我们开启《特斯拉制造革命系列研究》，多角度探索特斯拉的颠覆式创新和极致降本的奥秘。在本篇报告中，我们探讨特斯拉通过“一体化压铸”和“并行涂总”，改进汽车制造传统的“冲焊涂总”四大工艺，实现降本提效。
　　特斯拉颠覆“冲焊涂总”四大工艺，降本提效。传统汽车制造包括冲压、焊接、涂装、总装四大工艺环节。在特斯拉看来，传统四大工艺存在工序复杂、成本高的缺点。特斯拉通过一体化压铸优化了冲压和焊接环节，又推动“开箱工艺”(unboxed process)实现“并行涂总”，改进涂装和总装环节，降低成本和提高效率。根据丰田提出的汽车制造价值模型，特斯拉工艺改革实现了对铸型、排队等候、组装等环节的优化，大幅提升了生产流程中创造价值时间的占比。
　　一体化压铸开创者和领先者，从后底板向全车底盘拓展。特斯拉于2015年开始布局一体化压铸，目前已实现后底板、前舱的一体化压铸，并向电池托盘和下车体总成突破。2021年，特斯拉采用6000T压铸机生产Model Y后底板，制造时间从1-2小时缩短至2-3分钟。2023年，采用9000T压铸机用于Cybertruck后底板。材料方面，特斯拉自研免热合金，无需热处理解决了材料热胀冷缩易产生瑕疵的痛点。特斯拉通过一体化压铸简化了工艺流程，提升生产效率，多方面降低制造成本。根据我们的简单测算，一辆BOM成本为23万元的汽车，在同等续航里程的条件下，前舱+中底板+后底板均使用一体化压铸工艺可以降低单车成本7630元。
　　并行涂总掀制造革命，契合特斯拉的制造模式。2023年投资者日，特斯拉提出“unboxed process”，计划将涂装、总装环节模块化，由“串行”转向“并行”。这是继1910s福特发明流水线、1950s丰田精益生产改革后，汽车制造领域对生产模式进行的第三次重大变革。根据计划，下一代产线的操作密度将提升44%，空间/时间效率提升30%，经济效益提升50%，工厂占地减少40%。并行涂总并非特斯拉原创，航空企业、布加迪威龙均采用类似理念，但由于其对供应链和产线管理要求高，产品调整灵活性受限，不适用于大规模生产，故此前没有大型整车厂采用。特斯拉通过“关键零件自制+一体化压铸+爆款车型”的策略，解决该模式的核心痛点，使得并行涂总能够服务于大规模制造。此外，特斯拉在Cybertruck推出免涂装超硬钢合金，进一步优化涂装环节。
　　风险提示：技术发展不及预期、原材料价格波动加剧、竞争格局恶化

研究报告全文：证券研究报告行业深度报告2023年09月24日特斯拉制造革命系列研究推荐维持一体化压铸并行涂总颠覆传统四大工艺中游制造汽车我们开启特斯拉制造革命系列研究多角度探索特斯拉的颠覆式创新和极行业规模致降本的奥秘在本篇报告中我们探讨特斯拉通过一体化压铸和并行占比股票家数只涂总改进汽车制造传统的冲焊涂总四大工艺实现降本提效24948总市值十亿元3223839流通市值十亿元2738838特斯拉颠覆冲焊涂总四大工艺降本提效传统汽车制造包括冲压焊接涂装总装四大工艺环节在特斯拉看来传统四大工艺存在工序复杂行业指数成本高的缺点特斯拉通过一体化压铸优化了冲压和焊接环节又推动开1m6m12m箱工艺实现并行涂总改进涂装和总装环节降低unboxedprocess绝对表现2604-05成本和提高效率根据丰田提出的汽车制造价值模型特斯拉工艺改革实现相对表现316929了对铸型排队等候组装等环节的优化大幅提升了生产流程中创造价值汽车沪深30015时间的占比10一体化压铸开创者和领先者从后底板向全车底盘拓展特斯拉于2015年5开始布局一体化压铸目前已实现后底板前舱的一体化压铸并向电池托0-5盘和下车体总成突破2021年特斯拉采用6000T压铸机生产ModelY后-10底板制造时间从1-2小时缩短至2-3分钟2023年采用9000T压铸机用Sep22Jan23May23Aug23于Cybertruck后底板材料方面特斯拉自研免热合金无需热处理解决了资料来源公司数据招商证券材料热