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1、环境可靠性试验设备行业发展概况:环境可靠性试验设备行业是装备制造、军事工业及整车制造等制造类行业从基础生产向高端制造发展升级时的必要支撑环节之一。
环境与可靠性试验起源于20世纪40年代,当时的美国政府组织为保障军事装备的质量及安全性,由美国空军于1945年建立了编号为No.41065的美国空军环境测试标准,成为了第一个环境实验测试标准,后由美国国防部改进编号为MIL-STD-810H的环境测试标准被沿用至今。
在上世纪60年代,各国逐步形成了自然环境和实验室环境的试验综合应用。经过二十多年的发展,在80年代后己渐渐形成了环境工程的概念。经过发展发达国家建立并健全了相应的环境试验标准和相关规范。之后环境试验设备经过不断地发展,在环境试验与可靠性试验设备行业己经发展出许多大规模的公司,如美国的通用设备公司、热测公司、环测公司和QualMark公司;德国的伟思公司、富奇公司;法国的克莱梅公司;
英国的CapeEngineering公司;意大利的ACS公司;日本的爱斯佩克公司等。自上世纪80年代末以来,HobbsGK、GuscioraRH和SilvermanM等可靠性领域的权威学者一致认为:以往通过利用自然环境来完成设计的相关环境试验来得到改进依据的方式存在试验周期长和代价高等不足,建议以人为方式搭建能够实现加强相应环境因
素影响的装备来完成加速试验的技术方法。以KearneyM、MarshallJ和NewmanB等学者为代表将这类加强环境因素的试验技术统称为可靠性强化试验(ReliabilityEnhancementTesting,RET)技术。在技术发展的同时,需要相应的设备作为支撑,对可靠性试验设备来说,其强化试验技术对设备的要求是:在具有宽温度变化范围的前提下具备快的温变率同时拥有湿度应力加载能力。可靠性强化试验技术的发展理论依据逐步完善,推动着其原有设备的不断升级改造。以美国的QualMark公司、环测公司,以及意大利的ACS公司等为例,以强化试验技术对设备的要求为核心,不断地开发出新型环境试验与可靠性试验设备,新试验设备具有温度变化范围宽、箱内温度均匀和升降温速度快等优点,同时具有操作灵活,控制精确以及制冷系统工作效率高等特点,紧随时代的发展。上述公司积累了多年的技术优势,在海外成熟的工业实力基础上,其产品性能与功能均位于世界先进水平,长期占据世界高端环境试验与可靠性试验设备的大部分市场。从军事工业发源以来至今,环境与可靠性试验已经被各行业广泛接受,用于测试和保障各类型产品的环境适应性和可靠性。
国内研制和生产环境可靠性试验设备已有四十多年的历史,经历了从仿制,到自行设计和再到更新设计三个阶段。四十多年来,国内从事环境可靠性试验设备研制和生产的工厂、研究所发展到近百家,生产环境可靠性试验设备达上千种。从目前来看,我国已成为世界试验箱生产大国,拥有世界上试验箱制造企业数量最多的企业集群。伴随着国内高、精、尖装备制造业的不断发展,我国将逐步成为世界最大的试验箱市场。此外国内学者近些年对环境试验与可靠性试验设备的研究也从未停止。2015年北京航空航天大学邓丁齐、高飞等和中国人民解放军63853部队张继华联合设计分布式测控系统,提出了智能PID测控方案,使高低温模拟系统能够根据控制目标值选择最优PID参数值,达到良好的控制效果。
2017年上海交通大学徐君对高低温综合测试间进行了在不同控制过程中的稳态及动态特征分析,完成了高低温综合测试间的控制系统自动化设计。
2018年陕西省电子信息产品监督检察院刘西强、合肥工业大学刘锟龙和西安三智科技有限公司赵向辉联合采用WIFI无线通讯监控技术和基于C++软件自主开发的应用软件,实现了对某军工单位研发实验室不同种类高低温环境试验箱的集中监控。
2019年中北大学钱海东针对模拟电子器件所需的特殊测试条件,实现了相关的高低温环境试验箱的设计与研究。
综上,近些年国内持续对环境试验与可靠性试验设备开展研究工作,针对各种应用情形的环境试验与可靠性试验设备层出不穷,产品功能和性能不断地完善。已有不少厂家引进先进技术,按国际和国家标准,不断更新设计,朝着多功能综合参数,微机控制的方向发展。得益于近年来国内军事科学应用领域的蓬勃发展以及中国制造质量的提升,国内的环境可靠性试验设备制造行业已经有了长足进步,但和国际先进同行相比还有进一步的提升空间。
伴随着我国环境与可靠性试验行业的不断发展,相关所需仪器设备的市场需求也呈现不断上涨的趋势。环境试验与可靠性试验设备作为试验业务开展的重要设备,其市场需求也将不断上升。
数据统计:中金企信国际咨询
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国环境可靠性试验设备行业市场研究及投资战略预测报告》
2、环境与可靠性试验的意义和用途:环境与可靠性试验最初源于军用电子、航天系统等,是为提高军用电子设备及航天器等的可靠性要求而发展起来的综合性测试手段,在产品的每个阶段都密不可分,从产品设计到使用都贯穿其中,经常使用研发设计→环境试验→整改→环境试验→批量生产的方法来提高产品的环境适应性和可靠性。环境试验与产品质量之间基本成正比关系,环境试验的质量做得越高,反馈给产品改进的信息越多越真实,产品改进的质量同样越高,故环境试验是产品质量的保证。
