（报告出品方/作者：光大证券，贺根、万义麟、王锐）
1.1、 PHM 系统聚焦发展工程健康状态监测、预测及管理
PHM（故障预测与健康管理）系统，指通过识别和抓取目标设备运行中的相关 信息并进行数据分析，确定故障性质、部位和起因，准确预报设备故障的程度和 趋势，并提出相应的运维策略。PHM 聚焦于复杂工程健康状态的监测、预测和 管理，其起源于上世纪欧美发达国家，最早应用于航空航天领域，是从工程领域 提炼，并且不断系统化、体系化的一门系统工程学科。经过几十年的理论研究和 实际应用，PHM 技术为提高系统的可靠性和安全性开辟了一条新的途径，并在 技术进步和市场拓展的双重驱动下得到了迅速的发展，产生了巨大的经济效益和 社会效益。
需求牵引、技术进步是贯穿 PHM 技术发展、成熟的主线。20 世纪 60-70 年代， 随着飞机系统逐渐复杂，外部测试已无法满足需求，机内测试（BIT）被引入到 飞机中。BIT 是 PHM 的重要支撑技术，其通过在系统和设备内部设置用于状态 监控、故障检测与隔离的硬件、软件、自检装置等，赋予了系统或设备对内部的 自动测试能力。20 世纪 80 年代，为改善 BIT 的效能，以降低虚警、识别间歇故，引入了 AI 技术的智能 BIT 形成并大获发展。20 世纪 80 年代后期至 90 年代， “综合诊断”概念被提出，以解决各诊断要素独立工作的弊病，英美各国相继开 始研究综合诊断方案。随着现代机械系统复杂度、信息化和综合化程度的大幅提 高，精准高效的设备监测维护方案需求迫切；同时，大容量存储、高速传输与处、MEMS 等高新技术快速发展，推动了 PHM 技术走向发展与成熟。
PHM 技术已成为现代武器装备实现自主式后勤、降低全寿命周期费用的关键核 心技术。与传统设备维护方式相比，PHM 技术体现出维护策略的巨大转变，其 从以往基于传感器的诊断，转向基于智能系统的预测，使得事后维修、定期维修 策略被视情维修所取代。PHM 使得武器装备管理方法由健康监测转向健康管理， 从对当前健康状态的故障检测与诊断，转向对未来健康状态的预测；从被动性的 反应性维修活动，转向主动性、先导性的维修活动。PHM 技术可有效促进武器 装备维护的降本增效。以 F-35 战机为例，PHM 技术的应用，使其故障不可复现 率减少 82%，维修人力减少 20-40%，后勤规模减少 50%，出动架次率提高 25%， 飞机的使用与保障费用比过去的机种减少了 50%以上。
PHM 系统的产品形态由软硬件组成，主要包括采集数据的传感器、数据处理的 仪器、软件分析系统构成。我们以国内专注深耕 PHM 领域的容知日新为例，容 知日新的无线 PHM 系统由监测器、智能监测软件、智能诊断平台等构成。
PHM 系统下游应用前景广阔。随着传感器技术、芯片技术、计算机软件技术、 大数据分析和人工智能的不断成熟和发展，PHM 在社会各个领域的应用市场前 景十分广阔。作为国家现代装备制造业和工业互联网技术的重要基础部件组成部 分，PHM 产业的发展对提升风电、石化、冶金、煤炭、有色金属、建材、造纸、 制药、环保、国防等国家支柱产业的工业设备智能化管理水平具有重要作用。
1.2、 工业互联网助推 PHM 产业快速发展
工业互联网时代，PHM 产业有望得到进一步发展。对于设备的故障预测与健康 管理，通过网络化在线设备状态监测，能够实现设备状态的传输与数据存储分析， 实现工业设备的全覆盖、动态、连续监控，并且可以对监测数据进行诊断分析， 预知和判定当前设备的损坏程度与危险级别，保证工业设备的安全与稳定运转。 通过智能化诊断分析，网络化在线监测系统在能够为工业设备的运行状态提供监 测的同时，为设备的定期与不定期安检和维修提供科学依据。
PHM 应用需要大量底层数据，数据深度影响 PHM 系统可实现功能的层次。例 如，基于机器健康运转数据，可建立基线模型，实现健康评估；若同时获得历史 故障状态数据，则可实现故障诊断；而若更一步获得针对不同故障模式的全生命 周期数据，就可以实现故障预测。以往 PHM 落地应用的制约因素之一，是工业 企业的产业设备网络化率低、设备上云率偏低带来的故障数据及数据标注缺失。
