主营范畴
  • 主营业务: 公司是国内领先的高铁动车组用粉末冶金闸片供应商,主要从事高铁动车组用粉末冶金闸片及机车、城轨车辆闸片、闸瓦系列产品的研发、生产和销售。
  • 主要产品: 粉末冶金闸片;合成闸片、闸瓦
  • 主要技术: 粉末冶金闸片生产技术
  • 下游用户: 铁路总公司下属地方铁路局及其附属企业、铁路总公司下属制动系统集成商
  • 商业模式: To B
行业分析

行业前景

1、轨道交通行业概况

(1)铁路行业

铁路运输作为国民经济的大动脉,在我国经济社会发展中发挥着重要作用,特别是高速铁路的建成投产,大大缩短了区域时空距离。近年来,国家持续加大投资力度,不断推进铁路行业现代化进程,行业得到快速发展。

1)铁路营业里程逐年递增

随着经济的快速发展,中国铁路建设日益加快,“十三五”期间我国铁路行业预计投资将超3.5万亿元。截止2017年末,中国铁路营业里程达12.70万公里,同比增长2.4%,铁路路网密度132.2公里/万平方公里,比上年增加3.0公里/万平方公里。

铁路营业里程及增速

铁路营业里程及增速

数据来源:国家统计局

2)铁路客运概况

在旅客运输方面,2017年全国铁路旅客发送30.84亿人,与上年相比增加2.70亿人,同比增加9.6%,其中,国家铁路30.38亿人,比上年增长9.6%。2013年至2015年度,全国铁路客运量复合增长率超过7.5%。

铁路客运量及增速

铁路客运量及增速

数据来源:国家统计局

3)铁路固定资产投资

“十二五”期间,铁路完成固定资产投资3.58万亿元、新线投产3.05万公里,较“十一五”期间分别增长47%、109%,投资规模和投产规模达到历史高位。全国铁路固定资产投资主要包括基础设施建设和轨道交通车辆投资。2017年我国铁路固定资产投资总额达到8,010亿元,自2014年我国铁路固定资产投资总额超过8,000亿元以来,已连续四年保持8,000亿元以上。

铁路固定资产投资

铁路固定资产投资

数据来源:国家统计局

(2)高铁行业

在铁路交通快速发展的进程下,高速铁路作为铁路交通的一部分,得到了迅猛发展。从2008年8月1日第一条高铁开通,到现在 “四纵四横”的高铁主骨架基本建成,中国已逐步形成“高铁社会”。

1) 高铁里程实现超预期增长

“十二五”期间,中国已建成投入运营的高铁总里程达到1.9万公里,位居世界第一,占全世界高铁总里程的60%以上。2017年,高铁营业里程突破2.5万公里。高铁营业里程在铁路营业里程所占比重也呈现逐年快速上升的趋势,由2011年的7.08%上升到2017年的19.80%,高铁正逐渐成为我国铁路运输行业最重要的运输方式之一。

2) 高铁客运量及占比逐年递增

“十二五”期间,高铁客运量由2011年的2.86亿人次增长到2015年9.61亿人次,年均复合增长率27.48%。在客流比重方面,“十二五”期间高铁客运占比逐年递增,2011年全国高铁客运量占铁路总客运量的比重为15.80%,2015年该比例上升为37.90%。2017年,高铁客运量175,216万人,高铁客运量占铁路客运量比重上升至56.80%,高铁在旅客运输方面发挥极其重要的作用。

3) 高铁密度扩张速度快

“十二五”期间,高铁密度占铁路密度中的比重也逐年快速增长。高铁密度从2001年的6.88公里/万平方公里,增长至2015年的20.66公里/万平方公里。2017年,高铁密度达到26.21公里/万平方公里。同时,高铁密度占铁路密度的比重从2011年的7.08%快速上升至2017年的19.83%。

(3)城市轨道交通行业

城市轨道交通是城市公共交通系统中的一个重要组成部分,泛指在城市中沿特定轨道 运行的快速大、中运量公共交通工具,其中包括了地铁、轻轨、市郊通勤铁路、有轨电车以及磁悬浮铁路等多种类型。作为城市发展的重要一环,轨道交通在缓解城市拥堵,改善城市环境,缓解资源压力,促进低碳经济的过程中发挥重要作用,并帮助实现以中心城市为依托、周边城市为居住或产业配套的城市发展关系,带动区域经济发展。

