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电动车市场创新与展望

来源:东风商用车技术中心 编辑:王建萍 发布时间:2018-08-03 13:48:50 评论:0

本研究报告以活跃在世界电动车市场的“特斯拉汽车公司”为例,分析汽车事业的创新方法。电动车市场今后几十年可能改写汽车行业版图,因为构成电动车的零部件种类、零部件数目、部件之间的构成,也就是电子构架,与传统汽油车大不相同。当然,所带来的技术创新、产品创新也不同;所需的专业领域、技术者也不同;制造工艺也将大幅度简化,销售方式和售后服务方式也会变化。

电动车市场创新与展望

创新最多的是电动车市场,从创新内容来看,由于市场本身正在发展,很难对研究对象深入研究。本研究报告以特斯拉汽车公司为例,探讨电动车是如何创新的,通过实际调查,提供研究电动车市场新视角。

创新定义及流程

创新最初的理论体系由Schum peter于1934年提出,他把创新定义为“生产新产品或者用新工艺制造现有的产品”。该定义可以形象地理解为5个方面:①开发新产品和新品质(原始创新)、②开发新制造工艺和新生产方式(流程创新)、③开拓新销路(市场创新)、④获取原材料和半成品的新供应源(材料创新)、⑤构建新组织机构(体系创新)。Schum peter认为把这5个方面进行重新组合也是创新,虽然这样会使创新概念越来越广,但是,如果组合新颖的话,没有必要使以上5个方面都是全新的,强调重新“组合”的概念,创新是经济长期发展的推动力。

近能与高井的创新定义是,“新产品及服务、新制造及流通手段、方法、可实现的新技术,给客户带来前所未有的新价值,满足新需求”。该定义的特点是把创新作为概念输出,把形成概念输出的流程称为“流程创新”,创造新商务体系、构建新组织机构及企业间体系不属于该范畴内,这种体系创新称为“商务模式管理”。获取经济性创新成果时,不研究创新要素,而是研究管理方法。

针对企业中的创新流程,不管大企业也好,刚投产的风险投资企业也好,简单地说,必须经过3个流程:(1)依据市场需求和技术进步产生创新构想,开展“技术研究与开发活动”;(2)生产出适销对路的新产品,开展“产品开发活动”;(3)把新产品投放市场,开拓和扩大市场,确保稳定的收益,开展“事业化活动”。企业开展这些活动时可以获得创新成果,发挥利润增长的高性价比。如何对该创新流程管理,对企业来说也是重要的课题。

创新流程中有3个难关,即“魔鬼河流”、“死亡山谷”、“达尔文之海”。以下列举了近能与高井创新流程与3个关口之间的关系。


电动车市场创新与展望

“魔鬼河流”就是从技术研究阶段向产品开发阶段转移时产生的巨大障碍,即使开发了卓越的新技术,如果不能被有效地利用,与新产品开发结合起来,也不能进入下一个阶段的产品开发活动。“死亡山谷”就是从产品开发阶段向事业化阶段转移时产生的巨大障碍,比如:好不容易开发出新产品,却不能被客户所接受,就不能进入下一个阶段的事业化阶段。“达尔文之海”就是顺利地突破了事业化阶段,获得成果时所产生的巨大障碍,即,突破“魔鬼河流”和“死亡山谷”的障碍,顺利地进入了市场,即使成功地扩大了市场,但是与随后不断入行的竞争对手展开竞争,在竞争中取胜,确保稳定的收益,若从体制上不能保证的话,也不能获得良好的成果。

本研究报告讲述了电动车市场的成长壮大所经历的过程,分析特斯拉汽车公司如何跨越“魔鬼河流”、“死亡山谷”、“达尔文之海”,最终取胜的。

创新研究的概要与特斯拉汽车公司的定位

本章节讲述了几个代表性创新研究,并重点讲述特斯拉汽车公司的定位。阿伯纳西与厄特拜克学者就是把创新分为“产品创新”与“工艺创新”。“产品创新”就是产品技术进步所带来的创新,“工艺创新”就是产品制造工艺技术进步所带来的创新。产品创新与工艺创新的发生频次具有共同的模式,这就是“A-U模型”。它主要强调“主导造型设计”,也就是在该行业中造型设计被确立。紧接着,产生技术标准——产品设计,由于主导造型设计已经产生,工艺创新就会立即产生。例如:汽车行业中的“T型福特车”、数字音响iPod就是主导造型设计的代表性产物。

