【资讯】异类戴森

第一财经 2018-05-14 11:58:57

▎许悦


当外包成为制造业的主流生产方式时,戴森却选择自建生产线。




时至今日,社会分工已经如此发达,无论你做手机、时装还是游戏机,把制造流程外包出去已成为主流的生产方式—每一台iPhone,无疑都是Designed in California,再通过富士康Assembled in China。


但英国家电公司戴森(Dyson)却决定在新加坡自建生产线,试图通过创新制造流程的各个环节,做出技术含量更高的家电产品。


2012年,戴森投资5000万英镑,距离新加坡市中心大约半小时车程的工业园区West Park开设的工厂正式开始投入使用,专门用于生产戴森的数码马达。你不会在这里看到多少年轻的打工者面孔,因为这是一条自动化生产线—50个机器人将22种不同的零件准确组装成一台台数码马达,如果开足最高产能,每周可以生产多达8万台数码马达,而整条生产线上分成两班倒的工人加起来不过80人。


1991年,创始人James Dyson在英国成立了这家公司,而在这之前,他已经做了近20年默默无闻又债台高筑的发明家。


戴森公司仍保留着发明家般的专注。就像有的餐厅只提供1道菜,戴森多年来也只生产真空吸尘器、烘手机和无叶风扇3种有限的产品。


和飞利浦或西门子等大众化家电品牌相比,真空吸尘器和风扇售价均在3000至5000元人民币之间的戴森所占据的是一个相当小众的市场。不过,戴森产品外形识别性很强,能让许多人记住这个品牌。比如,戴森真空吸尘器就像一个剥离了外壳露出内在构造的机器人,而无叶风扇内的确压根儿看不见叶片,只有一个圆形的框不断地输出强劲的冷热风。


1983年,James Dyson发明的真空吸尘器因为比一般吸尘器吸力更强劲,且无需使用可能堵塞气孔导致吸力逐步下降的集尘袋,成为戴森赖以成名的一款产品。为了能让吸尘器吸取更微小的颗粒,像是导致过敏的花粉和霉菌孢子,2004年,戴森制造出动力更强但体积更小的数码马达。


“数码马达是戴森吸尘器最重要的部分,包含了大量先进的技术在里面,我们投入了很多精力在研发所有组成马达的各个零部件上。”戴森马达工程部资深设计工程师Matt Steel对《第一财经周刊》说。


自1999年起,戴森总共投资超过1亿英镑开发数码马达,前后约有100名戴森工程师参与到这项技术的研发和量产化过程中去。


对于一般人来说,数码马达是个过于专业的名词。作为一台吸尘器的动力系统,数码马达和传统马达采用了两种完全不同的产生动力的原理。传统马达通过使用碳刷,以移动部件相互接触的方式推动马达转子的旋转。但缺陷是,日积月累的摩擦将会使碳刷磨损,导致吸尘器的吸力逐渐减弱。而且,传统马达通常需要采用大型电容器来克服电压波动的影响,以确保电压的相对稳定。因此在设计家用吸尘器时,为了使用方便而不得不控制马达体积,吸力往往十分有限,不少人都只能把吸尘器作为辅助清洁工具。


而数码马达则放弃了碳刷设计,马达的转子并不与任何物体产生接触,其动力源于马达内部的磁铁所产生的强劲磁场,而马达中的微处理器则对马达的转速进行控制。加上马达内部的电子元件被重新整合,不再需要大型电容器稳定电压,因此戴森V4型号数码马达的直径虽然只有8.5厘米长,每秒转速却可以高达10万次—对转速没有概念?可以用做对比的是,F1赛车的马达转速是每秒1.9万次。


戴森自建生产线的做法,在相机镜头等高精度仪器厂商中是很常见的,但对于电器行业来说,却属于异类。1970年代,随着日本的电子技术日益发达,开始为欧洲电器品牌做代工以来,电器行业的设计、生产和品牌逐渐分离,如今全球最大的电器代工厂聚集地则在广东东莞。


“全球电器品牌最常见的研发、生产模式有两种,第一种是像苹果一样,自行设计然后交给富士康代工;第二种是像飞利浦等,采用ODM的模式,代工厂不仅组装生产,还会设计新产品,然后让品牌挑选看中的设计,贴牌量产。”深圳酷动数码电商战略经理周峻对《第一财经周刊》说。


