从浦东机场出发，驱车40公里，一座主体是黑白两色、形状规整的建筑映入眼帘，这便是特斯拉上海超级工厂。
作为一个整车制造工厂，特斯拉上海超级工厂并不算大，仅占地86万平方米。相比之下，6公里之外的上汽荣威临港工厂的，占地面积为120.71万平方米，是它的1倍多；而在建中的比亚迪合肥超级基地，总占地面积为261.2万平方米，将近它的4倍大。
即使在特斯拉的其他三座整车工厂中，上海超级工厂的面积同样不占优势——德州奥斯汀工厂总面积超过1000万平方米，柏林工厂占地300万平方米；特斯拉最早建立的加州弗里蒙特工厂，面积为150万平方米。
然而，特斯拉上海超级工厂却几乎是全世界生产效率最高的整车工厂，集中了冲压、焊装、涂装和总装四大车间，动力电池和电机组装车间和一个研发中心，足以满足特斯拉从骨架到整车的全流程制造。
根据特斯拉今年Q3财报，上海工厂的产能上升至95万辆/年，满足全球近半市场需求，平均每30多秒就有1辆车下线。以最新产能计算，上海工厂单位面积的产能，是上述上汽与比亚迪工厂的两倍以上，是传统燃油车工厂的四倍。
特斯拉工厂鸟瞰图。
特斯拉CEO埃隆·马斯克（Elon Musk）曾在传记中反复提及工厂设计的重要性——“让一家公司成功的不是产品本身，而是高效地制造产品的能力。”
为了进一步了解马斯克的“高效制作产品”方法论，近日，九派财经受邀探访了特斯拉位于浦东临港的超级工厂，跟随Model 3的生产线，从零件装配、油漆车身、拼装焊接、冲压铸造四大步骤逆向“拆解”一辆特斯拉，探索这座超级工厂的高效密码。
【1】寻找人与机器之间的平衡
走进上海超级工厂Model 3的生产车间，第一感觉是高度的机械化。
纵向分布的总装车间，一道宽度不到一米的人行道两侧，分别是一道传送带和一个检测区。传送带上，操作人员正在把车门上的一颗颗螺丝拧紧。在机器流水线身后，凿开了近百道宽高与EFU集装箱相等的门，门与门之间紧挨着，对应着不同的工序。
由于特斯拉的工厂没有仓库，集装箱便是“车轮上的仓库”（Warehouse On Wheel物流系统）。通常来说，汽车零配件从集装箱卸下，装入车间内的分装小车后运往对应产线。当这辆车上的零配件卸载完毕，下一个集装箱再补位。据介绍，厂区内每天有超过2000辆物流卡车来回穿梭。
相较之下，焊装车间则利用机械臂实现了完全的机械化。在这里，数个零件如同拼积木般被焊接成整白车身。Model 3的后底盘由70个零件组成，在百米长的产线上，近百条机械臂正在有条不紊地运作着，一个零件从最上游开始，同另一个零件通过点焊连接，再由机械臂抓取与下一个组件相连。
在焊接和移动机械臂互相配合之下，几个小组件连接成为一个大型组件，再通过廊桥转移到下一道工序，与其他大型组件连接，这条流水线作业，几乎没有人的干预。据介绍，焊装车间的自动化率在94%以上，而冲压和焊装车间自动化率几乎达到100%。
总装车间。
但高度的机械化并不是这座工厂高效的密码，人与机器的配合才是。
在偌大的工厂和复杂的造车环节中，机械和人类的作业都需要一个强大的大脑控制和调配，这便是一套实时反馈的控制系统MOS（制造操作系统）。在每个工位前，都有一个小小的显示屏，上面反映着该环节的零件、负责人、供应商、生产时间、批次号等溯源信息， 屏幕上方是一盏可以发出绿色、黄色、红色灯光的信号灯。
这些生产数据小到电动传感扳手转动的圈数，大到整座工厂的实时产能，都会从每个神经末梢般的工位传至终端的“大脑”。作为这座工厂最神秘的核心禁区，这个终端并不对外开放，但在《马斯克传》中，或许能窥见一二。书中提到，在弗里蒙特工厂的总控办公室内，有一排屏幕，界面像股票行情图般闪烁、更新，实时显示整个工厂和每个工位的总产量。
人是这套系统背后真正的“大脑”，在密切的监测中，决策者可以对工位密度、工序安排和工作流程做出调整。而任何环节的延误，或者操作不合规，都会让对应工位的信号灯呈现绿色之外的颜色，提示操作人员及时调整。
实际上，寻找人与机器之间的平衡，让二者在协调中发挥最大生产能力，一直是特斯拉探索的方向。
马斯克曾是完全自动化的信徒。在最初设想中，他希望打造“外星人无畏舰”的现代工厂，自动化是首要工作。但在实际生产中，他却不得不承认，高度自动化反而带来了低效和各种问题，有些任务人类可以比机器完成得更好更快。因此，马斯克的目标也变成找出生产线上每个存在自动化故障的环节，尝试去掉后是不是变得更快。
【2】从源头改变造车
在特斯拉上海超级工厂，神秘的除了“大脑”，还有许多特斯拉员工也未能一探究竟的升级的一体化压铸车间。在这里，隐藏着特斯拉提高产能的强大武器——一体化压铸技术。
工作人员介绍，与通过数百个零部件连接而成的Model 3底板不同的，Model Y的后底盘采用的是一体化压铸技术，即将一定配比的铝合金溶液在极短的时间内灌注到模具中，在6000吨锁模力的压力下，90秒定型，变成一个大型铸件。在一体化压铸的支持下，Model Y白车身的制造时间从传统的1到2个小时缩短至3到5分钟。
特斯拉的这项技术。可以追溯到2018年。马斯克在摆弄Model S微缩模型时受到启发，“为什么不把车底盘压铸成一整块金属？”
