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設備更新如何撬動5萬億?

2024-04-26 15:25陳惟杉
中國新聞周刊 2024年13期
關鍵詞:產線工廠汽車

陳惟杉

理想汽車北京基地的自動化機器人裝配線。圖/受訪者提供

比拼工廠“生產設備”,成了最近國內造車界內卷的新“戰場”。

“雷總,這里是大眾沖壓車間。我們沖壓設備用的是米勒萬加頓8100噸的六序沖壓,并不是五序也不是四序沖壓。這些設備是十多年前的設備了,你覺得這些設備和你現在的設備相比,哪個更好呢?”在小米SU7正式發布的當晚,大眾、奧迪等企業員工紛紛在短視頻上“問候”雷軍。

戰火由幾位商界大佬迷上了探訪汽車工廠點燃,先是雷軍發布了一系列介紹小米汽車工廠的短視頻,此后360集團創始人周鴻袆聯合哪吒汽車CEO張勇開啟一場直播,探訪正在擴建中的哪吒汽車桐鄉生產基地。

在那場直播中,作為哪吒汽車投資人的周鴻袆一度對這樣的安排表達不滿,他認為企業應該向用戶展示已運營的產線的先進亮點而非建設工地。在他的提示下,張勇表示哪吒汽車正在籌備1.2萬噸一體化壓鑄產能。

隨著特斯拉超級工廠落戶上海,國內一眾新勢力汽車品牌的工廠紛紛被冠以“超級工廠”的名號,并樂于向外界展示先進的生產工藝與設備,人們開始打破對汽車工廠乃至工廠的刻板印象,正是這種轉變才引得一眾大佬來到產線旁營銷。

在汽車產業之外,作為世界工廠的中國正在不斷“制造”超級工廠。世界經濟論壇每年評選的“燈塔工廠”向來被認為代表著全球智能制造和數字化最高水平,目前“燈塔工廠”名單共有153家工廠,其中62家位于中國。

一座座超級工廠的背后是持續的高水平投入,以去年獲評“燈塔工廠”的亨通光纖光棒智能制造工廠為例,其每年在設備與研發方面的投入分別達到5000萬元與1億元。中國是制造業大國,同時也擁有龐大的工業設備市場,伴隨著制造業轉型升級,這個市場也在迎來機會。

2024年3月,國務院印發《推動大規模設備更新和消費品以舊換新行動方案》(下稱“行動方案”),希望進一步激活工業設備市場,這被認為是對沖當下經濟下行壓力,提振內需的重要舉措。國家發展改革委主任鄭柵潔公開表示,工業、農業、建筑、交通、教育、文旅、醫療等7個領域的設備更新,有望形成年規模5萬億元以上的市場,工業設備位列首位。

設備更新,成為新一輪經濟增長引擎的“密鑰”。對于有意在當下愈發激烈的競爭中保持優勢的企業而言,這也是企業構建自身競爭優勢的關鍵。但考驗在于,誰來為打造更多的“密鑰”買單?

被新產業“推著跑”

理想汽車北京基地是“利舊”北京現代第一工廠而來,理想汽車北京基地負責人王壘告訴《中國新聞周刊》,26萬平方米的建筑面積中六成是舊廠房,設備全部換新。

其實,在中央政府推動新一輪設備更新前,為滿足新能源汽車、光伏這樣快速增長行業的需求,產業鏈上下游企業已經在持續進行設備更新。

“設備”,在國務院的行動方案中是一個相對寬泛的概念,但是在設備更新行動的四條具體內容中,排在首位的便是“推進重點行業設備更新改造”。

行動方案對于設備更新的投資規模提出明確目標,到2027年,工業、農業、建筑、交通、教育、文旅、醫療等領域設備投資規模較2023年增長25%以上。

顯然,工業設備更新是重要內容。以工業生產中廣泛使用的叉車為例,據中信證券研報預測,從2025年開始,國內叉車有望大規模進入更新周期,結合叉車鋰電化的行業趨勢,大規模以舊換新政策有望進一步提升銷量。

而對于新能源汽車來說,一些舊設備,如沖壓機適用于生產轎車車型,噸位較小,以及無法加工鋁件讓其難以用于生產新能源MPV車型。

為追求車身輕量化,新能源汽車更多采用鋼鋁混合車身,這對于生產工藝提出新要求。在燃油車時代,整車廠的焊裝車間以點焊為主,如今焊接鋁件就需要數種焊裝工藝,這自然為相關設備帶來機遇。

