“我认为我比目前地球上活着的任何人都更了解制造业。”
4月14日，特斯拉CEO马斯克与TED的负责人ChrisAnderson对谈时，如此回答关于特斯拉制造优势的提问。
马斯克说，“我在弗里蒙特和内华达工厂住了3年，修理生产线，像疯子一样跑遍了工厂的每一个角落。和团队一起生活，睡在地板上。”
马斯克说的这3年，是年-年。正是在这一时期，特斯拉实现了量产爬坡，人类历史上第一次进入到大规模生产电动汽车的阶段。
之后的年、年，特斯拉交付量分别逼近50万辆和万辆关口，今年有望超过万辆。在电动汽车的生产上，特斯拉的规模一骑绝尘，比第二名要领先很多。
资料来源：特斯拉年报，《电动汽车观察家》整理
与特斯拉的在电动、智能上的研发创新、模式创新相比，特斯拉的另一面——堪称“生产狂魔”的能力一直被低估。
特斯拉不仅能研发设计出最好的电动汽车，而且还能最高效、最低成本地生产电动汽车——年，特斯拉汽车业务毛利率30.9%。
这个数字可以让全球车企沉默，也狠狠打脸早期质疑特斯拉不能盈利的人。
有必要充分研究特斯拉的生产制造能力，不仅能帮助我们理解特斯拉，也能让追赶者明白，生产制造的差距，也是必须发力追赶的。
01
美国加州工厂：试验基地
加州工厂俯瞰图
加州工厂重大事件时间轴；《电动汽车观察家》整理制图
生产了北美三分之二的电动汽车的加州工厂，是特斯拉花万美元捡的便宜。
年，汽车行业还没有从金融风暴的沉重打击中恢复。原本持有加州工厂的丰田和通用急于减负，特斯拉幸运地以万美元买下了原本价值10亿美元的工厂。
当时，特斯拉只有Roadster一款车，基于莲花公司的个底盘生产。特斯拉买下的这个工厂，经过简单的改造便投入使用，因为量太少，凑合着就能用。
年6月，全球第一辆ModelS下线，交付给了特斯拉SpaceX董事SteveJurvetson。那时，加州弗里蒙特工厂每周只能生产60辆汽车。
年，特斯拉在加州工厂开始生产ModelS；年三季度，又开始生产ModelX；年三季度，又开始生产Model3；年，ModelY也开始在这里生产。
资料来源：特斯拉公告
在年之前，特斯拉年产量都在10万辆以下，对于加州工厂而言，没有多少挑战。而且，早期特斯拉对数量没有太多追求，并不去设计太难生产的车。
注：不含Roadster，资料来源：特斯拉公告
不过，在这过程中，加州工厂的一些弊端逐渐暴露。特斯拉也在不断修修补补。
工厂讲究物流运输尽可能优化使路线最短，从而降本增效。但从加州工厂原有工艺布局来看，冲压车间到焊接车间，焊接到涂装，塑料零部件到总装车间的距离都比较远。这样的工艺布局显然是不合理的。
特斯拉一直在升级改造加州工厂，以支持产量增长。
年，加州工厂员工人数达到人，一半面积的区域经过优化改造后投入使用，工艺布局也更加紧凑，生产效率有所提升。
工艺布局升级改造后的加州工厂
但是，缝缝补补又三年之后，加州工厂遭遇了前所未有的挑战。
年4月，特斯拉首款平民车型——Model3在美国发布，新车型一经发布，20天狂扫订单40万辆。特斯拉迎来幸福的烦恼——这么多的订单。怎么尽快交付？要知道，当年特斯拉的年产量，不过7万多辆。
大规模量产的难度超越想象。前面提到的马斯克睡工厂的-年，正是特斯拉加州工厂量产爬坡的三年。
马斯克一开始希望工厂极致自动化，用机器制造机器。特斯拉设计了拥有超过0台机器人及装配机器的高度自动化生产线，机器人参与冲压生产、车身、烤漆与组装中的生产制造工作。而且，Model3是平民车型，必须大幅降本，减少人力支出。但是，实际效果却远不如预期。
