「扣厂」特斯拉

科技丛林 2023-03-08 13:42:16

3月2日,特斯拉2023年投资日,马斯克揭晓了特斯拉秘密宏图第三篇章:

全面转向电动车

在家用、商用和工业领域使用热泵在工业领域使用高温储能及绿色氢能

在飞机和船舶上应用可持续能源

用可再生能源驱动现有电网

以前特斯拉是「加速交通领域向可持续能源的转变」,现在变成「加速全球向可持续能源转变」。

什么是格局?这就是!

在投资者日上,马斯克这样说道:

「I really wanted today to be not just about tells the investors who own stock, but really anyone who is an investor on earth. And what we're trying to convey is a message of hope and optimism and hope optimism that is based on actual physics and real calculations. It's not wishful thinking. Earth can and will move to a sustainable energy economy. We'll do so in your lifetime. Thank you.」

「我真的希望今天不仅仅是告诉那些拥有股票的投资者,而是真的告诉地球上任何一个投资者。而我们试图传达的是一个希望和乐观的信息,希望乐观是基于实际的物理学和真实的计算。这不是一厢情愿的想法。地球能够而且将会走向可持续的能源经济。我们将在你的有生之年做到这一点。谢谢你。」

但是,熟悉马斯克的人都知道,他的话一般都是前置的、有点画饼性质的。

2006年,马斯克发了特斯拉秘密宏图第一篇章(画饼),这事儿直到2017年7月Model 3量产才算勉强实现。

不管怎么说,虽迟,但到,不是完全的画饼,可以接受(站在另一个角度,也可以看出马斯克谋略之深远)。

所以对于这第三篇章也是如此,这是马斯克自己对于绿色地球的最终题解。

但是,我们今天不聊宏大叙事,只聚焦特斯拉本体。

在这次投资者日,虽然没有官宣改款Model 3/Y,没有关于25000美元新车型,但是却解答了一个非常关键的问题:特斯拉要如何实现年产销2000万这个目标。

答案就隐藏在这次大会上每一篇章的分享中。

接下来,我们开始。

10款产品?

特斯拉已经意识到,仅靠现有产品组合(Model S/X、Model 3/Y、Semi、Cybertruck)不足以做到年销2000万。

在投资者日上,特斯拉希望全球汽车全面转向电动车,并拿自家车型进行全球车型全面电动化的拟合。

而这里,也透露了特斯拉新产品的信息。

这次模拟中,出现了两台全新车型:一台乘用车,一台商用车。

而且,光那台全新乘用车份额就比「Model 3/Y + Cybertruck/新商用车」的组合份额加起来还多。

虽然这只是一个模拟,但我们依然能看到特斯拉对于这台新车型的销量预期。

这款车很有可能就是此前马斯克口中售价25000美元的新车型,也即是下一代平台的新车型。

这款新车型将会在墨西哥的新工厂率先量产,后续全球其他工厂也将跟进。

此外,根据特粉 Matthew Donegan-Ryan 拿到的消息:

新车将在 18 到 24 月内完成下线;

新车可能和 Cybertruck 一样没有涂漆(中国区总裁兼全球制造总监朱晓彤称:涂装很贵的)

如果真的如此,那么明年这款车型就会投入量产,到时候这台车将成为特斯拉有史以来最火爆的一款车型(后续提到的产能效率提升其实也是围绕这台车展开的)。

当然,特斯拉的新品还不止这两个。

在后续的采访环节,当有人问马斯克,未来会有几款车型的时候,马斯克是这么说的:

「ten, I don't know, not that many. (10款?我不确定,可能没那么多)」

简单来盘点一下,特斯拉目前已知的车型是这9款:

Model S/X

Model 3/Y

Semi

Cybertruck/新的商用车

新的乘用车

Roadster

所以后续可能还会有新车型?

产品的问题,就聊到这里,接下来的问题就是:

1、如何进一步降低生产制造成本?

2、如何进一步提升产能?

