东华测试：力学测试受益进口替代，电化学分析打造第二增长极

1. 公司介绍：科研仪器黄金赛道，2018 年经营逆转回升

1.1. 公司介绍：国内领先的结构力学性能测试系统供应商

公司是国内领先的结构力学性能测试仪器及解决方案供应商，专注于结构力学性能测试 分析系统、设备故障诊断及运维管理系统、电化学工作站的研发、生产和销售，并提供应用 解决方案和技术服务。

公司主要产品包括：传感器、测试分析系统和测试分析软件平台三种类型：

速传感器及各类缓变量传感器，将各种物理信 转换为可测量的电信 。 测试分析系统：公司产品有结构力学信 测试分析系统、基于 PHM 的智 能维保系统和电化学分析系统等，主要用于应力应变、振动、位移、速度、加速度等 和力学相关的多种物理量的测试以及对化学能和电能的转换过程中的电化学信 的 测试和分析。 软件平台：软件有结构强度疲劳分析、振动噪声分析、结构动力学优化、 结构安全在线监测、大数据分布式存储和数据清洗、数据分析和自学习、结构故障诊 断和分析、设备健康管理与故障诊断、设备维保管理、及电化学分析等各种用途。

传感器：传感器包括加速度传感、速度传感器、位移传感器、应变传感器、 转速传感器及各类缓变量传感器，将各种物理信 转换为可测量的电信 。

测试分析系统：公司产品有结构力学信 测试分析系统、基于 PHM 的智 能维保系统和电化学分析系统等，主要用于应力应变、振动、位移、速度、加速度等 和力学相关的多种物理量的测试以及对化学能和电能的转换过程中的电化学信 的 测试和分析。

软件平台：软件有结构强度疲劳分析、振动噪声分析、结构动力学优化、 结构安全在线监测、大数据分布式存储和数据清洗、数据分析和自学习、结构故障诊 断和分析、设备健康管理与故障诊断、设备维保管理、及电化学分析等各种用途。

公司产品应用在结构的强度试验、疲劳试验（寿命评估）、动力学分析（固有频率、振型、阻尼比、模态刚度和质量）；准确预计环境激励（风、水、气流和爆炸冲击波等）对结 构的影响；通过对设备运行状态的检测和分析，实现对设备的故障预测和健康管理。下游应 用领域涉及：国防及航空航天、专业科研及检测机构、高校、装备制造业等。

公司成立于 1993 年，专注于结构力学特性智能化测试技术，已为数千家用户提供测试 系统解决方案。1996年公司在国内率先采用计算机辅助测试技术，2002年公司子公司东昊 测试研发工业设备 PHM 系统成功，2006年动态信 测试分析系统装机突破 5 万通道，2012年在深圳证券交易所创业板上市。2013 年成立子公司东华分析，历时五年，开发出 DH7000 系列电化学工作站，产品抗干扰能力强，频响范围宽，性能稳定可靠。

1.2. 公司管理模式：核心管理层具备良好技术素养，股权激励深度绑定

公司股权集中，实际控制人和创始者为刘士钢先生，罗沔为刘士钢配偶，二者合计持股 55.17%。董事长刘士钢是结构力学测试领域的专家，曾任职于扬州无线电二厂工程师、江苏 靖江工程技术研究所副所长，获高级经济师职称。公司在刘士钢先生的带领下深耕产品、技 术研发，始终保持一定的行业技术优势。总经理熊总曾任职于华为、飞利浦、蓝菲光学，具 备丰富的产品开发与市场营销经验。

公司架构清晰，子公司分工明确。其中，母公司东华测试主要负责结构力学性能测试业务，子公司东昊测试、东华分析及东瑞传感分别负责 PHM 智能维保平台、电化学工作站和 传感器等板块。

公司于 2021 年 10 月实施了股权激励，计划授予股权占公司总股本比例 2.17%。首次授 予合计覆盖 52 人，占总股本比例 1.74%，绑定公司任职董事、总经理、高级管理人员及核 心骨干员工，助力公司长期发展。股权激励考核目标值为 2022-2025年公司收入复合增速不 低于 43%。

