汽車行業(yè)市場前景及投資研究報告：汽車生產(chǎn)模式變革舊式生產(chǎn)力新質(zhì)生產(chǎn)力

汽車行業(yè)研究報告汽車生產(chǎn)模式的第三次變革，從舊式生產(chǎn)力到新質(zhì)生產(chǎn)力2024年04月24日目錄

第一次變革：福特流水線大規(guī)模生產(chǎn)模式取代手工制造

第二次變革：豐田精益制造對流水線模式的持續(xù)改善

第三次變革呼之欲出

投資建議

風(fēng)險提示p2東興證券股份有限公司證券研究報告流水線生產(chǎn)模式：標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)模在福特1914年汽車裝配流水線運(yùn)作之前，汽車主要以手工制造。據(jù)《改變世界的機(jī)器》，“手工制造方式的產(chǎn)量十分低，每年生產(chǎn)大概1000輛或者以下的汽車?！?908年福特T型車問世，并在1914年建成的流水線上生產(chǎn)。福特生產(chǎn)效率得到了大幅提升，從1906年的100輛，到1921年每分鐘生產(chǎn)一輛汽車，直到1925年平均每10秒生產(chǎn)一輛汽車的速度。我們認(rèn)為福特流水線的實施至少得益于以下兩個方向的創(chuàng)新：

工藝、設(shè)備等創(chuàng)新使得零部件標(biāo)準(zhǔn)化成為可能

生產(chǎn)流程切割圖1：手工生產(chǎn)與大批量生產(chǎn)組裝工廠對比（1913與1914）

單位：分鐘資料：《改變世界的機(jī)器-精益生產(chǎn)之道》（詹姆斯.沃麥克、丹尼爾.瓊斯、丹尼爾.魯斯），東興證券研究所p3東興證券股份有限公司證券研究報告流水線生產(chǎn)模式：標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)模借助于流水線生產(chǎn)模式，福特銷量取得了快速增長,1923年T型車銷量達(dá)到頂峰，單一車型年銷量超過200萬輛。同時T型車價格也不斷下降，1910年T型車的售價為780美元，1911年降至690美元。流水線模式下，1914年T型車價格降至360美元。圖2：福特T型車的銷量

單位：輛ModelT增速25000002000000150000010000005000000200.0%150.0%100.0%50.0%0.0%-50.0%-100.0%1909191019111912191319141915191619171918191919201921192219231924192519261927數(shù)據(jù)：ModelTFordClubofAmerican；東興證券研究所p4東興證券股份有限公司證券研究報告流水線大規(guī)模生產(chǎn)的局限性：單一性、浪費(fèi)

產(chǎn)品的單一化與用戶需求多樣化的矛盾：福特流水線工廠建成后，長期只生產(chǎn)一款T型車，尤其20世紀(jì)70年代爆發(fā)的石油危機(jī)，石油價格大幅增長，美國用戶對節(jié)能汽車的需求大幅增加，但流水線模式很難快速提供多樣化產(chǎn)品

各生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在“浪費(fèi)”：首先，工廠為了保障流水線順利進(jìn)行而允許不良零件流通到下一個工序，采用在最后環(huán)節(jié)返工的模式，大量返工進(jìn)一步導(dǎo)致了工時的浪費(fèi)。其次，流水線生產(chǎn)方式設(shè)備缺少靈活性，各個生產(chǎn)單元間都設(shè)有緩沖庫存，過剩的庫存成了生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升的阻力。圖3：福特T型車

1909-1914年圖4：20世紀(jì)70年代石油危機(jī)下布倫特原油價格

美元/桶40353025201510501976

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1988資料：搜狐《世界第一條流水裝配線誕生記》，東興證券研究所數(shù)據(jù)：iFinD，東興證券研究所p5東興證券股份有限公司證券研究報告目錄

第一次變革：福特流水線大規(guī)模生產(chǎn)模式取代手工制造

第二次變革：豐田精益制造對流水線模式的持續(xù)改善

第三次變革呼之欲出

投資建議

風(fēng)險提示p6東興證券股份有限公司證券研究報告精益制造是對流水線模式的改善精益制造是以豐田為代表的日本車企主導(dǎo)的生產(chǎn)模式變革，豐田汽車成立于1937年，當(dāng)時福特大規(guī)模流水線生產(chǎn)模式并不適合日本，主要體現(xiàn)在：