工艺:「串行」转「并行」

目前汽车组装方式是这样的:

这其中还是有此前福特百年前设计的汽车流水线的影子。

但是对于特斯拉来说,想要提升生产效率,就要重新定义制造业。

所以,Model Y成了试验田。

所以特斯拉创新的采用了一体化压铸,将车身上本身几百个零部件合成一个。

现在的Model Y采用前后部一体压铸+结构电池包(即座椅放在电池上),这样的好处在于特斯拉可以能够并行工作,优化装配流程,将总装线减少约10%,

但是特斯拉觉得光这样还不够,在装配流程上还能再优化一下。

接下来,特斯拉总装将由「串行」变为「并行」:

由于工作并行,这意味着可以让更多的人同时在汽车上工作,返回工作站的时间更少,操作员密度增加了44%,空间和时间效率提高了30%。

这样也可以保证生产线足够的短。最终带来的效果是,使得下一代汽车工厂占地面积减少40%以上,这意味着特斯拉可以在更小的地方带来更快的产出。

而且,下一代汽车生产成本要比Model 3/Y减少50%,这个数值真的非常夸张了。

「从Model S和X平台到Model 3和Y平台,我们削减了50%的成本。这里只是把降成本的任务再做一次。这一点很重要,随着我们提高可负担性,能够使用我们产品的客户数量将大幅增加。」

此外,下一代车型5年内每英里的总拥有成本比现在的Model 3还要再低25%以上。

这台车还真是让人期待啊。

特斯拉对于成本的优化还没有结束,下一个拿来开刀的是电机。

动力系统:下一代永磁电机将完全不使用稀土材料

特斯拉的习惯是小步快跑,快速迭代。

Model 3/Y现在在用的动力系统是一个很好的例子。

2017年推出以来,特斯拉一直在对其进行优化,现在的电机在相同功率下轻了20%,稀土材料用量减少了25%,甚至动力系统工厂也迭代了,比最初建造的工厂小了75%,建设成本降低了65%。

下一代动力系统更牛,在不降低效率和性能的前提下,将碳化硅晶体管的使用量减少 75%,不使用稀土材料,成本仅1000美元左右,同时工厂生产所需的空间在现在基础上再减少50%。

牛还是特斯拉牛啊。

为什么特斯拉能做到这一点?Colin Campbell的分享很有价值:

「我们通过一家公司一起设计整个车辆和整个工厂来做到这一点。这使特斯拉与众不同。

我们可以让电池专家、机械工程师、制造工程师、供应链团队、自动化设计师、软件程序员,聚在一起工作,这使我们能够迅速做出对整个汽车最有利的决定。

这种方法与传统的汽车工程不同,传统的汽车工程是非常零散的。如果你去看一辆高级德国电动汽车,设计该车驱动逆变器的工程师,他们并不为该汽车公司工作,他们是为承包商工作。」

再举几个例子吧:

1、在充电器里,特斯拉自己设计了定制封装,好处在于封装里的碳化硅晶圆可以更小,这样可以节省支出;

2、 协调晶体管的运作的微处理器,之前要用四个,后面特斯拉开发了自己的定制微处理器,专门用于高功率电子设备,只需要一个就能干四个的活,而且成本也只是之前的一半。

软件方面,特斯拉自己开发了驱动单元的软件。「这使我们能够快速迭代数百万个可能的驱动单元设计,以找到最佳设计。」「想再强调一个特斯拉真正擅长的领域,因为我们整合了通常被外包的工作。」

所以,特斯拉低成本是怎么出来的?是一点点扣细节、一点点的成本优化,积少成多而来的。

这才叫真正的扣厂,每一分钱都必须花的有价值,得花在刀刃上。

在成本管理这一块,理想要学习的地方还有很多。

电子架构:减少线束+转向48V架构

下图是2012年的Model S的低电压系统,有300多种低压设备,涵盖了从手套箱中的灯等普通设备到娱乐电脑等复杂设备,再到安全气囊、线控转向和线控制动等至关重要的安全设备。