1.3. 财务分析：受益自主可控，2018-2021 年公司业绩快速增长

第一阶段：2012-2017 年营收在 0.87~1.34 亿元区间波动，增速较缓系年海外市场拓展 低于预期，部分技术仍处在研发转换所致。同期归母净利润由 3300 万下滑至 500 万元，系海外市场拓展低于预期，研发端持续投入，以及固定的管理、销售费用支出，阶段性压制了 公司盈利能力。

第二阶段：2018-2020 年营收由 1.34 亿元增长至 2.05 亿元，GAGR 达 24%，系公司 将战略重点转移至本土市场，核心装备的自主可控带动了结构力学测试系统需求，同时科学 仪器在本土市场国产替代加速所致。同期归母净利润由 0.18 亿元增长至 0.50 亿元，GAGR 达 66%，大幅高于收入增速，系产品结构优化，毛利率较高的动态系统占比提升，加上公司优化内部管理及规模效应导致期间费用比重不断下降。

截止 2021 年 Q3，公司实现营收 1.65 亿元，同比增长 45%，归母净利润 0.40 亿元， 同比增长 352%。利润增速远高于收入增速，季节性因素影响较大，军工订单确认集中在 Q4， 2020 年 1-9 月确认收入较少，利润规模较低。公司已于 2022 年 1 月披露业绩快 ：2021 年实现归母净利润 0.75~0.9 亿元，同比增长 49%~79%。业绩高增长系结构力学产品加速进 口替代，新产品 PHM、电化学站逐步贡献业绩。

2017 年至今公司营收全部来自国内市场。公司产品结构力学测试系统，具备自主可控 属性，下游军工行业占比较大，以国内市场为主。2012-2017 年尝试在海外市场推广，后将 战略重心转至国内市场。

2012-2020 年公司配件及其他业务毛利率明显上升，系“其他业务”包含了部分非标产 品技术开发费，开发费用占比提升拉升了此业务的毛利率。

综合毛利率 2012-2020 年保持在 55-70%较高水平。系产品技术壁垒高，竞争格局较好。 2012-2017 年净利润率大幅下滑，系公司海外市场拓展不及预期及研发投入转化产品周期较 长所致。2018-2020 年公司转战国内市场，以市场需求导向对研发体系进行优化，收入快速 增长，规模效应带动净利率逐年回升。

公司是典型的研发与销售驱动型商业模式，2017-2020 年研发、管理、销售费用率合计 从 55%下滑到 43%。销售费用率较高系下游客户分散，研发费用率较高系公司为保持技术 领先优势必要支出，管理费用率较高系包含了较多非标项目及服务人员。公司财务费用常年 为负，系公司现金流充足且资产负债率低于行业平均水平。2017-2020 年费用率快速下降， 系规模效应体现及公司主动控费。

2. 行业分析：国内科学仪器市场巨大，国产替代正当时

2.1. 科学仪器市场规模巨大，覆盖科研、军工及高端制造市场

科学仪器是科学研究的重要基础设备，在高校、科研院所、国防、航空航天和先进装备 制造业等行业应用广泛。由于科学仪器种类繁多，而实验室分析仪器作为科学仪器的重要类 目之一，可以一定程度上可以反映全球科学仪器的市场规模情况，2019 年国内实验分析仪 器行业规模达 313.87 亿元。

结构力学性能测试仪器作为仪器仪表行业的一个分支，主要用于测量建筑、装备结构的 强度、刚度、阻尼、固有频率等，是航空航天、军工制造、桥梁建筑、汽车制造、石油石化、 电力能源、矿业开采等行业中广泛应用的仪器。以东华测试为例：测试对象包括结构的强度 试验、疲劳试验（寿命评估）、动力学分析（固有频率、振型、阻尼比、刚度和模态质量）、 外力（风、水、气流和爆炸冲击波等）对结构的影响等。

