3D打印能给我们真正想要的未来汽车吗?

无晶圆厂制造可以将汽车行业从令人麻木的千篇一律中拯救出来。

通过 迈克卢卡雷利 |
3D打印能给我们真正想要的未来汽车吗?
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如果你读过之前的车轮空转专栏,你会知道我一直痴迷于过去和未来的碰撞在汽车行业。

在商业思想家中流行的一个假设是,汽车正在演变成软件定义的设备。这种想法认为,在未来,车辆的区分将不再是动力系统和驾驶动力学等机械特征,而是用户界面和应用程序设计等“软”特征。

那是我的汽车爱好者朋友们不喜欢的地方。他们中的许多人宁愿研究准噶尔盆地的猪病毒,也不愿面对这项技术收敛硬件和软件的融合。但是,如果对汽车行业的数字化颠覆有一个不那么悲观的预测呢?如果它没有像智能手机革命那样展开,出现超量生产、同质化和软件工程师掌控用户体验,那会怎么样?

如果未来更青睐价格合理的小批量汽车,而不是大规模同质化呢?如果高效、分散的生产能让汽车公司更快地对需求做出反应,在不同地区分散生产设施,提高利润率,实现可持续发展目标,而不需要高昂的安装成本,比如工具,会怎么样?最重要的是,如果汽车制造商在实现数字融合的同时,还能制造出很酷的东西呢?引用演员马丁·兰道的话随行人员“你会对这个感兴趣吗?”

这是用Ctrl + P命令制造汽车的承诺。也就是说,使用加法制造它已经成为重工业中3D打印等技术的总称,3D打印可以以实体的三维形式提供数字模型。

这与目前的汽车制造方法相比是一个巨大的飞跃,目前的汽车制造方法要求汽车制造商在建立工厂生产特定车型方面进行大量的前期投资,并且在周期中期进行任何更改都需要额外的支出。这些成本必须在汽车的生产周期内收回,然后公司才能登记盈利。当然,所有汽车制造商的产品决策都以充分利用这一资源密集、竞争激烈、利润率受到挤压的业务为中心。

像英伟达和高通这样的微芯片公司使用一种称为无晶圆厂制造的模式;他们设计、制造并拥有自己的半导体知识产权,但将制造外包给专业制造商。外包生产对汽车行业来说并不新鲜——例如,保时捷(porsche)曾将Boxster的组装工作交给芬兰生产公司维美德(Valmet)丰田和宝马Z4都是在麦格纳斯太尔位于奥地利格拉茨的工厂生产的,但行业内外的一些人都期待着有一天,端到端的数字工艺,包括增材制造和3D打印,将改变游戏规则的灵活性扩展到大规模的汽车生产。

当然,增材制造的障碍——而且是一个巨大的障碍——是按照汽车工业的需求生产汽车。还有其他挑战;我们已经清醒地体会到了如何将微芯片制造集中在一个地区可能会搞砸供应链并对世界经济造成严重影响。汽车制造商如何才能避免类似的命运?

青格21C。

凯文·辛格(Kevin Czinger)是那些致力于解决汽车行业无晶圆厂生产难题的高瞻远瞩人士之一。辛格是增材制造初创公司Divergent 3D的首席执行官,该公司在今年4月的C轮融资中获得了1.6亿美元的资金21C混合动力超级跑车,用3 d打印技术辛格说,还有一个完整的数字制作系统。实际上,它展示了分歧者的技术,以及它的技术可能开启的汽车制造商业模式,在同一屋檐下运作。

最近在古德伍德速度节(Goodwood Festival of Speed)上亮相的青格21C是一款完全属于迈凯轮塞纳(McLaren Senna)和梅赛德斯- amg Project One领域的超级跑车。21C由2.9升平面曲柄发动机、900马力的双涡轮增压V8发动机和300马力的前轮电机提供动力,像战斗机一样有两个直列座椅,还有一个空气动力学套件,在最高阻力配置下,以200英里/小时的速度产生5,626磅的下压力。辛格说,它可以在8.5秒内从零加速到186英里每小时,比布加迪Chiron Super Sport快3.6秒。