在第二种模式下,家电品牌实际上已经跃升为品牌和渠道的管理者,像飞利浦部分的吸尘器、吹风机,以及华硕的Yoga电脑,都是在ODM模式下被设计生产出来?的。


然而,戴森却没有选择这种主流的生产方式。戴森目前在总部伦敦、马来西亚和新加坡拥有3个研发中心,共有600多名研发人员。而戴森自称,每周这家公司要投入近180万英镑—这是戴森周利润的大部分—作为研发费用。



离公司创始人James Dyson更近的伦敦研发中心是戴森产生新产品概念的地方,制作出新产品的雏形后,伦敦的研发人员则把完善产品和量产改良的后续研发任务交给马来西亚和新加坡的研发中心继续跟进。实际上,除了新加坡,戴森在马来西亚也有一个工厂,但这一工厂并非完全自建,而是和当地企业合营,并且主要用于组装成品。


把工厂搬到东南亚,最初只是James Dyson的一个无奈之举。2002年,因为当地政府拒绝戴森扩大它在英国威尔特郡工厂的要求,为了寻求更大更便宜的土地,戴森不得不把目光投向海外,并最终把工厂迁到马来西亚。


2004年,第一代数码马达在新加坡被研发出来之后,戴森一度采用的是和协议工厂合作的方式进行量产。但到了2007年,戴森决定不再和协议工厂合作,改为在新加坡开发一条自有的生产线,将数码马达的制造完全纳入公司内部,于是便有了后来的West Park工厂,生产V2、V4和V6三种型号的数码马达,而这些马达主要用在吸尘器上。


数码马达的精密构造要求戴森设计出一种生产方法,在生产效率足够高的同时,还必须保证精确性。人手的精度未必不高,但因为容易受到外界干扰,生产高精度产品的良品率必然大打折扣,因此最佳解决方案便是定制一条机器人生产线。


机器人生产线优势的其中一处体现,是零件的粘合工序。为了降低研发新材料的成本,戴森在制造马达零部件时没有使用过多金属,而是改用大量的塑料。同时,还使用了17种胶水取代了传统的螺丝钉—通过蓝色的UV光引起化学反应,胶水能够产生粘合效果,把这些塑料零件粘合在一起。这些胶水的粘性非常强,粘合部位的强度足以承受一辆Mini Cooper汽车的重量。


数码马达由22个零件组成,内部构造十分紧凑,这要求零件的粘合必须非常精准,并且不能有胶水溅出的情况,以保持生产环境的清洁,而能够一直做到这些的只有机械臂。


用螺丝钉组合零件的方法在高精度的生产方式中早已过时,胶水在精确度显然比螺丝钉要高得多,且不易松脱。不过,找到合适的胶水并不是易事。重新设计一种生产方法,首先要面对的问题就是市面上没有合适的生产原料可供选择。戴森所使用的这17种胶水中,除了一部分是市面现有的产品,余下都是和材料供应商合作研发的新品。然而顾虑到可能会遭竞争对手模仿,戴森并没有透露是和哪些公司合作研发胶水。


但从合作研发某种材料的一般流程中能够探知的是,戴森在胶水研发上投入应当也不少。


常规定制的流程是,品牌和杜邦、3M一类的材料供应商签订合作研发协议,要求胶水只供自己使用,所需成本很高。“许多企业的生产优化都是在加工流程上,很少有企业能在材料工艺上专注开发。”周峻说。


实际上,并非没有代工厂能够为戴森生产数码马达,像富士康这样的优秀代工厂也拥有非常先进的机器人生产线,但戴森仍然看到了自建工厂的必要性。


“当你在推动技术的边界,做一些新的尝试时—我们不仅重新设计外形,还在重新设计生产的方法—你不能指望现有的代工厂能为你实现这些创新。”Matt Steel说。


由于制造数码马达采用了不少全新的零件和原材料,戴森更希望能完全地控制生产过程,以随时进行质量监测,或者及时调整生产过程中的差错。


此外,自建生产线也是戴森保护技术的一种方法,数码马达拥有戴森的90项专利,自建生产线可以最大限度地防止技术外泄的可能。


为了定制一条符合要求的生产线,戴森把全球知名的生产线设计商都过滤了一遍。但当工程师们仔细梳理能做生产线、且工程背景很雄厚的国家时,发现符合条件的国家来来去去也就那么几个,选择并不是很?多。


