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军工信息化:武器装备的中枢神经系统!

来源:九方智投 2023-01-18 16:21
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一、计算机将信息“数字化”处理带来第五次信息技术革命

信息指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象,泛指人类社会传播的一切内容,是有价值的一种客观存在。信息是除物质、能量之外存在于客观世界的第三要素。

信息技术是研究信息的产生、获取、变换、传输、存储和利用的工程技术。信息技术主要指利用计算机、网络、和现代通信手段获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息和分配信息的相关技术。

信息技术是新兴的技术群,主要包含基础信息技术、主体信息技术及应用信息技术等三个层面。基础信息技术进步推动了信息化技术和信息系统在性能上的提高。

主体信息技术:包括信息获取技术、信息传输技术、信息控制技术等,这四项技术被称作信息技术的四基元,是完成信息获取、传输、处理、再生和施效等功能的设备与系统的开发、设计及实现的技术,是整个信息技术的主体。应用信息技术:泛指由以上信息技术派生出来的针对各种应用目的的技术群类,在各个领域的应用,以及随之而形成的各行业的信息系统。

信息技术发展经过了五次革命,分别是语言的形成、文字的产生与应用、造纸与印刷术的发明与应用、电话电报的发明与应用、计算机与现代通信技术的应用与发展。

五次信息技术发展革命:

1.语言的产生标志着人类的信息技术从无到有的革命性变革;

2.文字的发明让人类文明得以稳定延续和传承;

3.造纸术和印刷术的发明是人们利用器具拓宽信息传播和存储的能力的最有力表现,并且这两种技术的结合让社会大量生产出书籍,让一部分信息变成文化而固定流传;

4.受益于电力技术,利用电子信息技术而产生的电报、电视、让信息的不受时空限制而实现传播形式的多样化和即时化;

5.计算机将信息“数字化”处理,从而可以被机器设备识别和计算,并通过互联网高速传播,是电子信息技术在现代取得最辉煌的技术成就。

每次信息技术革命都始终包含着四种不同的要素——物质世界、人、人类社会和具体的信息技术种类。物质世界为每一次信息技术革命提供了直接的材料,表现为以下两个方面:一方面信息技术是以信息作为原料的技术手段,人们在认识和改造自然界的过程中,自然界所产生的信息直接成为信息技术的一部分信源;

另一方面自然界为信息技术提供了信息技术本身所需要的物质载体,这些物质载体使得信息可以通过它们得以显现。物质世界是人和人类社会所赖以生存的基础,人对物质世界的认识和改造活动离不开对物质世界客观规律的反映。信息作为人能动反映的物质世界规律的结果,需要通过具体信息技术呈现出来。

二、国防信息化:中国军事现代化的必由之路

国防信息化是我国新时代国防建设的必由之路。

《新时代的中国国防》白皮书指出,以信息技术为核心的军事高新技术日新月异,武器装备远程精确化、智能化、隐身化、无人化趋势更加明显,战争形态加速向信息化战争演变,智能化战争初现端倪。

信息优势是现代战争的战略制高点。现代信息技术不仅显著提高了军队指挥作战的效率,而且极大提升了军队获取战场信息的丰富度,有效的获取、处理和利用信息成为了现代战争中各方争先抢占的战略制高点。建设信息化国防已经成为新世纪各国国防现代化建设所追求主要目标。

传统的战争形态按照其战斗力生成模式中主战武器装备特征等关键要素,可划分为冷兵器战争、热兵器战争、机械化战争和信息化战争等四个阶段。

智能化战争初现端倪:以信息技术为核心的军事高新技术日新月异,武器装备远程精确化、智能化、隐身化、无人化趋势更加明显,战争形态加速向信息化战争演变。

信息技术在战争中的快速应用带来武器装备现代化的同时,也推动战斗力生成模式将从以单平台武器打击为基本形态的加和模式发展为以导弹武器打击链为基本形态的倍增模式和以电磁武器打击链、信息武器打击链为基本形态的指增模式。

