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世界上最复杂的厂区(最复杂的工厂)

admin2023-03-19 06:09:34世界之最13

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特斯拉得州超级工厂开工启示录:做最极致的减法,画最大的饼

北京时间4月8日,特斯拉得州超级工厂正式开工,在开幕仪式上举办了名为“Gigafactory  Cyber Rodeo”这一极具地域(Rodeo牛仔竞技)和产品特色的排队,即使不看台下女粉的疯狂输出,也能想象到这又是一场马斯克的个人大秀。

只不过,以往每逢喜事必跳舞的老马反倒是在自己美国老家收敛了手脚,身着得州特色西部牛仔套装耍起了酷。得州工厂开工,照例又来到了特斯拉的秀肌肉时刻:新工厂也是新产品、得州造Model Y新版本的交付、4680电池最大工厂、Cybertruck量产车亮相、FSD Beta今年覆盖全北美、或将诞生的Robotaxi...

除了现有成果的展示外,就是老马的填坑和继续画饼。这一次在12140亩的得州奥斯汀工厂,牛仔真的很忙,特斯拉依旧疯狂,电动车的发展或许又有了新的方向。

45秒生产一台白车身:它不仅仅是特斯拉的又一新工厂

特斯拉把这座工厂本身也当做了一个产品。这座占地面积12140亩、体积约957万立方米、工厂长度约1166米的超级工厂,已经成为特斯拉全球迄今为止最大的超级工厂。马斯克生怕你不知道它有多牛,甚至想出了把它立起来和世界最高建筑哈利法塔比谁高的脑洞。但“大”或“新”不是它最大的特点,它的落地或许是汽车产业的又一次工业革命。

从工厂布局看,如芯片般密集的厂区布局已经脱离了传统汽车工厂冲压→焊接→涂装→总装的串联形式,车身前后底板一体化压铸+CTC(即电芯直接安装到底盘)+4680电池的合作直接跑通了汽车生产的并行+模块化路线,真正做到了原料从头部进去,汽车从尾部开出来。

从显性效果看,这是一次成功的降本增效,装配路径被大幅缩短,曾经多个焊接件直接减少为一块整体零件,通过4台来自意大利 IDRA 的可形成6000吨最大压力的大型压铸机,解放了4x2(一前一后)x300台工业机器人的生产力,一台白车身生产时间仅需45s。提升效率、车身结构性能以及零部件一致性,并降低制造成本和设备占地,一石多鸟。

如果单就Model Y一款车型来看,得州工厂一年产能能够实现50万辆,如果加上未来即将量产的Cybertruck、Roadster 2和Semi,得州工厂的总体年产能预计将爬升至100万辆,产能不足再也卡不住特斯拉的脖子。

而更深度的意义在于,得州工厂的落地让我们看到了分模块迭代,异平台融合等可能更加适用于未来快速迭代的新能源汽车架构,它革了传统汽车生产的命。特斯拉最牛的地方不是在电池、车身这些东西,而是强大的工程能力。

完全体的Model Y:三块积木的组合,把减法做到极致

从柏林工厂的投产到今天得州工厂的开工,短短16天两座特斯拉超级工厂相继动工。而对于Model Y而言获得的结果是:完全体的Model Y新版本正式投产交付。在这两座工厂投产前,最早期的 Model Y 车型后车身是由数十个零部件经复杂的焊接和铆接制造而成,耗时且繁琐;而在上海工厂生产的Model Y新品最多只做到了车身后底板的一体压铸;16天前的柏林工厂,做到了前后车身底板一体化压铸,而这次得州造的新版本,即标准续航四驱版车型,则是车身前后底板一体压铸+CTC+4680电池的完全体。

CTC的落地是这次得州造Model Y的关键点,Structural battery pack(结构电池)正是CTC技术落地的产物。现场首次展示了全部组装过程,直接将电芯集成到车身底盘的做法再次展现了提高生产效率的又一秘籍。

CTC,即电芯直接安装到底盘(Cell to Chassis)。与传统的CTP(Cell to Pack,电池包)模式不同,CTC省略了将电芯组装成电池包的步骤,直接将电芯安装到底盘。相当于底盘本身就是电池的PACK,又少了一层包装,整个电池组+底盘的结构变得更加紧凑,不锈钢电芯本身也成为了结构受力件而不仅是依靠外壳受力,同时对电池整体的功率密度和能量密度做了最好的提升。

