Arkiv / Samhälle

Serie om Tesla – Tillverkning, Batterier och råvaror

Creative commons license

Elon Musk har nyligen lagt till en av världens mest inflytelserika företag till sin portfölj av bolag – Twitter. Det största företaget inom Elonsfären är dock fortfarande Tesla, ett bolag som har haft stort inflytande inom flera områden inom fordonsindustrin. Det pågår spekulationer om Tesla håller på att skapa sig långsiktiga fördelar inom strategiskt viktiga områden. OmEV kommer att skriva en serie om tre av dessa områden: tillverkning, batterier och råvaror. I dagens nyhetsbrev går vi igenom några av Teslas strategier för tillverkning.  Med tillverkning menar vi främst fordonen och relaterade komponenter, även om batterier alltmer integreras i samma fabriker.

Tesla är störst i både försäljning och tillverkningskapacitet för batterielbilar (BEV). År 2021 sålde Tesla flest BEVs i världen: 936 172 enheter, över 300 000 enheter fler än tvåan SAIC [1]. Under 2021 skedde tillverkningen uteslutande i fabrikerna i Fremont (Kalifornien) och Shanghai (Kina), tillsammans har dessa fabriker en tillverkningskapacitet på ca 1 050 000 fordon [2]. Tillverkningskapaciteten förväntas fördubblas till cirka 2 miljoner fordon per år i och med att tillverkningen i de nyligen öppnade fabrikerna Gigafactory Berlin-Brandenburg och Giga Texas skalas upp under 2023 [3]. Sedan tidigare finns även fabriker i Reno (Nevada) med fokus på batterier och drivlinor och New York som tillverkar solpaneler och komponenter till Superchargers.

Att öka kapaciteten och effektivisera tillverkningen är högt prioriterat av Tesla. I närtid för att kunna tillgodose målet att öka leveranserna med cirka 50 procent årligen [4] och på lång sikt för att skapa sig konkurrens- och skalfördelar jämtemot konkurrenterna. Elon Musk beskriver fabrikerna som Teslas huvudsakliga produkt, som maskinen som bygger maskinen [5]. Tesla är såklart inte ensamma i att förstå vikten av en effektiv tillverkning. Historiska exempel inkluderar Fords löpande band princip och i mer modern tid Toyotas kvalitetssäkrade storskaliga tillverkning. Som ofta med Tesla så görs saker annorlunda jämfört med konkurrenterna. Vissa analytiker menar att Tesla är på väg att skapa sig en betydande konkurrensfördel i tillverkning – med lägre kostnader, större volymer och högre marginaler som följd [6].

Fabrikerna ska vara tätt packade, vertikalt integrerade och ovanligt stora
Teslas första fabrik är belägen i Fremont, Kalifornien och ägdes tidigare av GM och Toyota. En befintlig fabriksbyggnad begränsar frihetsgraden i hur tillverkningen ska designas. Tesla har dock genomfört omfattande modifikationer och ombyggnationer. Vilket verkar ha gett resultat. År 2021 var Fremontfabriken den bilfabriken som tillverkade flest bilar i USA med i genomsnitt 8 550 tillverkade bilar per vecka [4]. Det kan dock noteras att när det kommer till produktivitet per anställd globalt så var Toyota år 2020 fortfarande framför Tesla. Toyota producerade 24 fordon per heltidsanställd, för Tesla är ration 8 fordon per heltidsanställd [7]. Teslas tillverkningsprocesser och fabriksdesigner fortsätter dock att utvecklas snabbt i takt med nya fabriker och ökade frihetsgrader.

Teslas fabriksdesign har karakteriserats som tätt packade, vertikalt integrerade och ovanligt stora [4]. Den första egendesignade fabriken (Gigafactory Reno) är formad som en avlång oktagon, vilket medger långa tillverkningslinjer med tillgång till komponenter längs hela vägen, se [4] för bilder hur formen skiljer sig mot andra fordonsfabriker. Efterföljande fabriker – Shanghai, New York, Berlin och Austin följer alla samma format som Renofabriken.

Fabrikerna har designats från en första principen perspektiv (reds. anm., vilket är en välkänd käpphäst för Elon Musk), dvs utgår efter vad som enligt fysikens lagar är möjligt. Fabrikernas layout har liknats med en halvledare, där alla processer (t ex gjutning, sammansättning och lackering) integreras under samma tak [6]. Likt många andra fordonsfabriker är flera processer robotiserade. En skillnad mot konkurrenterna är att Tesla har utvecklat egen mjukvara för sin maskinpark av robotar, vilket hävdats möjliggöra snabbare uppdateringar/förbättringar jämfört med att använda sig av tredjepartsmjukvara [6]. Teslas robotresa har dock inte varit helt smärtfri. Den tidiga produktionen av Model 3 drabbades av frekventa haverier, vilket till slut krävde en del större modifieringar av Fremontfabriken [8].

