实地探访特斯拉上海超级工厂

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2023-12-09 22:12

导语

爆款产品背后的“超级制造”。

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来源：砺石商业评论（ID：libusiness）

作者：王剑

特斯拉的产品一直被人津津乐道。不过，决定一家汽车企业核心竞争力的不只是消费者最终接触的汽车产品，还有其背后的生产制造方式，这决定了企业能以什么样的成本，生产出什么样品质的汽车。

而帮助特斯拉以超高效率制造出好产品的背后，位于中国上海临港的超级工厂功不可没。这里不仅是全球汽车企业生产效率和品质最高的工厂之一，也是特斯拉第一座从零开始自定义的汽车工厂，平均不到40秒就能下线一台新车。

近日，《砺石商业评论》受邀现场探访了这座著名的汽车工厂，实地见证了其全新的制造奇迹。

上海超级工厂生产布局

2019年，在浦东最东南端的临港，特斯拉上海超级工厂在一片荒芜中拔地而起，以惊人速度创造了“当年开工，当年竣工，当年生产，当年交付”的奇迹。

上海超级工厂占地86万平方米（约有120个足球场大小），和国内同级别整车制造厂面积相比，并不算大。但整座工厂充分利用三层立体空间和闭合流线规划，不设仓储，将产能和空间发挥到了极致。

通过对工厂的垂直整合，可以显著提高自动化能力。用马斯克的话说，就是“一切都在同一屋檐下”，能够实现“工厂的一端输入原材料，另一端输出整车”。

上海超级工厂由冲压、焊装、涂装、总装四个内部相连的车间、电池电机组装车间和停车场组成。

厂区没有独立的行政楼，办公区位于总装车间的二楼，而食堂等功能区域则分散在各个车间的二层或是厂房建筑的夹层位置。这既是为了更好地利用空间使用效率，也能更好地响应和解决生产中出现的各种问题。

此外，厂区还有专门的创新研发中心，拥有一支500至1000人左右的研发团队，新款Model 3和Model Y进化版的大部分设计均来自这个中国研发中心。

作为一家现代化生产企业，最需要关注的便是车间生产线。

在中信出版社出版的的中文版《埃隆·马斯克传》一书中，马斯克盛赞福特的T型产线，“最难的不是设计出Model T，而是发现福特流水线那样的造车方式并建造胭脂河工厂。”

一百多年前，福特发明了汽车生产流水线，不仅提高了生产效率，更将汽车成本降到了普通家庭可以承受的水平；随后丰田开启精益化生产、大众平台化开发，定义了现代汽车生产模式。

如今，特斯拉正通过新技术革命，重新定义未来的汽车工业。

传统车企一般采取L型或S型的车间平面布局，而上海超级工厂最特别之处，是“向空间要产能”。

在超级工厂内，两条邻近工序的生产线呈立体布局，最下面是负责输送零部件的AGV（自动导向车，Automated Guided Vehicle）传输带川流不息，空中则是粗大的吊具运送着大型部件进行最后的组合。

汽车制造的冲焊涂装四大工艺中，冲压车间是最初的环节。原材料钢板会在这里冲压成设计好的冲压部件，再通过传送系统送至焊接车间进行焊接拼装，得到被称为“白车身”的汽车框架后，所有“白车身”会有序进入涂装车间进行喷涂处理，一切就绪便进入总装车间等待最后的工序。

总装车间的工序最为繁琐，几乎所有汽车的零部件都需在此集成。工人需要给“裸车”依次安装玻璃、线束和座椅，还得给底盘安装电池、电机以及前桥、后桥，各个部分全部组装完成后，一辆完整的特斯拉便闪亮登场。

超级工厂内的高效和高质

超级工厂最令人震撼的是无数台昼夜工作的机械臂，据悉，工厂一期焊装车间一共有超过500台机械臂，自动化率达到了95%。其中，官方介绍称，特斯拉焊装车间的自动化率已经接近100%。

