气刨需多大的空压机(从钢结构生产自动化看“鸿路钢构”：优势显著，未来成长可期)

Posted 2023-05-30

篇首语：高斋晓开卷，独共圣人语。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了气刨需多大的空压机(从钢结构生产自动化看“鸿路钢构”：优势显著，未来成长可期)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

气刨需多大的空压机(从钢结构生产自动化看“鸿路钢构”：优势显著，未来成长可期)

（报告出品方/分析师：长江证券范超张弛张智杰）

钢结构生产：非标性、流程多、管理难度大

钢结构生产具有显著的非标特性。从钢结构生产制造的流程来看，钢结构的生产环节最早可以追溯到深化详图（具体到关于每一个零、构件的尺寸、位置、截面类型等信息），深化详图又基于设计院/甲方提供的设计图纸（表达构件与构件的连接关系）。

因此，对于不同的订单，设计图纸绝大多数时候各不相同，因此深化详图也基本各不相同；甚至基于同一设计图纸，深化详图也可能各不相同，从而造成深化详图十分依赖于人工和个人经验，一定程度上造成钢结构生产的非标特性。

从生产流程来看，钢结构生产可以分为放样号料、切割下料、成型制孔及边缘加工、组装焊接、防腐标识及质检等 5 个步骤：

1）放样、号料：放样是指根据产品施工详图或零部件图样要求的形状和尺寸，按 1:1 的比例把产品或零、部件的实体画在放样台或平板上，求取实长并制成样板的过程。

号料是指在钢材上画出构件的实样，并打上各种加工记号，为钢材的切割下料作准备。

放样和号料应预留收缩量及切割、铣端等需要的加工余量。

铣端余量：剪切后加工的一般每边加3—4mm，气割后加工的每边加4—5mm；

切割余量：自动气割割缝宽度为3mm，手工气割割缝宽度为4mm；焊接收缩量根据构件的结构特点由工艺给出。

2）切割下料：切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分离。

参考切割对象、切割精度以及经济性等限制性因素，可供选择的传统切割下料方法主要有火焰切割（其中气割是火焰切割的一种）、机械切割、等离子切割等方法。

火焰切割：利用可燃气体在氧气中剧烈燃烧及被切割金属燃烧所产生的热量来实现切割。

按照所使用的燃气种类的不同，火焰切割可分为氧-乙炔火焰切割(俗称气割)、氧-丙烷火焰切割、氧-天然气火焰切割和氧-氢火焰切割；机械切割：通过冲剪、切削、磨擦等机械实现。利用机械对材料施加一个剪切力，当剪切力超过材料的抗剪切强度时就被切断，以实现将材料切割分离的目的；等离子切割：利用高温高速的等离子焰流将切口处金属及其氧化物熔化并吹掉来完成切割，能切割任何金属，特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。

3）成型、制孔、边缘加工：成型：利用加工设备和工装模具把板材或型钢弯制成一定形状，一般分为冷弯和热弯两种方法。

冷弯无需加热，主要包括滚圆机滚弯、压力机压弯以及顶弯、拉弯等。热弯也称为煨弯，是指将钢材加热到 1000℃-1100℃（暗黄色）时立即进行煨弯，并在 500℃-550℃（暗黑色）之前结束。

边缘加工：主要包括铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边，一般出现在以下 3 种情形，当切割造成边缘硬化时，将板边刨去 2-4mm；将钢板边刨成坡口以保证焊缝质量；将钢板刨直或铣平以保证装配的准确性及压力传递。制孔：如铆钉孔及螺栓孔，可采取冲孔、钻孔、铣孔等方法。

4）组装与焊接：组装：是指按照施工图的要求，把已加工完成的各零件和半成品构件装配成独立的成品。

焊接：钢结构生产中的关键步骤，焊接方法主要包括手工电弧焊，埋弧焊，气体保护焊。埋弧焊是指电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。