完整的结构力学性能测试仪器一般由传感器、适调器、放大器、数据采集系统、控制分 析软件等组成，按照结构形式的不同可划分为手持式、便携式、机架式、无线、嵌入式、坚 固式等多种类型。

1) 传感器将工程物理量转化成电信 ，传感器选型重要、专业性强，不合适的传 感器选型会导致整个测试系统的失效或功能障碍，对不同特征工程物理量的测试要选用 配套的传感器。

2) 适调器将各种传感器输出的多种类型的电信 转化为归一化的电压信 ，有时 也将放大器结合在一起，称为适调放大器，包括应变、电荷、转速、电流、IEPE 适调 器等多个品种。

3) 放大器将微弱电信 按一定的放大倍数放大，以便后续进行信 处理。

5) 控制分析软件可完成各种功能的信 处理，实现多种测试目的，如应变花计算、 快速傅立叶变换、模态分析、阶次分析等。

我国在结构力学性能测试领域整体起步较晚、起点低，伴随上世纪 90 年代末国家大力 发展国防、科技，测试仪器行业迎来发展机遇。进入 21 世纪后，以东华测试、京南航天数 据等为代表的国内测试仪器研发生产企业迅速崛起、规模不断扩大，但美国 NI、丹麦 B&K、 比利时 LMS、奥地利德维创等国外品牌仍在一些高端应用领域占有较大市场份额，目前测试 仪器的国产替代空间仍然很大。

2.2. 智能制造推动 PHM 设备智能维保市场需求

智能制造系统是制造业未来趋势，极大推动对数字化感知系统的需求。数字孪生技术是 智能制造深入发展的必然阶段，数字孪生是基于感知系统所建立的某一物理实体的数字化模 型，以数字化的形式对某一物理实体过去和目前的行为或流程进行动态呈现，有助于提升企 业绩效，能够为企业带来巨大价值；数字孪生系统中的自我学习和维护能力能够在运行过程 中自行故障诊断，并具备对故障自行排除、自行维护。科学仪器作为感知系统，是数字孪生 系统中的重要物质基础，未来 PHM 设备智能维保市场大有可为。

我国制造业智能制造水平稳步提升，但仍有较大上升空间。根据工业与信息部数据，2020 年全国制造业智能制造能力成熟度较 2019 年有所提升，一级及以下的低成熟度企业数量减 少 10%左右，三级以上的高成熟度企业数量增加 8%左右。

据东华测试招股说明书，仪器仪表在工程设备总投资中的比重已达到 18%左右，例如现 代化的宝钢技术装备投资中，有 1/3 的经费用于购置仪器和自控系统。根据中商产业研究院 预测数据，2021 年中国智能制造装备市场规模有望达到 2.42 万亿元，将极大拓展仪器仪表 的市场空间。

PHM（Prognostics Health Management，故障预测及健康管理）技术是指采用传感 器技术、专家判断及维修保障数据，借助智能算法与预测模型实现设备运行状态的监测、预 警及管理，最终达到故障检测与隔离、智能任务规划、基于设备状态的智能维护、取代传统 事后维修或定期维修的目的。

PHM 健康监测系统广泛用于桥梁等大型建筑及制造业工业设备中，伴随智能制造趋势 及国家逐步对桥梁等大型建筑纳入健康监测系统开展实施计划，未来 PHM 市场需求巨大。

PHM 健康检测系统在冶金、石化、风电等行业应用广泛，上述领域企业设备投资较大， 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，因此设备智能运维的需求 较高。

国内 PHM 民用市场呈现金字塔竞争格局。行业参与者根据规模大小、技术研发实力及 诊断服务能力大致可以分为三大类型：目前国内能够满足第一类特征的企业数量较少。由于 PHM 智能维保平台应用下游覆盖行业较广，不同行业监测技术应用差距较大，不同细分市 场的竞争主体也不尽相同，能够完全覆盖所有细分市场的企业较少，大多数企业往往选择专 耕其中几个行业。

