特斯拉“产能地狱”往事:分歧、落地、陷阱、重塑

表外表里

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· 11月8日

“银河系首富”马斯克的灰暗往事。

图片来源@特斯拉官微

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文丨表外表里(ID:excel-ers),作者丨赫晋一 张冉冉,编辑丨付晓玲 慕沐 胡嘉雯

今年年中,香港发生了一起“芯片大劫案”:

 一物流公司送货人员在运输途中,遭3名男子袭击,混乱间,匪徒抢走14箱芯片,约值500万港元。

围绕这一事件,圈子里盛传着一个段子:“这批芯片本来谈好了价格,但卖家临时坐地起价,买家非常生气,于是找人把货抢过来了。”

黑吃黑的段子真假难辨,可背后直指一个事实——汽车芯片太短缺了。

从8月开始,国内的几家造车新势力都因此受到波及:

蔚来8月仅交付了5880台,此前其销量稳定在7000台上下。

小鹏8月交付7214台,较7月减少800多台。

理想8月交付量虽冲到9433台,但9月只交付7094台。

遭遇供应链毒打的车企们,为了完成交付,使出浑身解数。

蔚来把展厅里的车开出去卖了,理想、小鹏则想出“奇招”——分期交货,先交付功能缺失(如毫米波雷达)的半成品,之后再进行补装。

事实上,国内造车新势力目前面临的“订单不缺,市场和用户的认可不缺,无奈车就是交付不了”情况,电动汽车开创者特斯拉,3年之前就经历过。

那时的特斯拉,几近被Model 3“产能地狱”,拖入破产的境地,马斯克经历了人生中最黑暗的时刻之一。

但现在,马斯克仍然是“银河系首富”,特斯拉时不时引爆海内外的社交平台,俨然智能汽车领域的风向标。

那么,特斯拉究竟是如何从“地狱”里爬出来的呢?本文将就此展开论述。

机器生产机器,撞开地狱的大门

特斯拉“产能地狱”模式的开端,源自马斯克的一个“梦”。

2016年夏日的一天,马斯克做了一个梦,在梦里他看到了一个完全自动化的未来制造工厂,机器人高速制造所有东西,零件沿着传送带移动,及时将每一件东西送到正确的地方。

梦醒后兴奋的马斯克,召集了一次会议,宣布特斯拉要用“机器生产机器”,也就是建立全自动化工厂模式,生产Model 3以及未来的更多车型。

但这一提议,受到了公司高管们的强烈反对。

那时,Model 3已经开放预订,特斯拉也已投入建造最先进的汽车制造工厂,一切正朝着2017年年底交付第一批量产车的规划推进。

如果全面检修所有的线路,进行自动化转变,将耗费大量的时间和金钱,以至于可能无法满足原定的计划。

因此,高管们告诉马斯克,他的提议是不现实的。

然而马斯克坚持认为,这(自动化工厂)是一个不可阻挡的外星无畏战舰,将有助于特斯拉在未来几十年的竞争。同时,他还要求将第一批量产车交付的时间,提前到2017年7月。

难以调和的争议分歧,让那段时间的特斯拉弥漫着令人不安的氛围:

“当有人提出担忧或反对时,马斯克会将此人的经理拉到一边,命令给他重新分配岗位或终止此人的职务,或不再邀请他参加会议。”

一些高管开始将怀疑者排除在外,以做保护:“如果你是那种可能会退缩的人,你会不被邀请参加会议。”

可还是有人因此丢掉工作,马斯克会说:“我只是需要,我必须解雇某人。”