新一代信息技术、人工智能技术的发展，将从优化建模角度推动 PHM 技术大发 展。在服务型制造中，PHM 的主要业态模式为远程运维，其作用是基于设备物 联，做设备级的监控、诊断、维护，产线级的生产过程管控，企业层面的资源计和优化配置。PHM 是实现从设备端到服务增值的核心技术。建模仿真、大数 据、边缘计算、物联网等新一代现代信息技术的发展，以及人工智能技术的迭代， 将从优化建模角度显著推动 PHM 发展，增强其对于机械设备退化类故障的辨识 能力，从而发挥 PHM 基于预测信息进行后续管控优化的作用。
PHM 在高设备单价、复杂度高、运维需求量大的行业具备更高成长性。PHM 的 开发需要算法与工程经验的深度结合，部分开发需在设备设计之初就同步融入有 关传感器设计，较大的研发投入、较大的算力成本意味着下游资产端较高的支出。 因此，设备投资较大，且对生产运行过程中的连续性、稳定性和高效性等要求较 为严格的行业，对 PHM 的应用有更迫切的需求，及更佳的产品市场匹配度。军 工、轨交、民航、石化、风电等行业，设备单价高昂且机理复杂、安全要求高、 运维需求量大，有经验的维修人员缺乏，PHM 在这些领域具有广阔的成长空间。
PHM 行业目前整体仍处于起步阶段，在风电领域普及较快。在未来社会生产智 能化升级中，有望迎来重大发展机遇。风电行业发电机组属于旋转设备，并存在 价值量高、运维难度大等特点，PHM 系统在风电领域普及尤为快速。容知日新 专门为风电发电机组提供的智能监测整体解决方案，通过安装各类传感器将采集 的设备数据上传至系统服务器，可以实时、准确地掌握设备运行状态，从而实现 预测性维护，提高风场设备的管理水平。
1.3、 我国 PHM 产业发展迅速，本土企业差异化竞争
近年来我国 PHM 产业取得了快速发展。我国的设备 PHM 产业起步较晚，但经 过多年快速发展，该领域从技术理论到应用实践都取得了巨大的进步。随着现代 自动化技术水平的不断提高，工业设备制造和工程系统的复杂性大大增加，系统 的可靠性与安全性已成为保障经济效益和社会效益的一个关键因素，成为我国先 进装备制造业和传统工业自动化升级的重要基础保障，受到各行各业的高度重 视。
研发创新及较强的诊断分析能力，为 PHM 企业的发展核心竞争力。随着国内外 PHM 技术的快速发展，以及我国高端装备制造业的不断成长，PHM 产业作为新 兴技术行业获得快速的发展，企业数量近年来获得较快的增长。与国外发达工业 国家相比，我国工业设备状态监测与故障诊断行业发展时间较短，尚处于快速发 展阶段。根据规模大小、技术研发实力以及提供诊断服务能力，国内企业大致可 以分为三大类型：第一类为具有较强的自主研发创新能力和拥有强大的故障诊断 分析专业团队，能够提供符合行业特征和企业需求的个性化 PHM 系统的整体解 决方案提供商；第二类为具有一定的技术研发能力，但是规模较小，专注于某一 个细分领域；第三类为设备集成商或产品代理商，自身不具有研发和生产能力。
外资厂商实力突出，本土企业具备差异化竞争优势。PHM 系统外资厂商国际 知名的设备提供商或大型的状态监测企业为主，技术实力较为突出，在国内集中 在电力工业、石油开采、冶金等领域，代表性企业有 SKF、BENTLY 等。我国本 土企业虽然收入规模较小，但是能够提供持续的本地化后续支持和技术服务，未 来伴随着技术实力不断提升，发展值得期待。
2.1、 军工装备运维费用高企，痛点明显
武器装备的使用与维护费用，在国防支出中占比较高。为赢得竞争优势地位，当世界各国都十分注重国防投入。据 Finbold，2020 年全球排名前 10 国家国防 预算总额高达 1.4 万亿美元，其中美国预算高达 7,500 亿美元，中国仅次美国， 雄踞第二。而武器装备使用维护费用是国防支出的主要投向之一。以军事强国美 国为例，近年国防预算提案中，作战与维修费用占比均在四成左右，是第一大费 用来源，2022 财年，美国国防部预算提案中，作战与维修费用为 2,904 亿美元， 仍是第一大费用来源。
先进武器装备复杂度高，维保费用高企。目前，武器装备的集成度、复杂度及智 能化程度急剧增加，武器装备造价高昂的同时，使用保障成本高企。
武器装备的维护与保障效果仍有很大提升空间，亟待优化。尽管作战与维修费用 支出庞大，但由于装备复杂度高、维修周期长、上游零件停产、有经验的维修人 员短缺等因素，先进武器装备的维护与保障效果仍有很大提升空间。