PHM 智能维保市场国内代表性企业有东华测试、容知日新、恩普特、威锐达、博华科 技及江凌股份等；国外代表企业有 SKF、Bently。国外参与者多为国际知名的设备提供商或 大型状态监测企业，企业规模较大，以产品销售为主，在中国市场专注于电力、石化、冶金 等行业。国外大型知名厂商大多产品定价较高，商务谈判条款和付款要求等较为严格，且实 施较为完善的本地化后续支持和技术服务的难度相对较大。与国外大型厂商相比，国内从事 工业设备状态监测与故障诊断服务企业规模相对较小，但是能够提供持续的本地化后续支持 和技术服务，产品广泛应用于电力、石化和冶金等领域。

2.3. 电化学工作站广泛应用于新能源领域

电化学工作站是电化学测量系统的简称，是用于电化学分析、材料腐蚀分析、新能源研 究等领域的高端实验分析设备。测试系统整机内含快速数字信 发生器、高速数据采集系统、 电位电流信 滤波器、多级信 增益、IR 降补偿电路以及恒电位仪、恒电流仪等，可以对电 压、电流、容量和交流阻抗等参数进行监测，主要分为单通道和多通道两大类。

电化学工作站可以应用于电化学分析、材料腐蚀分析、新能源研究、生物研究、材料领 域和教学应用等多个领域。目前我国新能源行业发展势头强劲，电化学工作站能够实现对多 种状态下电池参数的跟踪和分析，能够运用在锂电池充放电状态跟踪、储能材料电化学特征 检验、运用过程安全性检测、批次质量检测等环节，有望在新能源行业的动力电池、储能电 池、燃料电池、液流电池、PEM 电解水制氢等研制生产环节中获得广泛应用：

电化学工作站市场主要公司有普林斯顿、GAMRY、BIO-LOGIC 等国外品牌及国内公司 东华测试、上海辰华等。国外公司成立时间较早，在电化学领域技术积累较深；受制于电化 学行业技术壁垒较高，国内从事电化学分析的企业较少。未来国内掌握电化学核心技术的企 业有望凭借性价比、定制化、售后反馈等优势在电化学领域进一步实现国产替代。

2.4. “科学进步法”颁布推动科学仪器进口替代

国家发展国防&科学技术力度逐年增长。据国家统计局数据，我国国防支出&研究与试验 发展经费支出逐年增长，2020 年国家财政国防支出达 1.29 万亿元，研究与试验发展经费支 出达 2.78 万亿元。

据东华测试招股说明书披露，我国航天工业固定资产的 1/3 是仪器仪表和计算机；运载 火箭的仪器开支占全部研制经费的 1/2 左右，伴随我国国防事业未来结构升级，智能化&科 技化水平提高，将拉动对高端科学仪器的需求。

高水平的科学研究和高新技术产业的发展需要先进仪器仪表支持。以东华测试为例，公 司客户遍布清华大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、西北工业 大学、中国科学技术大学、浙江大学、天津大学、南京理工大学等科研高校。

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，军用 PHM 系统已经得 到国内外军事研发上的高度重视。PHM 技术目前在航空航天、工业制造、水力、核电以及 军工装备中得到广泛应用。美军统计 F-35 战斗机采用 PHM 技术后故障不可复现率降低 82%，维修人力减少 20%～40%，后勤规模减小 50%，出动架 次率提高 25%，飞机的使用与保障费用比过去机种减少 50%，使用寿命达 8000 飞行小时。