这些机械臂以超乎想象的灵活程度互相配合，在空中抓取、拼装、焊接部件，完全不需要人工干预。

如今，特斯拉汽车流水线上点焊和激光焊等高精度工作，大部分已交由工业机器人完成，工人只负责检测维护，以及涂胶、连接、打螺丝等机器效率不如人工的生产工序。

超级工厂每个车间都有一套自动化生产流程管理系统来实时监控整个生产流程，总装车间内每一个工位都分别安装了屏幕和指示灯，可以实时反映生产流程的进度。

在工序最多也最繁忙的总装车间，每个工位有一块可以扫描、拧紧等操作环节监控屏幕。只有每个环节都显示绿色，车辆才能顺利下线；否则红灯便会亮起，有问题的车辆便会及时推送到工位末端，等待处理，后续车辆下线流程则继续进行。

所有这些高效流程的背后，离不开特斯拉研发的“数字神经网络”。

现代化生产需要科学先进的管理体系，如同调控人体中枢神经系统的多巴胺，帮助人类调节和增加心肌功能。

上海超级工厂的“多巴胺”就是其独有的生产制造控制系统MOS，这套庞大的数字神经网络接入所有车间的生产数据，包括零部件本身和工艺流程的数据，为设备自动化、生产设备无线连接、生产信息数据采集、人机交互、智能化决策等提供完善的网络服务。

超级工厂每个车间都有专门的数据测量和分析系统，从源头控制零部件的品质100%稳定可控与生产流程数据的操控与追溯。

比如，冲压车间采用最新伺服驱动技术和数控液压拉伸技术，保证了冲压产品的高效稳定输出；压铸车间则利用自主开发的大数据分析系统，对压铸工艺参数实现100%数据统计，并进行参数波动报警功能，确保从源头控制零部件的品质100%稳定可控。

焊装车间利用自主开发的生产制造控制系统，不仅将生产数据与车号绑定实现全程追溯，同时还通过在线测量、自动装配系统及虚拟调试等技术，不断优化焊装精准度。

涂装车间装备了智能生产管理系统，保证100%喷涂自动化的同时，还可稳定追踪涂装生产过程及工艺设备实时运行状态。

最核心的总装车间，同样采用特斯拉自研的数字化生产制造控制系统。通过工位电脑与高精度电动拧紧工具组网，对整车零部件进行扫描，并将全部制造参数实时监控和自动上传至后台。全部数据库都将长期留存，以便后续查验。据说，整套数据细致到过往某个环节一颗螺丝拧紧圈数都能进行追溯。

数字化神经网络也全面覆盖到特斯拉的质量管控领域，针对电池、电机等关键零部件，特斯拉采用近50套自动检测设备进行检测，确保气密、高压绝缘、电性能、电机焊接质量等符合标准，并且所有测试数据100%上传到数据库，以备查询。

同时，超级工厂的数字化系统还能与车辆行车电脑之间保持实时信息互通，使车辆在制造过程中就自动完成自我检测及学习标定工作。

不到“40秒下线一辆车”的背后

事实上，上海超级工厂的这套自动流水线系统，很多车企都有。但业内整车下线速度平均是60秒一辆，特斯拉却能实现不到40秒便可下线一辆车，其中的奥妙在哪？

任何工业体系中，提升生产效率的关键在于减少流程和提升工艺的同时，还要优化流转时间。

上海超级工厂内，除了成体系的工业机器人组装系统，细致的操作流程，以及立体的流水线布局，更通过独特的Warehouse On Wheel（轮子上的仓库）物流系统，以达到最精简的物流运转效率。

整个厂区没有单独的物料和物料仓库，装载成品部件的集卡直接进入车间外部的“码头”（dock）进行卸载，直接进入车间安排生产。

特斯拉通过一套精细的物流管理系统，指挥数千辆穿梭不停的物流车辆构成了超级工厂的“流动仓库”，将内部物流压缩为“零距离”。

每部下线车辆直接停放在厂区露天停车场内等待转运，平均每12小时就能清空场地，重新更换下一批车辆。

2022年，特斯拉全球近137万辆的产量中，其中近一半的产量由上海超级工厂贡献。

如此规模的体量，仅从产能面积来看，特斯拉上海超级工厂已远超国内同类车企。

2022年，占地86万平方米的上海超级工厂产量为72.7万辆，今年三季度年产能已经提升至95万辆；作为参考，位于西安的比亚迪工厂占地面积约为150万平方米，年产能为90万辆。可见特斯拉工厂的单位建筑面积产能更高，土地利用率和生产精益程度也相应更高。