美国将信息化融入国防建设中,创建了美军赛博空间作战能力体系架构。

图:美军信息化战争中赛博空间作战力量和指挥体系

资料来源:《美军赛博空间作战战略、理论与技术能力体系研究》,九方智投、华安证券

以云计算为基础,聚焦敏捷、适变的资源组织运用与体系能力生成,《基于云架构的军事信息系统概念及机理研究》一文从部署形态、技术结构上提出军事信息系统的一种适应性变革方向。

图:未来军事信息系统技术架构设想

资料来源:《基于云架构的军事信息系统概念及机理研究》,九方智投、华安证券

技术结构角度,借鉴云计算IasS、PaaS、SaaS架构理念及其在智慧城市中的应用;架构部署角度,基于云架构的军事信息系统是一个依托泛在网络连接了众多节点的分布式系统,按照“网-云-端”技术结构,结合作战应用;

信息传输角度,基于云架构的军事信息系统依据作战活动的内在规律和对信息支撑保障的需求,合理配置信息资源,通过信息流动过程中的不断反馈交互,优化作战流程、驱动作战环路高效运行,实现作战人员-信息系统-战场资源深度融合,达到制胜目标。

信息获取技术:信息作战的眼睛信息获取技术是指能够对各种信息进行测量、存储、感知和采集的技术,特别是直接获取重要信息的技术。

电磁波的传输方面:电波既能在真空中传播,也能在介质中传播。电磁波传播环境:无线电波从发射到接收必定经历一定空间,按照垂直高度近地空间可分为对流层、平流层、电离层和磁层。

光电信息获取技术:光电装备的核心技术。光电信息获取技术是以光波为介质,通过对目标反射或者辐射的可见光、红外线或者紫外线能量的感测,将其转换成电信号,从而获取目标信息的技术。声波信息获取技术:声呐装置应用最广泛。声波信息获取技术是以声学原理为基础,根据被探测目标在声波传播介质中发出的声频振动。

无线电信息获取:雷达是重要的装备之一。地面传感器:弥补雷达/光学侦察系统不足。导航定位技术:导航技术为关键支撑技术。

信息传输技术:信息作战的神经。通信的方式是指通信双方之间的工作方式或信号传输方式。光纤传输技术:满足速度及数据量大要求。光纤传输技术是指将要传送的语音、图像和数据信号灯调制在光载波上,以光纤作为传输介质的通信技术。无线传输技术:满足灵活性及成本低要求。根据信道路径和传输方式的不同,无线通信系统可分为微波传输及卫星通信两种方式。

通信抗干扰技术:推动无线高效高质发展。抗干扰通信,指在密集、复杂多变的电磁干扰和有针对性的通信干扰环境中,采取各种电子抗干扰措施以保持通信畅通的通信。

信息处理技术:信息作战的大脑。获取信息并对它进行加工处理,使之成为有用信息并发布出去的过程,称为信息处理。数据库/数据仓库技术:致力信息存储管理。数据仓库,是在数据库已经大量存在的情况下,为了进一步挖掘数据资源、为了决策需要而产生的。数据库已经在信息技术领域有了广泛的应用。

信息识别技术:图像识别类技术发展迅猛。信息识别技术在光机电一体化领域中的应用也称自动识别技术,是数据自动采集、自动输入和自动识别的基础,是计算机“实时”处理的重要技术保障。

信息融合技术:满足高胜率和成本低要求。信息融合技术是利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定准则下加以自动分析、综合处理,以完成所需的决策和估计任务而进行的信息处理过程。

网络安全技术:夺取军事信息优势手段。网络安全技术指保障网络系统硬件、软件、数据及其服务的安全而采取的信息安全技术。网络安全的核心技术大致可分为防火墙技术、入侵检测技术、身份认证技术及安全协议等四类。

电子对抗技术:争夺“制电磁权”焦点。电子对抗又被称之为电子战,主要任务是将敌对方的电子设备进行破坏干扰,削弱对方的势力,保障己方的电子设备仪器可以发挥最大的效能,并高效化的展开军事指挥行动。