日本汽車市場規(guī)模小，且需求更多樣：1961年，日本國內(nèi)汽車銷量接近50萬輛，而1923年的福特T型車年銷量已經(jīng)超過了200萬輛

日本也同樣缺少大批量勞工：尤其是二戰(zhàn)后，日本經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，日本缺乏大規(guī)模流水線生產(chǎn)模式需要的大量勞工人員圖5：日本國內(nèi)汽車銷量

1950-1961年

單位：輛圖6：日本20世紀(jì)60年代的經(jīng)濟(jì)高速增長日本:實際GDP增長率（%）6000005000004000003000002000001000001412108642001961196219631964196519661967196819691950

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1961數(shù)據(jù)市占率：豐田汽車官網(wǎng)，東興證券研究所

注：由豐田國內(nèi)汽車除以其數(shù)據(jù)：iFinD，東興證券研究所p7東興證券股份有限公司證券研究報告精益制造是對流水線模式的改善精益制造在幾個重要方向上實現(xiàn)對大規(guī)模流水線生產(chǎn)方式的改善：

小批量，多樣化生產(chǎn)：豐田開創(chuàng)的精益生產(chǎn)模式可以實現(xiàn)多批次、小批量生產(chǎn)，從而滿足用戶的多樣化需求，其中快速更換模具是重要的技術(shù)創(chuàng)新，20世紀(jì)50年代后期，豐田已經(jīng)實現(xiàn)將換模時間從一天縮短至3分鐘

準(zhǔn)時化生產(chǎn)（Just

in

Time）：豐田努力打消各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的庫存，杜絕過量生產(chǎn)造成的浪費(fèi)。該模式要求上游工序生產(chǎn)的零件只夠供應(yīng)下一步驟立即的需求。當(dāng)下游工序容器內(nèi)的零部件用完時，容器就會被送回到上一道工序，以避免上游工序的過量生產(chǎn)。

以價值流打通從客戶、工廠、供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)：客戶訂單是這個價值鏈的起點(diǎn)，拉動整個價值鏈條的啟動，所有環(huán)節(jié)都杜絕生產(chǎn)超出訂單需求的量。不同于流水線模式的生產(chǎn)單元相互割裂，各環(huán)節(jié)融合一起共同為提質(zhì)增效努力。p8東興證券股份有限公司證券研究報告精益制造的貫徹執(zhí)行需要打破企業(yè)邊界豐田汽車于1949年陸續(xù)剝離汽車零部件業(yè)務(wù)，成立電裝、豐田合成、、豐田紡織等。但與歐美車企不同，豐田汽車并非把他們等同于第三方供應(yīng)商，而是采用緊密的交叉持股實現(xiàn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利益綁定。豐田汽車與供應(yīng)商企業(yè)共同致力于汽車生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的降本增效，同時各供應(yīng)商之間還可以開展技術(shù)、制造工藝的交流。圖7：豐田汽車與供應(yīng)鏈公司的交叉持股數(shù)據(jù)：marketscreener；東興證券研究所p9東興證券股份有限公司證券研究報告豐田取得的成就

豐田的精益制造工廠在總裝環(huán)節(jié)的效率明顯領(lǐng)先于同時期的通用汽車，而且產(chǎn)品不良率也大幅低于通用。

豐田在日本國內(nèi)市場份額，從1960年的37%穩(wěn)步提升到70年代的40%以上，2010年達(dá)到了48%。豐田在海外市場更是彰顯了強(qiáng)勢的競爭力，海外銷量從1975年的90萬輛到2007年684萬輛。

由于缺少更早期的數(shù)據(jù)，僅上世紀(jì)90年代看，豐田汽車表現(xiàn)出更高的資產(chǎn)周轉(zhuǎn)效率，尤其是90年度前五年，豐田的總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率明顯快于福特。圖8：豐田汽車日本及海外銷量單位：輛圖9：豐田汽車與福特汽車總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率對比（%）圖10：豐田汽車與福特汽車銷量對比單位：輛豐田汽車福特汽車日本日本以外市場豐田資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率福特資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率90000008000000700000060000005000000400000030000002000000100000001.401.201.000.800.600.400.200.008000000700000060000005000000400000030000002000000100000001989