创新一旦出现,经过规模较小、连续性、累积性沉积,会不断进步,称为“渐进性创新”。然而也存在着突发性、非连续性创新,这种创新规模相对较大,从现有产品中看不见该类型,是突发性、非连续性、急进性创新,称为“突破性创新”。

由旧技术向新技术的转变,依据A-U模型,摆脱陈旧的主导造型设计,切换为新的主导造型设计。一般产生这种激进创新的主体并不是大企业,由于大企业并不想挑战,组织也容易僵化,过去投资的老设备也容易变成负债。

Tushman和Anderson(1986年)学者提出“能力增强型创新”和“能力突破性创新”,就是在创新中原封不动地运用过去积累的资源和能力。能力增强型创新就是针对产品与制造,使过去积累的知识和经验发挥作用,这种事业类型对老企业来说有优势;而能力突破性创新,由于技术体系发生了根本变化,过去的知识与经验无法发挥作用,不仅如此,过去的优势贮备现在却变成“障碍物”,成为了负面因素,全新的做法可能会更好。

据近能与高井分析,丰田的混合动力车Prius与本田的inside车属于能力增强型创新,而以特斯拉汽车公司为首的硅谷,以及中国风险投资的新兴企业目前开展的电动车事业,就是能力突破性创新。例如:丰田Prius技术贮备的串联型混合动力系统,其控制系统相当复杂,如果没有传统汽油车积累起来的技术,很难制造出来。但是,电动车本身结构却相当简单,主要构成要素是电动机、变换器、电池。电动机的工作原理与结构比汽油发动机简单得多,零部件数目也少得多,开发成本也将大幅度削减,因此,电动车市场会有无数的新兴企业参与,今后还会更多。

但是,电动车能否普及还需进一步分析,创新普及曲线一般呈现“吊钟型”趋势,电动车投入市场,能使用电动车2.5%的购买者称为“创新型购买者”,随后使用13.5%的称为“初期少数购买者”,再随后又使用34%的称为“前期多数购买者”,再再随后使用34%的称为“后期多数购买者”,最后使用16%的称为“购买滞后者”。电动车的普及阶段已经越过“创新型购买者”,当达到“前期多数购买者”的比例时,电动车普及将改写汽车行业的版图。


电动车的特点

电动车历史

认为电动车是近十年出现的新技术,这是认识上的误解。电动车的历史比汽油车的历史还悠久,笔者回顾电动车的发展历史,然后再说明现在电动车的主要零部件及所需基础设施。

电动车最初出现的缘由是,由苏格兰的罗伯特和安德森给马车上安装了电池和电机(类似于汽车),这是1832-1839年之间制造的电动车。19世纪后期,已经商品化的汽车成为“金融大亨和有钱人的玩具”。而汽车最初的动力是蒸气,1886年,德国戴姆勒与奔驰同时完成了汽油发动机车的发明。

1900年之前,美国的汽车销售收入大部分来源两种方式——电动车和蒸气车。尤其是20世纪初电动车的代表公司——贝克公司,1904年销售的Stanhope车在市场上独占鳌头,随后福特的T型车席卷市场,与电动车和蒸气车展开了开发竞争,竞争持续很久,最终汽油车获胜。

