當(dāng)外界把目光多關(guān)注在特斯拉酷炫的產(chǎn)品、爆發(fā)式增長的業(yè)績與天文數(shù)字的上市公司市值時,其在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域的核心競爭力卻被大大忽視了。
當(dāng)外界把目光多關(guān)注在特斯拉酷炫的產(chǎn)品、爆發(fā)式增長的業(yè)績與天文數(shù)字的上市公司市值時,其在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域的核心競爭力卻被大大忽視了。
1、特斯拉的高光業(yè)績
當(dāng)受新冠肺炎疫情影響,全球各大汽車廠商出現(xiàn)不同程度的業(yè)績下滑時,特斯拉近期發(fā)布的2020年Q3財報卻顯示,其第三季度全球交付數(shù)量達(dá)到13.9萬輛,同比大漲44%,為特斯拉創(chuàng)下87.71億美元的季度營收記錄,同時實現(xiàn)了史上首次巨額盈利——3.69億美元凈利潤,同比增長131%,環(huán)比增長218%。這也是特斯拉連續(xù)第五個季度實現(xiàn)盈利。
特斯拉的靚麗業(yè)績,很大程度得益于在中國市場的出色表現(xiàn),根據(jù)中國乘聯(lián)會(乘用車市場信息聯(lián)席會)最新數(shù)據(jù),2020年1到9月,特斯拉在中國累計銷量78698輛,占中國純電動車銷量48.5萬輛的16%,高居第一。要知道,上海特斯拉超級工廠2019年1月7日才開始建,當(dāng)年年底才交付了第一批15輛車。可是,經(jīng)過2020年初短暫的產(chǎn)能闖關(guān),3月份Model 3產(chǎn)量便已突破1萬輛,且半年時間,特斯拉(中國)已占全球Model 3銷量的30%以上。
特斯拉Model 3在中國市場的火爆,固然與上海超級工廠建廠的“中國速度”有關(guān),與特斯拉在用戶心目中強(qiáng)大的品牌影響力有關(guān),但更離不開上海工廠的快速量產(chǎn)爬坡,畢竟,再科技再時尚的車,如果形不成產(chǎn)量規(guī)模,也是無法立足的,更別提領(lǐng)先了。而上海工廠的快速產(chǎn)能釋放,不得不歸功于特斯拉前期在自動化生產(chǎn)線上的長期積累與沉淀。
2、自動化生產(chǎn)線
談起特斯拉的自動化生產(chǎn)線,還得從特斯拉2017年Model 3的交付開始說起。當(dāng)時在Model 3開始交付后不久的2017三季度財報會議上,Musk就以“但丁的地獄”來形容特斯拉在提升產(chǎn)量時所面臨的困難。當(dāng)季Model 3交付量僅有222輛,與之前計劃的九月單月生產(chǎn)1500輛的目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。
到了2018年1月,Musk依然認(rèn)為特斯拉剛剛從但丁筆下的第9層地獄上升到第8層,而第7層就在眼前。特斯拉重新制定了生產(chǎn)目標(biāo):2018年一季末每周2500臺,二季度末每周5000臺。而2018年一季度的最后一周,僅生產(chǎn)了2020輛,又一次沒有實現(xiàn)目標(biāo)。
為什么Model 3量產(chǎn)這么難?這期間又發(fā)生了什么?
