Tesla là một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất ô tô điện và là người khởi xướng cuộc cách mạng về ô tô điện. Công ty đã đầu tư mạnh mẽ vào tự động hóa dây chuyền sản xuất và sử dụng robot trong nhiều công đoạn quá trình chế tạo. Ứng dụng tự động hóa đã giúp nâng cao hiệu suất lao động, giảm thiểu sự phụ thuộc vào người lao động và nâng cao chất lượng sản phẩm. Hiện nay, giá vốn của Tesla đứng thứ 12 trên thế giới và có quy trình sản xuất tự động hóa rất cao, đi trước các đối thủ cạnh tranh khoảng 10 năm.
Khi còn là một công ty khởi nghiệp, Tesla đã đưa ra một kế hoạch để biến xe điện trở thành tiêu chuẩn của ngành như sau: (i) Sản xuất một chiếc xe thể thao. (ii) Dùng số tiền đó để sản xuất một chiếc xe giá cả phải chăng. (iii) Tiếp tục dùng số tiền đó để sản xuất một chiếc xe giá rẻ hơn nữa. (iv) Cung cấp các giải pháp phát điện không phát thải trong khi thực hiện những bước trên.
Với cách tiếp cận này, Tesla đã khá thành công trong giai đoạn 1. Các mẫu xe ban đầu như Roadster, Model S và Model X đều là các xe hạng sang, được sản xuất với số lượng nhỏ và có thể sử dụng lao động thủ công để đảm bảo chất lượng cao. Điều này đã giúp hạn chế được những thách thức của mô hình sản xuất ô tô hàng loạt.
Vào năm 2016, Tesla quyết định chuyển sang giai đoạn 2 là phát triển những chiếc xe lớn hơn, với giá cả phải chăng hơn để đưa Tesla vào câu lạc bộ “Công ty ô tô thực sự - real car company". Công ty đã rất thành công khi tung ra một đợt đặt hàng trước cho mẫu xe sedan Model 3, thu hút 325.000 đơn đặt hàng (tương ứng 11,4 tỷ USD). Để đáp ứng các đơn đặt hàng này, Tesla cam kết sản xuất 5.000 xe/tuần vào năm 2018. Đây là cam kết đầy thách thức đối với sản xuất một mẫu xe mới, chưa được thử nghiệm ở tốc độ 2 phút/1 xe. Vấn đề càng trở nên phức tạp hơn khi Elon Musk quyết tâm thay đổi hoàn toàn cách sản xuất những chiếc xe này bằng cách áp dụng tự động hóa một cách triệt để.
Chiến lược tự động hóa năm 2016 của Tesla
Chiến lược sản xuất Model 3 của Tesla bao gồm hai yếu tố chính:
+) “Mô hình tàu không gian ngoài hành tinh”: Để đáp ứng nghiêm ngặt mục tiêu sản xuất của Tesla, Elon Musk đã chọn chiến lược sản xuất không nhân nhượng, đồng nghĩa với "tự động hóa hoàn toàn". Mục tiêu của tiếp cận này là loại bỏ tất cả các nhân viên vận hành và sự thay đổi chỉ dừng lại khi nhà máy trông giống như con tàu không gian ngoài hành tinh. Logic của Elon Musk là tăng cường sản lượng và tốc độ sản xuất xe bằng cách chuyển từ "tốc độ con người sang tốc độ robot". Dựa trên logic này, Musk đưa ra lập luận rằng nếu máy móc có thể thực hiện các nhiệm vụ nhanh hơn, nhất quán hơn và chính xác hơn, thì Tesla nên hướng đến tự động hóa càng nhiều càng tốt và cần nhanh chóng thực hiện.
+) Sản xuất phần cứng như phát triển phần mềm
Elon Musk xuất thân là một doanh nhân trong ngành phần mềm và cách tiếp cận của ông đối với sản xuất phần cứng bị ảnh hưởng mạnh bởi các phương thức phát triển phần mềm một cách linh hoạt. Thung lũng Silicon hầu như hoạt động dựa trên cách tiếp cận "Khởi nghiệp tinh gọn - Lean Startup", thay vì xây dựng một thứ gì đó trong bí mật, mục tiêu là đưa sản phẩm đến tay khách hàng càng nhanh càng tốt để hiểu nhu cầu của họ thông qua trải nghiệm thực tế và liên tục cải tiến sản phẩm để đáp ứng những nhu cầu đó. Điều này rất lý tưởng đối với phát triển phần mềm, vì việc cập nhật sản phẩm và phân phối lại dễ dàng, không tốn kém. Reid Hoffman, người sáng lập LinkedIn và đồng nghiệp của Elon Musk tại PayPal, đã tóm tắt cách tiếp cận này bằng câu nói: “Nếu bạn không cảm thấy xấu hổ về phiên bản đầu tiên của sản phẩm của mình, thì bạn đã tung ra quá muộn”.
Đối với Tesla, áp dụng cách tiếp cận này đồng nghĩa với việc rút ngắn chu kỳ phát triển, bỏ qua các giai đoạn sản xuất thử nghiệm và chuyển thẳng sang sản xuất quy mô lớn. Điều này đòi hỏi họ phải sản xuất hàng loạt một sản phẩm tiên tiến khối lượng cao gấp 100 lần so với trước đây, với một quy trình sản xuất hoàn toàn mới chưa được kiểm chứng. Đáng tiếc, đây là sự khác biệt giữa phát triển phần cứng và phần mềm, khi các quy tắc và phương pháp của phần mềm không thể áp dụng trực tiếp cho việc sản xuất phần cứng.