在一位特斯拉前雇员的回忆里,一位同事被叫走时正在办公桌前吃早餐。直到他的香蕉变成了棕色,麦片碗里的牛奶形成了一层薄膜,然后他的同事们才意识到他被炒鱿鱼了。

而据统计,因为马斯克坚持自动化的决议,前前后后导致了80多名高管或主动或被动的离职。

这其中,包括马斯克最为倚重的,特斯拉工程高级副总裁道格·菲尔德,以及特斯拉销售、营销、交付和服务总裁乔恩·麦克尼尔。

众多高级人才的巨大损失,甚至引发员工和股东焦虑,让特斯拉陷入混乱。

老板说了算,马斯克的设想落地

但最终的结果,我们都知道,一切还是按马斯克的设想落地。

从2016年开始,特斯拉融资以及支出行为频繁。2016和2017年,其共融资约161.66亿美元;与此同时,资本支出也在攀升。

这些进进出出的钱,用来做围绕Model 3项目的自动化生产架构调整。具体有:

抽调Model 3项目研发团队,组建“Model 3全自动生产线”项目研发团队,加速项目推进执行。

收购了两家自动化制造商Grohmann Engineering 和 Perbix,辅助打造核心的自动化工厂。

与松下合资建厂,研发生产专供Model 3的21700电池。而该款电池的能量密度,可实现充电一次,至少行驶215英里。

建设进度按马斯克的规划向前推进,他在2016年的特斯拉股东大会上,再次激情展望了对自动化工厂的前景预期:

“无畏战舰和以往任何汽车生产线都不一样,整个生产线不会有工人参与,否则这些工人会拖慢生产速度。相同的占地面积,无畏战舰的产能将达到传统产线的10倍。”

马斯克的自信感染了股东们,尤其是当他们看到,用户对Model 3远超预期的热情和期望时。

数据显示,2016年3月特斯拉公开Model 3接受预定的当晚,预订量就超过了10万台。之后,平均每天新增超过1800个净预订(2017Q2财报披露)。

按每台车1000美元的预定金设置,截至2016Q4,特斯拉收到的客户预订款达到6.64亿美元。

和用户的狂热同期,市场也真金白银地看好。

来自用户和资本的认可是压力,也是动力。

2017Q1财报季,特斯拉的生产计划定为:Model 3在2017年实现周产能5000辆,2018年实现周产能10000辆,以满足预定交付。

要知道,截至2017Q1,特斯拉的周产能仅有2000辆左右,且大部分都是此前的ModelS和ModelX车型。

如此来看,要完成Model3的产能目标,特斯拉的周产能需半年内提升3.5倍,达到7000辆。

不得不说这是个很大的挑战,尽管有人对这样的生产计划心生怀疑,但又很快说服了自己。

比如,底特律汽车制造顾问弗兰克·法加 (2016年)就表示:“如果他能在明年7月之前投产,我真的会感到惊讶。但这是一个说他要去火星的人,我有什么资格说他不能这样做?”  

自动化陷阱,一场“通向地狱的尝试”

但马斯克没有想到,他满怀希望一手打造的全自动化工厂,竟是一张“通向地狱的门票”。

全线自动化将特斯拉拖入“惊人的报废率和FPY(一次出厂率)”大坑。

据美国媒体报道,在内华达州超级工厂生产的电池和驱动装置,高达40%的产品需要报废或返工,然后才能被送到弗里蒙特工厂用于Model 3的组装。

超高的报废率外,还有低到崩溃的FPY(一次出厂率)。

通常情况下,汽车工厂的FPY大约在65-80%的范围内,一个有竞争力的工厂,则能达到80%以上。

而在特斯拉终于实现周产量5000辆目标的那一周,只有700辆车真正走出了特斯拉工厂,剩下的4300辆车,还得重回生产线,进行返工和二次检测。

这意味着,直到那时,特斯拉的FPY率也仅有14%,不足行业平均水平的1/4。

最夸张的一次,由于零件输送出了问题,让100辆走下特斯拉生产线的汽车,全都没安装上右侧大灯。

全线自动化问题百出下,Model 3的产能爬坡进度一再被拖慢。

最初(2016年),特斯拉承诺在2018年客户都会收到新车,但事实上,2017年下半年,特斯拉一共只交付了2685辆车。

2018年4月份,马斯克宣布“Model 3的交付将延迟6到9个月”。依靠全线自动化提高产能的尝试,宣告失败。

那么,听起来明明更高效的“全线自动化”,为何行不通呢?

