汽車百年流水線會不會被顛覆?

時間:2023-09-12

來源:汽車制造

導語:現在汽車產品,成熟期都很短,這種剛性的制造系統,正在產生巨大的約束,限制面向多樣化的車型需求。如果流水線的工序組成方式不改變,而依靠著智能制造的手段,那么它所能促成的“多品種小批量”,實在是太有限了。

  回答這樣的制造問題,需要先理解電動車正在發(fā)生的品牌撕裂效應。電動汽車這兩年正在讓自己煥然一新,特斯拉、比亞迪、蔚小理等新品牌高速崛起,而那些百年汽車老品牌卻突然顯得笨重起來。豐田依然是全球汽車銷量最高的制造商,2023/2024財年第一季度收入近5000億元人民幣,利潤600億人民幣,大漲75%。然而豐田在電動汽車的落后,也是有目共睹的。這甚至導致豐田章男今年初退出社長的位置。

  德國大眾汽車則機敏得多,它似乎覺察到了體態(tài)緩慢是一個錯誤,而自身力量已不足以在短時間內趕上對手。要么中國制造太快,要么德國汽車太慢,只有借助中國力量才是最佳翻身之道。因此大眾在中國投資頻繁,上半年投資了造車新勢力小鵬;此前收購江淮汽車、逐漸控股國軒高科,布局動力電池;跟地平線公司成立自動駕駛合資公司。這些舉動表明,德國人擁有全球最務實的眼界。而這些連環(huán)手的基本邏輯是一致的,那就是抓住中國力量,向中國速度看齊。

  這些速度,表明消費者對于電動汽車的品牌內涵已經發(fā)生了全新的改變。他們似乎更關心電動汽車自身的內涵,消費者的需求一旦被調動起來,就會發(fā)生火山噴發(fā)般的力量。制約了傳統制造商發(fā)力的原因在于速度。傳統一輛車型,通常都是八年生命周期,三年設計制造期,五年銷售周期。然而,現在正處于消費爆炸的初期,消費者的求變心理已經很難讓汽車制造商能有如此的從容。

  電動汽車開始快速規(guī)模化生產的時候,差異化變得越來越難。由于電動汽車制造相對傳統燃油車要簡化了很多零部件,汽車同質化越發(fā)明顯。一款車型包打全世界的特斯拉模式也在受到質疑,它在很多個性化設計方面功夫也不足,無法貼近本地化需求。這一點,也讓它在中國的個性化魅力,落后于造車新勢力。上汽通用五菱的宏光Mini也是新車快跑的典范,當它率先推出小型Mini電動車的時候,一騎絕塵。然而,賽道上一旦出現這樣的黑馬,立刻就會有許多跟隨者加入。這些追隨者的多樣化變身足以拉平首創(chuàng)者的新鮮感。競爭對手過多的時候,五菱需要找新的黑馬選手,繼續(xù)快速奔跑。多樣化的消費需求,也跟著一起加速。世界上只剩下一種聲音,那就是“羅拉快跑”。

  傳統汽車制造商對于這樣的聲音,忽視了太久。

  全面2C,直達用戶的每個需求

  用戶的心理時刻都在發(fā)生微妙的變化。那么,如何能夠直達用戶,將這些細小變化了然于心?上汽通用五菱正在采用全新的方式,放大用戶端的聲音,尋求新的領跑點。

  上汽通用五菱向來不按常理出牌,多年總有神車問世。每次總是在人們未曾意料的視線之外。這其實是由于它的戰(zhàn)略觸覺貼近民生地氣,能夠快速把握消費者流動性的社會心理。然后又借助于強大的制造力,將想法迅速變成工廠行動。

  從2020年的宏光Mini電動車一炮打響開始,五菱一直在推動與“全面2C”的理念相結合。那就是公司所有的部門,無論是制造部、設計部、質量部,都向最前方的用戶端迫近。五菱通過多部門組成的“球形組織”、質量部參與銷售活動、設計師下沉渠道等方式,讓每個團隊都能聽見一線炮火的聲音??恐姸嗟男盘柦邮掌?,用戶的多樣化需求的微弱信號,變成了一種海浪般的聲音,人人都能聽得見。

