特斯拉上海超级工厂演进史丨深度 【图】
发布时间:2019-08-10 | 发布者： 东东工作室 | 浏览次数： 次自 1 月 17 日奠基以来，特斯拉上海超级工厂 Giga 3 以日新月异的速度拔地而起；很多人好奇，为什么上海要以土地、政策资源倾斜来争取特斯拉独资的工厂？上海超级工厂的职能是什么？为什么工厂还会「迭代」？
我们梳理了自 2013 年以来特斯拉在内华达州建设超级工厂 Giga 1 的设计理念和建设进展，尝试就上述问题给出答案。
Giga 1：可复制、快速迭代、可扩展的巨型机器Elon Musk 最早公开筹建特斯拉超级工厂 Giga 1 的想法是在 2013 年。2013 年 11 月，Elon 告诉分析师，为了确保 Model S 和即将发布的 SUV Model X 以及特斯拉第三代车型（Model 3 尚未确定产品名称）有稳定的电池供应，他正在设想「一个真正巨大的设施，一个产能与全球锂电池生产规模相当的工厂」（a really giant facility,comparable to all lithium-ion production in the world in one factory.）。
当时特斯拉 Model S 的产能只有 550 辆/周，但特斯拉在提交给 SEC 的文件中指出：限制我们的不是市场需求，供应商的电芯供应是限制我们产能爬坡的关键因素。
这里的供应商说的就是松下。实际上早在 2011 年，特斯拉就和松下签订了总计 6.4 亿颗 18650 电芯的供应协议。到了 2013 年 10 月，双方续签协议将供应量提升到了 18 亿颗，规模增加 200%。
当然，18 亿也只是权宜之计，Giga 1 已经在路上了。
2014 年 7 月 31 日，在对北美和亚洲大约 100 个区域进行综合考察后，特斯拉最终与松下达成历史性合作，在美国内华达州建设超级工厂 Giga 1。
根据协议，特斯拉负责筹备、提供和管理土地、建筑和公用事业。松下负责生产和供应圆柱形电芯，并在双方批准的基础上投资设备、机械和其他制造工具，特斯拉将基于电芯和其他组件来制造电池模组和 Pack。
Giga 1 由特斯拉管理，松下的定位是特斯拉锂电池的主要合作伙伴。松下将占据工厂生产面积的一半，而特斯拉的模组和与 Pack 组装产线相关的关键供应商将占据这个垂直整合的工业综合体的另一半。
特斯拉 CTO JB Straubel 表示，Giga 1 代表了大规模电池生产方式的根本性变革，Giga 1 不仅能够满足 Model 3 的电池需求，还为更广泛的各种储能应用成本的降低创造了条件。
特斯拉在公告中指出，电池成本的降低将通过制造过程的优化来实现，而这一优化是当前任何电池制造商都不具备的规模经济驱动的。
进一步降低成本的方法是：针对汽车使用场景重新设计优化电芯的规格和性能，通过供应商进驻工厂，消除包装、运输和关税以及库存调度成本，并在公用事业和运营费用低廉的工厂进行制造。
也就是说，早在 2014 年工厂筹建之初，Elon 和 JB Straubel 就在筹备 2170 电池的研发了。
虽然和松下的联合建设合同 7 月 31日才签订，但特斯拉的施工团队早在 6 月就开进了内华达州 Spark 郊区。下面是最早的施工照片。
2017 年 1 月 4 日，特斯拉在 Giga 1 召开了 Tesla Gigafactory 1 投资者日，Elon 向投资人介绍了关于 Giga 1 的设计理念和建设进展。
Giga 1 是全球领先的电池生产设备（注意这个表述，Giga 1 不是工厂，而是生产设备）。能在保持高产能和高效率的同时实现每 GWh 最低的设备资本投入和每 kWh 电池最低的制造成本支出。Giga 1 将生产电芯、电池组、储能产品和汽车零部件。
二期工程建设完成后，Giga 1 电芯产能将达到 35 GWh/年，电池 Pack 产能达到 50 GWh/年，超过 2013 年全球所有其他动力电池供应商的总产能之和。支撑特斯拉 50 万辆汽车和储能产品的电池需求。
特斯拉对 Giga 1的设计理念阐述让人印象深刻。
作为一款单一的产品，Giga 1 被设计为一个高度自动化的、集成的系统未来将在世界各地复制；Giga 1 设计高度灵活，可适应能源存储化学品和组件的迭代；Giga 1 是可扩展的，支持随着需求的增长进一步追加设备资本投入推动产能增长。
捕捉关键词：可复制、快速迭代、可扩展。最重要的是，特斯拉将 Giga 1 视为一款产品。在 2017 年特斯拉财报会议上，Elon 和 JB Straubel 更详细地解释了「以产品思维打造工厂」的重要性。
最根本的差异化在于真正把工厂当作一款产品，一款相当垂直整合的产品去打造。把工厂建设中遇到的问题更多地看成工程或技术挑战去解决。
那么，产品思维如何深入地影响工厂的建设，以实现在保持高产能和高效率的同时「实现每 GWh 最低的设备资本投入」呢？
Elon 列出了以下四点：
自主设计和搭建施工流程
增加设备生产密度，提升生产速度
周到的设施系统和设备设计、布局和实施
创新施工技术，降低土地、建筑、基础设施、材料和劳动力成本
如何实现每 kWh 电池最低的制造成本支出？JB Straubel 列出了六条方案。
尽可能国产化以降低关税和投入成本(原材料、部件、劳动力、能源、水)
重新设计整个供应链，以满足更高的产能和定制的组件需求，同时降低运输成本
改进电芯设计，提升电芯能量密度，优化电芯规格(2170 vs 18650)
改进模组和 Pack 设计，提升 Pack 能量密度
提升自动化率和工艺设计，提高成品率，降低报废成本，提高现场可靠性
降低单位设备资本投入，降低折旧成本
所以什么是产品思维呢？我们可以这么解释，Model 3 是如何打造的，Giga 1 就是如何打造的。
Giga 1 的「快速迭代」特性反应了产品开发中经典的「设计-建立-测试」循环流程，而「可扩展」特性则是详细设计阶段结束从小规模生产走向增量生产的体现。
Elon 和 JB Straubel 给出的十条工厂建设策略，和 Model 3 围绕设计、工程、三电、电子电器架构等方面做的创新和改进在产品思维的角度没有本质的区别。
2014 年 7 月，特斯拉公布 Giga 1 设计投资额 50 亿美元，最大产能为 50 GWh/年；但截至 2018 年底，特斯拉和松下及供应商集群已经在 Giga 1 投资了 60 亿美元，但年化产能只有 24 GWh/年。
为什么会有这么大的出入呢？
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