军事信息系统是综合了指挥、控制、通信、侦察、监视、情报、后勤、保障等众多系统的大型的复杂人机系统。

三、国防信息化投资机会

1.卫星:持续关注卫星互联网及导航发展。卫星产业是国家战略性高技术产业。应用卫星研制生产已形成系列化,正在从试验应用型向业务服务型转变,卫星应用已成为经济建设、社会发展和政府决策的重要支撑。卫星及其应用产业链总体分为四个环节:1)电器元件材料等卫星火箭配套厂商;2)卫星研制商、发射服务提供商以及地面设备制造商;3)卫星运营商与卫星应用服务提供商;4)终端用户(政府、企事业单位、个人)。

中国卫星产业链:中国卫星、中国卫通、盟升电子、理工导航、北方导航、华力创通、北斗星通、中海达、合众思壮等;

1)卫星制造零部件:天奥电子、航天电器、亚光科技;

2)卫星地面设备:华力创通、雷科防务、振芯科技;

3)卫星运营商及服务:北斗星通、中国卫通。

2.雷达:重点关注相控阵雷达及相关组件。军用雷达是利用电磁波探测目标的军用电子装备,雷达发射的电磁波照射目标并接收其回波,由此来发现目标并测定位置、运动方向和速度及其它特性,并且能适应战场上恶劣的环境、能全天候使用等特点。

图:雷达产业链

资料来源:《“软件化雷达”技术研究》,九方智投、华安证券

中国雷达产业链(列举部分公司):铖昌科技、雷科防务、国睿科技、红相股份、四创电子、国博电子、天箭科技、海格通信、海兰信新劲刚等;

图:中国雷达产业链(列举部分公司)

资料来源:乐晴智库,九方智投、华安证券

3.光纤线缆:军事有线通信重要组成部分。军用线缆主要是通过绝缘、辐照、成缆等工艺来制作完成,涉及的工艺门类非常广泛,包括有色金属的熔炼和压力加工,塑料、橡胶、油漆等化工技术,纤维材料的绕包、编织等纺织技术,金属材料的绕包及金属带材的纵包、焊接等金属成形加工工艺等。

图:中国光纤光缆产业链

资料来源:前瞻产业研究院,九方智投、华安证券

光纤线缆:全信股份、金信诺等;

军工通信:七一二、海格通信、邦彦技术、奥维通信、烽火电子、高凌信息等;

图:中国光纤光缆产业链(列举部分公司)

资料来源:前瞻产业研究院,九方智投、华安证券

4.电子元器件制造业是整个电子信息产业的基础支撑,我国电子元器件行业总产值约占电子信息产业的五分之一,已成为支撑我国电子信息产业发展的重要基础。

图:电子元器件分类

资料来源:回收街资讯动态,九方智投、华安证券

以信息化为核心的现代战争对于电子设备的需求逐年增加。军用电子元器件的科研生产水平是国家军事基础工业综合实力的体现,军用电子元器件的质量与可靠性水平是反映新一代武器装备技术性能的重要标志。研制方面,军用电子元器件研制项目的整个研发周期约为2.5年,其中设计周期约为9~15个月,评价周期约为8个月。

图:军用电子元器件研制过程阶段划分

资料来源:《关键链技术在军用电子元器件领域的应用研究》,九方智投、华安证券

中国军用电子产业链结构

资料来源:前瞻产业研究院,九方智投、华安证券

军工电子:中航光电、航天电器、航天电子、振华科技、鸿远电子、火炬电子、宏达电子、景嘉微、臻镭科技、雷电微力、新雷能、中瓷电子、振华风光、思科瑞、振芯科技、晶品特装、国光电气、甘化科工、亚光科技、天奥电子、富吉瑞、西测测试、中航电测、大立科技、高德红外、睿创微纳、中光学等。

5.无人机:信息化在武器装备的综合体现。无人机是不携载操作人员、由动力驱动、可重复使用、利用空气动力承载飞行、可携带有效载荷、在远程控制或自主规划的情况下完成指定任务的航空器。

