造车这件事，究竟难在哪里？
本文作者：史蒂芬 个人知乎专栏：史蒂芬的专栏 个人微信公众号：stehouse 说哪个行业产业产业链最复杂、零件最多，还是航天军工。 说哪个行业对安全性要求最高、对质量缺陷容忍度最低，自然是医疗器械或者航天军工。 说哪个行业发展变化最快，自然是电子信息（手机、计算机等）。 说哪个行业生产批量最大，还是电子信息（手机、计算机等）。 以上没有一个是汽车行业，但是为什么偏偏是汽车行业成为制造业的标杆呢？ 因为以上行业虽然在单科上第一，但严重偏科，而汽车行业虽然单科不是第一，但是综合起来后总分能够排上第一。 除此之外再没有一个行业能够通吃这五种特性。正是因为汽车行业具备这五种特性，不得不采取更高水平的方式来管理，最终导致其管理水平是制造业中最高的。 航天军工： 虽然科技含量高，安全要求高，但其首要优先级还是科技领先，比如考虑如何才能登上月球，如何在战场上击溃敌人。这导致了一个天然劣势就是技术压倒一切，对成本不会考虑太多，另外一方面，不属于大众消费品，对价格不敏感（买手机顾客会在意 1000 元还是 1100 元，要买飞机的国家对 10%的价格差异无所谓），第三，不是充分竞争的产业，自然而然对价格也不敏感。 不考虑成本就不会考虑浪费或者过度设计，这就不符和商业社会的本质。就以我国的神舟飞船为例，为了生产出一个非常精密的零件，公差+/-0.001mm，按照现有的加工水平很难做出来，但为了能够实现这个需求，可以先做 100 个零件出来，只要有几个是合格品就可以了，这就是为什么飞机和宇宙飞船这么贵的原因，小道消息听说航天军工产品的价格一般是成本的十倍，这在其他行业完全不可想象。 我以前一直很困惑为什么我国可以做出银河计算机，但是做不出手机和电脑的芯片？也有人担心如果中国和美国开战，我们是不是连电脑和手机都没得用了？ 其实不用担心，只要只要美国对中国封锁，中国分分钟能够做出来，只不过价格高一点罢了（性能差不多或者稍微差一点），而现在和平年代做出这种芯片，只会分分钟被英特尔和高通碾压。所以在航天军工行业，不怕没钱，只怕你想不到，只要你能想得到的先进设计，砸钱也要搞出来，而在其他行业，很多工程师其实很有才，往往受限于成本，还要考虑可制造性（本质也是成本），不能天马行空。 比如航天军工的工程师完全可以设计一款车，带翅膀可以飞，只要有需要，国家一定支持，但是汽车行业却不行。另外一方面，航天军工产品数量不多，对批量生产要求很低。 试想一款车可以做到爆款，生产几十万甚至几百万台出来，但是一款飞机一年最多生产不过几十几百台，宇宙飞船更少。不批量生产就对生产方式要求很低，对精益生产基本无感觉，对品质管理要求很低，因为大不了 100%全检嘛，同时也间接影响了成本。所以航天军工虽然是科学技术的典范，但是是国家产略烧钱的产业，不是正常的商业模式，不是生产方式和成本控制的榜样。 医疗器械行业： 虽然对安全性要求高，对质量缺陷容忍度低，但是发展变化慢、产业链简单。发展变化慢的话，没有什么时间压力，可以慢慢研发，对项目管理、快速响应的要求比较低，很多医疗产品十年内才变化一款。产业链简单的话，对供应链管理和信息沟通的要求也比较低，一个电话可以把所有供应商召集过来在一个房间里开会。医疗产业是产品品质控制的典范，但不是项目管理、供应链管理的典范。 电子信息（手机、计算机等）行业： 虽然科技含量高、发展变化快、批量大，但是对安全性要求不高，对质量缺陷容忍度高，而且产业链相对简单。手机最差的情况就是爆炸，不一定会涉及到生命安全，其他大大小小的问题包括死机、开不了机、手机发烫更是家常便饭，最多引起退货，也不会引起生命安全。而航空航天，任何一个微小的问题也会导致坠机，医疗行业任何一个微小的问题都可能导致性命安危，汽车行业如果出现品质问题分分钟车毁人亡。