對汽車(chē)工業(yè)來(lái)說(shuō)，可以分為歐美和日本兩大流派，日系是垂直供應鏈，以豐田最為典型。豐田旗下的電裝、愛(ài)信、愛(ài)知制鋼、豐田紡織、豐田合成、JTEKT都是全球前30大汽車(chē)零部件企業(yè)，如果不計輪胎業(yè)務(wù)（個(gè)人認為，輪胎屬化工范疇，不能算汽車(chē)行業(yè)），電裝與愛(ài)信分別在全球汽車(chē)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洋運輸團隊，還擁有全球第一大汽車(chē)鋼板供應商新日鐵住金，這家企業(yè)的中國市場(chǎng)占有率超過(guò)60%。垂直供應鏈保證了產(chǎn)品品質(zhì)和利潤率。歐美則是平行供應鏈，除發(fā)動(dòng)機外幾乎所有關(guān)鍵原材料和零部件都外購。而發(fā)動(dòng)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(gè)集團內部完成。

汽油機的門(mén)檻實(shí)際上是不高的，擁有自主發(fā)動(dòng)機更容易降低整車(chē)成本和控制性能，因此中國目前大多數車(chē)廠(chǎng)都自主生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機，并且進(jìn)一步延伸，開(kāi)始自主生產(chǎn)變速箱。進(jìn)入新能源車(chē)時(shí)代，由于電機是高度成熟的工業(yè)產(chǎn)品，門(mén)檻很低，加上新能源車(chē)不需要變速箱，這就讓新能源造車(chē)門(mén)檻大幅度降低，所有的關(guān)鍵零部件都可以委托外部開(kāi)發(fā)并采購。

對于整車(chē)廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，只有四大工藝是其核心內容，這就是沖壓、焊接、噴涂和總裝。由于沖壓工藝簡(jiǎn)單，標準化程度高，一條沖壓線(xiàn)可以多種車(chē)型，目前沖壓領(lǐng)域也出現了獨立廠(chǎng)家，為多個(gè)廠(chǎng)家提供沖壓件。不過(guò)焊接、噴涂和總裝生產(chǎn)線(xiàn)定制化程度極高，一條線(xiàn)基本上只能對應一種車(chē)型，不大可能出現獨立廠(chǎng)家。

汽車(chē)領(lǐng)域有個(gè)專(zhuān)門(mén)的術(shù)語(yǔ)叫JPH，可以稱(chēng)之為每小時(shí)產(chǎn)量。汽車(chē)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(diǎn)是缺乏靈活性。簡(jiǎn)單地說(shuō)，使用工業(yè)機器人越多，效率與品質(zhì)就越高，以國內德系合資廠(chǎng)而言，JPH大約為48，也就是75秒生產(chǎn)一輛車(chē)；日系廠(chǎng)可以做到60，也就是1分鐘1輛車(chē)；韓系可以做到65，不到1分鐘生產(chǎn)一輛車(chē)；自主車(chē)廠(chǎng)比較差的是30，也就是2分鐘1輛車(chē)。通常1年工作日是250天，每天工作8小時(shí)，JPH30的話(huà)，年產(chǎn)能就是6萬(wàn)輛。生產(chǎn)線(xiàn)的最好保養方式是：一直保持適度運轉。如果長(cháng)時(shí)間停滯的話(huà)，突然投入生產(chǎn)，可以會(huì )發(fā)生各種種樣的故障，如部件老化失效、潤滑油泄露、工位調適不當、工人操作失誤等帶來(lái)的一系列問(wèn)題。所以，一般整車(chē)廠(chǎng)即使淡季也要造車(chē)，即使明知道庫存滿(mǎn)手也不得不繼續造車(chē)。

我們以觀(guān)致汽車(chē)為例，下表為觀(guān)致汽車(chē)1-6月產(chǎn)量，觀(guān)致汽車(chē)的生產(chǎn)線(xiàn)為36JPH，也就是說(shuō)單班制的話(huà)，每天生產(chǎn)288臺。