Vidare är tillverkningen till hög grad vertikalt integrerad, dvs många av processerna sker i Teslas regi i stället för att köpas in från externa leverantörer. Detta gäller numera även delvis batterier och råvaror men även i tillverkning av egna halvledare och mjukvara [6]. Principen (ambitionen?) i t ex Giga Texas är att råvaror kommer in på ena sidan och en färdig bil kommer ut på andra sidan [5]. En nyckelaktivitet verkar vara att skapa kompetens som stannar inom företaget. För tillverkning exemplifieras detta i att Tesla bygger sina egna fabriker. Arbetet leds av en intern enhet specialiserade på att bygga fabriker, paralleller finns med företaget Amazon som bygger sina egna distributionsterminaler [6]. Byggnationen av Teslas fabriker bli alltmer standardiserad. Många byggnadselement är prefabricerade vilket minskar byggtiden [9].

Teslas största fabrik är numera Giga Texas som dessutom är världens största fabrik räknat i volym – närmare 10 miljoner kubikmeter, golvytan mäter över 900 000 m2 och fabriken är över 1,2 km lång [5]. Giga Texas är därmed dubbelt så lång som Gislaveds gamla däckfabrik i Småland [10]. Att bygga fabriker har varit kapitalintensivt för Tesla, exakta hur stora investeringarna har varit finns det olika uppgifter om. De lägre estimaten pekar på investeringar i storleksordningen 79 miljarder kronor (8 miljarder USD) för de tre senaste Teslafabrikerna (Shanghai, Berlin och Texas) [11][12][13]. Även konkurrenterna gör nu stora investeringar, exempelvis ska VW investera cirka 20 miljarder kr i en ny elbilsfabrik i Wolfsburg [14].

Nya tillverkningsprocesser introducerade av Tesla
Ett antal nya tillverkningsprocesser kopplat till fordonsdesignen har introducerats av Tesla. Kanske mest utmärkande är den uppdaterade tillverkningsmetoden för Tesla Model Y som ska produceras i Gigafactory Berlin-Brandenburg samt i Giga Texas. I princip ska bilens struktur bestå av en helgjuten bakvagn, strukturellt (bärande) batteripack och helgjuten framvagn [5]. Vilket uppges minska komplexiteten och vikt samt förbättra krocksäkerheten [5]. I detta fall förlitar sig dock Tesla på en extern leverantör – gjutmaskinen tillverkas av italienska Idra Group. Beställningar har även gjorts från Mercedes-Benz och Volvo Cars [15].

Egen kommentar
Huruvida Tesla håller på att skapa sig betydande konkurrensfördelar inom tillverkning kan endast framtiden utvisa. Det verkar dock som att Teslas tillverkningsprocesser och storskalighet redan nu ger vissa fördelar. Exempelvis uppges det att det tar Tesla cirka 10 timmar att bygga en Model Y, jämfört med cirka 30 timmar för VW att bygga en ID.3 [16].

Teslas integrerade fabriker bryter mot tidigare mönster inom fordonstillverkning, om det visar sig vara en fördel kan det vara svårt att imitera för de tillverkare som satsar på att anpassa befintliga fabriker. Om framtiden är en tävling om storskalig produktion så ligger Tesla troligen bra till, som världens mest värdefulla fordonsbolag finns stora resurser till byggnation av nya fabriker och expansion av befintliga fabriker. Konkurrenterna står dock inte stilla och konkurrensen sker inte endast i tillverkning. Andra intressanta områden är Teslas position för batterier och tillgång till råvaror, vilket kommer att undersökas i kommande nyhetsbrev.

Referenser

[1] InsideEVs. 2022. länk

[2] InsideEVs. 2022. länk

[3] Business Today. 2022. länk

[4] Bloomberg. 2022. länk

[5] Tesla (YouTube). 2022. länk

[6] Worm Capital. 2022. länk

[7] Nasdaq. 2021. länk

[8] The Machine Maker. 2021. länk

[9] The B1M. 2020. länk

[10] Industrimuseum Gislaved. 2022. länk

[11] CNBC. 2021. länk

[12] CNN. 2018. länk

[13] Quartz. 2022. länk

[14] Electrek. 2022. länk

[15] Automotive News. 2022. länk

[16] Reuters. 2022. länk