學(xué)會以“系統(tǒng)”的觀點認(rèn)識、分析、處理客觀對象,是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,也是人類在認(rèn)識論與方法論上的一大進步。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,生產(chǎn)工具、生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品與工程結(jié)構(gòu)均變得愈來愈復(fù)雜,這種復(fù)雜性主要表現(xiàn)在其內(nèi)部各組成部分之間,它們與外界環(huán)境之間的聯(lián)系變得愈來愈密切,以至于其中某部分的一些變化可能會引起一連串的響應(yīng)而波及全局,即“牽一發(fā)而動全身”。在這種情況下,孤立地研究各個部分已不能滿足要求,而必須將有關(guān)的部分聯(lián)系起來,作為一個有機的整體加以認(rèn)識、分析與處理。這個有機的整體稱為“系統(tǒng)”。我們所研究的“系統(tǒng)”就是由相互聯(lián)系、相互作用的若干部分構(gòu)成的,而且有一定的目的或一定的運動規(guī)律的一個整體。其實,在自然界、社會上或工程中,存在著也只存在著各式各樣的系統(tǒng),任何一個系統(tǒng)莫不處于同外界(即同其他系統(tǒng))相互聯(lián)系之中,也莫不處于運動之中。系統(tǒng)由于其內(nèi)部相應(yīng)的機制,又由于其同外界相互的作用,就會有相應(yīng)的行為、響應(yīng)或輸出。外界對系統(tǒng)的作用和系統(tǒng)對外界的作用,分別以“輸入”及“輸出”表示。
組成系統(tǒng)的各個部分可以是元件,也可以是下一級的系統(tǒng),后者稱為“子系統(tǒng)”;
傳統(tǒng)汽車車體制造采用鈑金沖壓+焊接工藝生產(chǎn),特斯拉在Model Y率先采用鋁合金壓鑄工藝將車身后部結(jié)構(gòu)件一體壓鑄,并計劃在下一代車型在全車身制造采用一體壓鑄工藝。一體壓鑄工藝是過去百年以來車體制造工藝的顛覆性革新,壓鑄機未來有望成為汽車制造的核心裝備。
一體壓鑄技術(shù)可大幅降低輕量化車身制造成本,同時簡化產(chǎn)業(yè)鏈制程。
根據(jù)我們測算,采用一體壓鑄工藝?yán)碚撋峡墒谷X車身較傳統(tǒng)沖壓+焊接工藝總成本下降約70%,較鋼鋁混合車身成本下降約50%,接近鋼制焊接車身成本。同時一體壓鑄工藝具有減少車身零件數(shù)量、簡化供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)、降低車重減少電池成本、原材料利用率高、工廠占地面積減少等多種優(yōu)點,是未來行業(yè)發(fā)展大趨勢。
而整個系統(tǒng)又可以是上一層系統(tǒng)的子系統(tǒng)。必須注意,一個系統(tǒng)的特性并不能看成是組成它的元件或子系統(tǒng)的特性的簡單總和。比起元件或子系統(tǒng)的特性來,系統(tǒng)特性要復(fù)雜得多,豐富得多。要了解一個系統(tǒng),不僅需要知道組成它的各個部分,而且必須了解各部分之間的關(guān)系以及它們所組成的系統(tǒng)。
這一系統(tǒng)由兩個元件-質(zhì)塊與彈簧-組成,m表示質(zhì)塊的質(zhì)量,k表示彈簧的剛度。若孤立地考察這兩個元件,其特性均十分簡單:質(zhì)塊的加速度y(t)與受到的力成正比,即Newton第二定律;假彈簧是線性的,彈簧的變形y(t)與受到的力成正比,即Hooke定律。
