当马斯克被「中国速度」加持:特斯拉上海超级工厂首度曝光,2年工期缩至8个月

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外来生物「特斯拉」究竟是鲨鱼还是鲶鱼不好说,但其入境随俗的能力倒是一绝,被加持了「中国速度」的特斯拉可谓在中国市场扎下了稳稳的马步。
作为上海首批复工的企业之一,特斯拉上海工厂产能不仅恢复,并且超过了疫情前水平。
即使在疫情期间的 2 月,中国生产的特斯拉 Model 3 的上牌量也达到了 2132 辆,是唯一上牌量超过 2000 辆的品牌;3 月销量更是蹿升到 10160 辆,创下在华最高月度销量。
本月,伴随着最长国产续航版、售价 33.9 万元(补贴后)的 Model 3 正式上市,特斯拉首度自爆上海超级工厂内部生产线,加大对华攻势,提速实现 2020 年国产 15 万辆的目标,全年销量则将突破 50 万辆,较去年的销量增长 36%。


撰文 | 逸楠、四月

编辑 | 四月


马斯克恋上中国市场。
本月,国产 Model 3 后驱长续航版以及四驱高性能版车型正式上市,比进口版续航能力多出 4km,成为 Model 3 车系中续航最长的车型,而价格直降 7 万元,堪称大型「真香」现场。
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这辆被称为美国汽车制造商在全电动汽车中最实惠的一款车,从诞生起就紧紧抓住公众的眼球。目前,国产版的 Model 3 已经完全实现了本土化制造,诞生于特斯拉位于上海市临港地区——一座占地面积约 86 万平方米的中国超级工厂。


 一  
马斯克的「中国孩子」
为了进一步造势,特斯拉日前首度自曝了这座超级工厂的内部生产线。
在这条一分半左右的视频中,从敞亮洁净的总装车间、涂装车间和焊装车间再到触屏操作台,机器人远比员工多,超高的自动化水平展现了马斯克智制造蓝图的缩影,同时也是特斯拉产线马力全开的重要引擎。

正是上海工厂的不凡表现,带动了特斯拉今年一季度汽车总产量达到 102672 辆、交付 88400 辆,比去年一季度同比增长 33%,交付的车辆比历史同期生产的车辆还多了近 15%。
据特斯拉官方回应,上海工厂年产 15 万辆的目标并没有受到疫情影响,反倒可能加速完成。目前,这座工厂是特斯拉全球唯一仍在运营的工厂。
两年前,因屡次无法完成交付目标而直接睡工厂当监工,甚至在 Twitter 上自嘲「特斯拉已破产」的马斯克,如何也想不到一个月后他就能将救命稻草瞄向中国。
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2018 年 4 月,工信部发布《汽车产业中长期发展规划》,宣布将放宽外资汽车厂商在华运营生产合作企业时的出资限制,并于 2025 年前提高目前定为 50% 的出资上限。
随后,马斯克火速赶往中国,意欲打开中国建厂之路。当时与他见面的是国务院副总理汪洋,马斯克还特意将这一段秘密行程发在了 Twitter 上。
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2017 年 4 月 25 日,中国国务院副总理汪洋在中南海接见了埃隆·马斯克
马斯克从不吝啬袒露进入中国市场的野心。
在 2014 年的极客公园创新者峰会上,他乘坐着自己的达索猎鹰私人飞机亮相。当天早上,马斯克就已经拜访了中国科技部,并为特斯拉的入华事宜探路。然而这次会面并没有实质性的进展,马斯克还发推特抱怨:「在中国,我们就像一个匍匐前进的婴儿。」
终于,2018 年一项政策的出台和一次令人兴奋的会面,让这个匍匐前进的婴儿站立,并且以「不可一世」的速度成长。
会面后三个月,马斯克与上海市政府签署了合作备忘录,并将这个孩子命名为 Gigafactory 3。
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2018 年年底,工厂开始建设,2019 年 1 月,马斯克来到中国参加奠基仪式,工厂正式破土动工。
4 月,特斯拉上海工厂主体框架开始建设。7 月 24 日,特斯拉第二季度财报首次公布特斯拉上海工厂内部图片,大量制造设备已经完成安装。10 月 17 日,特斯拉上海工厂获得批准,开始生产 Model 3。

短短十个月的时间,从工厂奠基到设备进场、完成调试、试装车下线,马斯克在中国土地上创造了汽车行业罕见的「中国速度」。

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马斯克在上海建造工厂,主要是为了降低交通运输、生产制造与关税带来的购车成本,以吸引更多中国消费者。在这逆天的建设速度背后,中国政府的支持是必不可少的。