根据中国城市轨道交通协会发布的《城市轨道交通2017年度统计和分析报告》,2017年中国内地城轨交通完成建设投资4,762亿元,在建线路长度6,246公里,在建项目可研批复投资额累计达到38,756.1亿元;共有62个城市的城轨交通建设项目获批,规划线网长度7,424公里。2017年,我国城市轨道交通进入重要发展时期,城市轨道交通行业运营规模、客运量、在建线路长度均创历史新高;可研批复投资额、投资完成额均为历史之最。

2、轨道交通装备行业概况

轨道交通固定资产投资主要可以分为基本建设投资、设备购置以及更新改造三部分,其中,设备购置投资主要包括动车组、机车、客车、货车等交通装备采购。

2012-2017年,我国动车组拥有量及城轨运营车辆数量呈现高速增长态势,年均复合增长率分别为28.89%、17.40%,客车呈现稳定增长态势,年均复合增长率4.81%,机车车辆基本维持稳定。公司的主营产品为动车组粉末冶金闸片及合成闸片/闸瓦,其在列车运行过程中磨损较大,是轨道交通车辆的核心零部件。轨道交通车辆的快速增长必将带动轨道交通装备制造需求的大幅增加。

2012-2017中国轨道运营车辆情况

年份

客车拥有量(辆)

动车组拥有量(组)

机车拥有量(台)

城轨运营车辆(辆)

2012

57,720

825

20,797

12,611

2013

58,965

1,003

20,835

14,366

2014

60,629

1,404

21,096

17,300

2015

67,706

1,883

21,366

19,941

2016

71,000

2,586

21,000

23,791

2017

73,000

2,935

21,000

28,125

数据来源:招股说明书

3、制动闸片行业发展概况

(1)制动闸片工作原理

制动系统按照操纵控制方式,主要分为电制动和空气制动。通常情况下,电制动和空气制动联合作用,但是在紧急制动情况下,只有空气制动起作用。作为空气制动系统中的重要组成部分,基础制动装置通常采用盘形制动,利用制动闸片与制动盘产生的摩擦力实现列车减速或停车。

闸片与制动盘组成一对摩擦副

闸片与制动盘组成一对摩擦副

闸片与制动盘组成一对摩擦副,其中制动闸片是保证高速列车运行安全的关键部件,其性能直接影响到制动性能、制动盘和闸片本身的使用寿命及列车的安全运行。闸片在高速列车摩擦产生的高温下工作,当高速列车在制动时,其制动元件的温度将达到500℃以上,闪点温度甚至可达到1000℃。以1辆轴重为17t的动车为例,当速度为380km/h时,单个制动盘的紧急制动耗能47MJ。随着列车高速化,制动负荷也会越来越大,制动时产生的热能及热冲击也会大大增加,故对制动闸片和制动盘的性能要求也越来越高。

制动盘在高负荷制动条件下会显著升温,受力不均匀可能引起制动盘疲劳裂纹的萌生、扩散和失效。这取决于闸片的结构、形状及其组成材料,通过调整闸片的形状与排布能够调整其接触表面的压力和热源分布。制动盘与闸片接触状态越稳定,接触压力分布越均匀,摩擦热就能越均匀地传进制动盘。例如,闸片在高寒、潮湿、雨雪条件下使用时,外界硬质颗粒异物会夹在制动盘和闸片之间不能脱落,引起制动盘磨削并加重磨损。天宜上佳自主研发生产的TS399粉末冶金闸片,通过改变摩擦块的形状和排布,以及弹性浮动结构设计,形成有效排屑及散热通道,避免磨削物的堆积和金属镶嵌,提高了散热效果及载荷均匀性,明显降低了制动盘异常损耗,提高了摩擦系数稳定性和摩擦温度分布均匀性,目前TS399粉末冶金闸片在哈大线全面实现进口替代。

由于制动闸片和制动盘是易损部件,需要定期更换,具有巨大的市场需求,因此,制动闸片已成为各工业国家及有关公司激烈竞争的高技术领域。

(2)制动闸片种类及应用

由于制动闸片在列车制动系统中的关键作用,制动闸片需要具有制动平稳、高抗粘着性、高强韧性、高耐磨性、热物理性能优异、结构可靠、噪音小等特性。根据列车的运行速度和设计要求,目前在应用的闸片材料主要有铸铁闸片、树脂基材料闸片和粉末冶金闸片三类。