焊丝不涂药皮，施焊端由焊剂漏头自动流下的颗粒状焊剂覆盖，电弧完全埋在焊剂之内，电弧热量集中，熔深大，适于厚板焊接，具有很高的生产率，同时焊接质量好，焊件变形小。

5）防腐、标识与质量检测：防腐：防腐的方式主要有两种，一种是喷漆、涂装；另一种是镀锌。防腐的目的在于利用涂层使钢结构与环境隔离，延长钢结构件的使用寿命。无论是喷漆还是镀锌，都需要进行前处理（除锈）。

对于喷漆，前处理主要指采用抛丸或者喷砂来对结构进行除锈（物理除锈）。

对于镀锌，前处理主要以酸洗为主，即用酸来与钢材表面的氧化物进行化学反应以去除氧化物（化学除锈）。

标识：根据钢结构结构形式及构件类型，标注工程名称、构件编号等信息。

质量检测：钢结构出厂之前，需要对钢结构尺寸、平整度、表面缺陷以及防火涂层等进行检测，以保证生产的钢结构符合出厂标准。

智能化前景广阔，生产效率提升潜力大

如前所述，钢结构生产需要经历放样号料；切割下料；成型制孔边缘加工；组装与焊接；防腐、标识与质量检测等 5 个环节。我们认为其中切割下料、成型制孔边缘加工、组装与焊接、防腐标识与质检等环节可以实现自动化或者存在优化的空间。

切割过程：相较传统切割机，激光切割机精度更高、成本更节省、流程更简化。

1）切割精度更高：激光切割机纹深度可控制在 0.3mm 以内，局部切割缺口深度可控制在 1mm 以内。

2）节省切割成本：激光切割工艺通过电脑智能操控，只需将所加工参数输入电脑，即可对工件进行切割、打孔、坡口等加工，且精度高也减少了切割过程中可能出现的毛边，节省了打孔工人及打磨工人成本。自动优化排版功能也可以最大化利用工件原材，节省用料并减少浪费。

3）节省切割工序：激光切割的钢结构切割面光洁无毛刺、挂渣，无需二次打磨。以钢结构连接板底板加工为例：传统切割主要包含 3 道工序。

首先是薄板剪板机下料，再转运到摇臂钻划线钻孔；其次是厚板火焰等离子切割下料，再转运到数控平面钻孔。而激光切割可以将构件与孔一次切割成型，只需 1 道工序。

打孔阶段：自动化打孔设备实现自动进料与自动冲孔相结合。

目前钢结构生产过程中已经引进了自动打孔设备，既可以实现自动进料，又可以实现自动化冲孔剪切。不仅提升了打孔的效率和精度，也能够大大减少打孔工人的成本和工作强度。

焊接过程：自动焊接机器人可以同时实现成本节约和焊接效率提升。

1）成本节约：根据九德机器人，焊接机器人在点焊时，大多采用钳体与变压器一体化方式，变压器的容量可以减小到 1/3-1/4，既节约能源又能减轻操作人员的劳动强度。

2）焊接效率提升：点焊机器人可以控制焊钳压力和焊接条件自动切换，针对不同打点位置实现独特的焊接时序，提高打点质量，避免漏打、多打及打偏等问题。

据九德智能的数据，4 把手工焊钳在 2 个轮班只能生产 40 件，而点焊机器人正常生产作业在 1 个轮班就能生产 90 件。

喷漆阶段：智能化喷涂油漆具有厚度均匀、不流挂、效率高等优点。

1）厚度均匀：人工喷涂油漆难以使喷枪保持匀速运动，故难以使喷枪在各个喷涂区域的停留时间保持一致，因而容易出现喷涂油漆厚度不均的情况。而智能化喷涂通过电脑控制喷嘴尽可能保持匀速运动，让喷涂油漆厚度更为均匀。