这个看似天马行空的构想，最终变成了现实。2020年9月，马斯克首次宣布，将一体化压铸技术用于生产Model Y后车身底板，未来，特斯拉并将逐步用2～3个大型压铸件替换整个车身底板370余个结构件。
2021年，上海超级工厂在扩建时引入了4台来自力劲集团的6000吨压铸机。在特斯拉官方公开的视频信息中可以看到，每台压铸机像是一间红色的房子，机械臂将冒着白气的后底板铸件从模具中取出，冷却定型，在一台压铸机周边，摆放着数十个带着指示灯的控制器，整个车间几乎没有人工参与。
压铸车间。
一份中金的研报中提到，传统汽车工艺中，车身制造工序先通过冲压、挤压、铸造完成各零部件生产，再使用焊接、铆接工艺将零部件进行连接。传统白车身由300—500个零部件构成，焊接点位可达4000—6000个。由于零部件众多会导致尺寸误差，因此汽车总装出厂前需要进行近6个月总计三轮匹配调试。此外，还容易出现缝隙、响声和泄露等问题。
一体化压铸通过将多个零件合并为一个，简化生产流程，缩短了调试时间，避免了因零件众多带来的问题，最终实现降低产线的资本投入以及提升生产效率的目的。
引进一体化压铸技术之后，Model Y下车体总成重量将降低10%，制造成本下降40%。2021年到2023年，上海工厂的产量从45万辆升至95万辆，特斯拉整体毛利率也一度上涨至25%。其中，应用了一体化压铸后车身底板的Model Y，单车毛利率一度高达30%。
特斯拉也正在接近最初“将底盘压铸成一整块金属”的目标。今年9月，有消息称，特斯拉研发了具有 6000-9000 吨夹紧压力的巨型压力机，一体压铸 Model Y 车型的前部和后部车架结构，在新的技术突破下，特斯拉能够实现车身底盘近400个零件的一体化压铸，这也将是特斯拉在未来十年生产数千万辆平价电动汽车、实现盈利计划的关键所在。
近年来，一体化压铸逐渐成为汽车行业的追逐的风向，许多国内外车企纷纷跟进，除了有蔚来、小鹏、理想、高合、极氪等新势力，也包括沃尔沃、现代、丰田等传统豪强。
在特斯拉，颠覆汽车行业本身的灵感往往来自更简单的行业，这种“向下兼容”，更像是对工业第一性底层逻辑的回归。
《马斯克传》中提到，马斯克一再敦促团队成员从机器人和乐高积木等玩具中获得灵感——“他们必须非常高速、低成本地生产出没有缺陷的产品，还必须在圣诞节前全部搞定。”他也非常推崇乐高积木的精密模压工艺，这种精密建立在零部件高通配之上，在他看来，这表明“追求高精度并不需要付出高昂的代价”。
【3】无处不在的反馈循环
回归第一性，往往能化繁为简，最终指向高效，这贯彻于特斯拉生产过程的始终。
对于特斯拉而言，超级工厂是“制造机器的机器”，而这个机器同样在不断学习和迭代。在《马斯克传》中，这一过程被归结为特斯拉的“设计—工程—制造”反馈循环机制，生产上出现的问题，最终演化成工厂设计上的创新和精简。
2018年，马斯克正面临Model 3投产之后的产能地狱。有一天，马斯克在实时监测着内华达超级工厂车辆和零部件的生产情况时，发现装配线上有一个工位的节奏跟不上，这个工位的机器人负责把玻璃纤维条粘到电池包上。因为胶水涂得太多，机器人的吸盘拿不住玻璃纤维条。最终，这个环节在经过对比测试之后被砍掉。同样的事件发生在电池包嵌入车辆的尖头塑料帽上，由于塑料帽常常因为短缺影响电池包的运输效率，在证明不加尖头塑料帽电池包的触点不会弯折之后，这个环节也被去掉。
密集的机械臂。
如今，在AI的支持下，这种反馈机制也可以自行完成。前特斯拉加州无人工厂研发负责人Allen PAN在接受媒体采访时曾表示，特斯拉工厂是由软件最终定义生产，在对工厂的智能化改造之下，生产线上的每一个工位都可以自己决定或修正生产过程。以焊装车间为例，有了MOS系统，这个车间同时拥有在线测量、自动装配系统以及虚拟调试等技术，能不断优化制造过程效率，提升车身尺寸的合格率。
这种生产过程中的反馈循环机制，与自动驾驶的反馈控制一脉相承。在自动驾驶的PID（Proportional Integral Derivative）控制中，车辆从环境中获取的信息和参考路线之间的误差，能够不断优化算法，最终生成新的输出信号，使得误差减小。
Allen PAN在采访中还表示，特斯拉将自动驾驶中的感知、决策和控制概念引入到生产线中，每个工站就是一辆有自动驾驶功能的“汽车”。它们除了能够根据环境或者物料变化自适应地调整，二者也都能够实现以输出用作输入，循环往复，持续输出。
实际上，这种反馈循环机制也存在于市场中。在上海超级工厂，从西一门进入厂区，参观者最先看到的不是车间，而是一座黑色的、科技感十足的研发中心。这座研发中心，是特斯拉首个设立在美国之外的研发中心，研发内容包括软件、硬件、电子、材料、动力及能源工程等。
研发中心通过全面推进特斯拉中国本土化战略，接受了来自中国车主的反馈，最终形成今年上市的Model 3焕新版在外观设计、驾驶体验、座舱交互、安全性等多个方面的改进。
正如《马斯克传》中所说，特斯拉的“设计—工程—制造”反馈循环让它的竞争优势凸显而出，因为这里每天都在开展创新活动。