因此，降低武器装备使用与保障成本、优化武器装备战备状态管理，是军工领域 的迫切需求。但是，现代武器装备复杂度高，牵一发而动全身，需要先进技术对 其动态、综合“诊断”，才能实现在准确的时间对准确的部位釆取准确的维修活 动。PHM 系统在军工领域的应用，则有效切中了这一行业痛点。PHM 可以预测 并管理未来可能出现的风险，降低维修保障费用、提高战备完好率和任务成功率， 让机器设备更安全、可靠地运行。为了满足信息化战争对武器装备作战快捷、可 靠、精准的要求，PHM 系统已经得到国内外军事研发上的高度重视。
2.2、 PHM 在军工领域应用成效显著，大有可为
PHM 系统在军工装备领域的应用成效十分显著。PHM 技术自 2000 年 7 月被列 入美国国防部的《军用关键技术》报告至今，已实现从方案设计到工程实用阶段 的转变，在航空航天、工业制造、水力、核电以及军工装备中得到广泛应用。
PHM 技术在国内军工领域研究起步较晚，与国外差距较大。国内相关院所主要 在航空航天装备领域开展了一系列的 PHM 系统设计基础研究工作，并结合型号 技术攻关，边研究边验证、迭代完善、双线并行，取得了一定的成果。但是，我装备 PHM 系统工程应用方面，已远滞后于国外发达国家先进水平，目前我 国正在积极研发，努力追赶。
PHM 已成为我国新一代武器装备研制和实现自主式保障的核心技术。我国目前 在航空设备、电子系统、机器人系统的故障预测方面开展了 PHM 技术的研究， 并开展应用。我国自主研发的歼 20 战斗机，搭载了国产的故障诊断与健康管理 系统，实现了由过去的定期维修向视情维修的转变。军工装备领域和智能制造等 民用领域对 PHM 技术存在迫切的需求，市场空间巨大，吸引了以东华测试为代 表的优质民营企业的积极参与。东华测试作为民营数据采集与测试分析系统的企 业，目前已开展舰船、无人机、航空发动机等领域的在线健康监测任务，正在积 极推进装甲车辆、作战飞机等装备在线健康监测项目。其在歼 20 研发过程中， 开发出了特殊的机载监测系统，在飞行试验过程中负责采集并记录飞机/外挂的 振动、噪声、位移、温度等环境数据，为机型的优化提供了第一手可靠的测试数 据。
预计 PHM 在军工领域的市场空间十分广阔，十四五期间加速发展。PHM 系统 单价较高，以海工装备领域为例，单艘战舰 PHM 价值量为几十万到百万级别不 等。同时，PHM 可应用于多种武器装备，舰船、战机、航天器等未来均需搭载。 伴随着有关产品应用的不断成熟，预期未来 PHM 在军工领域将持续放量。统单价，叠加需求量提升，预计 PHM 在军工领域的潜在市场空间十分广阔，国 内蓝海市场发展潜力巨大。
3.1、 东华测试：科研服务优质企业，PHM 技术军民双向拓展
科研仪器细分领域龙头，业绩拐点已来临。公司是结构力学性能研究领域龙头， 下游客户以国内高等院校和科研院所为主。基于原有业务领域积累的“小信号放 大抗干扰系统解决方案”等核心技术，公司向市场推出电化学分析系统、PHM 设备智能管理平台两大新品。近年来，公司产品结构优化，盈利能力显著增强。
科学服务黄金赛道崛起，结构力学、电化学工作站产品发力进口替代。公司作为 科研仪器优质企业，显著受益于国产替代浪潮。结构力学产品方面，公司技术积 累深厚，产品曾多次用于大国重器研发测试。电化学工作站新产品方面，公司 DH7000 系列产品销往多个高校客户，便携式电化学工作站与林洋能源等企业在 储能方面的应用也开始合作。此外，电化学工作站在医疗 POCT、药物化学成分 分析、体内代谢分析等场景均有潜在可能。
PHM 系统业务，为公司传统结构力学业务的衍生。传统业务模式下，公司测试 仪器可进行力学性能检测，在需要的时候进行测试，了解结构性能。而在线监测， 可以做到实时监控观测，并把监测数据进行进一步分析，实时了解结构性能。在 在线监测的基础上，公司进一步衍生到了 PHM 健康管理系统领域。基于 PHM 的设备智能维保管理平台包括六个部分的内容：设备管理、备件管理、绩效管理、 自主维修管理、计划维保管理、预测性维护管理。其中“预测性维护管理”是核 心。
目前公司 PHM 业务主要分为三部分：一是结构力学的在线监测业务，应用在桥 梁、高层建筑、港口机械、运输工程机械等方面；二是军工 PHM 业务，应用在 舰船、潜艇、直升机等军工装备上；三是基于 PHM 的设备智能维保管理平台， 主要是针对民用领域，在化工、钢铁和水务领域已有多个应用案例。
