机器人当家——Tesla超级工厂的秘密武器

标签:技术Tesla机器人

访客:28662  发表于:2013-08-03 10:22:23

在北加州的弗里蒙特市,一个被涂成全白的、宽敞明亮的汽车工厂里,机器人们正在匆忙地执行任务。它们好像外科医生般围绕着一台尚未成型的车架,为其精确地执行点焊、铆接、胶合的“手术”。如果此时有一辆汽车从你身旁“滑”过,或从你头顶“飞”过,都不需要觉得惊讶,这正是“钢铁侠”埃隆·马斯克(特斯拉的CEO)打造的特斯拉“超级工厂”。

         

从零部件到成品全部自给自足

“超级工厂”是特斯拉第二代电动车Model  S(家庭款四门轿车)的出生地。凭借着这款汽车的销售,今年5月,特斯拉宣布在2013年第一季度实现公司成立10年来的首次盈利,利润率高达25%。销量与盈利上升的秘密,来自特斯拉打造的机器人全自动化“超级工厂”。

   

要找出埃隆建造超级工厂的目的,还要追溯其推广电动车的市场战略计划。在埃隆的市场计划中,继续降低特斯拉汽车的售价,在3到4年内推出售价仅为3万美元左右的汽车是第三个步骤(豪华系列Roadster、中等系列Model  S分别为前两步骤,已实现)。因此,埃隆迫切需要解决两个问题,一个是成本问题,另一个是产能问题。

在成本方面,埃隆信心满满,他曾表示会将公司的利润率保持在25%左右,要知道,传统的跨国汽车厂商仅能达到10%。但5年前,埃隆还在为成本问题发愁。当时,Roadster跑车的实际生产成本曾攀升至14万美元,经过与供应商的一番协商后,成本也只是降至9.5万美元。接连亏损的紧张形势让埃隆开始查找造成巨大成本差异(他核算的生产成本为6.5万美元)的原因。据Slate.com报道,埃隆发现问题出在外包企业身上。

    

为了尽可能地降低成本,埃隆决定要购置一个大型的、能够“内包”量产的新工厂。幸运的是,2010年10月,埃隆以低于估价(1亿美元)一半以上的价格(4200万美元)收购了位于北加州,占地46.5万平方米的NUMMI工厂。更让埃隆和吉尔伯特.帕辛(特斯拉车辆制造业务的副总裁)高兴的是,这个原属于丰田与通用的联合汽车制造厂为他们保留了许多汽车制造的基础设施,其中包含造价高昂、安装费时的自动喷漆车间和六台机械冲裁机。帕辛表示:“收购NUMMI为特斯拉省了一笔巨大的成本。”这一年,特斯拉不仅拿到美国能源部4.65亿美元的贷款,获得丰田5000万美元的注资,还完成了上市。

凭借着贷款、丰田的投资以及上市获得的资金,特斯拉开始启动“超级工厂”计划了。《21CBR》记者在翻阅特斯拉2011财年的财报时发现,特斯拉的研究与开发(R&D)成本暴涨了1.16亿美元,从2010年年底的9300万美元增至2011年年底的2.09亿美元,增幅达124.7%。据特斯拉财报显示,这1亿多美元包括了原料原型制作、工厂及动力开发、引擎设计、测试、雇佣工人等费用。

在这个花费巨资建造的“超级工厂”里,特斯拉几乎能够完成从原材料到成品的全部生产过程,除了驾驶杆等少量部件从戴姆勒(奔驰母公司)购买,Model  S几乎所有的零件都由特斯拉自给自足,甚至包括模制的塑料零件。

四大制造环节机器人包办

在这种“内包”的模式背后,“多才多艺”的机器人是生产线的重要力量。目前“超级工厂”内一共有160台机器人,分属四大制造环节:冲压生产线、车身中心、烤漆中心和组装中心。  

