福達股份:曲軸龍頭,加速入局機器人市場(20頁報告)
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30年曲軸龍頭發力新能源+機器人。公司前身可追溯至1995年成立的桂林汽車零部件總廠;2000年,改制為桂林福達汽車部件有限公司,逐步確立了以汽車零部件為核心的業務方向;2002年,與清華大學合作成立清華—福達汽車系統技術開發研究所,技術研發能力得到強化;2014年11月,在上海證券交易所成功上市;2018年與德國阿爾芬凱斯勒有限公司合作,成立福達阿爾芬大型曲軸有限公司,自主研發大型曲軸產品,正式進入大型曲軸產品業務市場;2020年公司為比亞迪開發混動曲軸項目,正式進入新能源乘用車曲軸市場;2022年福達股份成立新能源電驅科技分公司進軍新能源;2023年新能源電驅系統高精密齒輪項目正式投產;2024年,福達股份利用其在精密齒輪制造方面的技術優勢,進一步布局機器人減速器產品,新能源+機器人初現成果。

公司產品矩陣豐富,主力產品為曲軸。公司產品布局涉及曲軸、離合器、精密鍛件、齒輪、螺栓等,產品覆蓋汽車、工程機械、農機、船舶等多個領域。而公司業務以曲軸為主,擁有30多條先進的曲軸智能化生產線,擁有國內領先的圓角滾壓、圓角淬火強化處理技術,是國內混動曲軸龍頭企業。近年來,新能源汽車發展迅速,電驅動系統中高精密齒輪部件是驅動電機的重要部件。伴隨新能源汽車滲透率不斷提高,高精密齒輪需求持續擴大。2024年以來,人形機器人產業爆發,高精度齒輪傳動系統作為精密減速器核心部件需求旺盛。綜合來看,發展高精密齒輪有助于公司實現戰略轉型,培育新的利潤增長點,是公司未來發展重點。

客戶方面,公司憑借多年的專業生產經驗和突出的技術、規模優勢,與眾多國內外知名發動機、整車、工程機械及車橋企業建立合作關系。其中整車客戶主要有比亞迪汽車、奇瑞汽車、吉利汽車、理想汽車、長城汽車、寶馬、奔馳、沃爾沃、陜西重汽、東風柳汽、上汽紅巖、北汽福田等企業;發動機客戶主要有小康動力、東風康明斯、福田康明斯、廣西康明斯、安徽康明斯、日野、洋馬、MTU、玉柴股份、東風商用車、玉柴聯合動力、云內動力、五菱柳機、綿陽新晨動力;工程機械客戶主要有三一重工、柳工、徐工集團等;車橋客戶主要有漢德車橋、方盛車橋、紅巖車橋等。

內燃機是汽車、工程機械、船舶及發電機組等的主要配套動力。曲軸是內燃機五大核心零部件(缸體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸)之一。曲軸的作用是與連桿配合,將作用在活塞上的氣體壓力轉變為旋轉動力,通過飛輪傳送給底盤機構。按照材質區別,曲軸分為鍛鋼曲軸和求墨鑄鐵曲軸。相對于球墨鑄鐵曲軸,鍛鋼曲軸具有較高的綜合機械性能和更高的抗疲勞強度。為了獲得更好的可靠性,汽車柴油發動機大都采用鍛鋼曲軸。

高精度+復雜工藝帶來技術及資金壁壘。曲軸是發動機關鍵零部件,規格尺寸精度要求非常高,且工藝冗長,故而要求企業具有雄厚的專業制造技術能力,能夠持續不斷地對機加工、鑄造、熱處理、鍛造、滾壓等多項工藝技術進行研究、融合與運用。同時,嚴苛的精度也要求企業擁有高精度的數控機床、專用加工中心等,以上設備單價疊加自動化產線建設,使得單條產線需要大量資金投入。公司2024年募投的“新能源汽車混合動力曲軸智能制造項目”顯示,該項目總投入資金達4.7億元(工程費用4.1億元),包含4條產線的建造,形成年產 100 萬根曲軸的生產能力。

曲軸行業玩家較多,但技術及資金壁壘催化頭部集中趨勢。曲軸本身有用應用場景廣泛,不同應用場景的曲軸對于質量要求各不相同,在燃油車時代曲軸多為主機廠自供,但新能源混動車型(如插電混動、增程式)的普及促使車企將曲軸生產外包,這導致國內曲軸廠商眾多。但近年來曲軸的精度和質量要求隨著車輛標準的提高而提高,部分企業生存逐漸困難,曲軸行業逐漸往頭部集中。當前曲軸的主要頭部企業包括遼寧五一八、浩物股份、天潤工業、福達股份、江蘇松林等。2023年,除去傳統主機廠自產的量,公司在第三方曲軸供應商中市占率第一,為市場龍頭。