特斯拉一直在做的一件事就是:减少线束长度和复杂度,并实现自动化制造。

到了Model 3,与Model S相比,减少了17公斤的线束。

为了更集成,特斯拉将会自研车上的各种控制器,目前Model 3上,特斯拉自研控制器比例是56%,Model Y上上升到61%,Cybertruck上直接飙到85%。

而在下一代车型上,全车控制器特斯拉都会自研,垂直整合程度会越来越高。

在大多数情况下,汽车中的所有控制器都是由不同的一级供应商提供,这些供应商的软件是由二级供应商编写的=,这些供应商将一些软件分发给不同的三级供应商,以此类推。进行跨越多个组件的更改需要数月的协调,然后才能开始任何工作,而这会极大的延缓汽车软件功能的迭代。

全栈自研的好处在于,特斯拉可以在组件级别完全控制设计和供应链。

「这对特斯拉来说至关重要。在过去的几年里,因为供应限制阻碍了我们制造汽车的能力,有了这种组件级的控制能力,就有了对所有软件的控制,这使我们能够开发出我们在设计硬件时从未想过的特性和功能。」

在垂直整合、软硬件一体的研究上,真的没有车企能够和特斯拉抗衡,差距真的太大了。

目前,在汽车上广泛使用的低压蓄电池是铅酸蓄电池,而特斯拉做出颠覆:Cybertruck、Optimus 和所有未来车辆都将转向 48V 架构。

就像特斯拉硬件工程副总裁Pete Bannon说的那样:我们现在要做的改变之一就是改变过去60年来固有的东西( one of the changes that we're looking to make right now is to change something that's been steady for the last 60 years.)。

转向48V架构的好处就是,所需电流减少四倍,在汽车中分配能量时损失的功率减少16倍。这也意味着可以用更细的电线、更小的控制器,同时散热器也可以做得更小,甚至还有完全移除的可能,综合下来更有利于车辆减重。

具体来说就是,此前由于集中控制导致电线在车内到处都是,而现在特斯拉的做法是将电线连接到最近的控制器,而这些控制器通过以太网连接,在那里数据被转换为网络数据包,然后传输到相应位置。

(PS:这让我想起通用的奥特能wBMS无线电池管理系统,减少了90%线束,同时减少大量连接器和接插件)

注意,上面提到的这些特斯拉当前就能实现。在Cybertruck上,特斯拉线束进一步减少,这也意味着成本的进一步降低。

看到这里,你大概理解特斯拉为什么要自研全部控制器+转向48V架构了,这真的是环环相扣啊。

所以Cybertruck算是又一代革新产品,从内到外有太多颠覆性改进了。

这还没完,到了下一代,特斯拉车内线束还将进一步减少。

简化线束的最终目的依然是为了能够实现自动化生产,提升低压系统的生产规模和效率,最终为特斯拉整体的大规模量产服务。

供应链:垂直整合进一步提高

特斯拉的垂直整合能力在不断增强。

从Model S/Y到Model 3/Y上,一级供应商和二级供应商数量在肉眼可见的减少。

特斯拉这样说道:「我们不是从供应商那里购买现成的东西。因此,供应链并不像其他大多数公司那样纯粹是一种商业关系。实际上,我们在供应链内有一个部门叫做供应工业化工程(supply industrialization, engineering 字面直译),这个部门的任务是把一张图纸一个设计从概念中拿出来,然后以适当的成本生产数千种产品。」

「如果我们搞出一个新东西,但是行业内没有对应的供应链,我们的工程师会拿着图纸,把它变成可制造的东西,然后进行设备选择,在供应商那里呆上几周或几个月,把这条生产线做起来,接下来做的事情就是不断提升自动化水平和良率改进。」

特斯拉这种垂直整合仍在继续,所以未来哪些部分的供应商又会被特斯拉拿掉?哪些供应商又会因为进入特斯拉供应商而强势崛起?

