特斯拉的生產(chǎn)制造能力有多瘋狂?
“我認(rèn)為我比目前地球上活著的任何人都更了解制造業(yè)!
4月14日,特斯拉CEO馬斯克與TED的負(fù)責(zé)人Chris Anderson對(duì)談時(shí),如此回答關(guān)于特斯拉制造優(yōu)勢(shì)的提問(wèn)。
馬斯克說(shuō),“我在弗里蒙特和內(nèi)華達(dá)工廠住了3年,修理生產(chǎn)線(xiàn),像瘋子一樣跑遍了工廠的每一個(gè)角落。和團(tuán)隊(duì)一起生活,睡在地板上!
馬斯克說(shuō)的這3年,是2017年-2019年。正是在這一時(shí)期,特斯拉實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)爬坡,人類(lèi)歷史上第一次進(jìn)入到大規(guī)模生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)的階段。
之后的2020年、2021年,特斯拉交付量分別逼近50萬(wàn)輛和100萬(wàn)輛關(guān)口,今年有望超過(guò)150萬(wàn)輛。在電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)上,特斯拉的規(guī)模一騎絕塵,比第二名要領(lǐng)先很多。
資料來(lái)源:特斯拉年報(bào),《電動(dòng)汽車(chē)觀察家》整理
與特斯拉的在電動(dòng)、智能上的研發(fā)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新相比,特斯拉的另一面——堪稱(chēng)“生產(chǎn)狂魔”的能力一直被低估。
特斯拉不僅能研發(fā)設(shè)計(jì)出最好的電動(dòng)汽車(chē),而且還能最高效、最低成本地生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)——2021年,特斯拉汽車(chē)業(yè)務(wù)毛利率30.9%。
這個(gè)數(shù)字可以讓全球車(chē)企沉默,也狠狠打臉早期質(zhì)疑特斯拉不能盈利的人。
有必要充分研究特斯拉的生產(chǎn)制造能力,不僅能幫助我們理解特斯拉,也能讓追趕者明白,生產(chǎn)制造的差距,也是必須發(fā)力追趕的。
01
美國(guó)加州工廠:試驗(yàn)基地
加州工廠俯瞰圖
加州工廠重大事件時(shí)間軸;《電動(dòng)汽車(chē)觀察家》整理制圖
生產(chǎn)了北美三分之二的電動(dòng)汽車(chē)的加州工廠,是特斯拉花4200萬(wàn)美元撿的便宜。
2010年,汽車(chē)行業(yè)還沒(méi)有從金融風(fēng)暴的沉重打擊中恢復(fù)。原本持有加州工廠的豐田和通用急于減負(fù),特斯拉幸運(yùn)地以4200萬(wàn)美元買(mǎi)下了原本價(jià)值10億美元的工廠。
當(dāng)時(shí),特斯拉只有Roadster一款車(chē),基于蓮花公司的2500個(gè)底盤(pán)生產(chǎn)。特斯拉買(mǎi)下的這個(gè)工廠,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的改造便投入使用,因?yàn)榱刻,湊合著就能用?/p>
2012年6月,全球第一輛Model S下線(xiàn),交付給了特斯拉SpaceX董事Steve Jurvetson。那時(shí),加州弗里蒙特工廠每周只能生產(chǎn)60輛汽車(chē)。
2012年,特斯拉在加州工廠開(kāi)始生產(chǎn)Model S;2015年三季度,又開(kāi)始生產(chǎn)Model X;2017年三季度,又開(kāi)始生產(chǎn)Model 3;2020年,Model Y也開(kāi)始在這里生產(chǎn)。
資料來(lái)源:特斯拉公告
在2017年之前,特斯拉年產(chǎn)量都在10萬(wàn)輛以下,對(duì)于加州工廠而言,沒(méi)有多少挑戰(zhàn)。而且,早期特斯拉對(duì)數(shù)量沒(méi)有太多追求,并不去設(shè)計(jì)太難生產(chǎn)的車(chē)。
注:不含Roadster,資料來(lái)源:特斯拉公告
不過(guò),在這過(guò)程中,加州工廠的一些弊端逐漸暴露。特斯拉也在不斷修修補(bǔ)補(bǔ)。
工廠講究物流運(yùn)輸盡可能優(yōu)化使路線(xiàn)最短,從而降本增效。但從加州工廠原有工藝布局來(lái)看,沖壓車(chē)間到焊接車(chē)間,焊接到涂裝,塑料零部件到總裝車(chē)間的距離都比較遠(yuǎn)。這樣的工藝布局顯然是不合理的。
特斯拉一直在升級(jí)改造加州工廠,以支持產(chǎn)量增長(zhǎng)。
2014年,加州工廠員工人數(shù)達(dá)到2000人,一半面積的區(qū)域經(jīng)過(guò)優(yōu)化改造后投入使用,工藝布局也更加緊湊,生產(chǎn)效率有所提升。
工藝布局升級(jí)改造后的加州工廠
但是,縫縫補(bǔ)補(bǔ)又三年之后,加州工廠遭遇了前所未有的挑戰(zhàn)。
2016年4月,特斯拉首款平民車(chē)型——Model 3在美國(guó)發(fā)布,新車(chē)型一經(jīng)發(fā)布,20天狂掃訂單40萬(wàn)輛。特斯拉迎來(lái)幸福的煩惱——這么多的訂單。怎么盡快交付?要知道,當(dāng)年特斯拉的年產(chǎn)量,不過(guò)7萬(wàn)多輛。
大規(guī)模量產(chǎn)的難度超越想象。前面提到的馬斯克睡工廠的2017-2019年,正是特斯拉加州工廠量產(chǎn)爬坡的三年。
馬斯克一開(kāi)始希望工廠極致自動(dòng)化,用機(jī)器制造機(jī)器。特斯拉設(shè)計(jì)了擁有超過(guò)1000臺(tái)機(jī)器人及裝配機(jī)器的高度自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn),機(jī)器人參與沖壓生產(chǎn)、車(chē)身、烤漆與組裝中的生產(chǎn)制造工作。而且,Model 3是平民車(chē)型,必須大幅降本,減少人力支出。但是,實(shí)際效果卻遠(yuǎn)不如預(yù)期。
2016年時(shí),馬斯克曾表示,到2017年底,特斯拉可以每月生產(chǎn)2萬(wàn)輛。然而到2017年第四季度,加州工廠只生產(chǎn)了2425輛Model 3。
馬斯克也不得不承認(rèn)錯(cuò)誤。他在Twitter上回應(yīng)批評(píng)說(shuō),“是的,特斯拉的過(guò)度自動(dòng)化是個(gè)錯(cuò)誤。確切地說(shuō),是我的錯(cuò)誤。人類(lèi)被低估了!”