2019 年 3 月,马斯克从银团获得规模 35 亿元人民币的无抵押贷款,贷款利率为央行年基准利率的 90%。同时,贷款机制无法追溯到特斯拉的资产。
「在银根收紧的现状下,如此大规模的贷款,如此低的利息,一般也只有央企、国企与明星企业才能拿到。」一位银行业人士如此评价。
此外,特斯拉工厂能够顺利度过疫情难关也在于受到了当地临港政府的多方援助。
疫情发生以来,为保障复工复产,临港新片区同临港集团专门成立了特斯拉上海超级工厂专项复工小组,为特斯拉筹集了1万只口罩,协助超过 600 多套住房,解决特斯拉上海超级工厂新员工的住宿问题以及重点地区来沪员工的集中隔离。
协调保障特斯拉上海超级工厂的上下游产业链 8 家供应商也相继复工复产。
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马斯克和中国政府的共同努力使得 Model 3 将成为由外资公司全资工厂在中国生产的第一款汽车。

今年 3 月,中国纯电动车销量 4.7 万辆,特斯拉占了 20% 以上的市场份额。要知道,这只是特斯拉标准续航版 Model 3 单一车型,这一系列亮眼成绩让马斯克对于中国市场更加振奋。
业内人士评价:「这是特斯拉在中国市场的新高,也是众多国产新能源车无法企及的珠穆朗玛峰。」


 二  

上海工厂一枝独秀

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全球疫情背景下,特斯拉其他工厂遭遇寒冬,而上海工厂一枝独秀。
「在中国,我看到了特斯拉非常令人激动的未来。」
这是 2020 年 1 月 7 日,马斯克在中国 Model 3 量产交付仪式上的发言。也正是在关键时刻,中国工厂真正见证了马斯克智能制造的理想。
从公布的上海工厂视频中可以看出,该工厂智能和自动化程度都较高,在偌大的偌大的厂房里涵盖了特斯拉车型的冲压、焊接、涂装、装配等四大工序。

1、冲压车间
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首先车身零部件从冲压机下线,通过传送装置运输到车身焊接区域,然后由焊接机器人完成车身焊接相应工序。

特斯拉的冲压车间采用了中控室一体控制的模式。原材料进入到冲压件产出的整个过程为全封闭,只留下了卷帘门用于模具更换与维护。
全封闭的冲压环境,能够有效减少外界异物粘贴到凹模与凸模,从而降低冲压件诸如点蚀、凹坑等局部缺陷层现的机率。但同时可以看出,冲压车间的终端收料仍采用人工搬运形式。
2、焊接车间
焊装生产线有左、右、上三台机器人同时进行工作,相比左右两台机器人,机器手臂的数控软件的协调难度更大,但是生产的效率可以进一步提高。
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区别于其他多数整车厂,该车间内出现了大量下图中黄颜色的铆接机器人,主要为了保证 Model 3 的特制钢铝混合车身的焊接质量。
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此外,上海工厂的同时,该车间内也有大量焊接机器人。一业内人士表示,「看了那么多工厂,Y 轴有机器人加入的焊装线还是头一次见」。
而焊接工艺完成后,特斯拉还采用了机器人自动激光扫描的形式,来进行焊接质量和尺寸的检查。
3、涂装车间
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内部均为无尘车间,采用机械手进行全自动化涂装。
4、总装车间
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特斯拉工厂的总装车间为一字型排布,在流水线生产过程中效率更高。

而且总装车间作为一个所有零部件整合的环节,会汇总大量来自各地的零部件,在厂房的一侧即是一字排开的集装箱卸货区,所有的零部件都能第一时间送达至生产线。

在转运环节,采用了螺旋举升机实现空中转运;待组装部件的地面转运则大量使用了 AGV 转运车(Automatic Guided Vehicle 自动导引小车)。
在质量控制环节,47 台机器人从 1900 个位置扫描 Model 3 的车身组装线,确保其符合设计规范,把误差保持在 0.15 毫米范围内。
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可以看到,特斯拉上海工厂的四大生产环节已经跑通,直接进入全流程生产,有力击破了外界认为的通过散装组装的形式实现首批车型量产的传闻。
并且在整个车身焊接和涂装工作区域,几乎没有发现人工的身影,全部为自动化生产。
只有在最后的车身零部件的装配和试车阶段,才会需要员工进行装配和调试的辅助性工作。
通过制造工序集中化的方式,极大提高了整车的生产效率。
特斯拉上海工厂是此前美国两座超级工厂 Gigafactory 1、2 经验在中国市场的成功复制,同时特斯拉还采用了「3D 立体制造工艺」,实现更为高阶的自动化协同作业。
此外,技术达人马斯克还首次将区块链技术应用到加快零部件提取流程。
此前消息称,特斯拉使用区块链技术来协助解决上海超级工厂进口物流问题。这一项目由特斯拉、专门从事货运管理技术的货讯通(CargoSmart)、中远海运航运有限公司和上海国际港务集团(SIPG)共同完成,帮助上海工厂管理进口产品的物流。
在这个试点项目中,中远海运和上海国际港务集团简化了货物放行流程,使特斯拉能够在可信而安全的平台上加快货物提取程序。
有了这一整套技术升级方案,马斯克更是大胆地将 1-2 年的工期压缩至 8 个月。为此,特斯拉中国的所有员工必须 7*24 小时工作,做到随叫随到。