这真的是有意思的话题。

此外,特斯拉也在携手供应商,推进全自动生产制造能力,摊薄成本、优化效率。

这里有一个典型案例:热泵空调。最开始特斯拉搞了手工生产线,但是这条产线有很多质量问题,更不用说吞吐量了。

于是特斯拉转向了半自动化生产线,这样虽然吞吐量大了,但是质量问题依然存在。

所以特斯拉认定完全自动化才是出路。

最牛的地方在于,特斯拉用软件自己做了一个3D仿真模拟,当一个零件被制作时,特斯拉有能力构建制造零部件的复杂组件的3D模拟,并在模拟中创建端到端的生产线,进而可以准确告诉供应商要购买什么设备,要测试什么。

于是,在不到8个月的时间里特斯拉就实现了这条全自动生产线。

效果也非常显著,劳动力减少了99%,如果说之前需要10000人,现在只要10个人就能搞定,而且良品率高达99.995%,7秒就能下线一台热泵

强的有点离谱啊。

现在特斯拉所做的一切都是为实现2000万年销量服务。「我们的策略是简化供应链设计,确保我们能够更好地控制供应链」

工厂:也是产品

在特斯拉眼中,一切都是产品,一切都可迭代、可进步,包括工厂。

从最开始的Fremont工厂到现在的得州工厂,特斯拉工厂一直在进步:

投资者日当天,特斯拉的第 400 万辆产品在得州超级工厂走下生产线。

第一个百万辆用时12年

第二个百万辆,18个月

第三个百万辆,11个月

第四个百万辆,7个月

「提问-删除-简化-加速-自动化」,这就是特斯拉工程思维方式,是特斯拉提高生产效率、实现降本增效的秘诀。

对于特斯拉的工厂而言,及格线是45秒就下线一辆白车身,以及90%的总体设备自动化效率。

现在中国区总裁兼全球制造总监负责全球生产、销售、交付和服务。

在上海超级工厂顺利实现产能爬坡之后,现在的他正在为赋能其他工厂产能爬坡做贡献。

想要实现2000万销量目标,4个工厂对于特斯拉来说还远远不够,所以接下来特斯拉还会建设新的工厂。

此前,在2022年股东大会上,马斯克表示最终,特斯拉将会建至少10个or12个超级工厂,每个工厂的年产能大概在150万-200万左右。

现在我们知道下一代工厂将会建在墨西哥。

根据 Matthew Donegan-Ryan的爆料:下一个超级工厂与墨西哥超级工厂正在同时建设中。

所以那座超级工厂在哪里?加拿大?

电池工厂方面,特斯拉也在不断进行优化。

4680电池已经在Fremont工厂、德州工厂,内华达州Gigafactory 1 (松下和特斯拉合作投资建设,用来生产Model 3电机和电池组、储能产品Powerwall和Powerpack)开始生产。

而且,工厂占地面积已经变得越来越小了,真的很厉害。

既然开始自研电池,那特斯拉已然成为一家电池供应商,所以特斯拉开始直接接触上游原材料公司。

今年2月,彭博社报道,特斯拉正考虑收购锂矿企业西格马锂业这家锂矿公司目前的估值是30亿美元。

另外一边,特斯拉50GWh/年的锂精炼厂已经破土动工了,10个月后开始试运行,2023年底正式投入使用。

今年4680电池继续产能爬坡,明年才是其真正大爆发的时候。

写在最后

总的来说,这次投资者日更像是特斯拉的成本控制秘籍分享大会,特斯拉将自己在生产、管理、工厂等方面的经验分享给其他同行。

可能很多人会觉得这次内容很无趣,因为没有看到更多炸裂的产品或者技术发布。

但,无趣才是生活的常态啊。

特斯拉的牛逼,正是建立在这种无趣日常的日积跬步,举一反三,最终量产带来质变。

我觉得每家新势力车企都应该好好学习特斯拉的理念和思维,这对他们摆脱亏损实现盈利有很大帮助。

(注:图片来自网络,侵权请联系删除)

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关于作者:5年汽车媒体人,智能汽车行业同行者与见证者,如有报道需求请私信。

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