1) 铸铁闸片

铸铁闸片经历了从灰铸铁闸片、中磷闸片、高磷闸片到合金铸铁闸片的发展历程,通常只用于100km/h左右的列车。随着制动速度增大,铸铁闸片温度上升,摩擦系数下降,磨损量增大。

2) 树脂基闸片

树脂基闸片是将粘结剂(腰果壳油改性酚醛树脂、天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、粉末丁腈橡胶等)、增强材料(玻璃纤维、钢纤维、碳纤维、矿物纤维等)和摩擦改性剂(石墨、钾长石、氧化锆、沉淀硫酸钡、凹凸棒粘土、硅灰石粉、菱镁土、高岭土等)混合后加压加热固化而制得的复合材料。通常,树脂基闸片主要用于地铁、普速列车等。

3) 粉末冶金闸片

粉末冶金闸片是指采用粉末冶金工艺制备摩擦块,再通过与其他零部件在钢背上组装而成得到的闸片。国外生产粉末冶金闸片的公司主要有德国Knorr-Bremse(克诺尔)集团和德国Becorit公司、美国西屋等,其中德国克诺尔集团占有全球高铁刹车片大部分市场份额。国内生产粉末冶金闸片的公司主要有天宜上佳、中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司、北京浦然轨道交通科技有限公司等。

粉末冶金闸片主要有铁基闸片和铜基闸片。其中,铁基闸片材料主要以Fe-Ni-C系合金为基体,添加基体强化元素、摩擦组元和润滑组元制得的摩擦材料。铁基闸片具有较高的耐热性、强度、硬度和抗氧化性,但它与铸铁或钢制动盘具有亲和性,容易产生粘着,低速时摩擦系数波动大,摩擦表面损伤严重,用作高速列车闸片时受到较大限制。目前,铁基粉末冶金闸片主要应用于铁路货车。

铜基闸片是以铜作为基体,添加基体强化组元、摩擦组元和润滑组元烧结而成的材料。铜基闸片具有较好的综合性能和优异的制动效果,使用时速已提高到350km或更高,且能保持稳定的摩擦系数。日本的新干线、法国的TGV、德国的ICE高速列车以及我国高铁动车组的制动闸片应用的均是铜基粉末冶金闸片。

粉末冶金材料与合成材料、陶瓷复合材料优缺点对比如下:

材料种类

优点

缺点

粉末冶金材料

导热性好,摩擦系数稳定,适用各种工况,生产周期短、成本较低,工艺较成熟

重量较高,摩擦系数在高温下有一定的衰减

合成材料

重量轻,摩擦系数稳定性较好,生产周期短、成本较低,工艺较成熟

材料导热性差,高温下磨损率急剧增加,甚至导致热裂;在潮湿状态下摩擦系数大幅下降,受天气影响较大

陶瓷复合材料

其抗高温氧化、潮湿状态摩擦系数稳定,摩擦系数稳定性好

大批量生产工艺复杂、难度大、周期长,成本很高

市场地位

市场占有率

2016-2018年,国内行业和公司动车组闸片销量及市场占有率如下:

单位:万片、%

市场

2018年

2017年

2016年

行业

公司

占有率

行业

公司

占有率

行业

公司

占有率

新造车市场

5.14

5.88

114.40%

5.58

3.37

60.39%

6.08

0.69

11.35%

动车后续检修市场

117.40

21.82

18.59%

103.44

22.11

21.37%

88.24

20.01

22.68%

合计

122.54

27.92

22.78%

109.02

25.48

23.37%

94.32

20.70

21.95%

注:根据前述测算方法,公司2018年新造车市场占有率114.40%,主要系公司新造车市场的直接客户为系统集成商纵横机电,从公司实现闸片销售到系统集成,再到装车并上线运营,存在一定时滞。

2016年-2018年公司整体市场占有率分别为21.95%、23.37和22.78%,公司市场占有率保持稳定。

2018年公司在新造车市场市场占有率第一,格菲研究院认为:公司是时速350公里“复兴号”动车组闸片核心供应商,2018年时速350公里“复兴号”中国标准动车组的上线运营,故市场占有率大幅提高。 