胀冷缩易产生瑕疵的痛点特斯拉通过一体化压铸简化了工艺流程相关报告提升生产效率多方面降低制造成本根据我们的简单测算一辆BOM成本为23万元的汽车在同等续航里程的条件下前舱中底板后底板均使用一1人形机器人智能汽车延伸具身智能最佳载体智能化系列报体化压铸工艺可以降低单车成本7630元告2023-09-21并行涂总掀制造革命契合特斯拉的制造模式2023年投资者日特斯拉提2特斯拉Dojo超算大模型自动驾驶一往无前汽车行业点评报出unboxedprocess计划将涂装总装环节模块化由串行转向并告2023-09-18行这是继1910s福特发明流水线1950s丰田精益生产改革后汽车制3淡季不淡新能源车型新车频造领域对生产模式进行的第三次重大变革根据计划下一代产线的操作密发汽车行业周报2023-09-17度将提升44空间时间效率提升30经济效益提升50工厂占地减少40并行涂总并非特斯拉原创航空企业布加迪威龙均采用类似理念汪刘胜S1090511040037但由于其对供应链和产线管理要求高产品调整灵活性受限不适用于大规wanglscmschinacomcn模生产故此前没有大型整车厂采用特斯拉通过关键零件自制一体化压杨岱东S1090523040002铸爆款车型的策略解决该模式的核心痛点使得并行涂总能够服务于大yangdaidong1cmschinacomcn规模制造此外特斯拉在Cybertruck推出免涂装超硬钢合金进一步优化涂装环节风险提示技术发展不及预期原材料价格波动加剧竞争格局恶化敬请阅读末页的重要说明行业深度报告正文目录一颠覆传统四大工艺推进降本制造革命4二一体化压铸代替传统冲压焊接工艺6先发优势率先完成后底板压铸向下车体总成进发6设备迭代特斯拉领跑布局超大吨位压铸机7材料革命免热铝合金兼备轻量化与性能改良9一体化压铸VS传统工艺简化工艺流程优化制造成本10三并行涂总制造革命加速13契合特斯拉的Unboxedprocess组装13Cybertruck免涂装合金进一步优化涂装环节16风险提示18图表目录图1一体化压铸是未来工艺变革趋势4图2一体化压铸代替传统冲压焊接4图3特斯拉由串行到并行改进涂装总装5图4特斯拉合金钢免涂装外骨骼进一步降本5图5丰田总结的汽车制造价值系统中浪费的环节5图6特斯拉一体化压铸进程6图7特斯拉一体化压铸从后底板向前舱拓展7图8底盘系统在新能源汽车重量占比较高7图9后底板受到撞击的风险较低7图10压铸机结构示意图8图11力劲6000T压铸机8图12传统冲压工艺流程图9图13传统冲压工艺需要热处理9图14一体化压铸带来生产节拍升级11图15EV后底板一体化压铸成本试算结果12图16EV后底板一体化压铸费用12图17特斯拉关于巨型压铸机的构想12敬请阅读末页的重要说明2行业深度报告图18串行生产线流程13图19并行生产线流程13图20特斯拉模块化装配13图21并行总装方式13图22特斯拉预计提升44操作效率和30时空效率14图23特斯拉预计减少40制造面积和50的成本14图24特斯拉并行生产流程提高生产效率14图25波音787的子模块设计15图26布加迪威龙并行组装15图27契合特斯拉生产模式的Unboxedprocess组装16图28特斯拉外骨骼采用免涂装合金钢16图29Cybertruck超硬冷轧车体通过加热改变车身颜色16图30应用场景特斯拉Cybertruck拖挂房车17图31应用场景特斯拉Cybertruck露营车17表1传统汽车制造四大工艺4表2丰田指出的汽车制造中的八大浪费5表3各吨位压铸机适用范围和市场情况梳理8表4特斯拉超大型压铸机现况和规划梳理8表5一体化压铸对铝合金性能的要求9表6ModelY对比同级别车型重量下降10表7铝合金和其他轻量化材料对比10表8免热处理合金性能较好10表9一体化压铸从多方面减少产线成本11表10EV后底板一体化压铸成本试算假设12敬请阅读末页的重要说明3行业深度报告一颠覆传统四大工艺推进降本制造革命传统汽车制