美国同时出现许多家汽车公司,同时又迅速灭亡。1908年销售T型车的阶段,出现了69家汽车公司,但在7年间减少了一半。

汽油车占统治地位几乎持续近一个世纪,随后,电动车又复活了。其理由有两大因素:①地球的环保要求,期待生态汽车;②电池技术进步。

电动车市场创新与展望

电动车结构特点

电动车基本结构中不可缺少的是电动机、控制系统(变换器、DC/DC变频器)、驱动用电池、车载充电器。

电动车的驱动机构不是发动机,而是电动机。驱动发动机的燃料是汽油,而电动机是靠电气驱动的。发动机与电动机的两个不同点是,一个是“扭矩”不同,另一个“乘坐舒适性”不同。关于扭矩,针对踩加速踏板之后的起步加速度,把相同功率的发动机与电动机相比,电动机的性能更高一些。发动机达到一定转速时,才能产生最大扭矩,而电动机转速从零开始,可以说从停止状态开始就能产生最大扭矩。随后将介绍的特斯拉汽车公司的Roadster车3.7 s速度可达100 km/h。关于乘坐舒适性,如果是发动机,按照行驶速度,由变速器进行切换,会产生振动。但是,如果是电动机的话,通过转速与扭矩的关系就可以平稳加速,基本上不需要变速器。

变换器的作用是,控制蓄电池与电动机中的电流。一方面监控电动机是否过热,另一方面通过负荷控制电流与电压,很久以前的空调等家电也曾使用过该装置,车用变换器一直在小型化、轻量化、功率等技术方面展开竞争,提高这些零部件性能就能改变电动车的商品价值。

驱动用蓄电池与车载充电器就是阻碍100年前电动车没有普及的最大理由之一。现在通过技术进步,性能得到大幅度提升。1990年,性能大幅度提升的锂离子电池大大地延长了续驶里程,今后将展开商品化。但是,锂原料中的稀土元素,像日本这样资源贫乏的国家很难获取,要想确保技术上的领先,必须有稳定的货源。

电动车普及所需基础设施

以前的汽车被称为“独立性”的机器,连汽油车也是可持续行驶的独立性商品。但是,今后将普及的电动车在电池的性能、充电设施的维护上却是必须的。在目前续驶里程受限的前提下,为了削除电池电量消耗完所带来的担心,需要建设一定规模的充电设施。建立该充电设施所带来的新型商务模式也存在许多课题。大家习惯以加油站为中心,并行放置快速充电器,但是,电动车不需要更换机油,也不需要在汽油站充电。就算在汽油站可以快速充电,30 min内停车场空间被迅速占满的话,优势很难体现,所以,目前被认为最合理的充电场所是购物中心和驾驶服务区,便利店也可作为候补区域考虑。

随着电动车的普及,每个家庭车库必须安装专用插头,但是它并不便宜,比如:电动车份额达到10%的话,需要大约750万处的布线工程。

另外,电动车并不是靠汽油驱动的“独立性”商品,供应能源时,必须与电网相联,也就是影响着社会体系的末端。运用IT技术,通过智能电网有效地使用电力,使电力供需达到平衡就可以,届时最重要的是带调节阀的蓄电池,可以调节电力不稳定所带来的影响。电动车搭载的蓄电池容量大,电动车蓄电池中富裕的电力也可被家庭使用。电动车的发展潜力很大,将改变未来社会生活模式。

电动车制造上的特点

电动车市场创新与展望

电动车因结构上的特点,其制造方法与传统汽油车大不相同。为此,电动车如果成为发展主流,汽车行业版图必然发生很大变化。本研究报告讲述以下三大原因:

第一,电动车的零部件数比汽油车少得多。汽油车的零部件数大约为2万~3万件,电动车只是它的1/3~1/10。零部件数减少的话,车身的设计自由度增大,将产生许多变形系列。如表2所示,控制系统和驱动系统等重要零部件所带来的变化,进气系统、冷却系统、润滑系统等与发动机相关的结构可省略一大半。