穿行于理想汽車北京基地焊裝車間,車間負責人康海龍不時提起一些設備的價格。經過一套激光焊接設備時,他告訴記者,應用于鋁合金的激光焊工藝效率更高,成品更美觀?!叭秉c就是貴,一套激光焊接設備價格超過100萬元?!?/p>

同樣搭上新能源汽車輕量化需求“便車”的還有塑料。有塑料機械企業負責人告訴《中國新聞周刊》,公司營收主要由汽配貢獻,因為汽配塑機規格較大,如供應比亞迪整車廠的塑機規格達到1600噸,與供應一般3C工廠的160噸塑機不可同日而語,并且新能源汽車是為數不多需求仍在增長的產業。

“近10年,江蘇新安每年在硬件、軟件等設備方面的投入不少于2000萬元,2022年的投資力度接近5000萬元,去年則超過3500萬元,設備更新的力度在行業中比較大?!苯K新安智能化推進部經理秦嶺告訴《中國新聞周刊》,一臺設備的更新周期為5~10年,新安電器近10年累計固定資產投資超過3億元。

2011年,已是數家家電龍頭企業供應商的江蘇新安開始涉足汽車電子控制器,如今每月出貨量約為300萬套?!捌囯娮涌刂破鳡I收占比30%,正在逐步提升?!鼻貛X告訴記者,家電控制器微薄的利潤不能承載江蘇新安更高發展需要。

控制器是汽車關鍵零部件,其利潤空間優于傳統家電控制器。但是車企供應鏈對質量控制提出更高要求,實現產品“零缺陷”,對于工廠生產、檢測設備的精度提出更高要求,這也是近年江蘇新安更新設備的重要源動力。

在江蘇新安汽車電子控制器產線上,有一臺今年剛剛投產的歐姆龍檢測設備,相比之前的國產設備,單價提高20余萬元,盡管舊設備使用時間還不到5年,但已經無法滿足精度要求。在這條產線上,每道工序完成后都會進行機器檢測,一旦有不良產品便會進行語音預警提示,并將其“踢”出產線的軌道,不良數據也會被系統記錄、追溯。數條產線只需要一名工人對機器檢測的結果進行二次判斷。

秦嶺表示,一方面,一些舊設備難以滿足精度要求,或是使用8年、10年后,精度下降。另一方面,通過數字化智能化轉型,讓機器進一步替代人工,避免因人為因素導致的不良率。

新一輪設備更新,多源于新型工業化建設及數字化智能化轉型升級的要求,而非傳統產能的擴張。行動方案亦提出明確目標,到2027年,規模以上工業企業數字化研發設計工具普及率、關鍵工序數控化率分別超過90%、75%。

2023年上半年投產的理想汽車北京工廠,其智能化程度顯著高于2019年年底投產的常州工廠,比如車間內的物料運輸基本基于AGV無人運輸車。北京工廠正成為理想汽車智能制造的試驗田?!耙恍┰诒本┕S得到驗證的智能化經驗也會被應用于常州工廠,比如北京工廠即將實現依靠仿生機器人向車身貼logo?!蓖鯄靖嬖V記者,對于建成的整車廠而言,設備折舊期為10年左右,每年會根據不同產品對設備進行改造,并配合進行一些智能動化改造。

去年,中億豐羅普斯金一條全自動的鋁合金門窗產線投產,只需要工人“上料”,而毗鄰這條全自動產線的是一條半自動產線。中億豐制造產業園制造事業副總經理蔡強告訴《中國新聞周刊》,最初的設想是投產兩條全自動鋁合金門窗產線,一條全自動產線的投資額就達到1000多萬元,因此改造下一條產線前需要首先評估第一條產線的運營情況。

重慶一家汽車智慧工廠內,集中了沖壓、焊裝、涂裝、總裝全流程車間。圖/中新

作為一家鋁業企業,中億豐羅普斯金2021年開始布局智能工廠建設,首先改造型材生產環節,比如噴砂工序原本需要4名工人完成,如今只需要1名工人看管設備,而型材生產環節的智能化改造投資總額達到5200萬元,包括從頂層設計到硬件、軟件的投入。

蔡強介紹,過去,型材生產環節每道工序的自動化程度較高,但是工序與工序之間的銜接出現斷層,物料在不同工序之間的轉移主要依靠工人操控叉車完成,如今全部采用GRV軌道轉移?!霸O備更新換代的速度更快,出于智能化程度不足、能耗較高等因素,將型材生產6條產線的設備全部更換。另外一部分投入來自于設備間的互聯互通,為實現5G全覆蓋,加裝了200個網絡接入端口?!?/p>