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2011數(shù)據(jù)：豐田汽車官網(wǎng)，東興證券研究所數(shù)據(jù)：彭博，豐田汽車官網(wǎng)，東興證券研究所彭博，豐田汽車官網(wǎng)，東興證券研究所p10東興證券股份有限公司證券研究報告精益制造是持續(xù)不斷的改善過程汽車價值鏈條中存在的浪費(fèi)需要車企持續(xù)不斷的進(jìn)行改善，這種持續(xù)性體現(xiàn)在以下兩個方面：

部分浪費(fèi)現(xiàn)象受制于當(dāng)前工藝等技術(shù)限制，現(xiàn)階段無法完全避免。隨著技術(shù)等不斷進(jìn)步，這類浪費(fèi)有望根除。從技術(shù)層面上，精益制造也是一個持續(xù)不斷的過程。

精益制造模式需要打破企業(yè)邊界，以客戶訂單為起點(diǎn)，工廠制造、設(shè)計、供應(yīng)商共同參與的過程。因此，豐田精益制造最早發(fā)生在制造環(huán)節(jié)，不斷深入到銷售系統(tǒng)（渠道、訂單系統(tǒng)等）。并擴(kuò)展到一級供應(yīng)商，不斷滲透至二級供應(yīng)商和三級供應(yīng)商。p11東興證券股份有限公司證券研究報告目錄

第一次變革：福特流水線大規(guī)模生產(chǎn)模式取代手工制造

第二次變革：豐田精益制造對流水線模式的持續(xù)改善

第三次變革呼之欲出

投資建議

風(fēng)險提示p12東興證券股份有限公司證券研究報告第三次變革呼之欲出沖-焊-涂-總的生產(chǎn)流程：

沖壓：典型的沖壓產(chǎn)品有四門、兩蓋、翼子板左右、側(cè)圍左右、頂蓋等。

焊接：通過各種焊接工藝將沖壓車間形成的沖壓件形成一個完整的白車身。

涂裝：將焊接產(chǎn)線生產(chǎn)的白車身整體進(jìn)行電泳、噴漆。

總裝：將已經(jīng)噴漆后的白車身進(jìn)行內(nèi)飾件、動力總成、底盤系統(tǒng)等進(jìn)行安裝，最終形成完整車輛。圖11：沖-焊-涂-總四大工藝資料：人民網(wǎng)、鳳凰網(wǎng)、太平洋汽車網(wǎng)；東興證券研究所p13東興證券股份有限公司證券研究報告特斯拉新生產(chǎn)模式的探索當(dāng)前的總裝線上，存在幾個主要的待改善點(diǎn)：

冗長的串聯(lián)模式，一個環(huán)節(jié)出問題將導(dǎo)致流程阻塞。

車身空間（box）狹小，制約安裝效率，總裝環(huán)節(jié)自動化率低于其他幾個環(huán)節(jié)。

白車身在通往下一個工序的運(yùn)輸過程中存在著工時浪費(fèi)。

一些重復(fù)工序的浪費(fèi)，如焊接工序結(jié)束，需要將車門安裝到車身上，進(jìn)入涂裝環(huán)節(jié)。涂裝結(jié)束，進(jìn)入總裝需要將車門拆卸下來，以方便工人進(jìn)出安裝內(nèi)飾件，然后再裝上車門。圖12：目前的汽車制造工藝的串聯(lián)架構(gòu)圖13：目前總裝產(chǎn)線中車輛傳遞至下一個工序資料：特斯拉官網(wǎng)，東興證券研究所資料：新浪網(wǎng)，東興證券研究所p14東興證券股份有限公司證券研究報告特斯拉新生產(chǎn)模式的探索2023年3月，特斯拉展示了他們的新生產(chǎn)模式unbox。Unbox的解決方案是借力一體化壓鑄和電池底盤一體化實現(xiàn)汽車零部件數(shù)量的大幅減少，將汽車車身的組裝從原來的串聯(lián)模式改成并聯(lián)+串聯(lián)。特斯拉將車身拆分成6大部分（unbox）：