日本的平田机工株式会社(Hirata)、大福株式会社(DAIFUKU),以及德国HOMAG等都是目前在生产线设计上最先进的公司。而戴森最终选择了平田机工,并从意大利、德国采购了部分生产线所需零件,开始着手合作研发。根据平田机工的官网介绍,机器人生产线是这家公司的核心技术,主要客户包括NEC液晶科技、富士通和索尼等。


定制这条数码马达生产线耗费了戴森1年的时间。在此期间,戴森不断派遣工程师前去日本,少则同时有两三人,而最多时则有将近10人,其中也包括Matt Steel。在那一年里,Matt Steel一共去了五六趟日本,前后待了3个多月。


平田是研究生产线的专家,如果说只需要提升生产线的生产效率,那么很快就可以得到结果,但数码马达是件全新的产品,需要的是一条全新的生产线。“做出V4的雏形可以慢慢来,一旦进入量产阶段,又要确保良品率,出现问题的可能性就会大大增加。”Matt Steel说,“机器人生产线调试起来极其麻烦,对生产线每一个环节的准确性要求都十分苛刻,如果一个环节有问题,当整条生产线开动起来时这些错误就会被传递至各个环节。”


数码马达上有一黑一白两个轮轴,需要通过机器臂嵌在一起,但在测试阶段,戴森和平田机工的工程师发现轮轴嵌在一起后,叶轮一直不能达到合格的运转标准,工程师们不得不花上四五个月时间调试这道工序。


内部设计紧凑的数码马达反映在成品上的效果,便是成功地缩小了吸尘器的整体体积,以安装V4型号数码马达的手持吸尘器DC62为例,本体长度只有31.5厘米,而减少使用金属也让马达的重量变轻,DC62的重量只有2.03千克,对使用者来说这些都是友好的进?步。


而且,West Park工厂的投入使用也让戴森的吸尘器产能比原来数码马达外包给协议工厂生产的时期提高了一倍。2013年,戴森大举进入中国,在中国内地新开设了100多个专柜,销售网络的扩张与产能的增加得以匹配。


除了比一般吸尘器更小更轻,戴森吸尘器的特别还要数它那“未来感”十足的外观。“但这些吸尘器的外观并非刻意设计成这样,是功能本身决定了吸尘器的每一处外观。”Matt Steel说。


戴森部分型号的吸尘器采用了球状的轮部设计,看起来十分憨厚可爱,但这一设计实际上来自于1970年代James Dyson所发明的一款“球轮手推车”。“球轮手推车”弃用了普通的窄边车轮,改为使用充气球形轮胎,把负载分散到更大的表面面积上,即使推进泥土中,手推车也不易下陷,更易于操作。当吸尘器需要在柔软的地毯上来回拖动时,相同的设计也能使吸尘器的移动更加流畅。而且,即使吸尘器撞到家具上,球状轮部也能使得吸尘器更不容易卡在家具中间。


由于强调功能对产品外观的决定性,在戴森内部甚至没有工程师和设计师之分。这是一种不常见的分工类型,如果以汽车行业为例,总会有一组设计动力系统的工程师,以及一组为汽车设计酷炫外表的设计师,但这两个角色在戴森却是重合的。


这种管理模式大约和James Dyson的个人经有关。1960年代,James Dyson曾先后在比亚姆·肖艺术学院和皇家艺术学院学习设计,之后他又攻读了工程学。正如他一直秉承的观念那样,即一名好的设计师,同时也应该是一名好的工程师。


所以,当你看见戴森吸尘器上的那一圈冰淇淋蛋筒似的装置时,它们实际上也是有功能意义的。这些“蛋筒”真正的名称叫做“圆锥气旋集尘器”,包含的气旋技术可以通过改造气流通道提升吸力,降低气流波动并保留了气体压力,因此内部气旋可以捕获更多微尘。


这种集尘器代替了传统吸尘器尘袋的作用,尘袋被灰尘堵塞则会导致吸尘器产生巨大噪音,集尘器可以在一定程度上缓解这一问题。但是,这还不够。


在West Park工厂,戴森耗资百万美元为生产线购入了一台平衡机,能够在组装时平衡各个叶轮—不平衡的叶轮是造成吸尘器噪音的另一大原因,因此当数码马达的叶轮高速运转时,几乎不会产生任何晃动,戴森的吸尘器才能够出奇地安静。


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