智能化改造尚未結束,中億豐羅普斯金的員工數量已經從1000余人減少至2023年年底的417人。降本增效,這是企業進行設備更新最重要的動力。

“倒逼”出的更新

小米汽車發布前,雷軍曾身穿工裝拍攝短視頻,介紹工廠中的兩套壓鑄島集群。

壓鑄工藝與壓鑄機本不為公眾所熟知,但是特斯拉將壓鑄工藝引入新能源汽車生產,最先采用壓鑄工藝的Model Y后車架原本由70個零部件沖壓、焊接而成,但是一體化壓鑄將其變為一個零部件。隨著壓鑄工藝為Model Y節省了20%成本這一“神話”的流傳,壓鑄工藝與壓鑄機開始進入更多整車廠的視野。

理想汽車CEO李想曾在2022年2月分析過特斯拉的一體化壓鑄技術,“特斯拉為什么要做一體式鑄造的車身?不是為了降低成本,而是為了提升生產效率。在它眼里成本和效率不是一個概念,效率是說怎么在最短時間內提供足夠多的產能,這是它思考很多、很多的問題。上海工廠1300畝地,2022年大概能做到80萬輛到90萬輛的產能,這在歷史上從來沒有出現過的?!?/p>

其實,“提效”與“降本”就是一枚硬幣的兩面,像新能源汽車、光伏等“內卷”嚴重的行業,正迫使企業追求極致效率,壓降成本。對于產業鏈上下游企業而言,設備更新已經是不得不為。

“今年各大整車廠召開供應商大會時不約而同聚焦降本,近年整車廠每年都會要求零部件廠商降價5%左右?!毙耜柗鸺獊喬簶I副總經理藺士杰告訴《中國新聞周刊》,汽車零部件企業正處于被上下游同時擠壓的狀態,以公司主要生產的汽車內飾產品為例,化纖、塑料等來自上游企業的原材料均屬于石油衍生品,價格主要受國際油價影響,下游整車廠不斷降低采購價格,零部件企業對于上下游企業議價空間均比較小,只有通過不斷的技術進步、管理進步才能壓降成本,占據更多市場份額,進一步攤薄成本。

3月25日,小米汽車的生產線。圖/新華

相比于舊廠,旭陽佛吉亞毯業新廠的面積只增加了2000平方米,但是卻將產值從舊廠的3.2億元,提升至 5.5億元~6億元,也就是單位面積生產效率提升60%,比如采用高位立體貨架,改變原來將原材料平鋪儲存的理念,更直觀的改變在于一線生產工人數量銳減,從此前的700余人降至只有190人。

在這場“降本”競賽中,機器換人是重要手段。

沖壓、焊裝、涂裝、總裝是整車廠的四大工藝,焊裝也是其中自動化率最高的環節。焊裝,即將零部件利用不同的焊接工藝,組裝成為“白車身”。理想汽車北京基地焊裝車間負責人康海龍告訴記者,焊裝的本質是“連接”,他所在的車間已經實現“連接”百分之百自動化,有超過650臺機器人,工人主要負責“上件”,即將零部件放置到指定位置交給機器。焊裝車間仍然保留部分人工作業,除了部分工人負責“上件”,更多人員的工作內容是質量監控與設備維護,比如需要定期破拆車身進行質檢。

王壘告訴記者,對于沖壓、焊裝、涂裝三道工序,已經盡可能地實現自動化,雖然總裝工序的自動化更為困難,但已有不少成功的案例,輪胎、天幕等零部件的安裝已經實現自動化?!氨热缡褂梅律鷻C器人向車身貼logo,成本為十幾萬元,每年折舊費也很少,卻可以替代大約兩名工人,是很劃算的一次性投入。盡可能地追求自動化也是為應對北京較高的人力成本?!?/p>

節省人工成本并非企業用機器換人的唯一考慮。有汽車電子企業負責人告訴《中國新聞周刊》,產線更多引入機器,除去削減人力成本,同時還要依靠機器生產、檢測等手段優化生產過程,提高良率,“減少浪費也是在降本”。