很明顯，進(jìn)入2017年后，觀(guān)致的偶數月產(chǎn)量極低，奇數月為正常生產(chǎn)，偶數月為“保養式”運轉。直到今年6月，連這種基本的運轉也無(wú)力承擔了，干脆停產(chǎn)。3-6月，觀(guān)致只生產(chǎn)了2709輛，也就是說(shuō)開(kāi)工不到10天?？墒枪と?個(gè)月的工資，還有五險一金，少一毛錢(qián)也不行；還有生產(chǎn)線(xiàn)可沒(méi)停，生產(chǎn)線(xiàn)的運轉成本可是不低的。觀(guān)致的虧損也就不奇怪了。

所以汽車(chē)行業(yè)，如果你要使用機器人的話(huà)，最低的門(mén)檻也是大約年產(chǎn)能5-6萬(wàn)輛。

第一個(gè)是沖壓車(chē)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(gè)時(shí)候一般只進(jìn)行沖孔、切邊之類(lèi)的動(dòng)作，然后進(jìn)入真正的沖壓成形工序。每一個(gè)工件都有一個(gè)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(zhù)工件的質(zhì)量。沖壓工序可分為四個(gè)基本工序。

沖裁：使板料實(shí)現分離的沖壓工序(包括沖孔、落料、修邊、剖切等)。

彎曲：將板料沿彎曲線(xiàn)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(kāi)口空心零件，或把空心件的形狀、尺寸作進(jìn)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(lái)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(chē)門(mén)、頂蓋、側翼板、立柱、發(fā)動(dòng)機罩等等，車(chē)身70%以上的零部件由沖壓設備沖壓而成。沖壓機的壓力使鋼板發(fā)生拉伸或硬壓，為鋼板開(kāi)孔，并切掉無(wú)用的部分。作為汽車(chē)四大工藝之首，沖壓線(xiàn)又被稱(chēng)為“印鈔線(xiàn)”，屬汽車(chē)制造裝備的關(guān)鍵設備。對于占汽車(chē)車(chē)身10%的超大型沖壓件，一般采用總噸位6000t以上的沖壓線(xiàn)；25%左右的大中型沖壓件，采用4000t左右沖壓線(xiàn)；25%左右的中型沖壓件，采用2500t左右沖壓線(xiàn)；其余40%左右中小件，基本采用1000t以下生產(chǎn)線(xiàn)。通常采用6序或5序沖壓機設置，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(chǎng)為例，共有5條沖壓線(xiàn)，其中德國米勒萬(wàn)家頓4條，分別為310/320/340/350，其中：310/320/350線(xiàn)同是8100噸大線(xiàn)，均為6序，頭臺壓機公稱(chēng)壓力2100噸，后續五臺壓機公稱(chēng)壓力1200噸；340線(xiàn)為5200噸小線(xiàn)，共有5序，頭臺壓機公稱(chēng)壓力2000噸，后續四臺壓機公稱(chēng)壓力800噸。330線(xiàn)是濟二制造的國產(chǎn)全自動(dòng)化壓機生產(chǎn)線(xiàn)，于2012年8月通過(guò)96%功能驗證，2013年7月通過(guò)終驗收。共有5序，頭臺壓機公稱(chēng)壓力2100噸，后續4臺壓機公稱(chēng)壓力1200噸。最大整線(xiàn)生產(chǎn)節拍可達15次/分鐘，全自動(dòng)換模時(shí)間僅為6分鐘。國內除日系和德系廠(chǎng)家，基本都選擇濟南第二機床廠(chǎng)的沖壓機，濟南第二機床廠(chǎng)的沖壓機絲毫不次于德國的米勒萬(wàn)家頓，高端產(chǎn)品上，價(jià)格甚至略高于德國廠(chǎng)家，在北美福特車(chē)廠(chǎng)一樣是采用濟南第二機床廠(chǎng)的沖壓機。美系國內廠(chǎng)家幾乎全部都是濟南第二機床廠(chǎng)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(jìn)行清洗、開(kāi)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。這就需要SMT清洗機、開(kāi)卷機和一套進(jìn)料與傳輸系統。橫桿雙臂傳輸線(xiàn)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(chē)間的高整潔度，大廠(chǎng)家會(huì )采用無(wú)塵室。汽車(chē)工業(yè)用百萬(wàn)級無(wú)塵室就足夠了，制藥廠(chǎng)通常是十萬(wàn)級無(wú)塵室，而半導體最高可達千級。無(wú)塵室會(huì )增加不少基建成本和運營(yíng)成本。一條年產(chǎn)量6萬(wàn)輛汽車(chē)的沖壓生產(chǎn)線(xiàn)投資大約2-2.5億人民幣。