造四大工艺流程存在工序复杂成本高的缺点传统汽车制造包括冲压焊接涂装总装四大工艺其中冲压环节负责制造车身板件自动化程度较高生产零件数量多最终零件质量高度依赖于模具工艺焊接环节将车身板件进行接合制造成本较高涂装环节进行喷漆处理对新风烘房除尘环保都有极高要求属于高能耗环节总装环节负责拼接整车人力密集零部件多工序流程复杂目前传统四大工艺整体涉及的零部件较多同时工艺流程也比较复杂人工和制造成本都较高存在零件数量精简工序流程优化成本持续改善的空间表1传统汽车制造四大工艺工艺冲压焊接涂装总装冲压好的车身板件局部加对焊接完成后的车身总将车身发动机车门等利用压机对钢板施加压特征热或同时加热加压而接合成进行防腐和喷漆处理构成整辆车的各零件装力使其模具中成型在一起形成车身总成起到保护和装饰作用配起来生产出整车生产零件数量多模具复低自动化人工成本高高自能耗高污染大对工厂人力密集零部件多配缺点杂开模频率高动化机械手臂成本高排污能力要求高合复杂工序类型多资料来源汽车之家招商证券特斯拉通过一体化压铸并行涂总改善传统四大工艺环节持续推动降本增效其中核心制造改革包括1一体化压铸代替传统冲压焊接ModelY将采用一体化压铸后底板总成使用钢铝混合车身预计可减少下车体总成重量30降低40制造成本2并行涂总优化涂装总装环节特斯拉下一代产线的操作密度将提升44空间时间效率提升30经济效益提升50工厂占地减少403免涂装材料优化涂装环节特斯拉新材料超硬冷加工钢合金制造的外骨骼设计具有更强耐腐蚀性使车辆的外板可以不应用防腐涂层如油漆直接在不同温度下加热获得化学着色从而通过外骨骼取消涂装进一步降本图1一体化压铸是未来工艺变革趋势图2一体化压铸代替传统冲压焊接资料来源新能源汽车车身一体化压铸技术发展分析赵辉招商证券敬请阅读末页的重要说明4行业深度报告图3特斯拉由串行到并行改进涂装总装图4特斯拉合金钢免涂装外骨骼进一步降本资料来源2023特斯拉投资者日招商证券资料来源2023特斯拉投资者日招商证券特斯拉工艺改造提升制造流程中创造价值时间占比根据丰田提出的汽车制造中未能创造价值的八大浪费来看特斯拉依靠一体化压铸减少零件数量降低了不必要的运输移动和搬运以及过度处理的浪费依靠并行涂总减少了现场等候时间的浪费从价值创造环节来看特斯拉通过对传统四大工艺的改革实现了对铸型运输排队等候机械加工和组装环节时间的优化尤其是并行涂总大量减少了排队等候这一不能创造价值占比最多的环节所消耗的时间整体大幅提升了创造价值时间的占比图5丰田总结的汽车制造价值系统中浪费的环节资料来源丰田模式精益制造的14项管理原则招商证券表2丰田指出的汽车制造中的八大浪费类型描述浪费成本类型生产出尚未有订单的项目造成人员过多和过多存货导致的存储与运输人力成本存储成生产过剩等成本的浪费本运输成本员工是在一旁监看自动化机器或必须站在一旁等候下一个处理步骤现场等候的时工具供应零部件或者是因为存货用完整批处理延迟机器设备人力成本间停工产能瓶颈等因素造成员工暂时没有工作可做长距离搬运在制品缺乏效率的运输进出仓库或在流程之间搬运物料不必要的运输运输成本零件或成品采取不必要的步骤处理零部件因为工具与产品设计不良导致不必要过度处理或不人力成本材料成的动作及生产瑕疵而造成缺乏效率的处理提供超出必要的较高质量产正确的处理本品时也会导致浪费敬请阅读末页的重要说明5行业深度报告过多原料在制品或最终成品导致较长的前置期陈旧过时品损毁品运输与存储成本及延迟此外过多存货还会造成其他的隐性问题存储成本材料成存货过剩如生产不均衡供应者延迟递送次品率上升机器设备停工拉长整本备期等不必要的移动员工在执行工作的过程中任何浪费不必要的动作如寻找前往取人力成本时间成搬运得或是堆放零部件工具等此外走动也是浪费本生产出次品或必须修改的东西修理或重做报废更换生产检验等材料成本人力成瑕疵意味着成本时间与精力的浪费本未被使用的员由于未使用员工参与投入或未能倾听员工意见而造成未能有效利用员工人力成本工创造力的时间构想