對汽車工業(yè)來說，可以分為歐美和日本兩大流派，日系是垂直供應(yīng)鏈，以豐田最為典型。豐田旗下的電裝、愛信、愛知制鋼、豐田紡織、豐田合成、JTEKT都是全球前30大汽車零部件企業(yè)，如果不計輪胎業(yè)務(wù)（個人認(rèn)為，輪胎屬化工范疇，不能算汽車行業(yè)），電裝與愛信分別在全球汽車零部件企業(yè)中排名第二和第四。不僅是上游零部件，像原材料，如鋼鐵，豐田所屬的三井財閥不僅擁有大量鐵礦石礦山和強大的遠(yuǎn)洋運輸團隊，還擁有全球第一大汽車鋼板供應(yīng)商新日鐵住金，這家企業(yè)的中國市場占有率超過60%。垂直供應(yīng)鏈保證了產(chǎn)品品質(zhì)和利潤率。歐美則是平行供應(yīng)鏈，除發(fā)動機外幾乎所有關(guān)鍵原材料和零部件都外購。而發(fā)動機的原材料和零部件自然也是外購，而日系可以做到在一個集團內(nèi)部完成。

汽油機的門檻實際上是不高的，擁有自主發(fā)動機更容易降低整車成本和控制性能，因此中國目前大多數(shù)車廠都自主生產(chǎn)發(fā)動機，并且進一步延伸，開始自主生產(chǎn)變速箱。進入新能源車時代，由于電機是高度成熟的工業(yè)產(chǎn)品，門檻很低，加上新能源車不需要變速箱，這就讓新能源造車門檻大幅度降低，所有的關(guān)鍵零部件都可以委托外部開發(fā)并采購。

對于整車廠來說，只有四大工藝是其核心內(nèi)容，這就是沖壓、焊接、噴涂和總裝。由于沖壓工藝簡單，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，一條沖壓線可以多種車型，目前沖壓領(lǐng)域也出現(xiàn)了獨立廠家，為多個廠家提供沖壓件。不過焊接、噴涂和總裝生產(chǎn)線定制化程度極高，一條線基本上只能對應(yīng)一種車型，不大可能出現(xiàn)獨立廠家。

汽車領(lǐng)域有個專門的術(shù)語叫JPH，可以稱之為每小時產(chǎn)量。汽車行業(yè)大量使用工業(yè)機器人，這樣做的好處是高品質(zhì)與高效率，缺點是缺乏靈活性。簡單地說，使用工業(yè)機器人越多，效率與品質(zhì)就越高，以國內(nèi)德系合資廠而言，JPH大約為48，也就是75秒生產(chǎn)一輛車；日系廠可以做到60，也就是1分鐘1輛車；韓系可以做到65，不到1分鐘生產(chǎn)一輛車；自主車廠比較差的是30，也就是2分鐘1輛車。通常1年工作日是250天，每天工作8小時，JPH30的話，年產(chǎn)能就是6萬輛。生產(chǎn)線的最好保養(yǎng)方式是：一直保持適度運轉(zhuǎn)。如果長時間停滯的話，突然投入生產(chǎn)，可以會發(fā)生各種種樣的故障，如部件老化失效、潤滑油泄露、工位調(diào)適不當(dāng)、工人操作失誤等帶來的一系列問題。所以，一般整車廠即使淡季也要造車，即使明知道庫存滿手也不得不繼續(xù)造車。

我們以觀致汽車為例，下表為觀致汽車1-6月產(chǎn)量，觀致汽車的生產(chǎn)線為36JPH，也就是說單班制的話，每天生產(chǎn)288臺。

很明顯，進入2017年后，觀致的偶數(shù)月產(chǎn)量極低，奇數(shù)月為正常生產(chǎn)，偶數(shù)月為“保養(yǎng)式”運轉(zhuǎn)。直到今年6月，連這種基本的運轉(zhuǎn)也無力承擔(dān)了，干脆停產(chǎn)。3-6月，觀致只生產(chǎn)了2709輛，也就是說開工不到10天?？墒枪と?個月的工資，還有五險一金，少一毛錢也不行；還有生產(chǎn)線可沒停，生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)成本可是不低的。觀致的虧損也就不奇怪了。