這一切源于特斯拉自建的Model 3高度自動化生產(chǎn)線。為支撐Model 3的生產(chǎn),僅2017年,特斯拉就投資34.1億美元購買房產(chǎn)和設(shè)備。大筆資金投入的目標(biāo)是“用機(jī)器生產(chǎn)機(jī)器”的像“太空戰(zhàn)艦”一樣的生產(chǎn)線。Musk表示,引入的先進(jìn)生產(chǎn)工藝,主要是面向未來,其永遠(yuǎn)不會中斷,成本效益極高,這樣的工廠看起來似乎不屬于地球,而是來自外星。到了第三代版本,它看起來與其它工廠完全不同。生產(chǎn)線上不能有人,否則速度就會下降到人的水平,人參與的工作將是維護(hù)機(jī)器,升級機(jī)器,處理生產(chǎn)線的異常現(xiàn)象。特斯拉追求的是基于21世紀(jì)先進(jìn)的自動化技術(shù),重新構(gòu)建汽車生產(chǎn)方式,引領(lǐng)零排放出行的革命并以此改變世界。
傳統(tǒng)汽車廠商以人為核心建立和組織生產(chǎn)線,機(jī)器僅接管其中一部分適合的工作。而特斯拉卻以機(jī)器為核心,設(shè)計了擁有超過1000臺機(jī)器人及裝配機(jī)器的高度自動化生產(chǎn)線,機(jī)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。不過在某種意義上,這類生產(chǎn)線就是未經(jīng)測試的生產(chǎn)工藝“實驗”,如果“實驗”成功,特斯拉不僅可以成為一家面向大眾市場的汽車廠商,更可以徹底顛覆傳統(tǒng)汽車廠商的生產(chǎn)方式。
伯恩斯坦研究公司(Bernstein Research)汽車分析師曾指出,Model 3生產(chǎn)線上的自動化操作過于宏大、冒險和復(fù)雜無比;自動化制造很難解決每個領(lǐng)域的問題。事實上,菲亞特和大眾汽車都嘗試過自動化制造,均以失敗告終。而特斯拉卻認(rèn)為,如果傳統(tǒng)思維使任務(wù)看上去不可能完成,那么就必須用突破的傳統(tǒng)思維來思考問題。
當(dāng)然,特斯拉決定上馬Model 3自動化生產(chǎn)線,并非盲目,也并非完全沒有經(jīng)驗。在之前車型的生產(chǎn)線上,并不缺以機(jī)器為主,人工為輔的生產(chǎn)場景。Musk曾說,“你不會讓人們通過用頭撞墻的方法來穿過一道墻,我從不故意設(shè)定不可能實現(xiàn)的目標(biāo)。”
特斯拉投入了大量時間與精力在人機(jī)協(xié)作上,實踐證明,某些工序上的全自動化是完全可行的。如在Model 3的裝配線上,將電池組和電動機(jī)裝配到車身的工作區(qū)僅有5個工作臺且整個過程不需要任何裝配工人的參與,而同樣工序,在一條生產(chǎn)Model S和Model X的裝配線上,需要14個工作臺和17名裝配工人。又如,在Model 3座位工廠,10多個機(jī)器人協(xié)同作戰(zhàn),組裝座位,包括小型電機(jī)、鉸鏈、加熱裝置、框架。特斯拉聲稱這條組裝線是世界上第一條不需要人力的前座裝配線。
然而,勃勃雄心并沒有減少高度自動化生產(chǎn)線“實驗”過程中遇到的難題。這一前所未有“實驗”的復(fù)雜度與難度體現(xiàn)在方方面面,需要調(diào)整的,不僅是機(jī)器,還有思路。
據(jù)《紐約時報》報道,在最后的總裝區(qū)域,特斯拉最初使用機(jī)器人來安裝Model 3的座椅。但是,在擰緊座椅的固定螺栓和連接座椅的供電線方面,這些機(jī)械動作緩慢且沒有很好的一致性。特斯拉員工說,后來他們改造了工作臺,用機(jī)器人將座椅挪到合適的位置,讓裝配工負(fù)責(zé)螺栓的緊固和供電線路的連接。又如,在Model 3噴漆房的故障中,搭載待噴漆車體的載具從油漆間出來的速度太快,導(dǎo)致傳感器無法識別。再如,特斯拉工程師曾花幾個月時間讓一個機(jī)器人準(zhǔn)確地引導(dǎo)螺栓穿過一個孔,以固定后剎車的部分組件。
經(jīng)過長時間與機(jī)器人、生產(chǎn)線磨合,特斯拉工程高管承認(rèn),公司高估了生產(chǎn)汽車的速度,并設(shè)計了一個被證明過于復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)。兩條高度自動化裝配線生產(chǎn)未達(dá)預(yù)期,部分原因是試圖使用機(jī)器人來完成更適合裝配工人的任務(wù);將那些對人來說非常容易,但對機(jī)器人來說非常難的事情自動化。