CTC技术的落地,让前车身底板+CTC一体式电池包底盘+后车身底板这三块积木就拼成了一个完整的下底盘,从大众的PQ平台到MQB平台,丰田的TNGA架构...平台化模块化带来的一体性优势在这里发挥到了极致。

4680电池量产:正式走向舞台中央

得州工厂相较于其他几座特斯拉超级工厂,目前其所承担的不可替代的重要工作,是4680电池的量产和组装,这座将电池生产组装集成到整车制造的工厂在接下来几年成为全世界产能最大的单一电池工厂,让大家期待已久的4680电池量产成为了现实。

4680的量产是圆柱派电池复兴的重要标志。这几年我们在电动乘用车上见到最耀眼的名词是以刀片电池技术路线为首的CTP方形电池组的革新,而圆柱和软包电池相比之下更像是落后的产物,这次特斯拉再次凭借一己之力将圆柱电池带到了电池技术的最前端。

从18650到2170到如今的4680,特斯拉携手松下一直坚定不移地发展圆柱电池,电池能量密度和续航能力伴生增长,而到了4680这里优点却非线性增加。电池设计、电池工厂、正极材料、负极材料、整车电池一体化五大创新呈1+1+1+1+1>5的效果。

首先是全极耳设计,基于46mm直径这一黄金身材,满足了提升续航和降低成本的最好平衡点的条件下,全极耳(也就是特斯拉自称的“无极耳”,但实际上是侧极耳)有效降低了电流的横向路径,大大降低了电池内损和内阻发热的问题,4680 电池内阻发热只有 2170 电池的五分之一。

结果导向,4680电池提升16%的续航能力,成本降低14%,单电芯容量是2170电池的5倍。此外,4680形态的电池就同时满足了功率密度和能量密度双提升的条件,大功率放电和快充的能力有了进一步提升。根据 Insideevs 的研究报告,400 V 的 4680 电池系统充 70% 电量需要 15 分钟,而未来引入800V高压快充后充电效率更加可期。

第二,正极材料高镍化去钴化。目前4680的正极材料仍是NCM811,我们熟悉的配方,但未来将会逐渐向NCM9/0.5/0.5甚至无钴和四元电池发展。镍能量密度最高、成本反而最低,逐渐无钴化的前提,就是提升电池稳定性,届时电池成本将进一步下降,被原材料卡脖子的因素也会减少。

第三,负极材料掺硅。这是在现有电池技术基础上,提升电池能量密度的有效方式之一。目前绝大多数电池都是石墨负极,实际比容量约330—370 mAh/g,几无提升空间,而硅基的理论比容量在4200 mAh/g,和石墨相比具有显著优势,这也是为什么近年来埃安、蔚来等厂商的新电池技术都采用掺硅技术的原因。

以上三点再结合上文所述的CTC电池一体化底盘和电池工厂的高效运转,五位一体化,300Wh/kg的能量密度成为现实。从续航看,而四驱标准续航版的EPA续航做到279英里(449km),对比早期北美市场在售的单电机标准续航的EPA244英里(393km),电机多了一个,续航还大幅增加。未来在其他车型上的表现可以预见。

从产能看,Model Y全车搭载960个4680电池,数量是2170的五分之一,单车依赖的电池单体更少,这也是仅在得州工厂仅Model Y一款车就能实现全年50万产能的基础。工厂生产体系、4680电池体系、CTC体系等技术都是彼此相辅相成的,这也是马斯克“第一性原理”的最好实践。

Cybertruck、Roadster 2 、Semi、V1 Optimus、FSD Beta、Robotaxi:填旧坑,画新饼

得州工厂让人看得到结果的必定是量产的Model Y,大部分内容也都在围绕着它展开,毕竟它是目前特斯拉销量的中流砥柱。但要耍帅秀肌肉,那还是几年前就亮相的这哥几个:Cybertruck、Roadster 2 、Semi。

为什么说肝脏是 世界上最复杂的“化工厂”

化工厂是专门制造和加工化学物质的工厂,人体由于有相当大一部分的化学物质是在肝脏内制造和分解的。因此,把肝脏称作体内最大的化工厂,是再合适不过了。

要了解肝赃的这些功能,得先从它的解剖构造说起。

肝脏是人体中最大的腺体,它位于腹腔的右上方,由肋骨保护着,重量大约三斤左右。外边由一层包膜包起来,包膜里面就是肝脏的实质器官。

肝脏的本质,是由无数的多角形的肝小叶组成的。每个小叶的直径大约在0.6-2毫米左右。

在显微镜下面,每一个小叶主要是由下面这些细胞组织组成的:

肝细胞:这是主要负责肝脏生理活动功能的基本单位,不论是新陈代谢的变化,或是制造胆汁、解毒等等,都由肝细胞来担负。没有肝细胞,人体就无法生活。

毛细胆管:这是胆汁排出的通道。肝细胞制造出胆汁,就从这里通过,并逐步汇集,最后流入总胆管,储存在胆囊里。

枯否氏星状细胞:这种细胞是枯否氏首先观察到的,它具有吞噬细菌及外来异物的功能,还能制造抵抗外来物质(包括微生物)的抗体。

说肝脏是个庞大的人体化工厂,就是因为在这里进行着大量的生物化学反应。

我们知道,身体每天离不开食物,食物中的各种营养要素,除去水和无机盐不需要再加工制造以外,其他各种要素如糖、脂肪、蛋白质、维生素等等,都要在肝脏里再加工、改造,这个过程就是复杂的生物化学变化的过程。

食物中的各种营养素,经过胃肠中消化酶的加工后,已经发生了根本的变化。其中的糖,被改造成葡萄糖,脂肪被改变成甘油、脂肪酸等,而蛋白质则分解成氨基酸。

这些基本的营养物质,从肠中吸收后,通过一套血管,首先要进入肝脏,这一套血管叫门静脉系统。因此,在血液供应方面,肝脏是个特殊的器官,它除了与体内其他器官一样,有一条肝动脉输入含氧血液和一条肝静脉把含有代谢废物的血液送离肝脏之外,还有一套特殊的血管系统叫作门静脉,这是为了适应肝脏工作需要的“特殊待遇”。从胃肠道来的血液带着丰富的养料,由门静脉进入肝脏进行加工处理。

我们的血液中,维持一定水平的葡萄糖含量,以供生理活动的需要,肝脏是维持这种衡定的“阀门”。每当摄食后中葡萄糖的含量升高时,肝脏就把多余的葡萄糠加工成肝糖元,贮藏在肝脏的细胞中;如果血中葡萄糖含量低于正常的需要量,这个阀门就打开,肝脏把肝糖元分解成葡萄糖放入血液中。

肝细胞制造的胆汁,是消化脂肪所必不可少的物质,每当食物中含大量脂肪时,胆汁库——胆囊就开始排出胆汁,进入小肠中,帮助消化酶分解脂肪。肝脏还把甘油、脂肪酸等这些脂肪产物加以改造,变成人体需要的磷脂、胆固醇以及胆固醇酯。如果肝脏有病,脂肪类代谢出现障碍,这一机能失常,脂肪就会堆积在肝脏里面发生脂肪肝,妨碍肝脏的正常功能。

食物中的蛋白质被分解成氨基酸以后,被带入肝脏,重新加以改造、合成。 产生了新的物质如血清蛋白质,其中有清蛋白、球蛋白,还有纤维蛋白元,纤维蛋白元是血液凝固过程中的重要物质,肝脏功能不好的人,总爱出血,凝血功能不好,就是因为纤维蛋白元以及另一种在肝脏合成的凝血酶元缺少所引起的。

肝脏分泌胆汁,帮助脂肪的消化吸收,有一些维生素(象维生索A、D、E、K等)只能溶解在油里,不溶解在水中,所以叫脂溶性维生素。如果肝脏出了毛病,则这些维生素的吸收就会出现不足的现象而发生某些维生素缺乏症。肝脏还负责贮存绝大部分(95%左右)的维生素A.

最后,肝脏还负有解毒的功能,比如,蛋白质新陈代谢的结果,会产生有毒的氨,还有人体摄入的含有毒性的药物,以及其他有毒的代谢最终产物,都由肝脏加工、改造,变成无毒的物质排出体外。肝脏有病,容易发生中毒,吃药或摄食的食物品种,都要特别注意、慎重,就是这个缘故。

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世界最大的建筑波音工厂

世界上存在着许许多多工厂,大的小的,那么关于世界上最大的工厂你又了解多少呢?下面是我为你介绍的世界上最大的工厂。

世界最大的工厂:波音艾佛雷特工厂

1966年,波音公司宣布,将要制造世界上最大的喷气客机——波音747,这需要建造一个同样令世人震惊的生产场地。同年,该生产场地工程在西雅图以北30英里(合48公里)处的一片森林地带开始进行,占地773英亩(合313公顷),离斯诺红密石县(Snohomish County)的佩因机场(Paine Field)很近,佩因机场是一个支线机场,跑道长9000英尺(合2727米)。最早的工厂于1969年完工。