它的规格和它跑出的炙热、创纪录的圈数拉古纳塞卡风美洲巡回赛这些只是21世纪故事的一部分。它主要是3d打印的,工程师使用人工智能来生成组件设计,在保持强度的同时最大限度地减少重量。它的许多部件都有野生的、有机的形状,这是用传统工艺不可能生产出来的。

21C是青格尔对汽车制造不断扩展的愿景的第一个体现,它颠覆了一个多世纪以来基本保持不变的现行流程。当然,改变汽车行业的进程不仅仅是颠覆——它可能需要彻底拆解和重建——而且,为了让事情变得有趣,我们谈论的是地球上一些最大、最强大的公司。

他们也有公司来自华尔街的压力改革他们烟囱时代的商业模式。尽管如此,这些公司都非常擅长制造汽车,并且更愿意按照自己的节奏发展2.7万亿美元的汽车业务。

首席执行官凯文·辛格。

尽管如此,汽车制造商仍面临着四面八方的挑战,索尼(Sony)、苹果(Apple)和中国搜索引擎巨头百度(b百度)等消费品牌正面临着新的挑战,它们都想从这数万亿美元中分一杯羹。Czinger表示,一些原始设备制造商已经开始在汽车生产过程中实施他的公司的增材制造技术,而Divergent 3D公司已经筹集了数亿美元,试图证明它可以更深入地融入到汽车生产过程中。其目标是使汽车研发、设计和制造成为一个完全数字化的企业。

以下是我与辛格谈话的节选,我们谈到了他的公司,以及他对飞机工程师克拉伦斯·“凯利”·约翰逊(Clarence“Kelly”Johnson,洛克希德公司著名的“臭鼬工厂”的负责人)的钦佩sr - 71黑鸟),他快速完成大事的能力,以及他对汽车行业未来的设想。

迈克·斯皮内利:上次我参观[青格和分歧者3D总部]时,你给了我一本凯利·约翰逊的自传。我不断回到他的身边14原则。令人难以置信的是,管理风格或组织框架;不管你怎么称呼它,它都能带来一系列的创新,比如洛克希德的臭鼬工厂在冷战期间如此短暂的发展时期内做到了。看起来创新不仅在于飞机,还在于原理本身。你可以看到思想在起作用。

Kevin Czinger:百分百正确。我认为,如果你想拥有一个超级有创造力、超级高效的组织,你就必须以这种速度前进。臭鼬工厂制造了开创性的SR-71前任20个月后-迈克。他所创新的组织结构,是根本性的。

它基于任何一种生物过程,你会看到这种信息流。时间性能。每个人都可以找到一个决策者,做出决定或推翻决定,这个人会立即做出决定,因为你在那里有生产和测试;他们看到了它的结果。

这是你最直接的交流方式,最具创造性的想法互动,最快速的表达和迭代你正在做的事情。然后是反馈和决策。

迈克尔-舒马赫:如果你可以转动一个旋钮,跳到你从青格汽车和发散3D开始的周期的末尾,那么你对未来增材制造工艺的汽车生产将会是什么样子?

KC:你可以从三个方面来考虑:体量的演变、架构的演变、商业模式的演变。

开始时的体系结构是现有的车辆体系结构。你要替换一个结构,比如一个框架结构或悬架结构,对吧?今天的数量,到2025年将达到几百到几千。到2030年,数量将扩展到所有细分市场。

现有的架构,现有的过程,有人说——或者我们对他们说——你有一个现有的框架,或者说一个悬架。我们会给你一些性能更高的东西减少20%到60%的质量并允许快速迭代变化你给我们附点,设计体积,保持区域,所有的负载情况,我们会为你生成并在你的系统上建立。

你的风险被降到最低,因为你可以通过碰撞(测试)和道路耐久性对现有结构进行基准测试,所有这些我们都已经与多家原始设备制造商合作完成了。

如果你看一下我们将在9月份为大型OEM推出的框架。今年1月,他们的设计发生了变化,通常情况下,这需要供应商报废模具,然后可能需要8到12个月的时间,他们可能会取消这个项目。所以,我们在一周半的时间内为他们提供了一个新设计的后车架。