相比于機器,人的弱點是工作質量不夠穩定。在理想汽車北京基地焊裝車間的自動裝配工位,工人會將車門放置到指定位置,機器人利用攝像頭掃描車門姿態后抓取,調整角度后將車門安裝到車身,為了確保兩者達到最佳匹配度,還會對車門與車身之間的間隙、面差等進行視覺監測,再由工人對超差點進行調整。這套設備簡化了過去人工安裝車門時利用間隙、面差尺不斷測量、調整的過程。像這樣用機器監測機器正成為常態。

在降本增效目標的驅使下,設備更新不僅局限于硬件層面。行動方案提及,推廣應用智能制造設備和軟件,加快工業互聯網建設和普及應用,培育數字經濟賦智賦能新模式。

秦嶺向記者坦言,對于行業內八成企業而言,智能化水平比較低?!爸悄芑坏扔谧詣踊?,自動化通過節省人工可以產生立竿見影的效果,而一些軟件層面的投入需要不斷優化后才能展現效果?!?/p>

他告訴記者,目前企業應用的智能制造信息平臺,能夠對環境、人員、設備、物料的數據進行實時采集、分析,工廠中生產設備的聯網率已經超過八成?!氨热缈蛻粜枰獙崟r了解生產數據,最簡單的問題便是已經生產的產品數量,過去需要人工統計,不夠準確,無形中增加了溝通成本,降低了運營效率?!?/p>

江蘇新安產線旁的一塊屏幕會展示半成品在車間積壓的情況,超過一定時間會自動預警??蛻粲唵芜M入生產環節后,如果超過24小時還沒有完成生產離開車間,會以紅色標示,如果超過48小時,顏色將變為綠色,這樣就可以隨時查看特定客戶訂單的生產進度,及時干預,從而減少原材料、半成品在車間的積壓,因為積壓意味著額外的成本。

除去生產設備,行動方案明確提出大力推動用能設備、發輸配電設備等更新和技術改造。蔡強告訴記者,在中億豐羅普斯金的成本構成中,人工與能耗分別占比23%左右,是企業最重要的兩大成本項,在中億豐羅普斯金的園區,光伏裝機容量已達16兆瓦,年發電量可達1600萬度,每年減少9100萬噸二氧化碳排放,可以滿足近一半全年用電量。

誰主導?誰買單?

設備更新很多時候對企業而言就是一場豪賭,上個世紀90年代末,維達紙業創始人李朝旺希望投資1億元引入一套進口的自動化設備,將紙廠產能提升到3.5萬噸,但當時維達的流動資金只有1000萬元,銀行也不敢輕易放貸,最終他通過游說拿到1億元,被認為“賭”對了,從而奠定了后來中國紙業龍頭的位置。

無論是生產設備,還是用能設備,更新的效益顯而易見,但是問題是對于這樣的固定資產投入,企業是否有能力、有意愿買單?

“德國總部最為關注工廠兩個方面的轉型,一是智能制造,二是節能減排?!鼻笆銎囯娮悠髽I負責人告訴記者,正在對工廠物流進行自動化改造,但是轉型確實需要較大額度的投資。他坦言,降本壓力之下,已經對企業的固定資產投資帶來影響?!霸瓉懋a線設備購自德國,價值3000余萬元,現在轉向采購價格更低的國產設備?!?/p>

通過國家統計局公布的設備工器具購置固定資產投資增速不難看出,近年企業設備更新的意愿較為低迷,這項數據從2016年起便降至個位數,此后持續在低位徘徊,2019年~2021年三年甚至降為負數,此后兩年才回升至3.5%、6.6%。

提振企業投資意愿,無疑是推動新一輪設備更新的重要目標。根據中國銀行研究院測算,本輪設備更新將拉動整體固定資產投資增長1.2~1.5個百分點,帶動GDP增長0.4個百分點左右。

行動方案已提出從財政、稅收、金融等方面支持設備更新,包括把符合條件的設備更新項目納入中央預算內投資等資金支持范圍,把數字化智能化改造納入稅收優惠范圍,運用再貸款政策工具,引導金融機構加強對設備更新和技術改造的支持;中央財政對符合再貸款報銷條件的銀行貸款給予一定貼息支持。

有接近工信部的人士告訴記者,新一輪設備更新中央層面的政策力度應該比較大。其實,在2022年二季度制造業貸款需求指數回落至59.7%,疫情暴發以來首次跌破60%后,當年9月,央行設立設備更新改造專項再貸款,專項支持金融機構以不高于3.2%的利率向制造業、社會服務領域和中小微企業、個體工商戶等設備更新改造提供貸款。