由于涉及到人身安全，法律法规监管严格，所以任何企业都不敢冒这个风险，所以在质量管理上面投入较多，而电子信息（手机、计算机等）由于涉及到人身安全较少，所以对质量控制要求相对没那么高。 那说到 汽车行业 呢？ 一、科技含量 虽然不如航天军工和电子信息产业，但是汽车行业的技术含量整体来说还是很高。汽车作为一个消费品，也需要以科技创新作为卖点，比如混合动力、半自动驾驶功能。2013 年大众汽车在研发上的投入是 135 亿美元，占营收 5.2%。 二、产业链 一台车有上万个零部件，没有哪个整车厂（业内叫主机厂）会自己全部生产，大部分零部件都是外包出去，而且都是层层外包，涉及到的供应商有几百家（注意业内说法零件和部件是不同的，螺丝是零件，马达是部件，车门是系统，主机厂一般以系统为单位外包）。 例如，大众汽车会把车门系统外包给一家零部件供应商比如德国博泽，博泽又可能把车窗系统外包出去，车窗制造商又要把车窗升降马达外包出去，马达供应商又要把马达外壳外包出去。车身上还有几十个这样的系统，每个系统都是层层外包，其中任何一个环节的问题都可能导致主机厂无法量产或者做出的产品有问题。 在供应链管理、生产管理、质量管理方面，汽车行业有一套非常成熟的体系来降低这些风险，保证稳定产出。 汽车行业对订单延误也会采取非常严格的措施，延误的损失以分钟计算（其他行业以天计算）。 三、安全性 正如上文所说，由于涉及人身安全，所以法律法规对汽车行业的要求比较严格，很多时候产品不是因为你想这么设计才是这样的，而是法律法规要求这么设计，而且你要保证产品有这个功能（质量不能有缺陷）。 比如车窗升降系统，美国法律就一定要求有防夹功能（anti-pinch)，防止有乘客脑袋被夹坏^_^（曾经有乘客将头伸出车窗，但又误触了关窗开关，结果脖子被夹了，后来要求加防夹功能，也就是玻璃遇到障碍物被挡住，能够自动缩回来）。由于这个功能一旦失效，法律风险就会很大，所以在产品设计的时候，不管愿不愿意，一定要加入这个功能，而还要考虑这个功能在各种环境中是否会失效。 产品在制造的时候，100%测试这个功能是必须的，而且还要考虑如何预防这个功能失效。由于通过检验来发现问题总是事后诸葛亮，而且还有可能会漏检从而流出去，会导致很多的法律风险，所以汽车行业更多是在考虑如何避免这个问题发生，而且不是依靠事后检验来发现问题并返工。 比如一批产品有 99%的良率，在其他行业已经算是很好了，比如电子制造业，但是汽车行业很难接受，因为其中 1%的不良，总有风险会漏检，有风险会流出去，根本之道就是没有不良品才是最好的，哪怕没人检验，也不会有风险。 汽车行业不仅要求 100%合格，而且要过程稳定，比如一个产品的公差是 +/- 0.5mm，100%在这个公差内但是大部分接近上限或者下限都不行，需要靠近中间值才行，而且波动范围还得尽量收窄，所以汽车行业用一个参数 cpk（过程能力指数）来衡量尺寸的稳定性和偏离中心值的程度。其他行业还在看良率的时候，汽车行业已经用 cpk 来研究生产过程的稳定性了，cpk 大于某个值才能接受量产。 另外，由于汽车行业的特殊性，产品开发和质量管理完全是另外一个体系，导致的情况是，一家供应商（比如油漆制造商）如果同时做汽车产品和非汽车产品，需要专门成立一个汽车事业部，哪怕是一样的产品。为什么呢？ 产品开发，汽车行业有一套严谨的流程，叫做 APQP(产品先期质量策划）来保证开发过程的质量，简单来说产品设计包括设计评审、设计验证、设计确认，制造工艺开发也包括工艺评审、工艺验证、工艺确认。 而其他大部分行业，产品设计好之后通常是直接量产，没有那么多反复验证过程，经常导致量产之后发现还有很多问题，再回过头来改设计和工艺。 质量管理，汽车行业最具代表性的就是 FMEA(潜在失效模式分析），也就是要提前预测设计或生产过程中会出现哪些问题，然后事先采取预防措施。