這一動力學(xué)方程表現(xiàn)出來的性質(zhì)卻比兩個元件各自的性質(zhì)復(fù)雜得多。例如,系統(tǒng)在一個初始位移yo或初始速度y.的作用下,會開始做“簡諧振動”,即質(zhì)塊按照正弦或余弦規(guī)律做往復(fù)運動,這是由于質(zhì)塊與彈簧兩者結(jié)合在一個系統(tǒng)中相互作用而造成的,分別研究兩個元件,無論如何也得不出這一結(jié)論。
一體壓鑄趨勢下,壓鑄機和壓鑄模具將成為造車核心設(shè)備。
傳統(tǒng)沖壓+焊接白車身制造的設(shè)備主要為壓力機、沖壓模具和工業(yè)機器人以及周邊配套的焊接設(shè)備。改為一體壓鑄工藝后,核心設(shè)備變?yōu)閴鸿T機和壓鑄模具。目前看,車身、四門及尾門結(jié)構(gòu)件改為一體壓鑄已成為大趨勢,底盤副車架、懸架件輕量化多采用鋁合金低壓鑄造工藝,座椅結(jié)構(gòu)件具備采用壓鑄工藝的技術(shù)及市場潛力。
一體壓鑄變革有望驅(qū)動壓鑄設(shè)備未來十年爆發(fā)式增長。
過去十年我國壓鑄機市場整體呈增長趨勢,但總規(guī)模尚不足30億,下游以汽車行業(yè)為主,其中行業(yè)龍頭力勁科技占據(jù)約57%份額。過去三年我國壓鑄模具市場規(guī)模約240億~260億,行業(yè)格局極度分散。我們預(yù)計一體壓鑄車體滲透達到90%的周期需要10~15年,假設(shè)2030年一體壓鑄在新能源車滲透率70%、燃油車領(lǐng)域20%,預(yù)計2030年全球車身+車門結(jié)構(gòu)件需新增壓鑄機及系統(tǒng)總投資約1735億,壓鑄模具總投資363億元,未來10年行業(yè)CAGR60%。同時壓鑄機大型化將帶來多領(lǐng)域新增需求,應(yīng)用范圍拓展空間廣闊,一體壓鑄工藝具備向多領(lǐng)域外延的潛力。
風(fēng)險因素:
特斯拉等龍頭廠商一體壓鑄技術(shù)推進低于預(yù)期、鋁合金相與鋼材相對成本大幅上漲、碳纖維等復(fù)合材料大幅降本,綜合成本優(yōu)于鋁合金。
投資策略。
我們預(yù)計未來10~15年汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有沖壓+焊接設(shè)備將逐步替換為壓鑄設(shè)備,預(yù)計壓鑄產(chǎn)業(yè)鏈新設(shè)備投資高峰期在2030年左右,未來十年行業(yè)CAGR約60%。我們預(yù)計從2022年開始后的數(shù)年間,2000噸以上大型壓鑄機需求將呈爆發(fā)式增長,設(shè)備將供不應(yīng)求。建議重點關(guān)注特斯拉一體壓鑄的設(shè)備供應(yīng)商力勁科技,公司在國內(nèi)壓鑄機市占率50%,為行業(yè)絕對龍頭。
以實現(xiàn)一定的機械運動、承受一定的機械載荷為目的,由機械元件組成的系統(tǒng)稱為機械系統(tǒng)。這是一類廣泛存在的系統(tǒng),例如各種工作機械、機床、動力設(shè)備、交通運輸工具以及某些工程結(jié)構(gòu)等均是機械系統(tǒng)。機械系統(tǒng)的輸入與輸出,往往又分別稱為“激勵”(excitation)與“響應(yīng)”。機械系統(tǒng)的“激勵”一般是指外界對系統(tǒng)的作用,如作用在系統(tǒng)上的力,即載荷等,而“響應(yīng)”則一般是系統(tǒng)的變形或位移等。一個系統(tǒng)的激勵,如果是人為地、有意識地加上去的,往往又稱為“控制”,而如果該激勵是因偶然因素而產(chǎn)生,一般無法完全人為控制,則稱為“擾動”(disturbance). |