對過度自動化問題達(dá)成共識后,特斯拉迅速進(jìn)行了調(diào)整,拋棄了被證明不適合某些任務(wù)的復(fù)雜機(jī)器人,改善了生產(chǎn)流程,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。
盡管如此,特斯拉表示,Model 3組裝生產(chǎn)線的自動化程度仍然高達(dá)95%,包括運(yùn)輸、裝載以及零部件焊接。可見,特斯拉并沒有因為局部過度自動化引發(fā)的問題,而放棄自動化生產(chǎn)的方向,更沒有動搖其一貫秉持的科技至上、追求極致的制造理念。
即便在質(zhì)量控制方面,特斯拉仍設(shè)計并實施了先進(jìn)的自動化組件與流程。據(jù)《彭博社》報道,特斯拉在整個生產(chǎn)線上配置了大量的掃描臺(Scanning Stations),部署了47個機(jī)器人,測量每輛Model 3上的1900個點(diǎn),將結(jié)果與設(shè)計規(guī)格進(jìn)行比對,誤差僅為0.15毫米。在進(jìn)行最終的賽道測試時,聲音記錄器會測試容易被忽略的異響,如吱吱聲、咯咯聲、風(fēng)噪、路面噪聲等。所有數(shù)據(jù)存儲在每輛汽車獨(dú)特的VIN(車輛識別號碼)上,服務(wù)中心可追溯所有的車輛問題,還可溯源到工廠的原始數(shù)據(jù),即使車輛交付到用戶手中,也可以。
業(yè)內(nèi)也有人認(rèn)為,特斯拉高度自動化的想法并沒有錯,之所以沒有達(dá)到預(yù)期,是因為技術(shù)發(fā)展還沒有達(dá)到相應(yīng)的水平。由于控制生產(chǎn)線機(jī)器人的軟件不夠完善,使得機(jī)器人無法處理未經(jīng)預(yù)測的目標(biāo)或復(fù)雜的切換。
無論如何,得益于三周新建一條生產(chǎn)線并迅速投入使用(2018年6月最后一周,這條新建生產(chǎn)線承擔(dān)了Model 3總裝的20%工作量),2018年6月底,特斯拉最終達(dá)到Model 3周產(chǎn)5000輛的階段性目標(biāo)。
“我們已經(jīng)成為一家真正的汽車公司。”Musk在2018年7月1日給員工的郵件中稱。前特斯拉資深供應(yīng)商開發(fā)工程師Azizi Tucker認(rèn)為,這是特斯拉發(fā)展史上的一個重大轉(zhuǎn)折。“過去,特斯拉全心全力放在電動車的設(shè)計,產(chǎn)品就是車。現(xiàn)在,特斯拉將更多注意力轉(zhuǎn)移到工廠身上,將工廠視為全新產(chǎn)品,將每一段流程、每一個零件重新設(shè)計、規(guī)劃。”
至此,Model 3量產(chǎn)爬坡暫告一段落。這是在某一技術(shù)階段,一次人機(jī)合作邊界的探索;是一個技術(shù)理想與生產(chǎn)現(xiàn)實博弈的故事;是一種對創(chuàng)新理念與卓越追求的堅持。通過Model 3周產(chǎn)5000輛的沖刺,特斯拉進(jìn)一步擁有了基于高度自動化生產(chǎn)線的制造能力,而這種能力對特斯拉來說,又意味著什么呢?
3、特斯拉的核心競爭力
2018年6月底達(dá)成量產(chǎn)爬坡階段性目標(biāo)后,下半年Model 3的出貨量持續(xù)攀升,當(dāng)年,特斯拉收入達(dá)214.6億美元,凈利潤從2017年虧損19.6億美元縮窄至虧損9.8億美元。2019年,隨著產(chǎn)能持續(xù)增加,Model 3在美國的銷量逐一超過同類型的寶馬5系、奔馳E級、奧迪A6等傳統(tǒng)豪華燃油車型,成為2019年美國中型豪華轎車市場冠軍(如下圖所示)。同期,Model 3在全球銷量超30萬,穩(wěn)居新能源乘用車榜首。可見,經(jīng)量產(chǎn)爬坡升級后的自動化生產(chǎn),潛力有多大,支撐力有多強(qiáng)。
隨著上海超級工廠的快速建成,上海工廠以明顯高于加州工廠的量產(chǎn)速度實現(xiàn)了產(chǎn)能釋放,充分體現(xiàn)了自動化生產(chǎn)能力在不斷優(yōu)化基礎(chǔ)上的復(fù)用。
