導語：近日，《礪石商業評論》受邀現場探訪了特斯拉上海超級工廠，實地見證了其在生產製造領域的實力。
王劍 | 作者 礪石商業評論 | 出品
特斯拉的產品一直被人津津樂道。不過，決定一家汽車企業核心競爭力的不只是消費者最終接觸的汽車產品，還有其背後的生產製造方式，這決定了企業能以什麼樣的成本，生產出什麼樣品質的汽車。
而幫助特斯拉以超高效率製造出好產品的背後，位於中國上海臨港的超級工廠功不可沒。這裡不僅是全球汽車企業生產效率和品質最高的工廠之一，也是特斯拉第一座從零開始自定義的汽車工廠，平均不到40秒就能下線一台新車。
近日，《礪石商業評論》受邀現場探訪了這座著名的汽車工廠，實地見證了其全新的製造奇蹟。
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上海超級工廠生產布局
2019年，在浦東最東南端的臨港，特斯拉上海超級工廠在一片荒蕪中拔地而起，以驚人速度創造了「當年開工，當年竣工，當年生產，當年交付」的奇蹟。
上海超級工廠佔地86萬平方米（約有120個足球場大小），和國內同級別整車製造廠面積相比，並不算大。但整座工廠充分利用三層立體空間和閉合流線規劃，不設倉儲，將產能和空間發揮到了極致。
通過對工廠的垂直整合，可以顯著提高自動化能力。用馬斯克的話說，就是「一切都在同一屋檐下」，能夠實現「工廠的一端輸入原材料，另一端輸出整車」。
上海超級工廠由衝壓、焊裝、塗裝、總裝四個內部相連的車間、電池電機組裝車間和停車場組成。
廠區沒有獨立的行政樓，辦公區位於總裝車間的二樓，而食堂等功能區域則分散在各個車間的二層或是廠房建築的夾層位置。這既是為了更好地利用空間使用效率，也能更好地響應和解決生產中出現的各種問題。
此外，廠區還有專門的創新研發中心，擁有一支500至1000人左右的研發團隊，新款Model 3和Model Y進化版的大部分設計均來自這個中國研發中心。
作為一家現代化生產企業，最需要關注的便是車間生產線。
在中信出版社出版的的中文版《埃隆·馬斯克傳》一書中，馬斯克盛讚福特的T型產線，「最難的不是設計出Model T，而是發現福特流水線那樣的造車方式並建造胭脂河工廠。」
一百多年前，福特發明了汽車生產流水線，不僅提高了生產效率，更將汽車成本降到了普通家庭可以承受的水平；隨后豐田開啟精益化生產、大眾平台化開發，定義了現代汽車生產模式。
如今，特斯拉正通過新技術革命，重新定義未來的汽車工業。
傳統車企一般採取L型或S型的車間平面布局，而上海超級工廠最特別之處，是「向空間要產能」。
在超級工廠內，兩條鄰近工序的生產線呈立體布局，最下面是負責輸送零部件的AGV（自動導向車，Automated Guided Vehicle）傳輸帶川流不息，空中則是粗大的吊具運送着大型部件進行最後的組合。
汽車製造的沖焊塗裝四大工藝中，衝壓車間是最初的環節。原材料鋼板會在這裡衝壓成設計好的衝壓部件，再通過傳送系統送至焊接車間進行焊接拼裝，得到被稱為「白車身」的汽車框架後，所有「白車身」會有序進入塗裝車間進行噴塗處理，一切就緒便進入總裝車間等待最後的工序。
總裝車間的工序最為繁瑣，幾乎所有汽車的零部件都需在此集成。工人需要給「裸車」依次安裝玻璃、線束和座椅，還得給底盤安裝電池、電機以及前橋、後橋，各個部分全部組裝完成後，一輛完整的特斯拉便閃亮登場。
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超級工廠內的高效和高質
超級工廠最令人震撼的是無數台晝夜工作的機械臂，據悉，工廠一期焊裝車間一共有超過500台機械臂，自動化率達到了95%。其中，官方介紹稱，特斯拉焊裝車間的自動化率已經接近100%。
這些機械臂以超乎想像的靈活程度互相配合，在空中抓取、拼裝、焊接部件，完全不需要人工干預。
