提出了更高的要求，多年以来，中国的航空工业在刀具使用上处于领先地位，但遗憾的是依赖进口居多，国产刀具处于明显弱势地位。一些大的飞机厂或发动机厂，每年刀具消耗上亿元，但是国产刀具所占的市场份额微乎其微，而且国产刀具带来的一系列问题让很多工艺专家不敢轻易使用。围绕刀具标准化需求，下面从三个部分探讨航空航天刀具自主保障的未来模式。

(一)航空领域标准的价值

航空领域是一个高端装备制造领域，飞机整体结构件、飞机核心部件如航空发动机、传感器等都属于高精尖产品。这些产品往往在工艺和性能上有着苛刻的要求。航空领域所实现的都是军工上突破常规的性能指数，因此相比于一般的军工产品，性能要求更高。首先是高精度，飞机、发动机结构十分复杂，是由数以百万计的零件装配而成，从而对精度的要求远超其他的民用行业。其次是高可靠性，飞机的寿命要求必须具备足够好的疲劳性能，进行批产时也必须要保持产品的前后一致性。新材料、新结构、新技术在航空航天加工中的应用，使航空航天零部件加工难度越来越大，需要大量使用高性能的标准刀具和专用刀具。要满足这些需求，必须要制定先进的制造标准进行支持。

国外的“工业4.0”，标准化列在首位，先定义架构，而国内对于智能制造的定义，“工业4.0”的门槛，大部分人可能也有一个模糊的概念，但是实际上很多东西都没有形成共识。如果标准化没有定义，连“工业4.0”的概念都不清晰，甚至不清楚现在是“工业2.0”还是“工业3.0”，就不知道该往哪个方向努力。

产品质量不光只看材料和工艺，还包括三个核心的要素——标准、计量、合格判定。技术和能力成熟到了一定程度，形成了完善的系统程序和标准，可以靠标准来约束外协厂商，甚至还能控制成本。

大多数企业已经意识到，刀具如果没有国产化的保障，全依赖进口，成本和风险会大大增加。这说明刀具企业的门槛较低，入门容易，但是后期的持续能力、研发能力和创新能力非常有限。做技术做项目的过程中，形成不了自己的系统标准，就提炼不出来自己的核心能力，所依赖的只能是模仿外形加工，试着去推广市场，试着去占领一部分市场份额，这是完全没有核心竞争力的，对于大型企业，战略眼光应该更高一点。

(二)航空领域刀具标准化现状

刀具标准包含在工装标准的体系框架内，HB7840-2008对工装的定义：产品制造过程中所用的各种工具总称。包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等，简称工装。专用工艺装备指仅适用于航空产品制造过程中零件加工、装配或与外形相关的工装。包括标准工装、装配工装、钣金冲压工装、机械加工焊接工装、生产试验及测试设备、地面辅助设备、检验工装、冶金及非金属件工装、样板等，简称专用工装。

在现有的工装标准体系框架内，刀具有500多项标准，占16.65%，但是这些标准很多都是针对高速钢系列的老标准，现在几乎没法使用。当前标准存在的问题具体表现为：形式滞后、内容陈旧;规格不全、系统不够;使用不方便、设计选型辅助效果差。新材料、新结构带来更高的技术、性能和寿命要求。因此我国急需针对航空新材料和新结构还有一些新性能的生产要求，整体修订和制定新的标准，弥补目前缺乏的刀具标准、测试标准等，开展对刀具本身的评价和控制研究。

缺乏有效的刀具标准、测试标准导致了一系列不良后果：一是型号生产过分依赖进口刀具，无法自主保障，研制风险加大，产品一旦定型，再出现供应商恶意调价的情况，将会十分被动;二是大量资金用于高价进口刀具的采购，成本无法控制，直接影响员工的福利待遇，进而影响积极性;三是国内外产品和技术差距扩大，基础产业危机四伏，甚至威胁到国防安全，导致军工行业面临极大的压力，自主研发十分迫切;四是国产大品牌产品相对低端，产品市场混乱，存在恶意竞争和利益驱动，非常规手段影响正常采购程序，导致管理成本和风险加大。

针对上述问题，提出以下几点解决方案：

1、规范市场，用数据说话，合理客观评价产品。

2、通过标准带动刀具制造领域的行业水平升级，标准倒逼产品升级。例如，按照前20%的高水平来建立标准，达不到标准的不能进采购名录。

3、优化采购管理程序，大幅度降低产品额外成本。

(三)未来标准化发展模式及建议

首先是标准规划。航空航天刀具的标准不同于国标和机械标，航空产品有自身的特色与定位。其次是标准内容的制定，我国必须针对不同的加工对象、不同的先进刀具材料、不同的技术要求来制定，不能过于宏观和宽泛。再者是标准类别必须系统化，诸如管理类、技术类、测试类、软件类等分类还要进行系统化的集成。最后是标准形式，首先重点与工具协会开发相关团体标准，然后选取优秀的团体标准发展提升为行业标准，希望更多的军工与民营企业能参与我国的工作。

未来一定时期内，随着国内高端制造等行业快速发展，对刀具行业将产生一定推动作用，预计2019-2025年，航空航天专用刀具行业增速保持在12%-15%之间。未来航空航天材料市场前景如何?请关注中研普华研究报告《2019-2025年中国航空航天材料行业发展前景及投资风险预测分析报告》