伴随我国加大发展国防&科研力度及国内科学仪器企业技术实力不断增强，国家政策导 向下助力科学仪器国产替代。

3. 公司分析：结构力学测试领域稳步增长，PHM&电化学拓展成长空间

3.1. 公司结构力学性能测试领域掌握多项核心技术，具备六大优势

公司以保持国内结构力学性能测试领域领先地位为战略基点，根据下游应用属性，业务 拓展至四大板块：

结构力学性能研究：应用于航天航空、车辆船舶、土木建筑、工程机械、能源电力等领 域不可或缺的科学仪器产品。

结构安全在线监测与防务装备 PHM：利用云计算、大数据、5G 等新技术，为大国工程 及国之重器的安全运行提供保障。

基于 PHM 的设备智能维保管理平台：为企业实现智能化的设备维保管理、实现预测性 维护提供专业的技术支持，是智慧工厂数字化转型必不可少的组成部分。

电化学工作站：是电化学分析测试、腐蚀过程分析、新能源电池性能分析等方面化学反 应过程研究必不可少的智能测试分析科学仪器。

公司作为国内结构力学测试领域领军企业，技术积累深厚，已掌握“小信 放大抗干扰 系统”解决方案，桥梁及大型建筑模态实验解决方案，结构的强度、动力学测试解决方案， 隔离型高精度测试解决方案，超高速数据实时传输技术，信 的数字化专业处理技术，智能 导线技术，无线同步数据采集技术，超动态范围信 测试分析技术，结构力学测试参数校准 技术，力学性能测试传感技术，高性能电化学测试分析技术等多项核心技术。

其中结构力学性能测试系统的核心技术“小信 放大抗干扰系统解决方案”是公司的传 统优势，已完成了多项严重干扰环境下的测试任务，能够耐受恶劣强干扰环境，得到准确的 测试数据。公司建立了仪器结构金加工、数控 PCB 焊接系统、电装联、调试及校准检测等 产品实现平台，具备传感器及仪器产品的完整生产能力，产品线完整、品类齐全，可提供大 规模专业化测试系统的交钥匙工程，在国内同行中技术水平、经营规模均处于领先地位。

NI（美国国家仪器）作为公司的对标公司，其 2020 年亚太区营收为 28.23 亿元，公司 仍有很大替代空间。公司具备六大优势：核心抗干扰技术、纳秒级别的同步技术、快速定制 能力、系统解决方案能力、全方位的专业服务能力、流程管理能力（模块化流程设计能力）， 助力公司高效解决国内客户痛点、满足客户需求，强化公司国内市场地位和与国外企业的竞 争实力，公司 2020 年、2021 年 Q1-Q3 营收同步增长均显著超过 NI。

未来公司将持续加大研发投入，在主营业务基础上继续拓展两个新领域，助力公司与国 外品牌的竞争：一、结构拓扑优化，为客户提供全方位的工程咨询服务；二、自定义测控系 统，将控制与测试结合，最终可实现在微秒级量级的时序控制。

公司在结构力学性能测试领域深耕多年，积累了一大批国家重大装备、航空航天、土木 水利工程、机械装备、高铁、船舶、汽车、冶金石化、材料分析、新能源等多个行业的稳定 客户，形成公司品牌效应，为公司推广新产品提供渠道优势。

3.2. 公司战略布局 PHM 板块，迎来业务增长期

PHM 系统即“故障诊断和健康管理系统”，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”。

公司 PHM 业务主要分为三大部分：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 等方面；三是基于 PHM 的设备智能维保管理平台，在化工、钢铁和水务领域已有多个应用 案例。

公司在国防军工、航天航空领域积累了中国船舶重工集团公司下属研究所、中国人民解 放军空军相关研究所和中国航空工业集团公司下属研究院等一批优质客户，助力公司防务PHM 业务发展。

伴随未来我国军工 PHM 渗透率提高、设备更新换代及十四五&科学进步法助力国产替 代，公司作为国内少数涉足国防军工业务的 PHM 企业，军用 PHM 业务规模有望进一步获 得提升。

公司 PHM 设备智能维保平台具备设备管理、备件管理、绩效管理、自主维修管理、计 划维保管理、预测性维护管理功能，其中“预测性维护管理”是核心，是实现智能化判断设 备运行状态的基础。