2）不流挂：流挂指过剩的涂料在被涂物表面固化并牢固附着的现象，常见的如漆液向下流淌并留下痕迹。一般而言，喷枪移动速度过慢、喷枪与被涂物距离过近以及喷涂厚度不均匀等操作不当因素容易造成流挂现象，而智能化喷涂可以通过解决上述 3 个操作不当问题尽可能减少流挂现象。

3）效率高：智能化喷涂能够提高效率的主要原因一方面是能够减少操作不当问题的出现，从而减少喷涂油漆的返工率；另一方面，智能化喷涂的质量不受工作时长的影响，能够保持稳定的工作状态。

鸿路钢构积极引进激光切割、自动焊接、智能油漆喷涂等智能化生产技术，预计 2022 年底激光切割机保有量可达 200 台。

近年来，公司研发或引进了激光切割机、全自动双弧双丝埋弧焊生产线以及智能油漆喷涂等先进技术或设备。

据公司以及第三方披露的不完全信息，截至 2022 年 9 月 14 日，公司已发布 4 批招标公告，共计划采购 12KW、20KW 功率共 190 台激光切割机设备（不考虑流标及二次招标因素）。

公司在 2022 年加快了智能化生产技术在小型连接件生产中的应用，预计上述智能化生产设备投入将对公司未来长期的生产效率提升产生正向推动。

鸿路钢构：钢结构制造龙头，疫情期间韧性凸显

国内最大的钢结构制造商，布局十大生产基地。

鸿路钢构坐落于安徽省合肥市，成立于 2002 年，于 2011 年深交所上市。公司专注于钢结构制造研发，是目前国内最大的钢结构专业制造商，拥有安徽合肥、下塘、涡阳、金寨、宣城、颍上、蚌埠、河南汝阳、重庆南川及湖北团风十大生产基地。

公司产品广泛应用于超高层建筑、公共建筑、商品房、商业中心、大型场馆、工业厂房、产业孵化器、桥梁、石化设备支架等领域。

公司在装配式建筑、智能立体停车库设备、钢结构制造等领域拥有近 300 项专利，具备强大的技术研发和装备制造能力。“一体化装配式高层钢结构住宅成套技术”，“高端智能车库存取技术”，“装配式低层住宅集成技术”等三大技术体系，处于国内领先地位。

公司实际控制人为商晓波。

截至 2022Q3，商晓波及其妻分别持有鸿路钢构 36.16%、10.81%股权，其他前十大股东包括香港中央结算有限公司（持股比例 5.43%）、1 支社保基金组合（持股比例 2.04%）、6 支证券投资基金。

2022Q1-3，公司受到疫情影响，但最终实现收入利润稳增。

2022Q1-3 公司实现营收 144.25 亿元同增 7.83%，业绩 8.74 亿元同增 6.05%。2022 年前三季度收入利润增速下滑，主要是疫情影响下收发货/结算进度受阻，以及需求的边际趋弱。但收入业绩依旧保持正增长彰显公司经营韧性。

单季度来看，2022Q3 公司实现营收 55.24 亿元同增 5.97%，业绩 3.63 亿元同增 12.37%。

净利率/期间费用率整体保持稳定。

2022Q1-3，公司实现毛利率 12.72%同增 0.12pct，期间费用率 5.54%同减 0.15pct，净利率 6.06%同减 0.1pct。毛利率降低的主要原因为近年来钢价上涨，净利率保持相对稳定，原因或为期间费用率的同时降低。

2022 年，疫情影响导致公司产量增速降低，吨净利略有波动。

去年全年公司实现钢结构产品产量约 349.54 万吨，较 2021 年同期增长 3.21%。单吨盈利上看，2022H1 单吨产量对应的收入为 5358 元，同增 6.63%；单吨产量对应的净利润约 322 元同减 0.47%。