如今，特斯拉汽車流水線上點焊和激光焊等高精度工作，大部分已交由工業機械人完成，工人只負責檢測維護，以及塗膠、連接、打螺絲等機器效率不如人工的生產工序。
超級工廠每個車間都有一套自動化生產流程管理系統來實時監控整個生產流程，總裝車間內每一個工位都分別安裝了屏幕和指示燈，可以實時反映生產流程的進度。
在工序最多也最繁忙的總裝車間，每個工位有一塊可以掃描、擰緊等操作環節監控屏幕。只有每個環節都顯示綠色，車輛才能順利下線；否則紅燈便會亮起，有問題的車輛便會及時推送到工位末端，等待處理，後續車輛下線流程則繼續進行。
所有這些高效流程的背後，離不開特斯拉研發的「數字神經網絡」。
現代化生產需要科學先進的管理體系，如同調控人體中樞神經系統的多巴胺，幫助人類調節和增加心肌功能。
上海超級工廠的「多巴胺」就是其獨有的生產製造控制系統MOS，這套龐大的數字神經網絡接入所有車間的生產數據，包括零部件本身和工藝流程的數據，為設備自動化、生產設備無線連接、生產信息數據採集、人機交互、智能化決策等提供完善的網絡服務。
超級工廠每個車間都有專門的數據測量和分析系統，從源頭控制零部件的品質100%穩定可控與生產流程數據的操控與追溯。
比如，衝壓車間採用最新伺服驅動技術和數控液壓拉伸技術，保證了衝壓產品的高效穩定輸出；壓鑄車間則利用自主開發的大數據分析系統，對壓鑄工藝參數實現100%數據統計，並進行參數波動報警功能，確保從源頭控制零部件的品質100%穩定可控。
焊裝車間利用自主開發的生產製造控制系統，不僅將生產數據與車號綁定實現全程追溯，同時還通過在線測量、自動裝配系統及虛擬調試等技術，不斷優化焊裝精準度。
塗裝車間裝備了智能生產管理系統，保證100%噴塗自動化的同時，還可穩定追蹤塗裝生產過程及工藝設備實時運行狀態。
最核心的總裝車間，同樣採用特斯拉自研的數字化生產製造控制系統。通過工位電腦與高精度電動擰緊工具組網，對整車零部件進行掃描，並將全部製造參數實時監控和自動上傳至後台。全部數據庫都將長期留存，以便後續查驗。據說，整套數據細緻到過往某個環節一顆螺絲擰緊圈數都能進行追溯。
數字化神經網絡也全面覆蓋到特斯拉的質量管控領域，針對電池、電機等關鍵零部件，特斯拉採用近50套自動檢測設備進行檢測，確保氣密、高壓絕緣、電性能、電機焊接質量等符合標準，並且所有測試數據100%上傳到數據庫，以備查詢。
同時，超級工廠的數字化系統還能與車輛行車電腦之間保持實時信息互通，使車輛在製造過程中就自動完成自我檢測及學習標定工作。
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不到「40秒下線一輛車」的背後
事實上，上海超級工廠的這套自動流水線系統，很多車企都有。但業內整車下線速度平均是60秒一輛，特斯拉卻能實現不到40秒便可下線一輛車，其中的奧妙在哪？
任何工業體系中，提升生產效率的關鍵在於減少流程和提升工藝的同時，還要優化流轉時間。
上海超級工廠內，除了成體系的工業機械人組裝系統，細緻的操作流程，以及立體的流水線布局，更通過獨特的Warehouse On Wheel（輪子上的倉庫）物流系統，以達到最精簡的物流運轉效率。
整個廠區沒有單獨的物料和物料倉庫，裝載成品部件的集卡直接進入車間外部的「碼頭」（dock）進行卸載，直接進入車間安排生產。
特斯拉通過一套精細的物流管理系統，指揮數千輛穿梭不停的物流車輛構成了超級工廠的「流動倉庫」，將內部物流壓縮為「零距離」。
每部下線車輛直接停放在廠區露天停車場內等待轉運，平均每12小時就能清空場地，重新更換下一批車輛。
2022年，特斯拉全球近137萬輛的產量中，其中近一半的產量由上海超級工廠貢獻。
如此規模的體量，僅從產能面積來看，特斯拉上海超級工廠已遠超國內同類車企。
2022年，佔地86萬平方米的上海超級工廠產量為72.7萬輛，今年三季度年產能已經提升至95萬輛；作為參考，位於西安的比亞迪工廠佔地面積約為150萬平方米，年產能為90萬輛。可見特斯拉工廠的單位建築面積產能更高，土地利用率和生產精益程度也相應更高。
