特斯拉的生產(chǎn)制造能力有多瘋狂?
“我認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的負責(zé)人Chris Anderson對談時,如此回答關(guān)于特斯拉制造優(yōu)勢的提問。
馬斯克說,“我在弗里蒙特和內(nèi)華達工廠住了3年,修理生產(chǎn)線,像瘋子一樣跑遍了工廠的每一個角落。和團隊一起生活,睡在地板上。”
馬斯克說的這3年,是2017年-2019年。正是在這一時期,特斯拉實現(xiàn)了量產(chǎn)爬坡,人類歷史上第一次進入到大規(guī)模生產(chǎn)電動汽車的階段。
之后的2020年、2021年,特斯拉交付量分別逼近50萬輛和100萬輛關(guān)口,今年有望超過150萬輛。在電動汽車的生產(chǎn)上,特斯拉的規(guī)模一騎絕塵,比第二名要領(lǐng)先很多。
資料來源:特斯拉年報,《電動汽車觀察家》整理
與特斯拉的在電動、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“生產(chǎn)狂魔”的能力一直被低估。
特斯拉不僅能研發(fā)設(shè)計出最好的電動汽車,而且還能最高效、最低成本地生產(chǎn)電動汽車——2021年,特斯拉汽車業(yè)務(wù)毛利率30.9%。
這個數(shù)字可以讓全球車企沉默,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
美國加州工廠:試驗基地
加州工廠俯瞰圖
加州工廠重大事件時間軸;《電動汽車觀察家》整理制圖
生產(chǎn)了北美三分之二的電動汽車的加州工廠,是特斯拉花4200萬美元撿的便宜。
2010年,汽車行業(yè)還沒有從金融風(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,特斯拉幸運地以4200萬美元買下了原本價值10億美元的工廠。
當時,特斯拉只有Roadster一款車,基于蓮花公司的2500個底盤生產(chǎn)。特斯拉買下的這個工廠,經(jīng)過簡單的改造便投入使用,因為量太少,湊合著就能用。
2012年6月,全球第一輛Model S下線,交付給了特斯拉SpaceX董事Steve Jurvetson。那時,加州弗里蒙特工廠每周只能生產(chǎn)60輛汽車。
2012年,特斯拉在加州工廠開始生產(chǎn)Model S;2015年三季度,又開始生產(chǎn)Model X;2017年三季度,又開始生產(chǎn)Model 3;2020年,Model Y也開始在這里生產(chǎn)。
資料來源:特斯拉公告
在2017年之前,特斯拉年產(chǎn)量都在10萬輛以下,對于加州工廠而言,沒有多少挑戰(zhàn)。而且,早期特斯拉對數(shù)量沒有太多追求,并不去設(shè)計太難生產(chǎn)的車。
注:不含Roadster,資料來源:特斯拉公告
不過,在這過程中,加州工廠的一些弊端逐漸暴露。特斯拉也在不斷修修補補。
工廠講究物流運輸盡可能優(yōu)化使路線最短,從而降本增效。但從加州工廠原有工藝布局來看,沖壓車間到焊接車間,焊接到涂裝,塑料零部件到總裝車間的距離都比較遠。這樣的工藝布局顯然是不合理的。
特斯拉一直在升級改造加州工廠,以支持產(chǎn)量增長。
2014年,加州工廠員工人數(shù)達到2000人,一半面積的區(qū)域經(jīng)過優(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。
工藝布局升級改造后的加州工廠
但是,縫縫補補又三年之后,加州工廠遭遇了前所未有的挑戰(zhàn)。
2016年4月,特斯拉首款平民車型——Model 3在美國發(fā)布,新車型一經(jīng)發(fā)布,20天狂掃訂單40萬輛。特斯拉迎來幸福的煩惱——這么多的訂單。怎么盡快交付?要知道,當年特斯拉的年產(chǎn)量,不過7萬多輛。
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。
馬斯克一開始希望工廠極致自動化,用機器制造機器。特斯拉設(shè)計了擁有超過1000臺機器人及裝配機器的高度自動化生產(chǎn)線,機器人參與沖壓生產(chǎn)、車身、烤漆與組裝中的生產(chǎn)制造工作。而且,Model 3是平民車型,必須大幅降本,減少人力支出。但是,實際效果卻遠不如預(yù)期。
2016年時,馬斯克曾表示,到2017年底,特斯拉可以每月生產(chǎn)2萬輛。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錯誤。他在Twitter上回應(yīng)批評說,“是的,特斯拉的過度自動化是個錯誤。確切地說,是我的錯誤。人類被低估了!”
特斯拉做了調(diào)整,以一定程度的半自動化以及人工裝配取代了部分全自動化。最終,Model 3組裝生產(chǎn)線的自動化程度仍然高達95%,包括運輸、裝載以及零部件焊接。
2018年,馬斯克接管了工廠。面對質(zhì)疑,他說,“作為首席執(zhí)行官,我的工作是專注于最關(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的沙發(fā)。這個沙發(fā)太窄,有時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,和團隊一起生活在工廠里,加班加點、沒日沒夜地工作。2018年,馬斯克還在加州工廠周邊搭建簡易帳篷總裝生產(chǎn)線,終于實現(xiàn)了每周生產(chǎn)5000輛的目標,當年產(chǎn)能達到了20多萬輛。
加州帳篷工廠總裝車間
不過,周產(chǎn)5000輛并不能滿足馬斯克。他對生產(chǎn)效率的提升是無止境的。而他的解決方案,是革命性地改變汽車生產(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)新造車的方式,使用一體化鑄造技術(shù),將Model Y后底板原本79個組件直接鑄成一體,大幅提升了生產(chǎn)效率。
在傳統(tǒng)的沖壓工藝中,應(yīng)用較多的壓鑄機也就是在2000噸左右。特斯拉設(shè)計了堪稱世界最大的6000噸壓鑄機,其在汽車行業(yè)的規(guī)模是前所未有的。此壓鑄機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)推動自動化,在生產(chǎn)線上引入更多的機器人。
除了生產(chǎn)汽車,加州工廠還建設(shè)了4680電池試產(chǎn)線。
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號電池、5號電池、18650、21700和46800電池對比
今年1月,第100萬塊試生產(chǎn)4680電池在加州工廠下線。產(chǎn)品檢測報告顯示,14條試生產(chǎn)線的良品率達到了92%,基本符合量產(chǎn)最低標準。今年底將在新開業(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,還在加州整車工廠附近自建了一個座椅工廠。
加州工廠作為特斯拉第一座超級工廠,承載了太多試驗基地的功能,勢必存在工程經(jīng)驗、生產(chǎn)經(jīng)驗不足等問題。在馬斯克的瘋狂技術(shù)革新及升級改造下,加州工廠年產(chǎn)能已提升至60萬輛,但依然不能滿足巨大的市場需求。
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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