技能使员工失去改善与学习的机会资料来源丰田模式精益制造的14项管理原则招商证券二一体化压铸代替传统冲压焊接工艺先发优势率先完成后底板压铸向下车体总成进发一体化压铸先发布局技术实现路径领先特斯拉早在2015年就开始研发免热合金材料进而布局一体化压铸主要实现路径为招聘人才研发专利单车型单部位试用扩散到各车型多部位并且在材料和设备方面都实现重大突破2020年9月电池日上特斯拉首次宣布将一体化压铸技术用于ModelY后底板量产2021年5月特斯拉前舱一体化试制成功同年10月特斯拉在柏林工厂开放日上展示了一体式压铸底盘2023年特斯拉向IDRA定制的9000T压铸机将应用于全新电动皮卡Cybertruck特斯拉后续将持续推进前底板一体化压铸向下车体总成压铸进发图6特斯拉一体化压铸进程资料来源特斯拉官网招商证券敬请阅读末页的重要说明6行业深度报告图7特斯拉一体化压铸从后底板向前舱拓展资料来源特斯拉官方招商证券后底板率先一体化未来将向下车体延伸特斯拉率先在ModelY的后底板上实现一体化压铸主要原因在于后底板位于车身后部主要起到支持的功能受碰撞的可能较低同时底盘系统在整车重量中占比较大约为24减重空间十分充足后底板一体化压铸实现了特斯拉一体化压铸的第一步目前特斯拉已经在柏林和得州工厂压铸ModelY前底板未来特斯拉计划将整个下车身用2-3个大型部件前底板中底板后底板制成可带来车身整体重量下降10对应续航里程提升14节省370个零件图8底盘系统在新能源汽车重量占比较高图9后底板受到撞击的风险较低白车身闭合件底盘内饰动力传动附件电气其他7622557121224资料来源整车及系统质量目标评估方法招商证券资料来源金属板材成型招商证券设备迭代特斯拉领跑布局超大吨位压铸机6000吨以上超大吨位压铸机成为一体化压铸主力汽车后底板的重量在60-70公斤尺寸约为1700mm1500mm800mm重量和尺寸都已经超过了常规压铸机所能提供的锁模力超大型压铸机的需求应运而生超大型压铸机与电磁熔化炉碎化加工机取件和清理机器人检测设备等周边配套设备组成一套压铸岛敬请阅读末页的重要说明7行业深度报告是一体化压铸的核心设备特斯拉与力劲科技控股子公司IDRA合作令其为特斯拉开发了6000吨级别的压铸机目前已经成为一体压铸后底板的主力吨位表3各吨位压铸机适用范围和市场情况梳理压铸机吨位适用范围市场现状需求量大压铸厂商的基本盘未来1250-4000吨三电系统壳体减震塔汽车底盘件替代2-3年趋势明朗4500吨副车架大电机储能发展势头快毛利率较高后底板压6000吨一体化压铸后底板电池包建筑模板铸的主力吨位已经形成量产能力未来一体压铸的9000吨前后底板需求都能满足主力吨位可面向轿车SUVMPV等车型实现一体化前舱后底12-15万吨少量主机厂采用板电池托盘等大型结构件的智能高效生产2万吨车身下车体三块底板一体化最低理论吨位乐观估计两年内量产资料来源产业调研力劲科技广东鸿图招商证券图10压铸机结构示意图图11力劲6000T压铸机资料来源金属板材成型网招商证券资料来源压铸天地招商证券特斯拉超大吨位压铸机领跑行业其他车企跟随入局特斯拉为了实现ModelY下底盘的一体化压铸早在2020年就向力劲集团旗下的IDRA定制了全球最大的压铸机锁模力超过6000T而此前最大的压铸机锁模力也仅有4400T目前特斯拉在四大超级工厂均有布局超大型压铸机吨位主要为6000T级别未来特斯拉有意大幅扩充一体压铸产能已有多台压铸机已下单且在得州奥斯汀超级工厂购入9000T级别的压铸机用于全新皮卡Cybertruck的生产蔚小理等新势力大众及沃尔沃等传统合资品牌以及长城等传统自主势力均紧随特斯拉之后纷纷开始采购压铸机入局一体化压铸表4特斯拉超大型压铸机现况和规划梳理工厂名称超大型压铸机吨位超大型压铸机压铸机供应商对应一体化压铸产能压铸部位吨数量台万件年加州弗里蒙特工厂60002IDRA20ModelY后底板6另有多台已力劲科技布勒ModelY后底板前