然后,用一个完整的数字系统取代现有的架构。也就是说,设计苹果设计微电子的方式:多组件,多材料,功能集成结构,显然性能要高得多。你知道的,液压管线,电子打印所有这些管道到结构本身。电动汽车电池外壳,模块外壳,电池组外壳,直接电池到车辆结构。

第三个维度是商业模式。我们将在未来两年内建立印刷装配厂。我们将拥有并经营它。这将为您提供所有的设计工具,以便您可以设计您的结构。我刚刚有一个主要的OEM对我说,“你能帮我们设计结构吗?我是说,你会和我们知道的一样多。我们会告诉你产品应该是什么样的。你来设计。”

实际上,你正在从超级资本密集型,筹集资金建造新车型,使用新工具和新工厂,使用新夹具,到无晶圆厂设计公司。这就像苹果制造芯片一样。他们有一套电子设计自动化工具,而其他人拥有工厂。

你将从超级资本密集型企业变成零资本企业——从只会大批量生产的企业变成产量灵活的企业,能够对市场需求做出反应,能够对市场的创新变化做出反应。

我们已经与全球五大汽车制造商之一合作了大约五年,其中包括不同的品牌。他们明白了。他们明白这一点。我们从几百辆车开始,但他们看到了他们看到了所有的技术都起作用了。现在,这是一个执行的问题,进入到这些不同的维度。我们的商业模式类似于Amazon Web Services,但针对的是制造基础设施。

MS:这些阶段和维度的时间框架是现在,然后是2025年、2030年达到规模,然后商业模式什么时候转变?

KC:我认为这些事情将在2030年发生。我是说,这非常快。这是相当快的。当你问到商业模式时,青格汽车已经在那里了。当你观察自由现金流转换时,它与一个奢侈品牌一样好,如果不是更好的话。如果你考虑自由现金流——大多数汽车公司没有自由现金流,对吧?它立即被重新投资到资本设备中。这些公司将成为像奢侈品公司一样的现金流公司,而不是资本破坏公司,它们的资本成本从来没有赚过钱。

迈克尔-舒马赫:但是,你知道,汽车制造商已经非常擅长在这种资本密集型的环境中制造汽车。这是他们习惯的操作域,对吧?在体验曲线的正面,原始设备制造商是否能够按照您的时间框架尽快适应新车型?

KC:我认为当人们看到两件事时:他们看到的是青格汽车,以及它在很短的时间内用很少的资金就能做到的事情;他们看到的是其他主要的原始设备制造商,从9月份开始,将使用这项技术的车辆投入道路。他们会说,我们怎么实现它?

然后我会对他们说,作为一级供应商,我们会做一些替换结构,这样你就可以通过所有的流程来理解它,在那里我用里程碑式的发票方法最小化风险,并进行苹果与苹果的比较。接下来要说的是,如果你已经确定了这一点,你如何把它应用到你自己的交通工具上?建立一个独立的数字制造部门,让它有一定的自主权,因为它不会使用与公司其他部门相同的流程。与此同时,你知道你必须经营一家传统企业,所以把它当作传统企业来经营。是的。我认为这就是解决问题的方法。

但现实是,资本成本竞争环境和经验曲线竞争环境,这些东西会作为障碍消失,或者作为障碍被最小化。

迈克尔-舒马赫:这一切将如何运作?

KC:想象一下,有一个由自适应制造系统组成的全球网络,这些系统不断自我迭代,它们总是最新的。他们总是在升级数据。作为一个团队,你想要的是工具和数据。如果你能像AWS(亚马逊网络服务)那样,在全球任何地方无障碍地获得工具和数据,就像它在数字内容软件方面为人们提供的那样,对吗?