年时，马斯克曾表示，到年底，特斯拉可以每月生产2万辆。然而到年第四季度，加州工厂只生产了辆Model3。
马斯克也不得不承认错误。他在Twitter上回应批评说，“是的，特斯拉的过度自动化是个错误。确切地说，是我的错误。人类被低估了！”
特斯拉做了调整，以一定程度的半自动化以及人工装配取代了部分全自动化。最终，Model3组装生产线的自动化程度仍然高达95%，包括运输、装载以及零部件焊接。
年，马斯克接管了工厂。面对质疑，他说，“作为首席执行官，我的工作是专注于最关键的方面，即目前的Model3生产。
在CBS一档节目中，马斯克向记者展示他睡觉的沙发。这个沙发太窄，有时马斯克索性睡在地上。图右桌上的就是他的睡袋。
马斯克为了提升Model3产能，和团队一起生活在工厂里，加班加点、没日没夜地工作。年，马斯克还在加州工厂周边搭建简易帐篷总装生产线，终于实现了每周生产辆的目标，当年产能达到了20多万辆。
加州帐篷工厂总装车间
不过，周产辆并不能满足马斯克。他对生产效率的提升是无止境的。而他的解决方案，是革命性地改变汽车生产方式。
ModelY的推出，承载了特斯拉一次革新。年，特斯拉宣布将用创新造车的方式，使用一体化铸造技术，将ModelY后底板原本79个组件直接铸成一体，大幅提升了生产效率。
在传统的冲压工艺中，应用较多的压铸机也就是在吨左右。特斯拉设计了堪称世界最大的吨压铸机，其在汽车行业的规模是前所未有的。此压铸机率先在加州工厂使用。
IDRA的OL6CS大型一体式压铸设备
另外，在ModelY上，马斯克持续推动自动化，在生产线上引入更多的机器人。
除了生产汽车，加州工厂还建设了电池试产线。
电池要比特斯拉此前应用的电池体型更大，将提升54%的续航并降低56%的成本。
7号电池、5号电池、、和0电池对比
今年1月，第万块试生产电池在加州工厂下线。产品检测报告显示，14条试生产线的良品率达到了92%，基本符合量产最低标准。今年底将在新开业的柏林工厂和德州工厂量产。
还有，特斯拉嫌供应商的座椅不好，还在加州整车工厂附近自建了一个座椅工厂。
加州工厂作为特斯拉第一座超级工厂，承载了太多试验基地的功能，势必存在工程经验、生产经验不足等问题。在马斯克的疯狂技术革新及升级改造下，加州工厂年产能已提升至60万辆，但依然不能满足巨大的市场需求。
但在加州工厂，特斯拉完成了小批量到大批量生产的蝶变。
02
上海工厂：年交付超48万辆
上海工厂俯瞰图
上海工厂重大事件时间轴；《电动汽车观察家》整理制图
特斯拉要继续扩充版图，只在美国设工厂肯定不行。特斯拉走出去的第一站，就是它最看重的市场——中国。
在热切希望招商引资的中国地方政府眼中，特斯拉得万千宠爱于一身。最终，特斯拉花落上海。
上海市政府为了引进特斯拉这条鲶鱼，不仅在土地和税收方面提供特殊优惠政策，在建设方面也大开绿灯。在年一年的时间里，工厂完成建设并投产交付，书写了整车工厂建设神话。
特斯拉上海超级工厂位于上海最南端的临港重装备产业区，占地亩。虽然只有加州工厂一半面积，年竟然交付了48.4万辆电动汽车，占特斯拉全球总交付量的51.7%，生产效率可见一斑。
上海工厂布局图
站在加州工厂的肩膀上，上海工厂可以说顺风顺水。
沿用了加州工厂已经验证过的工艺之后，产量迅速提升。
比如，冲压工艺与加州工厂相同，上海工厂也使用了世界上最大的吨高压压铸机。
ModelY一体化后底板