第二,电动车并不是配套型,而是“模块型”结构,不需要像金字塔型那样垂直配合的系列供应商群,它们是水平分工,新参与者也很容易入行。如上所述,电动车是“能力突破性创新”的最大理由是制造方法的差异。制造汽油车的厂商,许多零部件供应商与主机厂的水平已经达到了金字塔的顶峰,尤其是日本汽车厂商跨越一个公司“配套”能力很强,以高质量、高性能水平在竞争中取胜。但是,电动车零部件结构发生很大变化,参与门坎相对较低,新入行容易。村泽提出的“小手链”时代就是汽车行业金字塔倒塌,主机厂与零部件厂没有上下级关系,是平等的合作伙伴,并可以跨越国界,进行水平分工。

第三,如果关键零部件——电动机与车用蓄电池的性能非常有优势的话,非汽车行业厂商,如:电动机厂商、PC厂商、蓄电池专用厂商也能制造出最优电动车。尤其是对过去生产电池的厂商非常有利,比如中国比亚迪公司,以前是生产手机用民生用锂离子电池的大型企业,于2003年收购汽车厂商并参与汽车行业的生产,于2008年在世界上初次销售批量生产型插电式混合动力车“F3DM”,2009年“e6”电动车投放中国国内市场。又比如:特斯拉汽车公司是以硅谷为基地发展起来的IT公司,2008年销售的代表性车型Roadster的制造方式如同个人电脑的水平分工方式。

关于电动车的重要零部件——蓄电池的技术开发,日本大型汽车厂商与电池厂商建立了密切合作关系,展开了技术开发竞争。今后,哪一部分自制?哪一部件外制?根据公司竞争战略的不同而不同。表3表示日本国内大型汽车厂商与电池厂商的合作关系。

电动车市场创新与展望

电动车市场情况

电动车元年(2010年)

2010年是电动车普及元年,三菱汽车公司于该年面向一般市场销售“i-MiEV”,日产汽车公司也销售了“LEAF”车。

丰田汽车公司开发的混合动力车早已领导世界新潮流,应用其优势又开发了下一代插电式混合动力车。同时,与特斯拉汽车公司共同开发,结合其它公司电动车发展动向,准备向市场投放。

虽说日产汽车公司独自开发混合动力车,但全公司并不积极。私下也研究了各种电动车发展方案,2010年12月,若不考虑轻型车类型,其在世界上首次销售了量产型LEAF车,从充电时使用200 V电源看,海外市场比国内市场更加有利。

本田汽车公司销售了许多与丰田汽车公司不同的混合动力车,同时还开发电动车,由于电动车市场扩大还需要花费很长时间,所以其于2012年在日美销售了电动车与混合动力车,(实际上其于2013年6月已经开始租赁销售私家高级三厢车Accord插电式混合动力车。)

三菱汽车公司于2010年4月销售1-MiEV车,这款车一般人可驾驶,是新时代电动车。在轻型车的车身上搭载了交流电动机和锂离子电池,能达到同级别汽油车64 PS的功率,行驶成本也能达到传统汽油车的1/3~1/4。但是,研究开发的道路并不平坦,1-MiEV车的技术特色是综合控制系统1-MiEV OS。

2013年,LEAF车与其它汽油车混流共线生产,如:Juke车、Cube车、March车混流生产。2010年,日产追滨该工厂开始生产LEAF车,海外生产基地还有美国苏格兰工厂和英国三角洲工厂。日本LEAF车不出口,海外销售的LEAF车全部由海外工厂供货。笔者参观了该工厂的底盘装配作业,装汽油车时就装配油箱,装电动车时改为蓄电池组,它的作业流程比油箱短,短时间内就可完成,作业者还可并行干其它的工作。

2.世界电动车市场

现有的大型汽车厂商为在下一代汽车开发竞争中取胜,采取了各种手段。诸如:开发较晚的厂商与开发较早厂商有时通过并购方式联手,合作对象不仅限于发达国家的大型厂商,而且还有中国比亚迪、美国特斯拉汽车公司等风险投资企业,开始了新旧交融的合纵联盟。

美国通用汽车公司于1980年下半年起开发了电驱动汽车,于1990年完成了“EV1”的概念车型,在1996-1999年向市场租赁销售650辆,但是存在着ZEV法规问题,2003年曾一度中止了该项目。现在以“雪佛莱bolt”为主,制定了电动车的发展战略,以求慢慢恢复市场。