特斯拉做了調(diào)整,以一定程度的半自動(dòng)化以及人工裝配取代了部分全自動(dòng)化。最終,Model 3組裝生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化程度仍然高達(dá)95%,包括運(yùn)輸、裝載以及零部件焊接。
2018年,馬斯克接管了工廠。面對(duì)質(zhì)疑,他說(shuō),“作為首席執(zhí)行官,我的工作是專(zhuān)注于最關(guān)鍵的方面,即目前的Model 3生產(chǎn)。
在CBS一檔節(jié)目中,馬斯克向記者展示他睡覺(jué)的沙發(fā)。這個(gè)沙發(fā)太窄,有時(shí)馬斯克索性睡在地上。圖右桌上的就是他的睡袋。
馬斯克為了提升Model 3產(chǎn)能,和團(tuán)隊(duì)一起生活在工廠里,加班加點(diǎn)、沒(méi)日沒(méi)夜地工作。2018年,馬斯克還在加州工廠周邊搭建簡(jiǎn)易帳篷總裝生產(chǎn)線(xiàn),終于實(shí)現(xiàn)了每周生產(chǎn)5000輛的目標(biāo),當(dāng)年產(chǎn)能達(dá)到了20多萬(wàn)輛。
加州帳篷工廠總裝車(chē)間
不過(guò),周產(chǎn)5000輛并不能滿(mǎn)足馬斯克。他對(duì)生產(chǎn)效率的提升是無(wú)止境的。而他的解決方案,是革命性地改變汽車(chē)生產(chǎn)方式。
Model Y的推出,承載了特斯拉一次革新。2020年,特斯拉宣布將用創(chuàng)新造車(chē)的方式,使用一體化鑄造技術(shù),將Model Y后底板原本79個(gè)組件直接鑄成一體,大幅提升了生產(chǎn)效率。
在傳統(tǒng)的沖壓工藝中,應(yīng)用較多的壓鑄機(jī)也就是在2000噸左右。特斯拉設(shè)計(jì)了堪稱(chēng)世界最大的6000噸壓鑄機(jī),其在汽車(chē)行業(yè)的規(guī)模是前所未有的。此壓鑄機(jī)率先在加州工廠使用。
IDRA的OL6100CS大型一體式壓鑄設(shè)備
另外,在Model Y上,馬斯克持續(xù)推動(dòng)自動(dòng)化,在生產(chǎn)線(xiàn)上引入更多的機(jī)器人。
除了生產(chǎn)汽車(chē),加州工廠還建設(shè)了4680電池試產(chǎn)線(xiàn)。
4680電池要比特斯拉此前應(yīng)用的21700電池體型更大,將提升54%的續(xù)航并降低56%的成本。
7號(hào)電池、5號(hào)電池、18650、21700和46800電池對(duì)比
今年1月,第100萬(wàn)塊試生產(chǎn)4680電池在加州工廠下線(xiàn)。產(chǎn)品檢測(cè)報(bào)告顯示,14條試生產(chǎn)線(xiàn)的良品率達(dá)到了92%,基本符合量產(chǎn)最低標(biāo)準(zhǔn)。今年底將在新開(kāi)業(yè)的柏林工廠和德州工廠量產(chǎn)。
還有,特斯拉嫌供應(yīng)商的座椅不好,還在加州整車(chē)工廠附近自建了一個(gè)座椅工廠。
加州工廠作為特斯拉第一座超級(jí)工廠,承載了太多試驗(yàn)基地的功能,勢(shì)必存在工程經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不足等問(wèn)題。在馬斯克的瘋狂技術(shù)革新及升級(jí)改造下,加州工廠年產(chǎn)能已提升至60萬(wàn)輛,但依然不能滿(mǎn)足巨大的市場(chǎng)需求。
但在加州工廠,特斯拉完成了小批量到大批量生產(chǎn)的蝶變。
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