舱计划上海超级工厂600060下单集团中得州奥斯汀超级工厂6000吨3台90006规划20台IDRA60ModelY后底板前舱试产敬请阅读末页的重要说明8行业深度报告吨3台Cybertruck后底板柏林超级工厂60002规划10台IDRA20ModelY后底板前舱试产墨西哥工厂规划中规划中规划中规划中资料来源压铸天地招商证券整理注释截止至2022年底不完全统计材料革命免热铝合金兼备轻量化与性能改良热处理限制压铸应用场景一体化压铸对合金材料性能有更高要求传统的压铸涉及热处理需要经过高温熔化和冷却在这个过程中金属会发生热胀冷缩这可能导致压铸零部件的尺寸存在误差因此压铸工艺的应用场景相对有限大部分汽车制造商只能使用压铸工艺来生产发动机缸体变速箱壳体等一些相对较小但要求强度较高的非结构件而一体化压铸是用于大型结构件的制造需要尽量避免热处理过程中形成的内部收缩孔洞和薄壁压铸件变形等缺陷为此特斯拉在一体化压铸后底板采用了研发特制的免热合金无需进行热处理就可以满足机械性能的要求图12传统冲压工艺流程图图13传统冲压工艺需要热处理资料来源金属板材成型网招商证券表5一体化压铸对铝合金性能的要求特性描述致密性具有较高的致密性即无或尽量少的气孔和缩孔缺陷微观组织微观组织细小且均匀无明显的晶粒聚集或偏析现象力学性能足够的抗拉强度屈服强度和伸长率并具有较高的疲劳寿命和韧性冶金质量合金成分均匀无非金属夹杂物且合金中的包浆和共晶相得到良好控制尺寸精度具有良好的尺寸精度能够满足产品设计要求减少加工工序能够在压铸过程中保持稳定的熔体流动性和凝固收缩性以便实现复杂形状的一体化加工同时便于实凝固特性现快速同时凝固减少内部收缩孔洞等缺陷的数量耐腐蚀性能够抵抗常见的腐蚀介质如湿气酸碱等资料来源压铸铝合金研究现状与未来发展趋势招商证券铝合金性能优秀轻量化效果显著一体化压铸原材料为铝合金其容易获取成本适中性能优良密度小耐腐蚀熔点较低比强度高导热性能优良成型和连接效率较高回收率较高综合各方面来看是目前最为理想的轻量化敬请阅读末页的重要说明9行业深度报告材料特斯拉ModelY相对于其他同级别车型整备质量有明显的下降其中就有使用铝制一体化压铸后底板带来的贡献表6ModelY对比同级别车型重量下降ModelYModel3比亚迪海豹小鹏P7比亚迪唐新能源整备质量KG1929-20101761-18361885-21501890-21402153-2560尺寸mm475019211624469418501443480018751460488818961450487019501725资料来源汽车之家招商证券表7铝合金和其他轻量化材料对比材料成本元KG密度gcm3成型连接工艺效率成本工艺效率成本高强度钢1878冲压较高中焊接机械连接中中冲压挤压铸焊接铆接FDS搅拌铝合金3527高中高高造摩擦焊胶接等镁合金60-8018冲压铸造高高胶接机械连接高高热压罐RTM碳纤维120-15015低高胶接机械连接低高模压资料来源一体压铸技术特斯拉的制造革命贾治域金属板材成型网铝精深加工招商证券特斯拉自研免热合金优化合金性能降低热处理费用传统压铸结构件在尺寸成倍变大后热处理费用提高精度下降通过矫正工艺可以一定程度上改善尺寸精度但不可避免会造成良品率降低此外热处理需要消耗大量能源产生碳排放因此需要找到替代传统铝合金的材料进行一体化压铸以达到生产和环保要求特斯拉于2019年自研发布免热合金配方专利DieCastAluminumAlloysforStructuralComponents该材料无需进行热处理只通过室温放置即可相对于传统合金带来整体力学性能的提升同时无需进行矫正减少了工艺流程降低了零件损耗表8免热处理合金性能较好免热处理压铸合金需热处理压铸合金传统合金强度高高低力学性能韧性高高低延伸性高高低能否用于压铸能能不能适用的压铸件大型及中小型工件中小型工件是否需要矫正不需要需要是否需要热处理无需热处理固溶处理人工时效资料来源中国压铸压铸实践招