車尾部分：包括后車輪系統(tǒng)、后地板、后排座椅

底盤部分：將電池包作為底盤，并將座椅安裝至底盤上

車頭部分：包括前車輪系統(tǒng)、儀表臺總成、前機(jī)艙（一體化壓鑄實現(xiàn)）

左側(cè)圍：一體化沖壓，A、B、C柱

右側(cè)圍：同左側(cè)圍

四門兩蓋+車頂：前后四個車門、前后行李箱蓋，均采用沖壓車型。圖14：unbox的并聯(lián)與串聯(lián)架構(gòu)圖15：Unbox將汽車解構(gòu)為6個部分資料：特斯拉官網(wǎng)，東興證券研究所資料：特斯拉官網(wǎng)，東興證券研究所p15東興證券股份有限公司證券研究報告特斯拉新生產(chǎn)模式的探索Unbox將明顯提升效率，降低成本：

六大部分采用并聯(lián)模式。六個部分同時進(jìn)行的好處在于大幅提升工時效率。

對于涂裝，在unbox模式中，僅需要對必要的部件進(jìn)行涂裝，如四門兩蓋等，而不需要整個車身涂裝，這將減少涂裝產(chǎn)線的投入。

總裝線變成了完全開放空間，提升了操作便利性，將更有利于自動化率的提升，以及后期機(jī)器人的使用。unbox模式將提升44%的操作工密度，減少工人的無效移動，同時時空效率提升30%。Unbox模式將使新的工廠投入下降超過40%，與現(xiàn)在的Model

3和y相比，下一代特斯拉車型成本下降50%。圖16：unbox的效能圖17：unbox模式的效能提升資料：特斯拉官網(wǎng)，東興證券研究所資料：特斯拉官網(wǎng)，東興證券研究所p16東興證券股份有限公司證券研究報告豐田新生產(chǎn)模式的探索2023年6月，豐田舉辦的technical

workship上宣布了下一代電動車的部分生產(chǎn)裝備狀態(tài)。為了確保電動車的盈利能力，豐田需要在技術(shù)和制造兩個領(lǐng)域共同發(fā)力：

Giga

casting（一體化壓鑄）：使得電動車車身在結(jié)構(gòu)上變得簡單。其中，豐田繼續(xù)發(fā)揮他在換模領(lǐng)域的優(yōu)勢，可以將壓鑄模具更換周期縮短至20分鐘，以減少操作中的浪費(fèi)。

解構(gòu)車身：豐田將汽車分成前中后三個部分，與unbox相似，豐田稱新的模式可以使組裝工作在一個開放的空間進(jìn)行，有利于提升組裝效率。圖18：豐田的一體化壓鑄工藝圖19：豐田汽車前中后三個部分資料：豐田汽車官網(wǎng)，東興證券研究所資料：豐田汽車官網(wǎng)，東興證券研究所p17東興證券股份有限公司證券研究報告豐田新生產(chǎn)模式的探索2023年6月，豐田舉辦的technical

workship上宣布了下一代電動車的部分生產(chǎn)裝備狀態(tài)。為了確保電動車的盈利能力，豐田需要在技術(shù)和制造兩個領(lǐng)域共同發(fā)力：

Self-propelling

組裝線：豐田將在下一代生產(chǎn)車間取消傳輸機(jī)的概念，通過安裝在工廠的傳感器和控制系統(tǒng)與車身上的傳感器結(jié)合，實現(xiàn)從外部對車輛運(yùn)行控制。傳輸機(jī)設(shè)備的取消將有利于工廠的靈活布局。能顯著減少工廠投入。