产量降低反映公司面对的市场需求有所减小，但单吨净利基本保持稳定，或说明公司持续优化自身内部管理，持续降低生产成本继续取得成效。

展望 2023 年，伴随经济回暖，钢结构需求或有边际改善，带动公司产能利用率提升，带来收入业绩增长。

按照 2022 年公司产量 349.54 万吨和同期总产能 500 万吨计算，2022 年公司产能利用率约为 70%，明显低于 2019-2021 年水平，假设 2023 年疫情的影响明显消退，则公司产能利用率或将恢复到之前水平，甚至在此之上更高（建立在 2023 年公司不再扩张产能的假设之上，2019-2022 年公司每年均有新增产能投放，固产能利用率一直不高）。

假设 2023 年公司产能利用率在 80%、85%、90%，以及 500 万吨产能不再扩张，对应公司 2023 年产量测算分别为 400、425、450 万吨，相比 2022 年分别增长 14%、22%、29%。

信息化平台：实现科学管理，巩固龙头优势

我国钢结构行业呈现大市场，小公司的特点，信息化管理成为钢结构制造商的试金石。

公司根据钢结构行业特点和企业状况，自主开发了具有自主知识产权的鸿路项目管理平台（HLPMP）、鸿路供应商协同平台（HLSRM）、客户管理系统（HLCMP）、人力资源管理系统、钢构条形码等信息管理系统，缩短了决策流程，避免管理重叠和管理缺位，提高了管理效率。

国内大多数钢结构制造商更加依赖管理者的个人经验，较难在钢结构生产规模扩张的同时保持成本控制，从而钢结构行业在国内形成了小型生产商众多，但钢结构市场集中度不高的现状。

鸿路项目管理平台（HLPMP）可实现商机、合同、预算、财务、详图技术、生产、销售、物资等八大管理的集成，推进项目精细化管控和成本控制。

（1）商机管理：进行营销信息登记备案；

（2）合同管理：将项目合同下达到涉及到的相关部门及人员做开工之前的准备；

（3）预算管理：根据材料明细进行项目预算，为商务报价提供依据。鸿路项目管理平台通过建模得到原材料的规格、用量，以及焊缝长度和焊丝用量，根据上述计划量作为报价依据；

（4）财务管理：确保项目启动资金到账；

（5）详图技术管理：将研究院出的建筑图纸进行技术拆分，拆分成生产要求的技术图纸，并下发到生产一线；

（6）生产管理：安排生产计划及生产领料、进度查询等；

（7）销售管理：将生产成品进行发货；

（8）物资管理：进行原材料及成品的收发存管理。

此外，公司还将通过上线 MES 系统，与鸿路项目管理平台（HLPMP）对接，实现对生产过程进行在线、实时管理和监控，建立业务部门与生产车间的协同制造，使用条码化或二维码管理扫描条码自动进行生产、品质、设备数据采集以及与设备接口实现信息的互联互通，建立可视化的现场管理和监控体系，实时获取生产环节的各项绩效指标，做到全程数据透明化和可视化。

自动化降低生产成本，潜在盈利可观

火焰切割可切割的板材厚度范围较广，高功率激光切割机不断突破切割厚度极限。

传统火焰切割的切割厚度从 1mm 到 1.2m，切割速度随厚度变化不大，约为 0.45m/min。

而高功率激光切割机在 20mm 以下厚度时速度和精度优势明显，切割速度较火焰切割可提升数十倍到百倍。伴随功率提高，设备的可切割厚度和效率齐升。

据至诚激光，12kw 光纤激光切割机极限厚度达到 40mm 以上，碳钢达到 50mm，且切割断面效果良好。

考虑到钢板一般按厚度分为薄板（<4mm）、中板（4-20mm）、厚板（20-60mm）、特厚板（>60mm），万瓦级设备已能完成对于中薄板和绝大部分厚板的切割工作，激光切割设备的应用场景不断向中厚板领域延伸。