商证券一体化压铸VS传统工艺简化工艺流程优化制造成本工艺流程优化多方面降低成本1开发周期缩短采用一体压铸技术后传统工艺流程被颠覆新车开发周期可缩短至18-24个月2制造时间缩短传统的生产瓶颈焊接环节被取消涂胶环节大幅减少制造时间从1-2小时大幅缩减至3-5分钟3产线成本降低因工艺流程简化机床数量工业机器人车间工人数量都有明显下降原先主机厂内的冲压焊接主机厂外的供应商零敬请阅读末页的重要说明10行业深度报告部件生产场地全部被一台大小只有羽毛球场地面积100平米左右的压铸岛替代4料损减少由于采用单一铝制材料压铸的废料可以进行二次回炉可以实现几乎没有料损表9一体化压铸从多方面减少产线成本传统汽车制造一体化压铸制造机床数量多台压机共同完成整条产线约需要5台压机只需1台大型压铸机即可模具机械臂夹具组装零部件等不同生产线需单台压铸机占地面积100平方米左右生产线工厂面积要较大占地面积数量降低工厂占地面积减少35工业机器人数一条产线需要7个机器人左右机器人数量减少只需一人控制即可车间工人数平均每个车间200-300人单条产线约15人左右每个车间20-30人单条产线只需5人能源消耗焊接要消耗大量电能无需焊接能源成本大幅下降模具成本焊接需要模具和夹具单个后底板就需要六组模具只需要一组模具即可耗材成本铜制的电机帽每200个焊点就要进行替换无需焊接无耗材成本原材料回收利用料种类复杂回收后只能作为炼钢炼铝的原材只有铝一种材料废料可以回收后二次投入熔用率料回收利用率低于70炉材料回收利用率95以上资料来源力劲科技2023一体化压铸峰会招商证券图14一体化压铸带来生产节拍升级资料来源广东鸿图2023一体化压铸峰会招商证券一体化压铸VS传统工艺前舱中底板后底板制造高效降本传统四大工艺过程较为复杂焊装车间在接收到冲压车间的覆盖件和供应商的结构件分总成后将之组装连接包括焊接铆接涂胶在一起形成汽车的白车身总成BIW之后涂装车间负责对煤接完成后的BIW进行防腐和喷漆处理最后总装车间负责将电气内外饰动力总成等零部件组装到涂装后的BIW之上而使用一体化压铸技术能够将前后底板的制造工序从9项减少到2项据我们简单测算使用一体化压铸制造重量为68kg的电动车后底板的成本为2007元进一步假设使用前舱中底板后底板一体化压铸替代钢制底板能够实现10的减重其中钢制底板质量为250kg单位成本为12元一体化压铸的三段底板总质量为225kg单位成本与制造后底板相同则钢制底板成本为3000元一体化压铸底板成本为6640元此外10的减重约能提升续航14以ModelY电池成本占比35为例计算假设单车BOM成本约为23万人民币那么续航里程上节约的成本为230000351411270元基于此计算同等续航里程的条件下一体化压铸可以降低单车成本7630元敬请阅读末页的重要说明11行业深度报告表10EV后底板一体化压铸成本试算假设产能规划年产量120000件节拍120秒件压铸岛50000000RMB套折旧周期10年每模设备折旧分摊42RMB件模具12000000RMB副模具寿命80000件每模模具分摊150RMB件金属材料费产品68kg价格22RMBkg资料来源中保研汽车研究院汽车之家招商证券整理图15EV后底板一体化压铸成本试算结果图16EV后底板一体化压铸费用1800元16001400120010008006004002000设备分摊模具分摊材料费人工费辅料管理费资料来源中保研汽车研究院汽车之家招商证券注以上成本计算不包含运输存储费用图17特斯拉关于巨型压铸机的构想资料来源特斯拉招商证券敬请阅读末页的重要说明12行业深度报告三并行涂总制造革命加速契合特斯拉的Unboxedprocess组装模块化设计并行涂总颠覆传统流水线制造模式2023年3月特斯拉在投资者日宣布由串行向并行转型升级涂装总装工序推出Unboxedprocess工艺进一步简化汽车组装过程这是继1910s福特首次提出流水线生产模式以及1950s丰田提出精益生产系统进行汽