數(shù)字技術(shù)的大量運(yùn)用：Giga

casting和Self-propelling裝配線等技術(shù)與數(shù)字化相兼容，數(shù)字化技術(shù)將積極應(yīng)用于工廠設(shè)計，包括工藝研究和改進(jìn)。圖20：豐田Self-propelling組裝線圖21：數(shù)字技術(shù)的運(yùn)用資料：豐田汽車官網(wǎng)，東興證券研究所資料：豐田汽車官網(wǎng)，東興證券研究所p18東興證券股份有限公司證券研究報告豐田新生產(chǎn)模式的探索豐田將于2026年全面推出下一代電動車，2030年豐田純電工廠將提供350萬輛（電動車目標(biāo)）的170萬輛。新一代電動車在開發(fā)費(fèi)用在2026年下降30%，未來下降50%。工廠投資下降50%圖22：豐田汽車電動車規(guī)劃數(shù)據(jù)：豐田汽車官網(wǎng)；東興證券研究所p19東興證券股份有限公司證券研究報告新生產(chǎn)模式的促成因素-一體化壓鑄的運(yùn)用一體化壓鑄的應(yīng)用使得汽車結(jié)構(gòu)更加簡化，汽車零部件數(shù)量減少。如特斯拉Modely通用運(yùn)用一體化壓鑄的后地板和前機(jī)艙成功實現(xiàn)從原來171個零部件減少到2個大壓鑄零部件。極氪009、小米su7和小鵬汽車也采用了一體化壓鑄工藝。一體化壓鑄工藝的實現(xiàn)得益于大型壓鑄設(shè)備及鋁合金材料端的進(jìn)步：

大噸位壓鑄機(jī)的不斷進(jìn)步。1966年IDRA推出第一臺2000T的設(shè)備，在2020年，IDRA收到了世界上第一份6200噸和8000噸壓鑄機(jī)的訂單。

合金材料及模具等配套產(chǎn)業(yè)的不斷成熟。圖23：特斯拉后地板一體化圖24：IDRA6100T壓鑄機(jī)資料：特斯拉官網(wǎng)2022Q1季報，東興證券研究所IDRA官網(wǎng)；東興證券研究所p20東興證券股份有限公司證券研究報告新生產(chǎn)模式的促成因素-電池底盤一體化電池包與汽車底盤的融合設(shè)計成為行業(yè)的趨勢，2020年特斯拉電池日發(fā)布了其電池包底盤的設(shè)計方案，該方案將有效減少370個零部件，也將使得底盤（融合了電池包）的工廠投入每GWH下降55%，工廠空間下降35%。電池底盤一體化方案也得到其他車企的應(yīng)用。如2022年4月零跑發(fā)布CTC(cell

tochassis)技術(shù)，將電池與底盤集成化設(shè)計。2022年5月比亞迪發(fā)布CTB（cell

tobody）技術(shù)并首次搭載到海豹車型上，電池包上蓋與車身底板集成設(shè)計。2023年6月發(fā)布的小鵬G6采用了CIB技術(shù)，也同樣為電池和底盤的融合設(shè)計。圖25：底盤電池一體化大幅簡化底盤結(jié)構(gòu)圖26：零跑CTC方案資料：特斯拉2020年電池日，東興證券研究所零跑汽車公眾號，東興證券研究所p21東興證券股份有限公司證券研究報告新生產(chǎn)模式的促成因素-人工智能技術(shù)的運(yùn)用AI等技術(shù)的進(jìn)步也將助力新生產(chǎn)模式的到來。特斯拉在2022年的AI

Day上所發(fā)布的最新版Optimus人形機(jī)器人，100W

靜坐功耗、500W

快走功耗、200

檔以上的關(guān)節(jié)自由度，以及27檔手部自由度。Unbox方案實現(xiàn)了開放的組裝空間，這將更方便機(jī)器人和人的操作。我們認(rèn)為，汽車組裝環(huán)節(jié)目前存在大量的機(jī)械性工作（如擰螺絲），隨著組裝空間的打開，將有利于自動化率的提升。Unbox的組裝環(huán)節(jié)或?qū)⒊蔀槿诵螜C(jī)器人較好的應(yīng)用場景。圖27：特斯拉Optimus機(jī)器人參數(shù)圖28：unbox模式中機(jī)器人將有用武之地資料：特斯拉2022年AIDAY，東興證券研究所特斯拉2023投資者日，嗶哩嗶哩，東興證券研究所p22東興證券股份有限公司證券研究報告目錄

第一次變革：福特流水線大規(guī)模生產(chǎn)模式取代手工制造

第二次變革：豐田精益制造對流水線模式的持續(xù)改善

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