这是汽车行业质量管理区别于其他消费品行业的一个重要特征（手机电脑行业就没有，但是安全性要求高的航天航空有）。 四、批量生产 大批量是一把双刃剑。 一方面，它能够分摊成本。而且能够进行标准化生产，所以汽车行业是最热衷于投入更加先进、昂贵的生产设备或者技术以提高效率的。汽车行业的自动化生产率是最高的，哪怕在中国，汽车行业使用自动夹具或者机器比例也远远高于其他行业。比如挖掘机制造，一个型号一年才生产几百台，根本没有动力采用标准化的机器设备来生产，很多甚至都是人工来装配。汽车行业动辄几十万台，机器设备成本分摊在这几十万上面都不是一个很大数字了。 另一方面，大批量生产能够放大问题。任何一个小问题只要乘以批量生产的数量，都是一个巨大的问题，由此产生巨大的召回成本和返修成本。这也导致汽车行业更加热衷于预防品质缺陷发生，而不是事后发现来补救，这主要体现在以下方面： 1. 设计上防错 ：比如有些零件会漏装，那干脆设计成不用这个零件，那就不存在漏装的问题了，或者设计成没有装这个零件，整个产品就无法装配。有些零件会装反，那就设计成如果装反，就装不进去。 2. 制造过程中防错 ：包括以下方面，其他行业基本没有这种概念。 A. 相信人总是会犯错误的，所以尽量采用机器设备来减少人为失误。试想，一条纯手工线，每天做一万个产品，但是人总可能会疏忽，哪怕是百分之一的疏忽也会产生 100 个不良品。而机器设备，只要设定好了，就会按照既有程序做下去，出错几率小。其他行业，我听得最多的是通过加强人员培训来避免错误。 B. 通过机器设备的「 智能」 来保证防错，日本人叫「 自働化」（jidoka)，这是带「 人字旁」 的自动化。有三个层面： 第一，不可能产生不良（机器设备始终稳定，如果产生故障自己会停机）； 第二，产生了不良品，机器能够发现并且锁住，不传递到下一个工位； 第三，不良品流出本工位，但下一个工位不接受不良品（下一工位能够检查比如漏装零件的问题）。 举个例子，比如汽车的焊接，要求机器自带检查电流功能，如果发现电流超出设定值（可能是外部供电不稳定或者机器本身不稳定），那就停机并锁住零件不让流出，这样想要做出不良品都难。机器防错的概念在汽车行业已经深入人心，但是在其他行业，还只是新鲜概念。 3. 流程上的防错 ：安排好了工作，人还是会疏忽做错或者忘记，汽车行业最热衷的就是做各种检查表 (checklist)，事情做完之后，再用检查表一项一项检查是否有做，或者做到位。其他行业这种检查表很少使用。 在汽车行业做过的人，明显都会有这些严谨的思维习惯和职业习惯，所以其他行业都比较青睐汽车行业的人。 再另外一个方面，因为批量大，价格昂贵，有资金周转的压力，所以会有改进生产方式的动力，尽量降低库存、尽量减少浪费。 人类历史上所有的生产方式革命，都从汽车制造业开始，比如上上个世纪的福特流水线，上个世纪的丰田精益生产方式。 丰田精益生产方式的两大核心，除了上文说的「 自働化」 之外，还有「 及时生产」。 福特开创了流水线生产方式，在这之前，是一个人或把一个产品从头到尾做出来（现在中国还有大量的企业用的这种生产方式），100 个工人做 100 件同样复杂的事情。福特流水线的生产特点是把一个产品分解成多个不同的工序，由不同的人分工按先后顺序和统一的节拍时间流水化作业，由于把复杂的工作进行的分工，所以效率大大提高。 丰田开创的精益生产方式的核心「 及时生产」，也就是不早也不晚。通常认为，生产可以早点进行，这样就不会延误订单。但是丰田的生产方式认为，早了就会有库存，库存是万恶之源（掩盖问题，占用资金）。汽车行业一般一次性采购小批量的货，零部件供应商一般都是两三天送一次货，恨不得让他们一天一送，物料直接上生产线而不是送去仓库堆积。 而其他行业，一次性采购一个月或者几个月的物料放在仓库堆着非常正常。