公司 PHM 业务发展起步于桥梁检测，实现进口替代。公司为最早将计算机信息 技术应用于桥梁检测的仪器厂家。桥梁检测过去以采用国外检测仪器为主，但是 存在雷雨天失效的问题。公司在接手改造任务之后，将原本应用于装备领域的抗 干扰技术运用到了江阴大桥监测设备上，轻松解决了存在的问题。目前公路桥梁 结构健康监测已成为公司的招牌业务，我国公路桥梁数量超 80 万座，公司发展 仍存在广阔空间。
军工 PHM 业务，大国重器背后的研发支持者。公司军工 PHM 业务主要来自国 防科技领域，公司拥有装备科研生产相关资质。公司积极开展 PHM 业务在舰船、 无人机、航空发动机等领域的应用。例如，在歼 20 研发过程中，公司开发出特 殊的机载监测系统，在飞行试验过程中负责采集并记录飞机/外挂的振动、噪声、 位移、温度等环境数据，为机型的优化提供了第一手可靠的测试数据。
技术卓越，助力军工设备的国产化。公司核心优势在于自主研发实力，技术与外 资处于同一水平。在当前军工装备国产化的趋势下，公司积极参与各项国家大型 项目研发。例如，工作环境最恶劣、技术难度最大的航空发动机在线监测设备攻 关已成功突破，并圆满完成了地面挂机试验。这款产品不仅填补了国内空白，还 打破国外产品对航空航天高温振动传感技术的垄断，并获得首届中国军民两用技 术创新应用大赛大奖。另外，在某飞机强度测试设备需求上，公司最快时间建 512 通道 DH5921 动态应变数据采集系统并对应配备相应数量的应变信号输 入线，现场公司跟外资品牌 VTI 设备做长期稳定性测试对比，优势显著。
针对民用领域，公司推出基于 PHM 技术的设备智能维保管理平台。系统主要功 能包括：设备全生命周期管理、备件资产信息管理、维保工单流程管理、自主报 修管理、计划维保管理、预测性维护管理以及效能指标管理等几大功能模块。其 可全方位的对工厂所有设备进行智能维保管理，确保设备能够安全、长久、稳定 的运行，从而实现降本增效的目标，为企业实现盈利提供了有效保障。
公司 PHM 业务战略定位：自动化机器“医生”。公司优势在于全面掌握从传感 器到采集仪器，再到数据采集软件到最终健康管理分析系统的全部核心技术，并 且可以实现与工业物联网的无缝连接。公司终极愿景是能够开发出可以自动对设 备进行故障诊断和健康管理的自动化机器“医生”。目前公司已经形成了针对各 个不同行业的全面解决方案，正在逐步推向市场，并且在化工、钢铁和水务领域 已经有了多个实际的应用案例。
3.2、 容知日新：工业设备智能运维整体解决方案提供商
工业设备智能运维整体解决方案提供商，近半收入来自风电客户。公司主要产品 为工业设备 PHM 系统，产品的主要应用领域为风电、石化、冶金，2020 年 48.62% 主营业务收入来自风电行业客户。公司的 PHM 系统产品主要包括有线系统、无 线系统、手持系统等类别，此外，还向客户销售 iEAM 软件、自制传感器和提供 技术服务等。2020 年公司营业收入为 2.6 亿元，同比增长 46.44%；扣非归母净 利润 5,022 万元，同比增长 50.42%。公司于 7 月 26 日正式登陆科创板。
强大的技术积累，丰富的产业落地实例经验，构成公司护城河。公司技术领先， 拥有专利 56 项，其中发明专利 42 项，拥有覆盖数据采集与筛选、数据分析、 智能算法模型及智能诊断服务等多个环节的核心技术，构建了涵盖传感器、数据 采集器、数据传输设备、数据分析软件、智能诊断平台等围绕 PHM 的完整产品体系。公司的状态监测与故障诊断系统累计远程监测设备超 40,000 台，监测设 备类型超百种，积累各行业故障案例超 4,500 例。
风电补贴退坡给公司带来发展机遇。风电行业具有设备运行位置高、设备维修费用高、日常巡检难度大、现场公司人员易流失等特点，因此，PHM 在行业内的 应用广受关注。公司产品在风电行业市占率较高。据招股书数据，2019 年公司 应用于风电行业产品对应的装机容量市占率为 34.55%。国家发改委于 2019 年 下发《关于完善风电上网电价政策的通知》，明确了陆上风电与海上风电可获得 补贴的最迟并网时间。短期来看，政策将推动 2021 年风电行业客户风机交付规 模的增长；中长期来看，风电补贴退坡将提升风电行业客户对 PHM 系统的性价 比要求，推动行业集中度提升，公司作为业内技术优势、产业积累并重的优质标 的，面临发展机遇。
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