车生产管理方法改革之后大型汽车制造企业对生产线进行的第三次颠覆性制造变革Unboxedprocess的主要特点包括1整车将分成几个子模块分别独立组装喷涂2对完成后各个模块进行拼接组装3前排座椅和地板组装好后由下而上装入4全流程车门仅组装一次总体而言特斯拉将零部件同步生产和喷涂然后从上而下统一组装与以往的汽车制造流程中仅对发动机使用模块化设计相比子组件的范围以及尺寸都有所扩大有更多预组装工作在生产线之外完成同时生产线组装模式也由原有的串行流水线变革为并行总装图18串行生产线流程图19并行生产线流程资料来源2023年特斯拉投资者日招商证券图20特斯拉模块化装配图21并行总装方式资料来源2023年特斯拉投资者日招商证券UnboxedProcess提升产线装配效率提高可拓展性特斯拉并行组装改革的核心优势在于1简化生产工艺子组件可以单独构建和测试降低了整个制造过程的复杂性传统制造过程中需要在白车身基础上进行涂装总装过程如果装配某一环节出敬请阅读末页的重要说明13行业深度报告现问题直接阻塞整条生产线而在并行模式下子组件中出现错误则可以在不中断生产线的其余部分的情况下修复该错误不会因为一道工序的延误就影响下一道工序2减少空间成本采用开箱工艺之后大部分的汽车生产线可以缩小到半个车身大小甚至是车门大小只在最后组装成整车就行大大节约了占地空间同时也能够提高了车间装配效率缩短装配线3提高可扩展性随着需求的变化可以添加额外的模块来改进现有功能以适应新的需求便于对系统功能进行扩展根据特斯拉的预测通过Unboxedprocess工艺能够提升44的操作员密度同时对汽车前后各部分进行并行组装提升空间时间效率30未来特斯拉只需一次组装就能完成传统繁琐组装过程预计将减少工厂空间40降低成本50图22特斯拉预计提升44操作效率和30时空效率图23特斯拉预计减少40制造面积和50的成本资料来源2023年特斯拉投资者日招商证券图24特斯拉并行生产流程提高生产效率资料来源2023年特斯拉投资者日招商证券UnboxedProcess对技术和管理都有更高的要求并行组装的模式并非特斯拉所独创这种模块化的生产模式之前就用于飞机制造汽车制造中布加迪威龙亦采用相似的制造理念但他们的共同点都是生产规模较小布加迪一个工厂一年交付70辆车没有车厂使用这种方法进行规模量产主要的原因在于1对供应链管理的高要求这些汽车模块的生产需要协调一致最终的成品模块要在相近时间运送到最终的组装生产线上但这是一项非常具有挑战性的任务因为每辆车都由成千上万零部件组成而这些零部件又是由数十家甚至上百家供应商提供的要想确保协调一致需要进行出色的供应链管理2对产线装配的高要求这是因为各个子模块在完成后才会被组装成整车如果在装配过程中存在较大的误差最终在组装时各个模块无法正确对接这将导敬请阅读末页的重要说明14行业深度报告致需要进行繁琐的返工并且造成巨大的损失3对产品调整的限制为了保证各个子模块能够完美拼接则必须保持子模块的高度标准化也就是说很难从一种车型转产另一种车型这对车企产品调整的灵活性有很大限制图25波音787的子模块设计资料来源GadsNewsletter招商证券图26布加迪威龙并行组装资料来源懂车帝招商证券关键零件内部化一体化压铸爆款车型特斯拉解决了UnboxedProcess的核心痛点由于并行组装模式存在一定的限制大部分车企都难以将其用于实际生产但对于特斯拉而言并行组装却是相对契合的生产模式主要原因在于1关键零件自制强化供应链管理关键零部件内部化是特斯拉核心战略包括芯片电动马达和充电设备等特斯拉也积极内部化电池制造其自制的4680电池亦将投入量产这保证了特斯拉对其供应链的强大管理能力以确保在UnboxedProcess中主要零部件能及时到位2一体化压铸降低产线装配难度一体化压铸大幅减少下车身零件数量这样敬请阅读末页的重要说明15行业深度报告组装流程简化组装误差也会大大减少在根本上解决UnboxedProcess的一致性问题3爆款单品战略减