焊装车间仍然追求高度自动化，多个库卡工业机器人同时作业，高密度的设置缩短了整条生产线的长度，对整体控制程序要求非常高。整个焊装车间的自动化率超过了95%，这样的水平在整个汽车行业都处于领先地位。
上海工厂焊装车间生产线
上海工厂还有一个创新点，特斯拉独特的物流仓储系统，用集装箱当作流动仓库来代替传统的物流车间，各种物料经此可以直接送入到生产现场。这样的物流模式不需占用额外的土地空间且更加灵活高效。
可转运集装箱代替存储仓库
特斯拉上海工厂目前只是一期项目。二期项目已开始兴建，将重点生产ModelY车型，预计年4月投产。届时，年产能或将逐步提升至85万辆。
此外，特斯拉上海工厂还极力推进供应链本地化。马斯克曾表示年底有望达到80%本地化，成本在不断下降。
近日，有媒体报道说，特斯拉将在上海设立第二工厂，增加45万辆产能，让特斯拉上海工厂成为“世界上最大的汽车出口枢纽”。
上海工厂几乎是汽车工业史上建造最快、量产爬坡最快的工厂。但特斯拉的技术革新一直在路上，今年落成的柏林工厂和德州工厂技术更加先进，生产制造能力将更加强大。
03
柏林工厂：技术大革新
柏林工厂俯瞰图
柏林工厂重大事件时间轴；《电动汽车观察家》整理制图
马斯克又尬舞了。
马斯克在ModelY的交付仪式上跳舞
年9月，特斯拉柏林工厂正式开业，马斯克兴奋得在ModelY的交付仪式上跳了一段尬舞。
年10月，特斯拉柏林超级工厂举办开放日。之后，一段约3分钟无人机拍摄的工厂影片流传开来，震惊业界。
柏林工厂布局图
除了常规的工艺，有三大技术革新亮点非同一般，分别是一体压铸技术、电芯和CTC（CelltoChassis）底盘结构。
第一大亮点是一体压铸技术，与加州和上海工厂不同的是，ModelY车型前底板生产也实现了一体化压铸生产，进一步提升生产效率。
一体压铸生产的ModelY前底板
后底板一体压铸技术在前面的加州工厂和上海工厂已经应用。
从一体压铸机刚出炉的ModelY后底板
前后一体式压铸车身和电池包合体之后就是下图的状态：一个史无前例，完全为电动车开发的承载式车身。
前底板+电池包+后底板一体式结构
新结构拥有很高的结构强度，且电芯布置得更集中，降低了车辆的转动惯量，更有利于操控和转向响应。三者结合实现了10%的轻量化，14%的续航提升潜力。更为难得的是，该结构减少了个车身零部件，生产制造环节大幅削减，致使上百个工业机器人下岗。
第二大亮点是大圆柱电芯工厂。
特斯拉在加州工厂试生产电芯之后，在柏林工厂、德州工厂，都直接规划建设了电芯工厂，直供汽车生产工厂。柏林这个电芯工厂规划产能很大，马斯克表示该电池厂将会成为世界上最大的电池制造工厂之一，产能每年可超过GWh，甚至有可能达到GWh到GWh。
当然，短期内这个电池工厂要先能实现量产。预计二季度能达到，配合柏林汽车产能，预估暂时目标是20GWh。
第三大亮点是首次应用的CTC技术。
“没必要往盒子里再装一个盒子。”马斯克的灵感源于飞机油箱。早期的飞机是在机翼之中放一个油箱，这种设计就像如今电动车是在底盘上放一个电池包，这样的设计对于空间其实并没有利用到极致，在后来的发展中飞机的机翼直接集成了油箱设计，机翼即油箱。
当柏林工厂的CTC技术遇上电池，极限制造无限可能，今年底的目标是45秒生产一辆ModelY白车身。
柏林工厂+CTC结构展示
对于特斯拉来说，柏林工厂的投产意义重大。马斯克犹如在汽车工业的发源地德国插上了一把尖刀，凭借着激进的技术革新，与大众和BBA等汽车品牌一决高下。
这还没完，最新建成的特斯拉德州工厂将成为宇宙级“生产机器的机器”。
——未完