所以汽車行業(yè)，如果你要使用機器人的話，最低的門檻也是大約年產(chǎn)能5-6萬輛。

第一個是沖壓車間，沖壓是所有工序的第一步。先是把鋼板在切割機上切割出合適的大小，這個時候一般只進行沖孔、切邊之類的動作，然后進入真正的沖壓成形工序。每一個工件都有一個模具，只要把各種各樣的模具裝到?jīng)_壓機床上就可以沖出各種各樣的工件，模具的作用是非常大的，模具的質(zhì)量直接決定著工件的質(zhì)量。沖壓工序可分為四個基本工序。

沖裁：使板料實現(xiàn)分離的沖壓工序(包括沖孔、落料、修邊、剖切等)。

彎曲：將板料沿彎曲線成一定的角度和形狀的沖壓工序。

拉深：將平面板料變成各種開口空心零件，或把空心件的形狀、尺寸作進一步改變的沖壓工序。

局部成形：用各種不同性質(zhì)的局部變形來改變毛坯或沖壓成形工序(包括翻邊、脹形、校平和整形工序等)。

包括車門、頂蓋、側(cè)翼板、立柱、發(fā)動機罩等等，車身70%以上的零部件由沖壓設(shè)備沖壓而成。沖壓機的壓力使鋼板發(fā)生拉伸或硬壓，為鋼板開孔，并切掉無用的部分。作為汽車四大工藝之首，沖壓線又被稱為“印鈔線”，屬汽車制造裝備的關(guān)鍵設(shè)備。對于占汽車車身10%的超大型沖壓件，一般采用總噸位6000t以上的沖壓線；25%左右的大中型沖壓件，采用4000t左右沖壓線；25%左右的中型沖壓件，采用2500t左右沖壓線；其余40%左右中小件，基本采用1000t以下生產(chǎn)線。通常采用6序或5序沖壓機設(shè)置，即一臺大噸位沖壓機之后交由4到5臺小沖壓機。

以一汽大眾成都廠為例，共有5條沖壓線，其中德國米勒萬家頓4條，分別為310/320/340/350，其中：310/320/350線同是8100噸大線，均為6序，頭臺壓機公稱壓力2100噸，后續(xù)五臺壓機公稱壓力1200噸；340線為5200噸小線，共有5序，頭臺壓機公稱壓力2000噸，后續(xù)四臺壓機公稱壓力800噸。330線是濟二制造的國產(chǎn)全自動化壓機生產(chǎn)線，于2012年8月通過96%功能驗證，2013年7月通過終驗收。共有5序，頭臺壓機公稱壓力2100噸，后續(xù)4臺壓機公稱壓力1200噸。最大整線生產(chǎn)節(jié)拍可達15次/分鐘，全自動換模時間僅為6分鐘。國內(nèi)除日系和德系廠家，基本都選擇濟南第二機床廠的沖壓機，濟南第二機床廠的沖壓機絲毫不次于德國的米勒萬家頓，高端產(chǎn)品上，價格甚至略高于德國廠家，在北美福特車廠一樣是采用濟南第二機床廠的沖壓機。美系國內(nèi)廠家?guī)缀跞慷际菨系诙C床廠的沖壓機。日系則多用小松和富士。