齒輪是機械系統中的關鍵基礎部件。齒輪是輪緣上有齒,能連續嚙合傳遞運動和動力的機械元件,是機械裝備的重要基礎件,也是絕大部分機械成套設備的主要傳動部件。相比于帶鏈、摩擦和液壓等傳動方式,齒輪傳動具有功率范圍大、傳動效率高、運動平穩、傳動比準確、使用壽命長和結構緊湊等特點,被廣泛應用于汽車、工程機械、機器人、航空航天、能源裝備等領域。

齒輪產品主要的性能指標包括精度和強度兩大方面。其中,齒輪強度包括接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度,強度決定了齒輪的疲勞壽命;精度標準則是齒輪所有標準中最重要的一個基礎性標準,精度決定了齒輪運行時的平穩性和噪音情況。齒輪精度等級分為 0-12 級。其中,0-3 級為預留等級;4-5 級為高精度傳動齒輪;高級乘用車齒輪精度等級要求在 6-7 級;普通乘用車齒輪精度等級要求在 7-8 級;普通商用車和農用車齒輪精度等級要求分別為 8-10 級和 9-10 級。新能源電驅動齒輪是新能源電驅系統核心傳動部件。新能源汽車的電驅系統主要由驅電電機、電機控制器、傳動系統三個部分組成。傳動系統以減速器為核心。而新能源電驅齒輪是減速器的核心零部件,是連接電機與車輪的“橋梁”,負責將電機的高轉速、高扭矩輸出轉化為適合車輪驅動的動力形式,直接影響車輛的加速性能、能效和駕駛平順性。

齒輪加工制造的關鍵在于加工工藝的設定。根據齒輪用途的不同,選擇不同的加工工藝可以得到不同的齒輪性能,包括強度、精度和使用壽命等。以汽車齒輪為例,一般齒輪的加工工藝流程主要包括坯件形成、齒坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒面熱處理以及熱后齒形精加工幾個工藝環節。磨齒工藝是齒輪精加工的主要工藝,其最大的優點是可以在熱處理環節之后可靠有效地加工淬硬齒輪,修正熱處理環節產生的變形和粗加工中產生的各項誤差,提高加工精度,控制齒輪的工作噪音。

客戶+技術協同,助力公司入局機器人賽道。當前機器人賽道火熱,我們認為,公司入局人形機器人有以下優勢:1)客戶層面,公司作為傳統汽零企業,與整車廠及Tier 1有較深的合作關系,結合當前車企入局機器人賽道的背景,公司主業客戶和機器人客戶具有較強的協同性。同時,公司的全球化客戶布局也順應當前全球化進展,與當前機器人的全球化是一致的。2)技術層面,公司的精密齒輪產品可遷移至機器人的減速器上,具有產品協同性;全自動生產線的自動化能力符合為機器人對自動化和一致性的要求;檢測中心、磨床等設備與機器人所要求的制造設備協同,具備機器人加工及檢測能力;自制毛坯鍛件+磨具與機器人的工藝協同,保障了未來機器人部件的設計能力和成本控制。

減速器是機器人的核心零部件。減速器作為機器人的核心零部件,可以提高運動精度,通過減少齒輪間隙(如諧波減速器的零背隙特性)和優化傳動誤差,使人形機器人的動作誤差控制在角秒級別。還可以增大扭矩,通過減速器,將電機輸出的轉速降低,同時增大輸出扭矩,使人形機器人可執行更重的負載任務等。減速器還能幫助機器人優化動態響應與穩定性,提升動作連貫性。

福達股份積極投資,進入機器人市場,有望憑借技術優勢搶先量產絲杠+減速器。

1)公司充分發揮現有精密電驅齒輪 制造技術和生產能力的優勢,全自主、正向對標開發機器人行星減速器產品,并已于 2024 年 7 月成功完成首個樣件,11 月順利完成臺架試驗。后續,公司將積極推進搭載驗證工作,力求盡快獲取訂單,實現產品的市場化應用。

2)3月17日,福達股份發布關于對外投資暨簽訂收購股權及投資框架協議的公告,此次通過增資和股權收購的方式,獲得長坂(揚州)機器人科技有限公司35%的股權,并計劃與長坂科技共同設立合資公司,進軍人形機器人及智能裝備領域。這一行動標志著,公司在原先新能源技術得基礎上,積極擴展至機器人產業鏈。由于高精密齒輪與減速器技術具有同源性,福達股份在相關領域也具有技術領先性,該轉型符合公司的戰略規劃。