欧洲电动车开发的领跑者是宝马汽车公司,2008年发布了MINI概念车,在2013年以后量产。大众汽车公司通过“新型小家庭”项目实现了小型车的产品化,于2013年开始销售了E-UP车(包括小孩在内4人)。戴姆勒汽车公司的小型EV版、雷诺汽车公司“快速Z、E”车也相继投放市场。

韩国现代汽车公司和中国厂商也进行了电动车开发,中国把开发电动车作为国家战略,比亚迪汽车公司拥有专门的电子电气部门和汽车部门,其实力越来越强。

印度的电动车也成为了业内关注的焦点。塔塔汽车公司的“Indica vista”电动车尺寸比i-MiEV车大2圈,续驶里程为160 km,性能并不逊色于LEAF和i-MiEV车。通过RECC(冷轧板)生产的REVAi车是世界上最畅销的电动车,2010年的生产能力达到世界第一。

电动车市场创新与展望

特斯拉汽车公司的亮点

特斯拉汽车公司的背景

特斯拉汽车公司(简称“特斯拉”)以电动车的制造和销售为目的,于2003年在美国加利福尼亚州岶洛阿尔托成立,公司名称由物理学家与电气技师姓名复合而成,由硅谷大型企业出资成立的新兴企业。现在的CEO Elon Musk是美国网络风险投资企业创始者,曾担任过宇宙火箭企业和美国SPACE X的CEO,非常有名。公司于2010年6月在美国纳斯达克股市上市,这是1956年福特汽车公司以来第一家上市公司。表4表示现在特斯拉的背景。

从2013年1-3月的决算看,最终损益124万美金(约11亿日元)(与2012年同期比,盈利8987万美金),这是公司成立以来的首次盈利。由于2008年乘坐2人的EV运动跑车——Roadster实现了产品化,于2011年销售了2100辆。2012年6月开始,乘坐7人“S车型”也开始了销售。

2014年2月20日,特斯拉产量达2万2477辆,2014年年底达到了3万5000辆。特斯拉扩大了“S车型”与跨界车型“X车型”的产能,对店铺与充电设施也进行了投资,在“X车型”开发结束之前,大幅度增加了营业费用与设备投资费用。“X车型”的量产是次年春季。

2008年4月,特斯拉第1号销售店在洛杉矶西部开业,6月在硅谷的Menlo Park开了第2号店。随后,纽约、圣荷西、华盛顿、芝加哥、迪纳海滩、弗洛里达、日本东京的青山店等,其在全世界共开店31家。

特斯拉在通用汽车与丰田的合资企业NUMMI的旧址中建设了世界最先进的工厂(福利孟特)。2013年8月,特斯拉年产2万辆,1班导,每周生产400辆,该工厂从周1到周5,连续5天1班导生产。2013年6月听众会报道,“S车型”已被全世界订购1万3000辆。日本经济贸易在线公布(2010年11月22日),特斯拉将可能“直接雇用5000人和零部件厂商间接雇用5000人,为此将获得美国政府的积极支持”。2013年8月福利孟特工厂的职工达到了2000人以上。

特斯拉废除独立体系的经销商,采取外委制造方式。经营组织扁平化,连经营层领导也在又小又简易的办公室办公。即使做重大决策,也不随意改变会议和规划书。特斯拉的员工是由IT出身和汽车领域出身的人混合在一起的团队,为了掌握核心技术,还成立了汽车领域以外的新部门——特斯拉能源部,以贮备能源方面的技术,另外还向职工提供了优先认股权。

特斯拉的市场营销战略也很引人注目。旗舰产品——Roadster可以说是没考虑客户需求的前提下策划出来的项目。最初汽车开发非常迅速,还没有造型的前提下就大肆宣传,给市场造成期待感。没有使用宣传媒体的广告,只采取新闻发布方法,详细的信息会在公司网址高层领导博客公布,并随时更新。集高档、少数、有趣味性运动跑车的客户区隔为一身,采取了高价位战略。Roadster在日本的售价是1280万日元(补贴324万日元)。2014年2月12日,日本特斯拉汽车公司正式发布“S车型”,售价是823万日元。