  然而,要真正滿足用戶的各種需求并不容易。任何一個企業(yè)的車型,基本都滿足二八法則。也就是20%的車型,滿足80%的需求。這20%的車型是大規(guī)模化生產,足以降低成本的同時,也使得人們擁有的車輛的80%都是一致的。而剩余的20%的需求,則被看做是邊緣市場,汽車制造商有80%的銷量不佳的車型都集中在這里。這些產量不高的車型,成本也價格不菲。汽車廠家的整個資源系統,都不會向這20%的市場去靠攏。

  這也催生了一些改裝車的市場。改裝車市場的存在,說明了一個汽車小眾市場被制造商忽略的局面。制造商沒有能力為這些個性化的信徒提供一輛符合心愿的成品車。盡管宏光Mini也有100多個車型,但依然存在著大量的改裝后市場。后來宏光Mini干脆只提供一種毛坯房模式,留有極簡空間供車主進行“魔改”。這是一種繼手工制造、大規(guī)模制造之后的第三種制造方式:社會化制造。如果一個產品,在工廠并沒有完成全部工序,還需要后續(xù)制造力量的介入。這就是一種社會化制造的形態(tài)。

  考慮一下瑞典宜家的模式。它簡潔實用的設計風格,并非只是為了外觀,它也考慮到后續(xù)的手工裝配過程。它采用了平板組裝的方式。平板式包裝便于運輸,而且用戶也容易裝配起來。這是一種最簡單的社會化制造的方式,它動用了工廠之外的勞動力力量。而汽車的“魔改”、“潮改”則要復雜的多。這種廠外制造,需要將工廠的一些程序進行后移,裝配制造發(fā)生在銷售完成之后。

  這是一種不可或缺的模式,但無疑,這樣的效率并不夠高,許多用戶需要投入不少的費用,為這樣的個性化而付出更多。

  如果可以實現用戶共創(chuàng),用戶提前介入設計,跟制造商 “商量著來”造車,那么相對于第三種制造而言,個性化所需要的成本就會大幅度降低。只需要1000人的用戶,就可以形成一個批量進行生產。一個大的SUV汽車,如果更改車門、玻璃等,可能只需要增加3萬元的成本,就完全可以實現小眾消費。

  為小眾造車,就是聚焦長尾市場。這是一種為了提升消費者體驗的全面2C的產品戰(zhàn)略,那就是“長尾制勝”的機海戰(zhàn)術。

  然而,制造商如果要從小眾群體的市場,獲得可觀的利潤,就需要一個強大的制造系統。

  制造商的緩慢

  差異化永遠都是相對的。當特斯拉第一次在平民車推出浮起式門把手的時候,一時覺得驚艷,但現在已經成為廠家的標配。差異化,也意味著廠家只能以新取勝、以快取勝,不斷擴展新車型。然而傳統制造有著太多的約束,足以限制研發(fā)工程師設計思路的發(fā)揮。

  幾年前,國內汽車廠家開始使用全球第一大汽車零部件制造商的輔助駕駛軟件ADAS。由于汽車制造工廠內限速25公里,而博世的ADAS限速為30公里。在被要求修改參數之后,這個簡單問題的解決,至少需要6個月。標準流程規(guī)范出現了,它就像面無表情的大法官一樣,將所有流程有條不紊走一遍。首先要將需求描述并寫成工程語言,然后完成內部審核。之后,軟件開發(fā)轉移到了印度開發(fā)團隊。全部修改完畢之后,要進行認證。最后交到德國總部獲得批準后,再回答中國重新工程化。最后到了生產線可以實施的時候,6個月已經過去了,這跑滿一圈拉滿程序,涉及到幾十個審批環(huán)節(jié)的工作,就是為了降低一個5公里的速度。

  這正是傳統車企按部就班的節(jié)奏。四平八穩(wěn)的風格,更是體現在汽車制造系統。百年車企早已習慣了福特汽車一百多年前所設定的流水線思維。所有的制造體系,都是圍繞規(guī)模化而來。

  汽車生產線的投資,有著固定的模式。它需要提前規(guī)劃一條生產線要生產多少種產品,根據產品規(guī)劃做出成本分攤計劃??傃b線尤其明顯。在沖壓、車身、涂裝和總裝的汽車四大工藝里面,總裝車間是人工最密集、自動化效率最低的地方。很多個性化都在這里體現。長春一汽大眾的“繁榮工廠”,是2019年開始啟動的智能制造標桿工廠。它的總裝自動化率,也只有30%。通過底盤合裝的方式,最多能夠兼容16個車型。