少产品调整频率特斯拉采取大单品战略车型数量较少单个车型的销售规模足够大降低了产线灵活性下降的影响图27契合特斯拉生产模式的Unboxedprocess组装资料来源招商证券Cybertruck免涂装合金进一步优化涂装环节Cybertruck专利材料免涂装车身降低成本特斯拉在一份名为超硬冷加工钢合金的专利申请中公布了用于制造Cybertruck卡车的新材料Cybertruck采用合金钢外饰板的外骨骼设计具有更高的强度和耐用性此外超硬冷加工钢合金制造的金属板具有良好的耐腐蚀性使车辆外板可以不应用防腐涂层并能够通过在不同温度下加热而获得化学着色专利文件还指出这种合金具备以下优秀的性能高强度高延展性高硬度低密度低成本该合金材料将率先应用于特斯拉Cybertruck拖挂房车和特斯拉Cybertruck露营车中图28特斯拉外骨骼采用免涂装合金钢图29Cybertruck超硬冷轧车体通过加热改变车身颜色资料来源2020年特斯拉电池日招商证券资料来源特斯拉汽车之家招商证券敬请阅读末页的重要说明16行业深度报告图30应用场景特斯拉Cybertruck拖挂房车图31应用场景特斯拉Cybertruck露营车资料来源特斯拉官网招商证券资料来源特斯拉官网招商证券敬请阅读末页的重要说明17行业深度报告风险提示技术发展不及预期风险公司目前所规划的新技术部分还未进行大规模量产可能存在不能如期进行大规模应用的风险同时在最终大规模投入市场应用时可能出现实际应用效果不及预期降本效果未达目标等风险原材料价格波动加剧的风险公司一体化压铸业务对铝合金有较大需求若原材料市场遭受到冲击使其价格持续上升将对公司一体化压铸推广产生不利影响从而影响公司降本进程竞争格局恶化风险当前汽车市场景气度回升但需求端居民消费仍偏弱供给端价格战难以完全停歇若汽车行业竞争进一步加剧将对公司终端销售造成不利影响敬请阅读末页的重要说明18行业深度报告分析师承诺负责本研究报告的每一位证券分析师在此申明本报告清晰准确地反映了分析师本人的研究观点本人薪酬的任何部分过去不曾与现在不与未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关评级说明报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系基于报告发布日后6-12个月内公司股价或行业指数相对同期当地市场基准指数的市场表现预期其中A股市场以沪深300指数为基准香港市场以恒生指数为基准美国市场以标普500指数为基准具体标准如下股票评级强烈推荐预期公司股价涨幅超越基准指数20以上增持预期公司股价涨幅超越基准指数5-20之间中性预期公司股价变动幅度相对基准指数介于5之间减持预期公司股价表现弱于基准指数5以上行业评级推荐行业基本面向好预期行业指数超越基准指数中性行业基本面稳定预期行业指数跟随基准指数回避行业基本面转弱预期行业指数弱于基准指数重要声明本报告由招商证券股份有限公司以下简称本公司编制本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格本报告基于合法取得的信息但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证本报告所包含的分析基于各种假设不同假设可能导致分析结果出现重大不同报告中的内容和意见仅供参考并不构成对所述证券买卖的出价在任何情况下本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议除法律或规则规定必须承担的责任外本公司及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突本报告版权归本公司所有本公司保留所有权利未经本公司事先书面许可任何机构和个人均不得以任何形式翻版复制引用或转载否则本公司将保留随时追究其法律责任的权利敬请阅读末页的重要说明19