其中,车身中心的“多工机器人”(Multitasking robot)是目前最先进、使用频率最高的机器人。它们大多只有一个巨型机械臂,却能执行多种不同的任务——包办车身冲压、焊接、铆接、胶合等工作。它们可以先用钳子进行点焊,然后放开钳子;紧接着拿起夹子,胶合车身板件。生产线上的工程师介绍说:“这种灵活性对小巧、有效率的作业流程十分重要。”在执行任务期间,这些机器人的每一步都必须分毫不差,否则就会导致整个生产流程的停摆,所以对它们的“教学训练”就显得格外重要。据《寰宇地理》的纪录片介绍,特斯拉团队在前期训练机器人上就花费了一年半的时间。

当车体组装好以后,位于车间上方的“运输机器人”能将整个车身吊起,运往位于另一栋建筑的喷漆区。在那里,“喷漆手”机器人拥有可弯曲机械臂,不仅能全方位、不留死角地为车身上漆,还能使用把手来开关车门与车厢盖。

送到组装中心后,“多工机器人”除了能连续安装车门、车顶外,还能将一个完整的座椅直接放入汽车内部,主管生产的帕辛都称其“令人惊叹”。有意思的是,组装中心的“安装机器人”还是个“拍照达人”,因为在为Model  S安装全景天窗时,它总会先在正上方拍张车顶的照片,通过照片测量出天窗的精确方位,再把玻璃黏合上去。

在车间里,车辆在不同环节间的运送基本都由一款自动引导机器人——“聪明车”(Self guide smart car)来完成。工作人员提前在地面上用磁性材料设计好行走路线后,“聪明车”就能按照路线的指引,载着Model S穿梭于工厂之间。“我们正在把自动化发挥到极致。”帕辛说。特斯拉的工厂只雇佣了3000名工人,他们除了完成一些机器人无法实现的工作外,如安装仪表板、引擎等,还需要对机器人完成的细节内容进行确认。

目标年产50万辆

埃隆在向股东发布的一封邮件中解释道,特斯拉之所以能够盈利,部分原因是大幅提高了汽车的生产效率,将生产一辆汽车所需要的时间下降了40%。在产能方面,凭借着160台机器人以及3000名工人,特斯拉工厂可以在3-5天内实现一辆车从模型到生产成型的生产过程。埃隆在7月10日接受媒体采访时表示,特斯拉工厂已实现每周生产超过400辆、年产20000辆汽车的目标,而且不是“超过一点点”,明年将把目标提高为每周800辆。

事实上,特斯拉在提升产能方面还有很长的路要走,在底特律或者日本的主流汽车厂能够每天生产400辆汽车,在这个原本属于丰田和通用的工厂里,能实现每周6000辆汽车的产能。不过,特斯拉的发展势头让人无法否认其潜力,这个出自硅谷的汽车公司才成立10年,那时它们有的只是几个工程师和莲花汽车生产的底盘,更不消说,特斯拉现在只用了工厂20%的面积。

目前,NUMMI工厂80%的面积仍属于“暗区”,埃隆和帕辛早已对余下区域进行了规划,他们的终极目标是:生产量大而便宜的车,让电动车真正普及起来,“我们将尽快实现年产50万辆,这将填满这个巨大工厂剩下的地方。”

现在,特斯拉工厂的高效生产力并不仅仅用于完成自家汽车的生产目标,还为丰田和戴姆勒研发电力系统和汽车,以获得投资。特斯拉还通过向其他汽车厂商出售碳排放额度,获取每辆车最高3.5万美元的收入。作为自1956年福特汽车IPO以来第一家上市的美国汽车制造商,这个初创企业正在发挥着“特斯拉效应”,它极大地刺激着汽车这个传统行业的生产商以及供应商们。(二十一世纪商业评论)

评论(2)

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      回复[0] 2013/08/06 19:06

    1. 张卫国 未来的机器人世界,这是最好的“先例”。

      回复[0] 2013/08/04 07:45

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