在沖壓之前，需要對鋼板進行清洗、開卷、還原和粗剪。即便是粗剪的精度也有0.1毫米，與一根頭發(fā)絲直徑相當(dāng)。這就需要SMT清洗機、開卷機和一套進料與傳輸系統(tǒng)。橫桿雙臂傳輸線是目前主流，通常要用到2臺六軸機器人和5臺七軸機器人。為了保證車間的高整潔度，大廠家會采用無塵室。汽車工業(yè)用百萬級無塵室就足夠了，制藥廠通常是十萬級無塵室，而半導(dǎo)體最高可達千級。無塵室會增加不少基建成本和運營成本。一條年產(chǎn)量6萬輛汽車的沖壓生產(chǎn)線投資大約2-2.5億人民幣。第二個車間是焊接車間，沖壓好的車身板件局部加熱或同時加熱、加壓而接合在一起形成車身總成。在汽車車身制造中應(yīng)用最廣的是點焊，焊接的好壞直接影響了車身的強度。汽車車身是由薄板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)件，沖壓成形后的板料通過裝配和焊接形成車身殼體(白車身)，所以裝焊是車身成形的關(guān)鍵。裝焊工藝是車身制造工藝的主要部分。汽車車身殼體是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，它是由百余種、甚至數(shù)百種(例如轎車)薄板沖壓件經(jīng)焊接、鉚接、機械聯(lián)結(jié)及粘接等方法聯(lián)結(jié)而成的。由于車身沖壓件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳鋼，所以焊接是現(xiàn)代車身制造中應(yīng)用最廣泛的聯(lián)結(jié)方式。

焊接工藝的最后還包括機器人涂膠，一般采用涂膠系統(tǒng)，利用攝像頭去監(jiān)控涂膠位置和寬度，保證涂膠質(zhì)量。通過在板件之間涂覆密封膠和結(jié)構(gòu)膠能夠增強整車的密封性能和結(jié)構(gòu)強度。還有激光檢測，采用激光在車身上打出光點，利用攝像頭去檢測光點的位置，檢測出車身相應(yīng)位置的尺寸是否符合要求。

焊接是機器人使用最多的車間，對國內(nèi)廠家來說，年產(chǎn)能20萬輛的焊接車間，早期通常使用60-80臺機器人，如奇瑞A3生產(chǎn)線62臺機器人，江淮乘用車79臺機器人。2014年后則大幅度提升，如江鈴小藍(lán)二期基地為60臺（年產(chǎn)能10萬輛），吉利寶雞基地采用128臺焊接機器人，廣汽菲克廣州則高達440臺，長城徐水二期基地也是大約300臺。國外比例更高，特斯拉Model3的年產(chǎn)能大約25萬輛，使用大約420個焊接機器人。長安福特杭州廠產(chǎn)能為25萬輛，使用503個日本川崎重工的機器人。寶馬鐵西工廠，年產(chǎn)能30萬輛，使用685個工業(yè)機器人，一汽大眾佛山廠年產(chǎn)能36萬輛，使用842個焊接機器人，效率高達72JPH。廣汽菲克的自動化率最高，達98%。

工業(yè)機器人領(lǐng)域有ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA四大家族，市場占有率合計超過75%，這其中日本的FANUC全球第一，YASKAWA全球第三。美國沒有大的工業(yè)機器人制造廠家，因為美國的機械制造也已經(jīng)呈現(xiàn)空心化，美國對金融和新經(jīng)濟更有興趣。四大家族中，KUKA以汽車工業(yè)為主要市場，全球汽車工業(yè)用機器人市場占有率第一，中國的美的是其第二大股東。

汽車領(lǐng)域的工業(yè)機器人，除了四大家族外，還有意大利菲亞特克萊斯勒旗下的COMAU（柯馬）、日本的NACHI（那智不二越，為奇瑞提供108臺機器人）、日本的川崎重工、韓國的現(xiàn)代重工值得一提。柯馬在白車身領(lǐng)域全球第二。韓國羅普伺達、阿爾帕也為現(xiàn)代汽車提供機器人。此外日本有些廠家如豐田旗下的電裝也有能力自制工業(yè)機器人。