第二個(gè)車(chē)間是焊接車(chē)間，沖壓好的車(chē)身板件局部加熱或同時(shí)加熱、加壓而接合在一起形成車(chē)身總成。在汽車(chē)車(chē)身制造中應用最廣的是點(diǎn)焊，焊接的好壞直接影響了車(chē)身的強度。汽車(chē)車(chē)身是由薄板構成的結構件，沖壓成形后的板料通過(guò)裝配和焊接形成車(chē)身殼體(白車(chē)身)，所以裝焊是車(chē)身成形的關(guān)鍵。裝焊工藝是車(chē)身制造工藝的主要部分。汽車(chē)車(chē)身殼體是一個(gè)復雜的結構件，它是由百余種、甚至數百種(例如轎車(chē))薄板沖壓件經(jīng)焊接、鉚接、機械聯(lián)結及粘接等方法聯(lián)結而成的。由于車(chē)身沖壓件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳鋼，所以焊接是現代車(chē)身制造中應用最廣泛的聯(lián)結方式。

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

焊接是機器人使用最多的車(chē)間，對國內廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，年產(chǎn)能20萬(wàn)輛的焊接車(chē)間，早期通常使用60-80臺機器人，如奇瑞A3生產(chǎn)線(xiàn)62臺機器人，江淮乘用車(chē)79臺機器人。2014年后則大幅度提升，如江鈴小藍二期基地為60臺（年產(chǎn)能10萬(wàn)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(cháng)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(wàn)輛，使用大約420個(gè)焊接機器人。長(cháng)安福特杭州廠(chǎng)產(chǎn)能為25萬(wàn)輛，使用503個(gè)日本川崎重工的機器人。寶馬鐵西工廠(chǎng)，年產(chǎn)能30萬(wàn)輛，使用685個(gè)工業(yè)機器人，一汽大眾佛山廠(chǎng)年產(chǎn)能36萬(wàn)輛，使用842個(gè)焊接機器人，效率高達72JPH。廣汽菲克的自動(dòng)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(chǎng)占有率合計超過(guò)75%，這其中日本的FANUC全球第一，YASKAWA全球第三。美國沒(méi)有大的工業(yè)機器人制造廠(chǎng)家，因為美國的機械制造也已經(jīng)呈現空心化，美國對金融和新經(jīng)濟更有興趣。四大家族中，KUKA以汽車(chē)工業(yè)為主要市場(chǎng)，全球汽車(chē)工業(yè)用機器人市場(chǎng)占有率第一，中國的美的是其第二大股東。