这一定程度上归咎于,自动化生产存在技术壁垒,机器并非适合所有类型的工作。

众所周知,一辆汽车生产出来,需要经过冲压、焊接、喷漆、总装以及质检一系列环节。其中,前三个环节,整个汽车行业的自动化程度都较高。而总装和质检环节,传统汽车厂商一般采取人工操作。

特斯拉希望后面这两个环节,也用机器替代人工。

但事实上,在这些环节,相比人工的灵活性,机器的执行性和准确性很难把控。

比如,特斯拉曾试图用机器人,将玻璃纤维垫子粘合在电池组的顶部。但机器总是问题百出,或是没能拾起垫子,或是把垫子放置在错误位置,特斯拉最后不得不砍掉了这项流程。

就连最简单的拧紧螺丝动作,机器人的工作效率也远低于人类。

特斯拉最初使用机器人安装Model 3的座椅。但是,在拧紧座椅的固定螺栓和连接座椅的供电线时,这些机械动作缓慢且一致性差。

而与机器缓慢的工作效率相反,为了让一个机器人准确地引导螺栓穿过一个孔,固定后刹车的部分组件,可能需要特斯拉工程师花上几个月的时间。

除了在该人工的地方强行自动化,导致效率更慢之外,特斯拉工厂还存在该自动化的环节,根本不自动的情况。

如上文曾提到的专供Model 3的锂电池21700,虽然性能更佳,但是把数千个电池组装在一起的自动化生产线,根本做不了。有一些环节必须要人工来解决,导致电池生产速度很慢。

更严峻的是,全线自动化生产下,若某个环节的程序出现了问题,就需要整体关闭再重置系统,整体生产进度就要停下。

马斯克曾有过凌晨3点还在带领工程师抢修传感器故障的经历。

当时,由于搭载待喷漆车体的载具从油漆间出来的速度太快,传感器无法识别,使得即使一切正常,也会触发传感器导致生产中断。

最终,在传感器程序调试过程中,特斯拉的工人们只能守在生产线旁边,一遍遍按下“确定”按钮,来保证生产进行下去。

残酷的现实,把硅谷极客的技术理想碾得粉碎,而更让马斯克沮丧的是,特斯拉的财务状况也受到了拖累。

一方面,交付日期延迟,导致销售所得的收入进账缓慢。

与此同时,产能不足,又导致分摊到每辆车的成本高了起来。2017Q4特斯拉平均单车折旧/摊销大幅增加至1.91万美元。

收入不足,成本高企之下,特斯拉的财务状况严重恶化。如下图,2016Q4-2018Q2,特斯拉的毛利率、净利率大幅降低,现金流状况也极其紧张。

爆出内忧的同时,一再被推迟的交付日期,也耗尽了投资者的信心。

2018年3月,信用评级机构穆迪,将特斯拉的企业家族信用评级从B2下调至B3;同年4月,高盛在一份报告中建议客户抛售特斯拉股票;

与此同时,特斯拉也成为被做空最多的美股股票,股价大幅度下跌。当年5月3日特斯拉财报发布后,股价大跌5.55%。

产能不振和资本市场低迷的双重打击下,特斯拉频频在破产边缘试探。

曾经风光无数的特斯拉,仿佛“被整个世界抛弃了”。

工人请回车间,重塑超级工厂模式

2018年6月,在特斯拉股东大会上,永远骄傲的“硅谷钢铁侠”马斯克失去了往日的神采,他一脸憔悴,眼角低垂,哽咽地说道:“这是我可能经历过的最痛苦、最地狱的几个月。”