“優化金融支持”亦被列入行動方案,而對于此次中央層面的政策支持力度,市場習慣于將其與2008年年底啟動的“機床04專項”計劃類比,在2009年~2016年間,中央財政資金投入91.14億元針對高檔數控機床與基礎制造裝備企業進行立項計劃與資金補貼支持?!皺C床04專項”計劃啟動三年后,國內數控機床產量實現翻倍以上增長,數控化率由20%提升至30%。

廣東東莞市一企業的智能車間內,只有一兩個技術人員,其余的是各類大型的機械手和數控機床。圖/視覺中國

2023年12月15日,浙江金華市,AGV智能運輸隊伍在一家企業的各個生產單元之間往返穿梭。圖/視覺中國

同樣等待中央層面政策明晰的還有地方政府。有北方城市工信部門人士告訴《中國新聞周刊》,自己所在的城市正在申報工信部組織的技改試點城市,申報成功后會拿到2億元資金支持,到時省、市兩級政府再予以相應配套資金,將主要支持規上企業技改?!皩τ谛乱惠喸O備更新,也有待中央層面明確支持政策?!彼寡?,地方政府對于企業設備更新的支持力度,主要取決于財力,可能南北方城市之間的差異較大。

而在蘇州,市、區兩級財政已經支持企業設備更新多年。蔡強告訴記者,蘇州市、區政府對于企業智轉數改網聯的支持主要分為兩種,一種是企業獲得相應榮譽后進行獎勵,另外對于企業設備更新會有10%~15%的直接補助,“中億豐羅普斯金獲得的補助比例是10%,因為企業所處的行業其實并非政府鼓勵的產業方向”。

在蘇州,補貼比例取決于企業所處行業,因為被納入新一代信息技術產業,新安電器能夠拿到12%的設備更新補貼,如生物醫藥、人工智能等行業的設備更新補貼比例可以達到15%。

不過,正如消費能否被刺激的討論一樣,刺激政策能夠在多大程度激發企業固定資產投資的熱情仍待觀察。2022年9月,央行設立設備更新改造專項再貸款后,2023年一季度制造業貸款需求指數確實有所回升,但是此后三個季度回落至60%出頭的水平。

有機械行業人士向記者表示,設備是企業的生產資料,設備更新更應該是企業評估投資收益比后的市場化行為。行動方案也提出“堅持市場為主、政府引導”的要求。

理想汽車北京基地焊裝車間有近250個零部件,難以靠人調配。用AGV無人搬運車取代傳統上由工人與牽引車完成物料運輸,僅此一個環節便節約近七成成本。王壘表示,設備邊際成本只會越來越低,人工成本則會越來越高。

在焊裝車間的物流通道,每隔一段距離就會看到貼在地面的二維碼,這是幫助AGV無人搬運車修正路線的“路標”。焊裝車間負責人康海龍告訴記者,AGV無人搬運車的調度系統由理想自研,自研的好處是效率更高,同時成本也更低。

康海龍告訴記者,工廠并非一味追求自動化率,購置設備屬于重資產投入,需要考慮投入產出比?!疤貏e是汽車產品正在快速迭代升級,難見像卡羅拉這樣的長銷車型,一些不能復用的設備投入產出比較差。但是像物流機器人,只要承重滿足要求,可以復用到其他產線?!?/p>

秦嶺也告訴記者,生產線上某道工序是否進行自動化改造,需要嚴格計算投入產出比。比如控制器生產過程仍然保留了人工插件,即將電子元器件安裝到電路板之上?!叭斯ぶ饕撠煱惭b一些較大的元器件,數量少、不規則,需要經常更換產線,自動化的投入產出比較差?!?/p>

在江蘇新安的車間中,有一條產線專門用于生產某高端品牌汽車方向盤上滾輪背后的控制器,這條產線剛剛導入一套點膠設備取代人工,通過視覺追蹤對移動中的半成品實時點膠。這條產線改造后只需要一名工人監控機器,取代原來十幾名生產工人,這條產線一臺設備的投資可能就達到百萬元,其背后是車企每年百萬級訂單量的支撐。

“與擴張產能進行的設備投資不同,對于已有產能的智改數轉網聯,需要根據產線生產的產品審慎考慮,投資回收周期普遍控制在一年半之內。在產品更新迭代較快的當下,如果投資回收周期超過兩年,盡管可以將部分設備改造后用于其他產線,但是大部分設備會面臨被淘汰的命運。因此大部分設備更新要基于設備的通用性,如果針對某個客戶定制智能化設備,則需要足夠的訂單量支撐?!鼻貛X說。

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