开发特斯拉电动车需要投入巨大研发费,流动资金是最大难题。除了德国戴姆勒、松下、丰田出资外,特斯拉还获得了美国能源部的低利率贷款。最终特斯拉不仅获得了开发资金,而且还获得了汽车公司、电池厂商的技术支持(见图2)。表6表示特斯拉过去的历史沿革。

特斯拉电动车特点

对于风险投资企业的特斯拉汽车公司来说,汽车基础技术从零起步。首先,Elon Musk与CTO(最高技术负责人)Sterowbel构想的EV非常独特。许多汽车公司以前开发的电动车是重视实用性的小型车,用于通勤和购物。而特斯拉制造的却是“运动跑车”,公司网络了汽车、IT、电池方面的专家,应用了传统汽车以外的成熟技术,又得到了零部件厂商的协助,使电动车发挥了卓越的加速和操纵性能。

如上所述,电动车最重要的零部件之一就是蓄电池。为了采用大容量、高品质电池,并提高生产效率,特斯拉应用了现有日用工业产品中的小型电池单元,使用电池组,以控制成本,同时使用数千个电池,减小每个单元的能量组成,即使每个单元出现问题,也不会出现连锁反应,将影响面压制在最低程度。特斯拉使用了“18650”笔记本电脑用锂离子电池,采用了感应式电动机,而不是稀土类永磁方式。Roadster使用了英国有名跑车Lotus公司的“serize”的车身,从本公司英国工厂购买。Roadster搭载的电池为450 kg,占整车(1150 kg)重量的40%,从加速性能看,可从停止状态开始,3.9 s后速度达100 km/h,充一次电大约可行驶394 km。特斯拉电动车中的锂离子电池是2次电池,Roadster车从松下、三洋电机、索尼、韩国三星SDI、LG五家公司采购,而S车从松下采购。变速器由美国沃尔格供应,制动器和安全带等普通零部件全部外购,特斯拉的技术人员只专攻电池、计算机、软件、电动机等核心技术。

特斯拉的商务模式

商务模式这个词语是最近商务领域经常使用的语言,有许多定义,并不一定共识。广义的商务模式定义包含“向谁怎样提供价值?”、“如何比竞争对手有优势?”、“哪个活动,怎样分配资源?”等战略方面的含义。另外,也可把实现战略时开展的一系列事业活动当作商务模式。本研究报告把商务模式定义为“依据战略向客户提供产品,开展提高收益的一系列事业活动”,即依据战略实现基本构想,有收益的事业才能成立。

依据近能和高井分析,商务模式由两大要素构成,一个是经过研究、技术开发、产品开发、采购、生产、销售、售后服务等过程,派生出了产品,并把产品送至客户手中,通过客户的使用来实现价值,这一系列业务体系称为“商务体系”;另一个是确保向客户提供价值时所付出的代价体系,称为“收益模式”。这2个要素虽然各自独立,但是为了确保竞争优势和必要的收益,两者需要平衡考虑。

大木把特斯拉分类为“开放型、模块型”企业,其商务模式有3个特点:外购、核心组合服务、网联化。

① 外购

在电动车领域中,以前大型汽车公司研究开发的重点放在了如何提高大容量电池的安全性方面,但是,现状是电池成本高,已经实际参与电动车领域的日产汽车公司LEAF和雪佛莱bolt的售价是汽油车的2倍,很难成为一般消费者的首选。虽然数年后,与汽油车的成本相比,蓄电池成本会减半,但也达不到汽油每加仑不到10美元的经济优势。况且,特斯拉开发蓄电池时不花费成本,可以利用廉价的日用工业品。即使是车身,也非本公司制造,从英国购买高档运动跑车的车身,零部件全部外购,创造出了开放模块式商务模式,给人的概念是“汽车是复合型生产材料”。