特斯拉的财务档案文件中披露,几乎20%为Model 3付款的客户要求退款。

为了尽快把Model 3的产能带出泥潭,马斯克亲自接管制造工程,纠正方向。

在2017年11月份之前,特斯拉就开始尽全力解决电池组装问题。马斯克表示:“电池模块生产线是我们的主要生产瓶颈。Model 3的生产速度,只能与整个供应链和生产流程中最慢的部分一样快。”

而在部署了多条半自动化生产线,并改进原有的生产线后,特斯拉基本克服了这一瓶颈——电池生产速度从7小时缩短到70分钟以下,同时制造成本也大大降低。

同时,从2018年开始,特斯拉多次暂时性关闭弗里蒙特工厂Model 3生产线,“这些计划都是为了改善自动化,系统性解决问题,以便加快生产速度。”马斯克说道。

这个过程中,特斯拉仅用了3周时间,在弗里蒙特工厂的停车场搭建了一个帐篷,建成了一条新的装配线,用来解决总装问题。

马斯克在工厂里度过了他的47岁生日,一刻不停地工作,冲刺进度。

然而,起初帐篷工厂并不被看好,有人嘲讽称:“除了战区维修汽车的军人,我觉得没人见过这样的设施。”

连汽车分析师戴夫·沙利文也认为,帐篷工厂几乎可以视为特斯拉绝望的迹象。

但之后的走向证明,特斯拉借此再次王者“归来”。

这个帐篷里并没有安装在地板上的、类似手臂的机器人,而是摆满了门架,可以把它们想象成一系列的门,汽车运输的传送带就在其中运行。在升降机辅助设备下,工人能够轻松地移动大块的金属,进行装配,在生产线的末端,组装好的汽车从一个斜坡上滚下来。

而就是这条部分自动化的生产线,效率水平超过了最初的两条自动化生产线。

在工厂7x24小时不间断运行下,2018Q2开始,model 3产量有较大的增幅,在6月的最后一周,Model 3的周产能终于突破5000,达到5031辆。

那段时间里,帐篷工厂担负了Model 3总装工作的20%,特斯拉的“每个员工”每周都工作100个小时,来提高Model 3的产量。

“没有其他办法了,只有这样加班加点。”马斯克说。而事实上,这种状态持续了2018年全年。

Model 3的产能迈入正轨,特斯拉业绩表现开始好转。如下图,2018Q3开始,特斯拉的自由现金流以及净利润由负转正。

资本市场也开始风向反转,特斯拉股价回暖,逆风翻盘。

和特斯拉一起,走出“地狱”模式的马斯克,承认了自己的错误:是我傻X,太信任自动化。

并重新定义了超级工厂模式:以一定程度的半自动化以及人工装配,取代部分全自动化。而帐篷工厂里那条笔直的总装生产线,似乎已经成为这种模式的核心。

2019年,特斯拉又将这种模式,复制到上海生产基地的建设上,可行性被再次验证。

一方面,更具成本效益。2019年,上海工厂投资和弗里蒙特工厂Model Y产能扩建的资本支出加起来,都远低于2017年Model 3生产线的投资。

另一方面,助力上海工厂避免产能问题,快速渡过爬坡期,产能和交付量很快实现指数式的增长。

如今,特斯拉的产能问题已得到很大改善。据2021Q3财报,特斯拉每季度产能已达到25万辆,2021全年产能约100万辆。

小结

过度追求生产自动化,让有着明星光环的特斯拉,在Model 3项目上迈入了“产能地狱”,拖累公司几近破产。

直到将总装环节挪入“帐篷工厂”,重新定义超级工厂模式后,才再次“王者归来”。

如今看来,特斯拉当年遇到的一切困境,都源于激进的产能规划,和脱离实际的“技术崇拜”。

但作为新能源汽车的领头羊,特斯拉这一“血的教训”,尤其是已验证成功的超级工厂模式,或许能给正面临产能问题的蔚来、理想、小鹏们以宝贵经验。

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