 三  
令人称叹的产能背后

工业自动化时代,在制造过程中进行智能操作,将会为生产全过程带来极大效率。
早在 1913 年,福特就改变了制造流程,把 Model T 的装配过程拆分成了 84 个不同的步骤,汽车在一条输送带上就可以完成组装。
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这让福特将 Model T 的成本从 850 美元降低到 30 美元,而且每 24 秒就能制造一辆车,连续装配线也成为了汽车制造业的基础。此举同时为制造业带来了革命性的影响,将一辆汽车的装配时间从 12 小时缩减到 90 分钟。
100 年后,从生产 Model 3 开始,马斯克在美国工厂里进行自动化制造的尝试,再一次撬动了汽车制造业的无限潜能。
那一年,马斯克在特斯拉工厂的「小黑屋」召开了一个 12 人的顶级工程师会议,包含了电池、设计、底盘、内饰、车身、驱动系统、安全和热力学等方面的专家。特斯拉计划在 2017 年中销售 Model 3 这款车型。
也就是说,马斯克手下顶尖的工程师们仅有两年半的时间完成从设计、测试和量产的所有流程。
工期严峻,马斯克不顾众人的反对,又采用了另一个冒险的生产方法:大量自动化。自动化不仅仅是自动化冲压、喷漆和焊接,马斯克还要让工厂自动完成最终的组装流程,将各个部件组装到汽车里面。
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为此,马斯克指派设计 Model 3 的工程师开发制造工艺,比如发明一种不需要工人操作,仅需一步就可以把汽车排在一起的设备,尽可能实现汽车组装的自动化。特斯拉还同时收购了德国 Grohmann Engineering 和美国 Perbix 这两家自动化公司。
然而,一开始的智能自动化尝试屡次碰壁。
首先是自动化产能成本很高,单位产能上的花费达到传统 OEM 的两倍。
传统 OEM 指生产者不直接生产产品,而是利用自己掌握的「关键的核心技术」,负责设计和开发、控制销售"渠道",具体的加工任务交给别的企业去做的方式。
前期固定资产投资庞大,后期技术维护成本也很高。据推算,其建设和维护的所需资金几乎是普通生产线的 3 倍至 5 倍,而且难以实现灵活转产更多车型。
其次,自动化的工作环境安全和时长并没有保障。
不少特斯拉弗里蒙特工厂的工人匿名抱怨说,工作安全保障情况不容乐观。数据报告指出,至少在 2015-2016 年期间,特斯拉工厂工人的受伤概率,要远高于业内平均。当机器人需要分解后移走的时候,工人们的工作量也没有减轻,有些工人每天工作 16 个小时,马斯克时常免费提供红牛饮料。
此外,自动化机器人总是会出现各种问题,而且当机器人系统发生故障,仍然需要人力收拾残局,然后快速重新生产。维修过程,生产线就全部停止了。这就像早高峰的时候街边停满了车辆并且还没有公路。
更加令人失望的结果是,自动化可以实现的目标,远远低于马斯克的预期。
2018 年,马斯克承认公司过于依赖机器人来制造 Model 3,称这是该车型在 2017 年 7 月推出前出现生产延迟的原因,当年期许的年产 40 万辆 Model 3 的承诺成为泡影,特斯拉的股价也为此大幅下跌。
毫无疑问,智能化是制造自动化的发展方向。马斯克尽管在 Model 3 智能制造的初次尝试中也怀疑自己,最终是把家搬到工厂、搭建帐篷作为另一条生产线,熬过了频繁被传「破产」的时刻。
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马斯克对于智能制造的野心从未减退。他深知在在制造过程的各大环节广泛应用技术,才能实现特斯拉成为一家创新公司的愿景。
于是,马斯克也将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方、生产调度等,实现制造过程智能化。
马斯克想用「机器生产机器」的自动化技术颠覆制造业,并带领特斯拉在以智能制造为动力引擎的路上前进,其
愿望终于在第三代的临港超级智慧工厂中初见雏形。


 四  
结  语

自特斯拉 2003 年成立以来,其第一辆纯电动车 Roadster 并登上《时代》封面后,又接连推出 Model S、Model X、Model 3 以及 Model Y,十六年来持续吸引汽车界、科技圈、消费市场广泛关注,更被誉为汽车界的苹果。
这一次,上海工厂更是让钢铁侠马斯克大快人心,高兴得天天在 Twitter 上给粉丝炫耀上海奇迹。

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马斯克与上海特斯拉工厂的员工

随着特斯拉 Model 3 的不断降价,30 多万就能买到众望所归的电动车,的确对于国内的新能源汽车市场有着波动性的影响。
风物长宜放眼量,马斯克对于颠覆工厂生产方式的尝试是其他人很难去实现的。马斯克的上海方案实验更加证明,我们不能单纯将特斯拉定义为新能源汽车,它更是智能化的代表。
如果马斯克可以将汽车工厂变成真正的智慧工厂,那么借用说唱大佬 JAY-Z 的一句话:马斯克不只是一个生意人,他是个能创造生意的人。这场赌注,马斯克暂时赢了。
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文章来源:机器之能

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