公司 PHM 智能维保平台业务目前在石化、造纸、冶金及水务等行业发展较为成熟。根 据东昊测试官 ，公司 PHM 智能维保平台业务已在制造业超 12 个领域获得应用案例，项目 经验积累、设备故障数据总结有助于增厚公司 PHM 智能维保平台技术壁垒。

东昊测试营业收入稳步增长，盈利能力可观。PHM 智能维保平台业务为公司子公司东 昊测试主营业务，2019 年东昊测试实现扭亏为盈，截至 2021 年 H1 营收为 1443.62 万元， 实现净利润 480.37 万元。

3.3. 公司电化学板块未来或成为营收发力点

公司 2013 年成立子公司东华分析主营电化学板块，研究积累深厚。目前公司电化学已 推出 DH7000，DH7000C、DH7007 交流阻抗测试系统及 DH7008 便携式阻抗分析仪及功率 放大器等超过 10 款产品，产品可用于电化学分析、材料腐蚀分析、新能源研究、生物研究、 材料领域和教学应用等多个领域。

公司在电化学板块主要有普林斯顿、GAMRY、BIO-LOGIC 和上海辰华等竞争对手。目 前公司已推出多款电化学工作站产品，并有部分产品仍在研发过程中，适用各个领域应用需 求：

公司作为结构力学性能测试领域龙头企业，子公司东华分析有望承接公司竞争优势，我 们认为公司在电化学板块有以下优势：

1）相较其他电化学工作站产品，公司具备定制化快速定制能力、系统解决方案能力及 全方位的专业服务能力等竞争优势，可以精准解决用户痛点、售后便捷、反馈快速；

2）国外电化学工作站产品受关税、定价策略等因素影响大多价格高昂，以普林斯顿为例：产品价格平均在 20 万元以上，公司电化学工作站价格平均在 5-20 万元，具备一定性价 比优势；

3）公司作为上市企业，具备规模生产能力，匹配新能源等大型企业产能需求；

4）公司与众多高校、科研院所具有长期合作关系，在推广产品、赢得品牌认可上具有 渠道优势，目前公司电化学工作站已经销售给清华大学、上海交通大学、西安交通大学、中 南大学、中山大学、厦门大学、中船 725 所等客户。

伴随公司未来电化学工作站产品进一步完善，在新能源等领域得到客户认可，电化学板 块营收有望成为公司新的增长点。子公司东华分析已在 2019 年扭亏为盈，截至 2021 年 H1 实现营业收入 203.87 万元。

4. 盈利预测

4.1. 收入分项拆分

1、结构力学系统是公司传统优势产品线，主要用于军工、高校、科研院所的研发实验 环节。根据国家统计局数据，2012-2021 年我国研究试验经费复合增长率 12%，未来有望继 续保持高速增长，带动实验仪器需求，“科学进步法”出台将进一步推动国产设备替代。公 司在国防军工、航天航空领域积累了中国船舶重工集团公司下属研究所、中国人民解放军空 军相关研究所和中国航空工业集团公司下属研究院等一批优质客户。同时公司基于结构力学 分析系统，新研发了军用 PHM 产品，用于列装环节。因此我们预计公司此业务 21-23 年将 保持较快增长。

2、民用 PHM 受益“十四五”期间传统行业智能改造，公司的智能维保平台业务目前在 石化、造纸、冶金及水务等行业发展较为成熟。根据东昊测试官 ，公司 PHM 智能维保平 台业务已在制造业超 12 个领域获得应用案例，因此我们预计公司此业务 21-23 年将保持高 速增长。

3、电化学站主要用于为新能源电池（锂电、氢能、储能）做电化学分析。根据高工锂 电预测，2021-2025 年新全球动力电池出货量 Cagr 达 63%，国内市场份额将稳定在 50% 以上，我们认为动力电池出货量高速增长将带动电化学站市场规模快速上升。公司有渠道端 复用优势，终端客户重合度高。2020 年受疫情影响推广较慢，收入基数低，我们预计公司 此业务 21-23 年将保持高速增长。