據(jù)特斯拉2020年Q3財報披露,特斯拉加州工廠Model 3/Y的年產(chǎn)量已提升至50萬輛,上海工廠Model 3年產(chǎn)能達(dá)到25萬輛,且將在2021年實現(xiàn)Model Y的量產(chǎn)。同時,特斯拉柏林工廠也有望在2021年投產(chǎn)。Musk曾說,“我們相信快速進(jìn)化”,這就是快速進(jìn)化的威力。
特斯拉在自動化生產(chǎn)能力方面的努力與積累從未止步,逐漸使其成為公司的又一核心競爭力。
據(jù)報道,由于機(jī)器人不擅長鋪設(shè)冗長的軟線束,人工必須介入該生產(chǎn)流程,影響生產(chǎn)進(jìn)度,特斯拉一直在努力減少車身布線的長度。Model S的全車身線束總長大約3公里,而Model 3的線束總長僅為1.5公里。更甚的,特斯拉在2019年一份專利申請中表示,研發(fā)出一種新的車輛布線架構(gòu),有望使Model Y的線束總長度不超過100米,從而方便機(jī)器人組裝,提高生產(chǎn)效率。相比之下,傳統(tǒng)汽車的線束總長度可達(dá)數(shù)公里,組裝線束只能人工操作,且需要大量工人。又如,在全新Model Y車型的生產(chǎn)上,特斯拉將使用鋁制鑄造機(jī)生產(chǎn)一個一體化組件,取代此前粘在車身后半部的70個零部件。消息人士透露,這只是新自動化生產(chǎn)的開端,車輛的前部模塊和其他部件也將相繼使用新的制造工藝。
制造業(yè)咨詢公司Munro&Associates首席執(zhí)行官Sandy Munro在一次演講中表示:“特斯拉剛開始生產(chǎn)汽車的時候,我們對他們非常挑剔。那時他們的車輛有著巨大的縫隙,焊縫飛濺到處都是,沒有哪里是合適的。然而,從Model 3到體積更大的Model Y的轉(zhuǎn)變,讓特斯拉一步步地提高了自己的制造工藝。”
曾經(jīng)福特T型車之所以成為世界第一爆款,全靠有史以來第一條大規(guī)模傳遞帶式生產(chǎn)線的支撐。該生產(chǎn)線第一次以流水裝配線大規(guī)模作業(yè)代替?zhèn)鹘y(tǒng)個體手工制作;在大型總裝車間,第一次由機(jī)械傳送帶運(yùn)送零件和工具;T型車的各種零件第一次被設(shè)計成統(tǒng)一規(guī)格,實現(xiàn)了零部件的標(biāo)準(zhǔn)化。福特T型車的組裝流程,將原來涉及3000個組裝部件的工序簡化為84道工序。生產(chǎn)一輛T型車的時間從最初的12小時28分降到1914年的93分鐘,到1925年平均每10秒鐘一輛新車就可以下線。汽車價格可以從850美元降低至200美元。
這種以機(jī)器代替人工,大幅提高生產(chǎn)效率,大幅降低生產(chǎn)成本的理念正是特斯拉一貫推崇并堅持的,差別是,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,在機(jī)器代替人工上升級了,生產(chǎn)線已高度自動化甚至全自動化了。
不是沒有車企在生產(chǎn)自動化上踐行,而是目前沒有比特斯拉走得更好更遠(yuǎn)的。有業(yè)內(nèi)專家指出,在純電動車市場,隨著大眾、豐田等傳統(tǒng)OEM車廠的持續(xù)發(fā)力,谷歌、英偉達(dá)、Uber等高科技企業(yè)的深度介入,特斯拉在電動化領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢會被逐步縮小。身處這樣激烈競爭的市場環(huán)境,特斯拉的自動化生產(chǎn)能力將為其又一次擴(kuò)寬了護(hù)城河。
當(dāng)很多人談?wù)撎厮估陔妱踊o人駕駛、品牌營銷、用戶體驗等方面的優(yōu)勢時,很少人注意到該公司對制造本身的專注。當(dāng)很多人被特斯拉汽車吸引時,很少人意識到工廠比車更具價值。特斯拉在自動化生產(chǎn)上擁有的能力被嚴(yán)重低估了。
據(jù)說Musk對自動化生產(chǎn)的執(zhí)著來自早年的一個夢:在夢中,他看到了未來的工廠,一個全自動的制造工廠,機(jī)器人可以高速建造所有零件,零件可以隨處移動,傳送帶可以將每件貨物及時地準(zhǔn)確地運(yùn)到正確的地方。
長遠(yuǎn)來看,特斯拉的競爭力是工廠,而不是車。