竞争优势

1、领先的客户资源优势

公司是国内领先的高铁动车组用粉末冶金闸片供应商,报告期内主要从事高铁动车组用粉末冶金闸片及机车、城轨车辆闸片、闸瓦系列产品的研发、生产和销售。公司自设立以来,依靠自主研发,在高铁动车组用粉末冶金闸片的材料配方、工艺路线、生产装备等方面陆续取得重大突破,2013 年成功实现进口替代,有力推动了我国高铁动车组核心零部件的国产化进程。截止本招股说明书签署日,公司是时速 350 公里“复兴号”中国标准动车组粉末冶金闸片的核心供货商,公司自主研发、生产的高铁动车组用粉末冶金闸片已覆盖铁路总公司下属的全部18 个地方铁路局。公司凭借其稳定的产品质量、优异的产品性能、出色的客户服务与客户保持了良好的合作基础,积累了强大的客户资源。

2、强大的技术优势

截止本招股说明书签署日,公司掌握多项与主营产品相关的核心技术。科学有效的摩擦材料配方,使得产品具有高性能;不断升级优化的生产工艺,保证产品性能的实现;智能化的生产装备,确保产品稳定一致。

此外,公司凭借强大的技术优势,作为主要起草单位起草了中国铁道行业标准(TB/T3470-2016)《动车组用粉末冶金闸片》。

3、雄厚的研发实力

公司自设立以来,依靠自主研发,在动车组粉末冶金闸片的材料配方、工艺路线、生产装备等方面陆续取得重大突破。公司在动车组制动闸片研发领域拥有雄厚实力与广泛的合作网络,与北京科技大学、西南交通大学、北京理工大学等高校建立了稳定的“产、学、研”合作关系,并与行业相关技术专家签订了聘用协议,凝聚了一批行业优秀的技术人才。

同时,公司还分别与北京科技大学、西南交通大学、北京理工大学签订了《产学研合作协议》,建立“北京天宜上佳新材料有限公司-北京科技大学联合研究中心”、“北京天宜上佳-西南交通大学联合研究中心”、“新型复合材料技术联合研究中心”。公司与北京科技大学联合共建“现代交通金属材料与加工技术北京实验室”。天仁道和与北京科技大学签订《产学研合作协议》,在天仁道和建立“北京天仁道和新材料有限公司—北京科技大学联合研究中心”。

4、资质认证优势

公司所处行业生产的动车组闸片需要取得 CRCC 核发的《铁路产品认证证书》后,方有资格向整车制造企业、系统集成商和各铁路局供货,整个 CRCC认证过程需要约 2 年时间。公司目前共拥有 6 CRCC 核发的正式《铁路产品认证证书》(包括 5 张动车组闸片和 1 张机车合成闸片),产品覆盖国内时速300-350 公里、200-250 公里的 18 个动车组车型,是唯一获得时速 350 公里“复兴号”中国标准动车组两个车型(CR400AF CR400BFCRCC 正式认证证书的厂商,是持有 CRCC 核发的动车组闸片认证证书覆盖车型最多的国产厂商,相较行业内其他生产企业,公司具有较强的先发优势。

5、规模化生产优势

凭借多年的技术研发、经验积累、客户开发,目前公司主要产品已实现大批量、规模化生产。规模化的生产优势带来原材料采购成本及制造加工成本的下降,公司的产品成本控制能力得到增强。同时,公司规模化的生产优势增强了产品的及时交付能力,进一步巩固了公司的品牌优势和客户基础,使得公司能够更好的服务客户,有效增强了公司的竞争力。

6、优秀的管理团队和专业人才队伍

公司充分发挥自身在摩擦材料领域的技术优势,凝聚了一批国内优秀的技术人才。自成立以来,公司培养了一批使命感强、战略视野宽、创新意识浓的管理及销售队伍,拥有一批行业经验丰富、技术实力强的高级管理人才和技术人才。公司的人才战略保障了公司在技术、管理、市场运作上的领先地位。此外,公司与北京科技大学、西南交通大学、北京理工大学等高校建立了稳定的“产、学、研”合作关系,保证了人才资源的可持续发展。

7、有利的区位优势

公司位于北京市海淀区,海淀区拥有大量国内顶尖的高校与研究机构,这为公司技术研发与人才培养奠定了良好基础。海淀区中关村是目前国内轨道交通产业规模最大、研发实力最强的区域之一,占据着设计研发、整车制动、信号控制、运营服务等产业链的高端环节。众多轨道交通领域集团总部的集聚、大量的高校和科研院所以及活跃的资本,为公司的发展提供了在技术、人才、项目、市场和资金等方面的丰富资源。

内容创作:格菲科创板研究院

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