随着现代工业发展和市场竞争的日趋激烈,民用领域对产品性能和质量安全的要求也不断提高,环境与可靠性试验能够为各行业生产提供丰富的环境模拟解决方案,高效输出大量实验数据,能有效缩短产品研制试验所需的时间并降低研制成本,并在提高产品性能稳定性、质量及安全性等方面发挥重要作用。
3、环境可靠性试验设备行业的上下游关系:环境可靠性试验设备主要用于提供环境与可靠性试验服务。环境试验与可靠性试验是相互联系又彼此独立的两类试验。环境试验是考核产品在极值环境条件下正常工作的能力,即环境适应性的试验;可靠性试验是按可靠性要求设计和进行的、有可靠性目标并在典型环境条件下的试验,是验证产品在规定条件下和规定时间内能否实现预定功能而进行的试验。
环境与可靠性试验服务主要包括五大类:气候环境试验、力学环境试验、生物学环境试验、化学环境试验和综合环境试验。环境与可靠性试验服务行业的上游行业主要为试验设备供应商以及试验耗材供应商,试验设备供应商的生产制造水平对于相关行业环境与可靠性试验技术水平至关重要,进而对其持续研发能力、工艺流程优化,制造能力的提档升级等多方面产生重大影响。
环境与可靠性试验最初源于军用电子、航天系统等,随着现代工业发展和市场竞争的日趋激烈,民用领域对该类设备也产生了巨大的需求。环境可靠性试验设备下游应用行业较为广泛,包括但不限于基础科研领域;军事科学、航空航天等尖端科技领域;轨道交通、桥梁建筑等基础建设领域;汽车、电子、电器、船舶等工业制造领域。
4、同行业可比公司基本情况:环境可靠性试验设备行业技术进步快,降本增效压力大,客户要求日益增高,对设备供应商的技术实力要求高。与国外先进同行的技术沉淀相比,发行人仍存在一定的差距,部分高端技术储备不足,需要持续加大研发投入,提升自己的技术实力,在做精做细原有环境可靠性试验设备产品的同时,不断根据市场需求和客户要求开发新的应用产品,进一步丰富公司的产品体系,增强解决客户实验室建设需求的能力。其主要生产企业对比分析:
苏试试验、先河环保、阿泰可属于“制造业(C)中仪器仪表制造业(C40)中实验分析仪器制造(C4014)”,集智股份属于“制造业(C)中仪器仪表制造业(C40)中试验机制造(C4015)”。
苏试试验主要产品及服务包括环境试验设备并提供环境与可靠性实验服务,具备可比性;集智股份主营业务为自动平衡机的研发生产和销售,其主要产品多用于回转零部件不平衡量的检测和修正,其商业模式与发行人类似,具备可比性;先河环保主要从事环境监测类设备的研发,同属环境相关的仪器仪表行业,具备可比性。
5、环境可靠性试验设备行业发展前景预测:环境与可靠性试验服务对于新产品研发、生产及提高产品质量可靠性具有重要作用,并成为现代产品可靠性工程的重要组成部分。随着航空航天、汽车、电子电器、轨道交通、石油开采以及建筑等行业对产品可靠性要求的不断提高,同时得益于下游行业的快速发展以及全社会对产品的可靠性、稳定性、安全性和质量要求的提高,近十多年来,环境可靠性试验设备行业呈高速发展趋势。
未来五年,随着我国相关监管部门及终端消费者对产品和设备质量与可靠性的要求不断提升,下游行业制造企业在产品研发和生产过程中对产品环境与可靠性试验服务及设备的需求将持续增长。下游行业未来的持续增长以及研发费用的加大投入将会拉动环境与可靠性试验行业的快速发展。军事工业、新能源汽车等行业作为下游的主要行业,保持着较大的行业增长率。由于这些行业对安全性和可靠性的要求极高,其将成为我国环境可靠性试验设备及服务需求的主要市场。
为使机械电子产品以及军工领域的产品的可靠性提升、寿命延长,并与未来产业转型升级的发展需求相适应,国内将陆续建立多个特殊环境的模拟设备及实验室。例如兴建大规模的环境模拟可靠性实验室,建立相应的温度、湿度、气压、光照、淋雨、盐雾以及砂尘等综合环境试验设备,可有效检测航天器材料、元器件等的环境适应性及可靠性;建立模拟微流量、微重力以及中性浮力等环境的试验基地,模拟各种气候环境和产品使用环境,以更好的检测出航天器的环境适应性,使其能正常运行。
随着汽车行业的进一步发展,市场需求对汽车的性能和安全性提出了更高的标准,相应要求应用于汽车的环境可靠性试验设备向综合化、复合化的方向演进,可以同时模拟出车辆实际运行过程中可能遇到出的复杂环境状况,采取静态与动态试验相结合的方式,不仅可以模拟汽车的基本功能在雨雪、低温、辐射等特殊环境下的运转是否正常,还能同时检测汽车的振动、刹车试验情况。故综合环境试验室将是环境与可靠性试验技术应用于汽车工业的未来趋势。
此外,电子信息设备终端产品日趋向“轻、薄、短、小”方向发展,产品在可靠、智能以及精细化等方面要求更加突出,促使环境可靠性试验设备同时朝着精准化、智能化方向发展,以准确模拟出电子信息设备使用过程中可能面临的各种复杂多变的气候环境,检测其是否能够正常运行,电子信息设备未来的高精尖的发展趋势也为环境可靠性试验设备性能的提高提出新的要求,将成为环境可靠性试验设备新的市场增长点。