  總裝線的壽命周期,往往跟廠房車間一樣長。它一旦確定用途,中間就很難更改,如果切換到另外一個型號,往往至少需要1個月的停產時間。如果設計的是小車型,則很難用于大車型。

  為了擴大產線的適應能力,一條產線往往會提前考慮不同車型所需要的工位情況。流水線講究線體平衡,一般采用“大數原則”。如果上一個工序是4分鐘,而后面的工序需要2分鐘,則整條流水線的進度依然是四分鐘。從精益的原則,則可以做到兩個2分鐘的工序進行串聯,從而跟上一道工序的時間去靠攏。然而,現場生產線,并不總是這樣嚴絲合縫的找到足夠的工序模塊,可以填充。因此,大數原則看上去是協同法則,但其實也是一種浪費。

  一條產線不得不為將來可能的產品,提前預留工位。如果將來加一排座椅,通過預設增加幾個焊點,是可以解決的。但如果增加兩排座椅,那么由于工位間距,那就無法實現。而這些提前預留的工位,也很可能是閑置的。

  如果一條總裝線上有200個工位,那么不管何種型號的車,不管是否使用了這個工位,汽車在制品上都要經過200個工位過一遍“流水”。這中間產生了巨大的消耗。

  由于工位長度的限制,只能兼容有限車型。很多企業(yè),不得不為了小批量的汽車,單獨建立格外的生產線。

  這是一種巨大的產線投資浪費,而且并不少見。汽車的上游就是如此。寧德時代的動力電池生產線,估計也有40-50%的比例很容易趴窩子。需求一變化,原有生產無法續(xù)用。要么投資重新改造,要么建立新廠。

  跟車身線采用步進式的方式不同,汽車總裝線是采用流動式的輸送前進方式,流水線一直在移動。但前后的工位,都是串聯組合,前后工位之間,是剛性連接。一個工位停下來,整條流水線也要中斷。這種剛性流水線,完全適應了大規(guī)模生產的時代。

  現在汽車產品,成熟期都很短,這種剛性的制造系統,正在產生巨大的約束,限制面向多樣化的車型需求。如果流水線的工序組成方式不改變,而依靠著智能制造的手段,那么它所能促成的“多品種小批量”,實在是太有限了。

  某種意義而言,這套百年流傳的美國制造系統,已經有點像行走已久的老人,氣喘吁吁跟不上時代的發(fā)展。從百年驚鴻一瞥來看,福特建立了流水線,而通用則通過多樣化建立了營銷體系。大規(guī)模生產與大規(guī)模消費,二者珠聯璧合。日本豐田則通過采用一個價值流、準時化生產的方式,將美國制造進一步拓展成精益生產。

  然而百年流水線,正在形成一種剛性的綁定,越發(fā)限制了多樣化產品的想象力。當一個企業(yè)追求全面傾聽消費者的每一個需求,當長尾市場也當做主戰(zhàn)場被放大的時候,百年流水線也是一種約束。當獲得足夠強的用戶聲音的時候,當從全面2C出發(fā)的時候,五菱不得不回頭注意到傳統流水線的弊端:它過于笨重了。

  新總裝:智能流水島

  上汽通用五菱汽車位于柳州的寶駿基地,正在呈現令人耳目一新的局面。進入這樣的總裝車間,總有些空蕩蕩的感覺。傳統工廠中上中下三層線體的布局不見了,地面上嚴整有序的一條彎折的長龍流水線也不見了。這時似乎進入了一個溜冰館,很多汽車半成品站在無人導引小車AGV上面,來回滑動。這些汽車,不是被綁在流水線上,而是穿上了冰鞋。

  是的,大部分工序都被裝上了可以移動的腳,它們再也不像以前那樣,被牢牢地固定在某個地軌上。這里新總裝線采用了一種“智能流水島”的方式。它不再是一條線性流水線布局,而是由一個一個分布的獨立島所組成。而這些獨立島的工序下面,很多加裝了AGV小車。這些工序,是流動的。

  新總裝的智能流水島,解構了百年來雷打不動的串行工序,重新思考工序的有機組合?!爸悄芰魉畭u”的核心,在于重構生產工序的既有秩序。它不再只是考慮一條線體的整體平衡,而是將關注點進一步分解到局部機器的效率。