這座每天24小時不間斷運行的超級工廠，以極具競爭力的人力資源以及先進的生產工藝，才使得企業毛利率始終保持着30%以上的行業領先優勢。
不過，上海超級工廠至今並未能真正實現馬斯克規劃的100%自動化生產的目標，與其嚮往「用機器生產機器」的全自動化工廠，還有一定的差距。
用馬斯克自己的話說，「現在的特斯拉工廠還是0.5版，未來的超級工廠是3.0版」。
有意思的是，在《埃隆·馬斯克傳》中文版中，馬斯克把特斯拉超級工廠的生產線稱為「外星無畏艦」（Alien Dreadnought）。「無畏艦」的概念來自近代海軍史上第一艘用蒸汽機驅動的主力艦，是現代化新式戰艦史上的里程碑。
馬斯克把特斯拉超級工廠比喻為「外星無畏號」，顯然代表了他希望顛覆和重新定義汽車工業的野心。
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助力上海超級工廠的「中國智造」
截至2023年9月17日，特斯拉全球第500萬輛整車在上海超級工廠下線，上海超級工廠也迎來了第200萬輛整車下線。
隨着一體化壓鑄等生產工藝的不斷進步和自動化生產加速，特斯拉上海超級工廠新車生產速度和單位面積產能也將持續提升，進而實現馬斯克的新目標。
2022年底，馬斯克曾提出希望特斯拉的周產量達到4萬輛，這就意味着特斯拉的超級工廠要從現在的不到40秒縮短至每15秒下線一輛車。
特斯拉如果未來得以實現這個工業奇蹟，肯定離不開匯聚長三角地區的多家涉及電池、芯片、汽車內飾等三百多家中國本土新能源汽車零部件企業的助力。
過去的4年時間裏，這些新能源廠商不僅幫助特斯拉上海超級工廠在極短的時間內，零部件本地化率迅速達到95%，還帶動10萬個就業崗位，創造了累計7000億元訂單，演繹出極富競爭力的「中國智造」全產業鏈。
值得一提的是，特斯拉對上海的經濟貢獻也不容忽視。2022年，上海工廠為上海貢獻產值1839億元，占上海市汽車製造業產值的23%，拉動相關工業產值增長1.3個百分點。
對於馬斯克來說，他對未來的設想「不止於車」。
今年3月2日，特斯拉的「秘密宏圖」在德州的超級工廠開啟第三篇章。馬斯克對公司未來車型規劃、產能擴大以及在新能源領域的布局進行了說明。
其中，能源產品將成為特斯拉下一個重點發展的產業。
讓地球使用潔凈的可持續能源，一直是馬斯克關注的領域。正如他自己所說，「如果對未來來說，這是一件正確的事情，就去做吧」。
4月9日，特斯拉宣布將在上海新建一家超級工廠，加碼儲能賽道儲能業務，專門生產特斯拉的儲能產品Megapack。
新工廠初期規劃年產商用儲能電池可達1萬台，相當於約40GWh的儲能，讓特斯拉這個品牌有了更多發展空間。
對於特斯拉來說，以客戶需求為根本、以高質量增長、全生命周期嚴控為發展方向的企業宗旨，需要更多知曉並參與。
2023年11月，在第六屆中國國際進口博覽會上，特斯拉將展區的主題定為「入華十年，智造標杆」，向世人展示了旗下S3XY全系車型、充電和能源產品及人形機械人等新品，並從電動車、工廠、充電、能源等板塊分別回溯入華十年來的成長曆程。
在特斯拉最具特色的「爆炸件」展區，Model Y的車身懸吊裝置引來不少觀眾駐足。
通過對Model Y整車相關的白車身、電池組以及新推出的19英寸雙子星輪轂等結構分解展示，觀眾可以清晰地看懂特斯拉的技術特點和構成。
特斯拉的充電和儲能產品在展區同樣引人注目。通過對太陽能屋頂（Solar Roof）、家用儲能牆（Powerwall）、商用儲能電池（Megapack）等能源產品的近距離接觸，觀眾真切感受到特斯拉「不止於車」的未來產業布局。
特斯拉展示的科技中，現在和未來界限漸漸模糊，一場新的征程已悄悄開啟。
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