然后你会看到同样的创新,在地球上任何地方都未被开发。汽车行业可能不是一家公司销售50万辆汽车。它可能是本地化的公司,为一组本地需求而构建。

之所以选择分歧者这个名字,是因为当达尔文第一次去加拉帕戈斯群岛的时候,他看到一只普通的雀可以适应34种不同的生态位环境。如果你是本地化的,你可以适应,然后你可以把材料流,并通过本地化的制造系统循环。对我来说,那才是真正的未来。

我真正追求的是多元化,没有资本障碍的多元化,没有地理障碍的多元化,让人们可以在俄亥俄州托莱多,托莱多,西班牙,拉各斯的任何地方组建一个高绩效的团队,你知道,在新加坡的任何地方,你知道,你知道,你知道,你知道,我不知道京都,只要有一个团队,把它们放在一起,能够把它表达成一个产品,看看市场是否认为它是正确的。是的。我认为这是我们迈向下一个阶段的唯一途径,你知道,作为一个文明,如果我们能够在建筑环境中做到这一点(例如,社会的所有物理组成部分,汽车,建筑物,基础设施等。)在我们周围。

MS:这很有趣,因为我没有想过这种问题,我不知道你会称之为碎片化还是重新定位?不管怎样,你要考虑一下。那是什么?

KC:民主化。从香草冰淇淋到意大利的冰淇淋,再到中国的冰激凌。突然间,建筑环境开始自我适应。你会有一个更加丰富多样的环境。

女士:是的。所以,如果有一个地区真的想要埃尔卡米诺以某种方式存在,你就建造埃尔卡米诺吗?

KC:如果有需求,那么你就把数据发送到制造节点。你说有X个需求。如果需求变成Y,然后你把它变成Y,你不会说,不,我们有7年的时间来摊销,你知道,庞蒂亚克阿兹特克你也不会有成千上万的车停在世界各地因为它们只生产,不销售。

想想看。两千万个同样的东西由同样的东西创造,这不是我想生活的世界。我想生活在这样一个世界里,在那里你能想象到的所有动植物都在异花授粉,生活在一起,你知道,创造,改变,适应,循环材料。这就是为什么我们使用的过程本身也是生物的。显然,它通过民主化使多样性最大化。

对于适应和创新的工具,闭环,回收所有的材料,然后使事物变得超级节能。所以你可以通过效率,生产效率和操作效率来减少对环境的影响,生产出更高效的产品。

MS:所以,产品的多样性、超高的生产效率、降低资本成本支出和可持续性,这听起来像是《绿野仙踪》里的东西。我不知道,我是说。生活在这样的世界里是不可思议的。

KC:第一步已经完成了。有两件事。从9月份开始,你会看到汽车进入市场,你会看到一种完全认可的汽车,你知道,有一个完全优化的架构,你知道,有一个无晶圆厂生产的商业模式。那就是青格汽车公司。对吧?所以,你知道,我想说的是,在一年内,你会看到这些东西作为消费者建立的世界的一部分。

然后,事情会产生巨大的影响,开始规模和采用,我认为这些最初的项目将是一个巨大的催化剂,oem来到我们这里。而且,你知道,青格汽车也将成为催化剂,他们会看到并说,如果我们在10年内不是那样的公司,我们就没有竞争力。我们在产品架构上没有竞争力。我们在经济模式上没有竞争力。我们在基于循环经济原则的制造和运营方面没有竞争力。材料的非物质化和闭环回收。你知道,竞争环境完全改变了,如果我们不在那里,我们就不会在那里。时期。

迈克尔-舒马赫:我们经常听到的一个故事情节是软件定义汽车,软件将越来越多地决定汽车的决定性特征。这种假设的前提是平台几乎是同质化的。你的意思是,在你所说的这种环境下,同质性不是既成事实。

KC:我的意思是,考虑一下你在谈话过程中所说的,你有一个大公司,有一种特定类型的组织。对吧?你让他们看着并说,我们能做什么,我们能做什么?我们能做的是软件,谈论软件,谈论这些系统,所以我们会这样做。这些都不是从根本上重新思考任何事情。

当你创造多样性的时候,你要经历漫长的生物适应,并使用高性能计算和人工智能,在人类的指导下,极大地加速这种多样性?你让这种多样性民主化了吗?所以在地球上的任何地方都可以平等地获得多样化和创新的数据?这是一个非常不同的世界。这就是我相信我们将要到达的世界。

迈克·斯皮内利(Mike Spinelli)在纸媒、网络和家庭有线电视上报道了汽车和汽车文化,这些报道就像预制的煎饼面糊一样迷人。给他发送建议、评论和故事创意wheelspin@thedrive.com

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