  于是每一臺機器、每一道工序,都被作為一個單元進行被重新審視。就像細胞重組成器官一樣。這是一種工序成組技術,將相似工藝模塊進行合并,將機器的位置重新組合。從而在主干線之外,形成多條的平行支線,這些平行支線組成了一個一個的獨立自治島。

  它通過“總裝極簡、分裝成島”的方式,來減輕總裝主干線的流水線負載,從而強化平行支線的差異化能力。這里的“工序再造”是一個關鍵環(huán)節(jié)。

  “人機料法環(huán)測”是工廠里的六大基本要素。在這里,“工序”往往被當成隱含的常量,折疊在“法”之中。正是這個不發(fā)聲的隱形環(huán)節(jié),成為一種無意中的硬約束。從這個意義來看,產線柔性最大的敵人,其實恰好是訓練有序的流水線,導致基于傳統的工序過于剛性。

  “五菱新總裝”最大的特點,就是挑戰(zhàn)那些流水線支柱的基石:工序為什么是常量?如果是變量,當如何?

  《像火箭科學家一樣思考》一書給人的啟發(fā),就是“審視基石、挑戰(zhàn)原則”的思路。這正是“第一性”原理的魅力所在。不要用類比推理的方式,不要用線段延長線的思維去解決問題,而是回到原點,重新規(guī)劃原點和終點的路徑。

  如果工序被當成變量使用,那么工序的使用,有必要從“法”中獨立出來,成為“人機料法環(huán)測序”的七大要素。工序的順序可變、實時可組,使得工廠里的自由度陡然增加。工序平行重組,這是對傳統生產線串行工序的巨大顛覆。

  這就是為什么“五菱新總裝”可以取消傳統產線的空中、地板和地下的三層產線管路。因為在這里,工序可以漫游,可以改變它所在的位置。而生產中的汽車,則可以借助移動的腳(多樣化的AGV小車),借助于廣泛的群控數字化技術,駛向下一道工序。加工設備、汽車、工序的自由度大幅度增加,從而完成了只在一個平面上,就可以實現以前三層送料與組裝的產線組合。

  以前混線生產為什么很難?因為型號尺寸與固定工序,有著緊密綁定的關系。一輛新型號的汽車臨時插單進來,是否能生產?很多時候不能。當工序間距設計的是4.8米,大于4.8米的車不能生產。要調整工序和夾具,將是一個耗時漫長的災難性事件。而五菱“新總裝”則通過工序的重新組合,輕松實現這一點。傳統方式是“料追車”,物料隨著節(jié)拍脈動跟著車走。而在“五菱新總裝”這里,它是“車追料”。半成品汽車,一直就是長著腿,追隨工序追隨物料。在這種情況下,原來令人苦惱的工廠節(jié)拍,就不再是固定的。它可以跟著型號隨意調整工位,從而建立新的生產節(jié)奏。一個看似剛性的制造系統所展現的柔性,正如一個瑜伽大師所伸展出來的奇妙體態(tài)。

  這聽起來才像是一個機器人自治的世界。這正是智能流水島的奧妙。最大的工序自由度,就是最大柔性的源頭。這是通向未來小批量、多品種生產的制造范式。一件單品,也可以在大規(guī)模生產的方式下,得以經濟性地生產。

  小記:新總裝,柔性島

  汽車生產智能流水島,不僅僅滿足產品兼容性,通過增加工序自由組合的方式,幾乎是走向了無限兼容性。這就為實現用戶最大差異性,提供了制造系統的保障。原有產線,是面向已知產品來滿足生產需求。而新總裝的柔性島,則是面向未知產品進行生產。

  福特流水線定義了工序,豐田生產系統拆解了工序。而五菱生產系統,正在試圖重組工序。一個傳統的整編部隊先就地解散,再重編集合,就會獲得通過組織再造而帶來的高級戰(zhàn)斗力。元素不變,組合升級,這正是一種系統級的優(yōu)化所帶來的制造范式變化。

  這是一次制造系統的升級,也意味著消費者無限個性化的升級。當二八法則中的那20%的邊緣市場一旦意識到自己的需求可以滿足,它無疑會放大這種小眾需求,從而增加了長尾的廣度。消費者有了更大的挑選余地,成本也不必很高。這正是五菱締造神車的三套口訣:成本領先、與眾不同和全面2C?,F在,長尾制勝的戰(zhàn)略法則已經有了新的主張,而它背后崛起的新制造系統,正在涌動著刷新百年流水線的無窮力量。

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