随着时间的推移,波音艾佛雷特工厂的总装厂房不断扩建:1980年,扩建了45%来容纳767总装线;1993年,又扩建了50%来容纳777总装线。该厂房现拥有4.72亿立方英尺(合1330万立方米)的空间,占地面积98.3英亩(合39.8公顷),被《吉尼斯世界纪录大全》认定为世界上体积最大的建筑。

与此同时,艾佛雷特工厂的总面积也扩大到约1000英亩(合405公顷),包括215英亩(合86公顷)的行人区域和停车场,以及282英亩(113公顷)的建筑区。

每天,来自世界各地的部件和组件乘着卡车、火车、飞机和轮船汇总到波音艾佛雷特工厂。许多大型的部件先运到艾弗雷特港,然后装到轨道车上运到这里,每天约有15辆轨道车运送部件。尽管如此,1992年,波音又建了一个30000平方英尺(合279平方米)的车站接纳火车运来的部件。

在厂房内部,起重机靠厂房顶部钢梁的支撑,在31英里(50公里)长、距地面90英尺(27米)高的线路上运行。驾驶员操纵起重机,将组件从运输夹具中卸下,并将组装好的飞机部件从一个组装位置移到下一个。18台起重能力达34吨的起重机在厂房内搬运747和767飞机的部件,另外8台40吨的起重机用于777飞机的生产,还有100多辆叉车配合它们的工作。

波音747飞机有600万个部件,767飞机和777飞机各超过300万个,因此,飞机部件的订购、跟踪、按时交付、准确调配真是再复杂不过了。多年来,波音制订出了严格的计划保证按时交付,对此,波音的员工深感自豪。

按照常规,第一个进入总装程序的部件是翼梁——贯穿整个机翼内部的大梁。翼梁和蒙皮是由波音位于华盛顿州的弗雷德里克逊工厂加工的,要用一种特殊的卡车拖车来运输。由于拖车太长,必须由一名司机坐在拖车尾部下面的驾驶室中控制后轮的转向。从翼梁送上总装线到一架飞机完成,一般需要四个半月的时间。

波音公司是全球最大的航空航天业公司,也是世界领先的民用和军用飞机制造商。波音公司还提供众多军用和民用支持服务,其客户分布在全球150个国家和地区。就销售额而言,波音公司是美国最大的出口商之一。

总装厂房有6扇门,其中4扇高87英尺(26.5米)、宽300英尺(91米),另外2扇高87英尺(26.5米)高、宽350英尺(107米)。总装中的飞机在生产线上逐渐向大门的方向移动,从一个位置到下一个位置,飞机上的部件会明显增加,而当飞机到达大门时,已经基本完成,日期一到,大门打开,飞机就会开出去。

完成总装的飞机将开到喷漆机库,喷上不同航空公司用户的标志。艾佛雷特工厂共有3个喷漆机库。除厂房和仓库外,厂区内还有9栋办公楼和2栋为所有波音客机提供客舱内部壁板和行李箱的建筑。

在波音埃弗雷特工厂,大约有2.4万雇员以3班倒的形式工作。

波音埃弗雷特工厂拥有自己的消防队、保安队、门诊部、变电站和水处理车间。暴雨带来的水患可以通过一套工程湿地和蓄水池系统来加以控制,最大的蓄水池可以容纳2000万加仑(合7500万升)水,这么多水足够浮起一艘在大洋上航行的船。飞机加油区可以停5架飞机,预飞区可以停26架完成的喷气客机。

埃弗雷特工厂是波音的骄傲,也是波音的代表。许多国家领导人曾来这里参观访问。1979年,当时的中国国务院副邓小平就曾来这里参观;1993年,正在美国参加亚太经合组织会议的中国国家主席江泽民也参观了艾弗雷特工厂。

波音的埃弗雷特工厂参观中心,全年向公众开放,每年接待近14万游客。

你参观后留下的只是一种对飞机制造这项庞大工程的敬畏之情。和参观胡佛大坝一样,此行只是一次叹为观止的游览而已。(参观时间: 夏天每隔半小时、冬天每隔一小时一组。) 参观过程(门票:预约10 美元,散客5 美元)如下:先看一小段电影,然后乘车围著占地365 公顷的厂区转圈─路过巨大无比的机棚、试验跑道和一个看上去比超级体育馆还大的喷漆车间。在那里,你会恍惚觉得自己做了不合法的事,就像没有脱鞋或没有出示登机牌就闯过安全检查点一样。

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