② 核心组合服务

特斯拉唯一持有的独门技术是把冷却水放入蓄电池中转动的电池控制技术,正是该技术使日用品蓄电池得以应用于汽车上。特斯拉电动车所使用的蓄电池每天必须充电,1周以上不充电,蓄电池的剩余电量变为零之后,会自身损坏,此时必须更换蓄电池。否则在长距离驾驶时,蓄电池的剩余电量让人担心。为了解决这些问题,现在特斯拉对于大客户监控汽车位置、蓄电池的耗电情况,发生故障时,适时地掌握情况,启动维护保养系统,由此对终端客户实施周到的服务,从而消除客户的不安,这就是特斯拉核心组合服务。

③ 网联化

由于硅谷的网络基础越来越完美,所以合作对象不受限制,可自由地改变合作对象。在蓄电池方面,由于是价格便宜的日用品,可以与松下公司合作;在开发方面,又可以与丰田与戴姆勒等大型汽车公司资本合作,这样不断地改变合作对象,与可靠性更高的企业合作,会使自己不断成长。特斯拉成功的重要原因正是聚集了硅谷的信息、企业、人才为一身。正是由于硅谷的特点是少量多品种的需求,所以奠定了风险企业的事业基础,度过几次经营危机之后,资金筹备就会成功。以硅谷的富裕层为目标客户,利用媒体把政治家、艺术家等名人作为广告,这种巧妙的营销战略也是成功因素之一。先确立旗舰产品,然后进入大众消费市场的方法,目的是扩大市场份额。

汽车行业中创新型生产现场

特斯拉与丰田、通用汽车公司合资成立了NUMMI公司,利用了加利福尼亚州弗里蒙特1/5的旧址,建设了世界最先进的工厂。工厂中有数百个通用KUKA机器人,从金属的折弯到组装,全程作业。机器人自行选择底盘型号,在充电垫上可反复自行充电。发那科涂装机器人可自行打开车门涂装,结束后自行关闭车门。

组装新型电动车的制造工艺与过去汽油车组装工厂相比,更加类似于电气产品的制造工厂。电动车不需组装发动机、变速器、驱动系统等复杂的机械部件,而是组装锂离子电池、电动机和其它先进的电子部件与软件。与传统汽车相比,机械部件数目大幅度减少,生产更加简单。即只要改变装配机器人的程序,什么东西都能制造出来。整个工厂都是程序控制,可以制造出每辆不同种类的汽车,相同设备可以同时生产不同的车型。特斯拉从内饰颜色到锂离子电池组的单个单元,都可以特别订制。整车从最终的生产线出来时,经过认真的检查后,立即放在特殊的室内进行颠簸路面试乘,如果发现问题,机械师会在现场及时解决。

特斯拉工厂比传统汽车的零部件构成少得多,只要改变程序设计,按照客户需求,就能自由改变零部件构成,实现比传统汽车厂商更加理想的定制服务。特斯拉车大部分重要的零部件自制,不需要库存大量零部件,供应链太长而带来的问题会消失,通过垂直合并就可掌控全盘,可以说是完美的“准时化生产”流程,实现了必要的时间生产必要的东西的目标。

特斯拉继承了通用公司与丰田公司的合资工厂NUMMI,NUMMI曾经利用丰田的精益生产方式,给美国汽车的制造效率带来了革命性进步。精益生产方式使劳动者积极地参与制造工艺改善,通过劳动者持续的改善,消除浪费,减少产品缺陷,也为美国工厂劳动者创造了良好的环境,共享产品成果,工艺改善中也反映了他们的建议,并提高生产效率,达到了日本的水平。最终,在所有通用汽车公司中,NUMMI的生产效率最高,成为了通用汽车公司中的标杆工厂。

当时特斯拉的最终目标与NUMMI相同,特斯拉为了降低成本和提高生产柔性,通过自动化生产方式来保证质量,实现准时化供货,柔性而又高效,以求制造出高品质的汽车。当时NUMMI的自动化只不过是各自单一任务的定制式自动操作装置,并不是高性能多目的机器人。