功率的提升带来的不仅仅是切割效率的提高，还能节约成本。下面以鸿路集团招标的 12kw 激光切割机为例，对不同厚度的碳钢进行激光切割与火焰切割的成本测算。

传统的火焰切割方式是氧乙炔切割，在钢结构生产过程中的主要成本为氧气、乙炔的费用和用工成本。

每米加工成本计算公式为：A=（X+Y）/Z，其中 X 为氧气、乙炔的材料费用，氧气和乙炔的价格分别为 5 元/m3 和 30 元/m3，喷射流量分别为 4.15m3/h 和 0.82m3/h，即可测算得到每小时氧气和乙炔的材料费用分别为 20.75 元和 24.6 元；Y 为用工费用，根据鸿路集团的公开招聘信息，铆工、焊工的用工成本按 10000 元/月计算；Z 为切割速度，当板材厚度为 4-20mm 时，火焰切割速度随钢板厚度的变化不大，故假定切割速度恒为 450mm/min。由此可计算得到切割每米钢板的材料成本和人工成本分别为 1.68 元/米和 1.03 元/米。综上所述，火焰切割钢板时，切割每米钢板的总成本为 2.71 元。

激光切割机的主要成本为电费和辅助气体等费用。

每米加工成本计算公式为：A=（X+Y） /Z，其中 X 为激光器功耗+机床及水冷机等功耗，包括 12kw 切割机的实际功耗为 68kw/h 和空压机功耗 15kw/h，工业用电为 1 元/度，故耗电费用为 83 元/时；Y 为用气成本，由于切割碳钢时不需要额外辅助气体，本部分费用可不计；Z 为切割速度，由于激光切割机对不同厚度板材的切割速度相差较大（1.4-26m/min）。因此，在切割 4-20mm 厚的钢板时，12kw 激光切割机的总成本为 0.05-0.99 元/米。

与火焰切割相比，激光切割对于 20mm 以下的中薄板材，每米切割可节省 63%-98%成本。

由于高功率激光切割机在 20mm 以下厚度时切割速度和精度存在明显优势，只考虑运用激光切割机进行中薄板材的成本节约测算。

以标准钢板板幅（12000*2000*14）切割制作 12 米长的 H 型钢（H250*250*14*14）过程为例，每张钢板重 2.6 吨，需切割长度为 84 米，由此可得对于 20mm 以下的板材，每吨钢产量可节省的成本为 55—85 元。

考虑设备购置费（折旧）后，对于 20mm 以下的板材，激光切割相较于火焰切割每吨钢产量可节约成本 51—81 元。

假定全年的钢结构产品均由激光切割机完成，激光切割机理论上可 24 小时工作无疲劳，但由于长时间工作设备损耗过快，按照 14mm 板材的切割速度、每天工作 12 小时进行估计，在全部生产 H 型钢（H250*250*14*14）的情况下，设备年切割钢材约 14759 吨；根据高能激光公司数据，每台 12kw 激光切割机的单价约为 60 万元，按照十年折旧来测算，对应设备每年每吨折旧费用约为 4 元，因此，考虑设备购置费后，对于 20mm 以下的板材，激光切割相较于火焰切割每吨钢产量可节约成本 51—81 元，当然，考虑到钢结构业务的非标性，激光切割机对成本的节约可能需要在一个较长的时间维度上进行体现，短期内或难有明显下降。

自动化进程持续推进，未来收入增长可期

钢结构生产工艺环节复杂，质量控制要点多，现阶段国内钢结构制造业正处于从传统的依靠人工单机向整体自动信息化的制造方式转型升级的初期，在切割下料、成型制孔边缘加工、组装与焊接、防腐标识与质检等生产环节均有实现自动化或者存在优化的空间，随着自动化生产水平的不断提高，生产成本将得到进一步降低。

展望 2023 年，伴随着疫情防控形式的放开，国家经济平稳复苏，产能利用率持续提升，我们认为公司收入有望保持较高增速，预计 2022-2023 年公司实现归属净利润分别为：12.1、15.9 亿元，对应当前收盘价 PE 分别为 19.8、15.1 倍。

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