这座每天24小时不间断运行的超级工厂，以极具竞争力的人力资源以及先进的生产工艺，才使得企业毛利率始终保持着30%以上的行业领先优势。

不过，上海超级工厂至今并未能真正实现马斯克规划的100%自动化生产的目标，与其向往“用机器生产机器”的全自动化工厂，还有一定的差距。

用马斯克自己的话说，“现在的特斯拉工厂还是0.5版，未来的超级工厂是3.0版”。

有意思的是，在《埃隆·马斯克传》中文版中，马斯克把特斯拉超级工厂的生产线称为“外星无畏舰”（Alien Dreadnought）。“无畏舰”的概念来自近代海军史上第一艘用蒸汽机驱动的主力舰，是现代化新式战舰史上的里程碑。

马斯克把特斯拉超级工厂比喻为“外星无畏号”，显然代表了他希望颠覆和重新定义汽车工业的野心。

助力上海超级工厂的“中国智造”

截至2023年9月17日，特斯拉全球第500万辆整车在上海超级工厂下线，上海超级工厂也迎来了第200万辆整车下线。

随着一体化压铸等生产工艺的不断进步和自动化生产加速，特斯拉上海超级工厂新车生产速度和单位面积产能也将持续提升，进而实现马斯克的新目标。

2022年底，马斯克曾提出希望特斯拉的周产量达到4万辆，这就意味着特斯拉的超级工厂要从现在的不到40秒缩短至每15秒下线一辆车。

特斯拉如果未来得以实现这个工业奇迹，肯定离不开汇聚长三角地区的多家涉及电池、芯片、汽车内饰等三百多家中国本土新能源汽车零部件企业的助力。

过去的4年时间里，这些新能源厂商不仅帮助特斯拉上海超级工厂在极短的时间内，零部件本地化率迅速达到95%，还带动10万个就业岗位，创造了累计7000亿元订单，演绎出极富竞争力的“中国智造”全产业链。

值得一提的是，特斯拉对上海的经济贡献也不容忽视。2022年，上海工厂为上海贡献产值1839亿元，占上海市汽车制造业产值的23%，拉动相关工业产值增长1.3个百分点。

对于马斯克来说，他对未来的设想“不止于车”。

今年3月2日，特斯拉的“秘密宏图”在德州的超级工厂开启第三篇章。马斯克对公司未来车型规划、产能扩大以及在新能源领域的布局进行了说明。

其中，能源产品将成为特斯拉下一个重点发展的产业。

让地球使用洁净的可持续能源，一直是马斯克关注的领域。正如他自己所说，“如果对未来来说，这是一件正确的事情，就去做吧”。

4月9日，特斯拉宣布将在上海新建一家超级工厂，加码储能赛道储能业务，专门生产特斯拉的储能产品Megapack。

新工厂初期规划年产商用储能电池可达1万台，相当于约40GWh的储能，让特斯拉这个品牌有了更多发展空间。

对于特斯拉来说，以客户需求为根本、以高质量增长、全生命周期严控为发展方向的企业宗旨，需要更多知晓并参与。

2023年11月，在第六届中国国际进口博览会上，特斯拉将展区的主题定为“入华十年，智造标杆”，向世人展示了旗下S3XY全系车型、充电和能源产品及人形机器人等新品，并从电动车、工厂、充电、能源等板块分别回溯入华十年来的成长历程。

在特斯拉最具特色的“爆炸件”展区，Model Y的车身悬吊装置引来不少观众驻足。

通过对Model Y整车相关的白车身、电池组以及新推出的19英寸双子星轮毂等结构分解展示，观众可以清晰地看懂特斯拉的技术特点和构成。

特斯拉的充电和储能产品在展区同样引人注目。

通过对太阳能屋顶（Solar Roof）、家用储能墙（Powerwall）、商用储能电池（Megapack）等能源产品的近距离接触，观众真切感受到特斯拉“不止于车”的未来产业布局。

特斯拉展示的科技中，现在和未来界限渐渐模糊，一场新的征程已悄悄开启。

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来源: qq

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