機器人生產(chǎn)線缺點就是缺乏靈活性，它的控制系統(tǒng)、夾具、撿具都是專為某一車型定制的，如果車的外型改變，需要先將所有機器人停工，重新設(shè)計控制系統(tǒng)、夾具、撿具。如果是ABB的機器人，需要大約半年的時間，甚至?xí)r間更長，而這半年內(nèi)，你仍然要給員工發(fā)工資。因為對固定焊裝線來說，一旦車身外型要改變，焊裝線上的所有點焊工位都須從電極加壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)多點焊機使用的液壓系統(tǒng)、焊接變壓器的二次供電系統(tǒng)——包括焊接變壓器的二次側(cè)電纜線焊接變壓器的二次側(cè)焊接電流與電壓及其它焊接參數(shù)的測量系統(tǒng)、所有電極、焊接變壓器內(nèi)部、焊接主電路中的大功率晶閘管等的冷卻系統(tǒng)及控制系統(tǒng)（控制箱）須全盤變動，這實上是很困難的，成本相當(dāng)高。

焊接車間的投資彈性最大，就看你要達到多高的自動化率，當(dāng)然自動化率越高，產(chǎn)品一致性就越高，質(zhì)量也越高。實際單純機器人的價格也不算太貴，最貴的焊接機器人，ABB大約30萬一臺。但汽車工廠的機器人都要針對某一車型單獨開發(fā)控制和操作系統(tǒng)，還有夾具、檢具、供電系統(tǒng)、電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、自動檢測系統(tǒng)，還需要廠家培訓(xùn)員工。開發(fā)和服務(wù)費昂貴。一般來說年產(chǎn)能6萬輛，自動化率45%的焊接車間投資大約2億人民幣，自動化率達到75%的話，估計投資需要7-8億。寶馬的鐵西工廠焊接自動率達到95%，估計投資在20-25億人民幣左右。

上圖為目前比較流行的汽車噴涂工藝流程，也就是3C1B工藝，在電泳涂層后以“濕碰濕”的方式噴涂中涂、金屬色漆和罩光清漆，并一次性烘干的工藝稱為3C1B的工藝。車身表面噴涂了兩層色漆，加厚了色漆厚度，清漆的厚度也有所增加，提高了防腐蝕能力。噴涂系統(tǒng)同樣多采用機器人系統(tǒng)，目前全球提供全套系統(tǒng)的主要有德國DURR、瑞士ABB、日本發(fā)那科、法國SAMES和日本川崎。機器人噴涂系統(tǒng)主要包括機器人手臂、移動滑軌、高速靜電旋杯、集中供調(diào)漆及其它輔助控制系統(tǒng)。所能觸及（噴涂）的有效尺寸或覆蓋范圍受機器人各關(guān)節(jié)自由度及臂長等參數(shù)的限制而有所差異，完整的機器人噴涂系統(tǒng)一般由系統(tǒng)集成商對各功能模塊進行組合而成?；旧隙际轻槍我卉囆投ㄖ频?。噴涂工藝需要大型傳送裝置和電泳槽，同時還需要ISO7-8級無塵室，基建成本較高。電泳噴涂消耗電力很高，是汽車四大工藝中電力消耗最高的工藝，平均每輛車在噴涂環(huán)節(jié)耗電高達900-1200度。是運營成本最高的環(huán)節(jié)。

日本發(fā)那科由于大部分零組件在國內(nèi)生產(chǎn)，性價比極高，在噴涂機器人領(lǐng)域市場占有率第一。一般噴涂工藝需要使用40-60臺機器人，噴涂機器人的價格遠(yuǎn)比焊接機器人要高，通常是焊接機器人的2-3倍，每個大約50萬人民幣。長安CS75的噴涂線就使用日本發(fā)那科的44臺機器人。

噴涂工藝，年產(chǎn)能6萬輛的設(shè)備投資大約2-2.5億人民幣。

總裝工藝所用昂貴設(shè)備不多，幾乎可以不用機器人，主要設(shè)備有地面輸送機、懸掛輸送機、板式輸送機、裝調(diào)工具、檢測設(shè)備、AGV車，年產(chǎn)能6萬輛的設(shè)備投資大約0.5億人民幣?？傃b工藝設(shè)備投入不多，關(guān)鍵是總裝車間占地面積比較大。年產(chǎn)能20萬輛的總裝車間占地面積大約8-9萬平方米，是所有車間里占地面積最大的，效率越低的總裝車間，占地面積越大。

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