现在,特斯拉工厂与NUMMI的最大不同是数字化制造。特斯拉的机器人是轻量化多关节臂、多目的的6轴KUKA机器人,可以举起1 t的重量。一旦改变程序,很快就能转移到其它作业上。按照该制造流程,特斯拉的制造现场的特点如下:

(1)特斯拉与日本、欧洲(现有的大型车企)相比,制造上发生了根本变化,日本与欧洲的大型电动车在汽油车结构基础上改为电动化而已。而特斯拉即使对于一个零部件毛坯,也要用新工艺把铝和铁拼合在一起,这种工艺需要复合铸造、挤压、冲压等工序,都是自己完成,总是向全新的制造工艺挑战。

(2)特斯拉不仅是继承NUMMI的旧址,还继承了丰田有精益生产思想(现地现物)的精髓。特斯拉的生产副总经理原来担任过NUMMI生产指导者,实际上已经继承了NUMMI “现地现物”的企业文化。只要出现问题,立即就会与相关人员到现场查看。

(3)制造现场不使用传统汽车行业常见的传送链,组装全部由机器人完成。特斯拉的最终装配线通过改造以前NUMMI的生产线,主生产线涂装白色油漆,最大限度活用以前的设备,从而减小投资。其它所需设备,如:冲压机从密歇根州、铸造设备从田纳西州,以很便宜价格购买二手设备。由于不使用像传送链那样的大型设备,所以压缩了成本。坐在红色“智能小车”上就可以制造汽车,以替代过去的传送链方式。汽车的生产量与设计发生变化时,地面上贴的磁粉线也会同时发生变化。由于生产量规模小,通过该方法以实现柔性化生产,降低成本。






今后的研究方向

本研究报告围绕美国风险投资公司——特斯拉汽车公司,阐述了今后电动车的生产特点,明确了其对社会将带来什么样的冲击。笔者从现有文献和采访工厂与销售店方式获取信息,反映出了特斯拉汽车公司所带来的革命性变化。

本研究报告从创新定义出发,若把现在正在销售的S车型作为创新输出的话,由此产生的“创新流程”和“商务模式管理”,在该方面,特斯拉经营与传统汽车厂商完全不同。

关于特斯拉汽车公司的能力突破性创新流程,已经越过“死亡山谷”,进入“达尔文之海”。从同公司电动车销售情况和其它竞品电动车销售情况看,电动车市场今后将进一步扩大。但是,从创新的普及曲线看,还处于“初期少数采用者”区域,今后要想达到“前期多数采用者”区域,还需大力发展电动车的基础设施。

从上述分析发现,电动车制造是典型的“开放模块型”,为了确保收益,近能和高井建议从以下两点考虑:

①对系统零部件的生产和销售做特殊规定,把核心零部件变成平台的主导者,这样才能确保竞争优势。②一方面展开最终产品的销售,另一方面同时销售系统零部件,制定两方面的销售战略。目前,特斯拉针对②,为了建立牢固的地位,今后所解决的问题有2点。

第一,为了开发效率,解决OCD(合并产品质量、开发效率、开发周期)方面的相关课题。特斯拉把NUMMI的指导者指定为副总经理,重用熟悉丰田生产方式的人才,以求提高汽车质量。并且,特斯拉的技术人员专攻电池、软件、电动机等核心技术,提高了开发效率,这是特斯拉技术领先的关键所在。特斯拉为了提高产品开发效率,对选择什么方式的设计体制进行了调查。

第二,企业关系管理方式。特斯拉由自己完成最终产品的组装与核心零部件的制造,其它的零部件几乎全部外购。工厂的生产设备与传统汽车公司的不同,变成了电气产品的装配工厂,可以看出其制造方法有独特的特点。特斯拉尽可能地明确制造特点及与交易公司之间的相关性,同时明确与传统大型汽车公司的不同。


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