图:无人机系统组成示意图

资料来源:《关键链技术在军用电子元器件领域的应用研究》,九方智投、华安证券

图:无人机系统按照用途分类

资料来源:中无人机招股说明书,九方智投、华安证券

无人机的发展最早可以追溯到1917年,当时英国皇家航空研究院将空气动力学、轻型发动机和无线电三者结合起来,研制出世界上第一架无人驾驶飞机。

此后,全球军用无人机的发展大致经历了以下几个阶段:20世纪20-60年代,无人机主要作为靶机使用,是无人机发展的起步阶段;20世纪60-80年代,无人侦察机及电子类无人机在战场上崭露头角,无人机开始进入实用阶段;从20世纪90年代起,无人机在现代高技术局部战争中得到了全面应用,无人机正处于迅猛崛起和蓬勃发展阶段。

图:全球军用无人机发展历程

资料来源:《关键链技术在军用电子元器件领域的应用研究》,九方智投、华安证券

我国军用无人机起步于1964年,1980年代开始批量使用无人机,最初主要作为防空系统的靶机和干扰诱饵等。到2000年后,我国相关科研院所、高等院校积极合作,开发出了多型的无人机设备,除了2002年在珠海航展上亮相的WZ-2000型无人侦察机引起世界轰动外,近几年也开发出了中国版的“捕食者”——“彩虹-4号”、“彩虹-5号”无人机和“翼龙型”无人机,还有酷似全球鹰的“翔龙型”无,而“利剑”隐身无人攻击机在2019年国庆阅兵时正式亮相,并更名为“攻击11”。

图:全球军用无人机发展历程

资料来源:《关键链技术在军用电子元器件领域的应用研究》,九方智投、华安证券

无人机产业链:无人机产业链上游为无人机设计研发及关键原材料的生产,其中关键原材料有金属材料和复合材料两大类,包括钛合金、铝合金、陶瓷基等特殊材料。中游无人机整机制造包括飞行系统、地面系统、任务载荷系统三个方面,是无人机制造的核心部分。

飞行系统包含动力系统、导航系统、飞控系统、通信系统和机体制造等,是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统。无人机产业链下游是无人机的应用场景,无人机可应用于军用侦察、军用攻击、航空拍摄、灯光表演、农林植保、灾难救援、物流运输、电力巡检等领域。

图:无人机产业链结构图

资料来源:前瞻产业研究院,九方智投、华安证券

中国无人机产业链(列举部分公司):航天彩虹、中无人机、星网宇达、纵横股份、观典防务、广联航空等;

图:中国军用电子产业链结构

资料来源:前瞻产业研究院,九方智投、华安证券

6.仿真训练:现代化战争的超前智能较量。军事仿真技术的工具是计算机和专用物理设备,其基础是计算技术、军事运筹方法、相似原理和控制论,它是一种在军事作战及保障领域,对实际的或者设想的系统利用系统模型进行试验研究的综合技术。根据《军事仿真技术的价值分析及发展展望》一文,在军事装备领域,军事仿真技术已经成为武器装备研制与试验中的先导技术、校验技术和分析技术。

1930年左右美国陆、海军航空队就使用了林克式仪表飞行模拟训练器,当时其经济效益相当于每年节约1.3亿美元,而且少牺牲524名飞行员。在20世纪80年代对于导弹研制,由于采用仿真就有了减少飞行试验数量30%~40%、节约研制经费10%~40%和缩短周期30%~40%的效果,极大地减少了装备研发成本。

仿真训练:华如科技等;

图:华如科技战斗仿真平台

资料来源:前瞻产业研究院,九方智投、华安证券

7.网络安全:制网权将成为战争关键制权。随着信息技术的快速发展和信息化应用的不断深入,信息技术、产品及网络已经融入社会经济生活的方方面面,但同时信息安全问题也越来越突出。

2021年中国网络安全产业链:

网络安全:佳缘科技、左江科技等。

综合信息化:中航电子、航天发展、观想科技、海兰信、中科海迅、中国海防、兴图新科、新光光电、恒宇信通、天微电子、奥普光电、科思科技、泰豪科技、晨曦航空、天和防务等。

参考资料:

20221231-华安证券-国防军工:信息化,武器装备的中枢神经系统

本报告由研究助理协助资料整理,由投资顾问撰写。投资顾问:王德慧(登记编号:A0740621120003)

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