汽車(chē)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、韓國的現代重工值得一提?？埋R在白車(chē)身領(lǐng)域全球第二。韓國羅普伺達、阿爾帕也為現代汽車(chē)提供機器人。此外日本有些廠(chǎng)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(xiàn)缺點(diǎn)就是缺乏靈活性，它的控制系統、夾具、撿具都是專(zhuān)為某一車(chē)型定制的，如果車(chē)的外型改變，需要先將所有機器人停工，重新設計控制系統、夾具、撿具。如果是ABB的機器人，需要大約半年的時(shí)間，甚至時(shí)間更長(cháng)，而這半年內，你仍然要給員工發(fā)工資。因為對固定焊裝線(xiàn)來(lái)說(shuō)，一旦車(chē)身外型要改變，焊裝線(xiàn)上的所有點(diǎn)焊工位都須從電極加壓系統、氣動(dòng)系統多點(diǎn)焊機使用的液壓系統、焊接變壓器的二次供電系統——包括焊接變壓器的二次側電纜線(xiàn)焊接變壓器的二次側焊接電流與電壓及其它焊接參數的測量系統、所有電極、焊接變壓器內部、焊接主電路中的大功率晶閘管等的冷卻系統及控制系統（控制箱）須全盤(pán)變動(dòng)，這實(shí)上是很困難的，成本相當高。

焊接車(chē)間的投資彈性最大，就看你要達到多高的自動(dòng)化率，當然自動(dòng)化率越高，產(chǎn)品一致性就越高，質(zhì)量也越高。實(shí)際單純機器人的價(jià)格也不算太貴，最貴的焊接機器人，ABB大約30萬(wàn)一臺。但汽車(chē)工廠(chǎng)的機器人都要針對某一車(chē)型單獨開(kāi)發(fā)控制和操作系統，還有夾具、檢具、供電系統、電腦網(wǎng)絡(luò )系統、自動(dòng)檢測系統，還需要廠(chǎng)家培訓員工。開(kāi)發(fā)和服務(wù)費昂貴。一般來(lái)說(shuō)年產(chǎn)能6萬(wàn)輛，自動(dòng)化率45%的焊接車(chē)間投資大約2億人民幣，自動(dòng)化率達到75%的話(huà)，估計投資需要7-8億。寶馬的鐵西工廠(chǎng)焊接自動(dòng)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(chē)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(chēng)為3C1B的工藝。車(chē)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。噴涂系統同樣多采用機器人系統，目前全球提供全套系統的主要有德國DURR、瑞士ABB、日本發(fā)那科、法國SAMES和日本川崎。機器人噴涂系統主要包括機器人手臂、移動(dòng)滑軌、高速靜電旋杯、集中供調漆及其它輔助控制系統。所能觸及（噴涂）的有效尺寸或覆蓋范圍受機器人各關(guān)節自由度及臂長(cháng)等參數的限制而有所差異，完整的機器人噴涂系統一般由系統集成商對各功能模塊進(jìn)行組合而成?；旧隙际轻槍我卉?chē)型定制的。噴涂工藝需要大型傳送裝置和電泳槽，同時(shí)還需要ISO7-8級無(wú)塵室，基建成本較高。電泳噴涂消耗電力很高，是汽車(chē)四大工藝中電力消耗最高的工藝，平均每輛車(chē)在噴涂環(huán)節耗電高達900-1200度。是運營(yíng)成本最高的環(huán)節。

日本發(fā)那科由于大部分零組件在國內生產(chǎn)，性?xún)r(jià)比極高，在噴涂機器人領(lǐng)域市場(chǎng)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(jià)格遠比焊接機器人要高，通常是焊接機器人的2-3倍，每個(gè)大約50萬(wàn)人民幣。長(cháng)安CS75的噴涂線(xiàn)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(wàn)輛的設備投資大約2-2.5億人民幣。

總裝工藝所用昂貴設備不多，幾乎可以不用機器人，主要設備有地面輸送機、懸掛輸送機、板式輸送機、裝調工具、檢測設備、AGV車(chē)，年產(chǎn)能6萬(wàn)輛的設備投資大約0.5億人民幣?？傃b工藝設備投入不多，關(guān)鍵是總裝車(chē)間占地面積比較大。年產(chǎn)能20萬(wàn)輛的總裝車(chē)間占地面積大約8-9萬(wàn)平方米，是所有車(chē)間里占地面積最大的，效率越低的總裝車(chē)間，占地面積越大。