丰田生产方式要求「 单件流」，流水线的产品一个一个流下去，而福特流水线作业是可以一次性做 20 个产品，这 20 个产品作为一个整体流下去，但是这样不容易实时监控到到底哪个工序是时间瓶颈，而且一旦发生质量问题，都是批量性问题，而单件流，一旦发生问题，数量都控制在某个产品上，或者一条流水线上有限的几个产品。 其他行业可以说没什么追求，对这些核心概念要么就没听说过，要么就是只学了 5S 管理，目视化管理、鱼骨图、减少浪费持续改善空喊口号等这些很表面很肤浅的东西，甚至对 5S 的理解还停留在「 打扫卫生「 上。对于有追求的非汽车行业的企业，他们都是在向汽车行业取经。 五、行业发展变化 汽车是大众消费品，而且是大部分人一生中最贵的消费品（第二可能就是苹果手机了）。这种以市场为导向的消费品不得不经常变化以迎合市场口味。发展变化最快的应该是手机，汽车行业虽然做不到一个季度一变，至少一年或者两年一变还是做得到的。 汽车行业和手机行业一样，都要求能够快速响应，产品开发时间也是一缩再缩，而且万万不能出现任何延后的情况，否则就失去了市场先机。试想本来预计在一月一日发布一款新产品，市场宣传都做好了，但等到那天却发现东西没做出来，不得不把发布会延后，这对品牌形象的影响是多么大。 所以汽车行业对「 项目管理 」 的要求很高，一般都有专职项目经理来协调可能出现的任何突发事件（比如某个零件延误、重大品质问题），调用优势资源来应对，以赶上项目时间。这个行业的其他人对项目流程的意识也明显高于其他行业，知道什么时候该做什么事情，需要怎么做，出了紧急情况应该走什么流程。汽车行业的人最热衷于考 PMP（项目管理专业人士资格认证)。 最后，汽车行业综合了世界主要工业国家德国、日本、美国的管理优点。 德国人擅长于在流程和规则上避免犯错误，德国企业的特点就是流程一大堆。优点是能够保证产品质量稳定，技术扎实，缺点是流程繁杂，不能够快速响应变化。所以为什么德国人能够做出优秀的工业设备，在做手机、电脑方面就弱爆了，倒不是技术上原因，而是受到流程的束缚赶不上市场上的变化。 日本人擅长减少浪费，会经常去思考哪些东西是没必要的，但是又对细节执着，所以弄出了精益生产这个东西。这就是为什么日本的东西性价比很高，技术领先，质量也扎实。 美国人擅长于创新，不被流程和规则束缚，不遵守流程和规则的事情时有发生（和中国人差不多），所以能够快速响应市场变化。这就是为什么美国的东西技术上领先，但是质量一般般。为了快速把创新的想法实践，美国人弄出了项目管理这个东西，本质上是一种灵活的处事方法（假设每个人都按部就班按规则按流程办事，有问题及时反馈给上下游，就不需要项目经理了）。 由于汽车产业链是全球分工合作，不同国家之间互相采购零部件，而这三大工业国家有着不同管理规范，沟通起来会非常困难。为了协调这些不同的管理和标准，1996 年世界主要汽车制造商成立了国际汽车工作组 International Automotive Task Force（IATF），1999 年颁布了国际标准 lSO/TS 16949（最新版已经改名叫做 IATF16949:2016），制定了一个全球通用规范，这个规范基本综合了这三大工业国家的管理上的优点。 … 继续阅读
四大帮派雄踞汽车制造机器人市场，国产无望？
「2014 年，全球的工业机器人销售总量为 25 万台，中国市场销量为 5.7 万台，稳居世界第一。未来中国机器人市场有望稳步提升。」 上海新时达机器人有限公司市场经理张镇奎接受本报记者采访时表示，工业机器人使用较多集中于汽车行业。从全球看，汽车行业的应用约占工业机器人总量的 40%；而在中国，更是占到了 70%。 受核心技术制约，我国企业研发和制造的工业机器人很难进入整车企业。目前，90%的汽车市场被日系的安川、发那科、川崎，韩系的现代、罗普伺达、阿尔帕，欧系的瑞士 ABB、德国库卡、意大利柯马等知名外资企业瓜分了。 ■「 四大家族」 引领前沿技术 目前，ABB、发那科、安川、库卡是工业机器人行业中的「 四大家族」，并占据重要地位，产品性能及精度更是代表世界领先水平。 ABB 是全球公认的机器人行业老大，客户包括宝马、奔驰、博泽、佛吉亚、汇众等全球众多汽车及零部件企业。「 现在已能制造 6 种车型，平均 1 分钟 1 辆车下线。」 上海 ABB 工程有限公司机器人与应用部总经理梁锐介绍说，ABB 已能帮助汽车车间实现 90%的自动化，仅有 10%需要依靠人力。据了解，目前 ABB 为长安福特提供了最新的柔性车身总拼定位系统，可实现 6 种车型的车身共用同一条生产线完成制造，实现 18 秒快速切换。 不仅技术领先，还勇于创新，正因此，发那科一直保持世界前三地位。发那科机器人在汽车焊接、冲压、总装等工艺领域久负盛名。据悉，发那科是世界上惟一一家由机器人来做机器人的公司，惟一提供集成视觉系统的机器人企业，更是世界上惟一一家既提供智能机器人又提供智能机器的公司。「 弧形点焊机是安川的优势产品，很多汽车零部件企业是我们的客户。」 安川电机（中国）有限公司机器人事业部营业部部长桶谷重人告诉记者，安川活跃在汽车、机械、电机等各个工业领域，占有中国 20%的市场。 大众汽车的机器人很多来自德国库卡，因为其机器人拥有 PCBASED 控制系统，能在微软 Windows 界面下操作，该系统再加上标准化的个人电脑硬件，以及简单的规划和设置，使其 MTBF(平均故障间隔时间) 超过 7.5 万小时。库卡产品不但具备德国工业的严谨，还深受大众汽车的认可，同时也不乏时尚元素。据悉，2013 年库卡通过特斯拉审核，今年又为大众自动快充系统提供机器人。 日本 OTC 虽说总量比不上前四位，但其在焊接领域有一定知名度。希机电（上海）有限公司机器人销售部长岳峰说：「OTC 是全球第三大焊接机器人企业，能够为客户提供高性能的焊接服务。OTC 的焊接系统代表全球领先的技术。」 现代、丰田、三菱、电装等众多汽车及零部件企业在机器人制造领域也有建树。比如，电装以生产小型装配机器人见长。电装执行董事、控制系统事业部部长长岛良治表示，较高精密度要求和柔性要求的作业可能是未来车用机器人应用的一个重要方向。 ■自主企业：「 没有一家完全掌握核心技术」 自主机器人本体技术在发展，但局限是关键零部件。「 我国没有完全自主研发的机器人，RV 减速机、谐波减速器、伺服电机与驱动、控制器等核心零部件技术，自主企业只能做到部分国产化。」 中科新松有限公司营销中心销售工程师许小刚对记者说，尽管有些机器人宣称是自主研发的，但其核心零部件或多或少都有进口。 随着国家战略的支持，我国机器人市场一片繁荣。在近千家机器人生产企业中，沈阳新松、安徽埃夫特、广州数控、新时达等新秀近年来开始「 冒尖」。由于汽车对机器人的一致性、精密度等有较高的要求，目前自主机器人占汽车市场的份额不到 5%。自主机器人要想扎实发展，必需逐步攻破关键零部件技术。「 真正有能力制造机器人的企业不超过 10 家，每家各有侧重，其实不存在竞争的。」 张镇奎告诉记者，新时达、埃斯顿主推焊接机器人，新松特长是运输机器人，数控和电机起家的广数处于打基础阶段。 值得注意的是，装配机器人是外资品牌的天下。「 做好机器人，才有市场话语权。」 广州数控设备有限公司总经理助理李伯基表示，广州数控刚刚进入汽车及零部件市场，正在为广汽集团配套 4 台大型机器人，用于汽车冲压。新松成立于 1999 年，强项是 AGV 和外围集成项目能力。目前，AGV 产品综合竞争力强，被通用等国际知名企业列为重点采购目标。许小刚说，作为国产机器人的龙头企业，我们将借助中科院的技术实力，努力让机器人的关键零部件逐步国产化。【转自中国汽车报】欢迎关注 GeekCar 微信公众号： GeekCar 极客汽车 （微信号：GeekCar）& 极市 （微信号：geeket）。