Hậu quả là “Khủng hoảng sản xuất”
Vào cuối năm 2016, Elon Musk bắt đầu chuyển đổi một nhà máy cũ của GM/Toyota tại Fremont, California, trở thành mô hình “Tàu không gian ngoài hành tinh”. Tesla đã trao cho các kỹ sư sản xuất Model 3 quyền tự do thiết kế lại nhà máy để sản xuất hàng loạt. Công ty đã đầu tư vào việc phát triển năng lực robot nội bộ bằng cách mua lại hai công ty tự động hóa là Grohmann và Perbix. Với tầm nhìn biến nhà máy thành một “tàu không gian ngoài hành tinh”, Tesla đã bắt tay vào tự động hóa mọi thứ trong tầm mắt. Họ đã mua hơn 1.000 robot, bao gồm các cánh tay 6 trục của Kuka và Fanuc và các phương tiện tự động từ Omron. Công ty đã sử dụng những robot này cho các nhiệm vụ quen thuộc như hàn hoặc sơn, cho đến những nhiệm vụ hoàn toàn mới như lắp ráp dây điện.
Đến tháng 4/2018, mọi thứ đã diễn ra không như mong đợi. Công ty tụt lại rất xa so với tiến độ, chỉ sản xuất được trung bình 2.000 xe/tuần và mất 100 triệu USD mỗi tuần. Trong bối cảnh các vụ từ chức hàng loạt, các sự cố an toàn lao động và sự chế giễu từ công chúng, Elon Musk gọi giai đoạn này là “khủng hoảng sản xuất”. Các robot đã không hoạt động như dự kiến, hệ thống robot gặp khó khăn trong việc đạt được tốc độ yêu cầu và không đạt tiêu chuẩn chất lượng. Những thiếu sót nhỏ tích tụ dẫn đến những sự chậm trễ lớn. Tesla đã phải thuê hàng trăm công nhân tạm thời để xử lý các vấn đề gặp phải.
Tại sao điều này xảy ra?
Nhiều người đã đổ lỗi cho việc tự động hóa quá mức dẫn đến “khủng hoảng sản xuất” của Tesla, nhưng nguyên nhân chính là Tesla đã cố gắng làm tất cả mọi thứ cùng một lúc. Họ có một sản phẩm mới, một quy trình mới và một nhà máy mới. Tesla đã thử thách các giới hạn ở mọi cấp độ và đi ngược lại những quy tắc truyền thống.
+) Nhà máy mới: Thách thức đầu tiên mà Tesla gặp phải là chính nhà máy ở Fremont. Nhà máy này được khánh thành vào năm 1962 và cần phải được đại tu hoàn toàn để biến nó thành nhà máy sản xuất xe điện tự động hóa cao của Elon Musk. Tesla có đủ tài chính cho việc này, nhưng vì đã cam kết với các đơn hàng của khách hàng đặt trước, Công ty đã không có đủ thời gian.
+) Sản phẩm mới: Mẫu xe Model 3 được tích hợp đầy đủ các tính năng mới của Tesla và thậm chí đối với toàn ngành. Công ty đã sản xuất mẫu xe này với mức giá thấp hơn bất kỳ mẫu xe nào trước đó. Sự đổi mới quá lớn dẫn đến việc liên tục phải cập nhật và thay đổi trong quá trình sản xuất ở cường độ cao. Trong một quá trình phức tạp, những thay đổi nhỏ có thể gây ra sự sai lệch, và sự sai lệch này sẽ tích tụ qua nhiều bước và có tác động lớn đến những kết quả trước đó. Một ví dụ điển hình là việc nâng cấp cell pin từ Model S. Các cell có dung lượng lớn hơn, nhưng cũng có kích thước lớn hơn một chút so với pin 18650 tiêu chuẩn được sử dụng trước đó. Quá trình tự động hóa được thiết kế để lắp các tế bào pin vào khay nhanh hơn 50% so với các công nhân. Tuy nhiên, thay đổi về kích thước pin đã không được tính toán đến và gây ra tỷ lệ lỗi cao hơn, đòi hỏi công nhân phải can thiệp trước khi hệ thống được thiết kế lại.
+) Quy trình mới: Thiết kế nhà máy cũng sáng tạo như thiết kế sản phẩm. Tự động hóa được sử dụng cho mọi thứ, từ các nhiệm vụ cực kỳ chính xác và phức tạp như lắp ráp dây điện, đến các nhiệm vụ nặng nề như nâng toàn bộ xe. Tesla đã thay thế hệ thống cầu trục cũ bằng 10 robot lớn nhất có sẵn và như phong cách của Tesla, các robot này được đặt tên theo các nhân vật trong X-men.
Sự đổi mới cả trong thiết kế sản phẩm và quá trình sản xuất đã không được thử nghiệm đủ thời gian để đảm bảo độ tin cậy và tính nhất quán. Những thay đổi và biến đổi thường xuyên không được tính toán kỹ lưỡng và những nỗ lực để làm cho tự động hóa trở nên toàn diện hơn với công nghệ thị giác máy tính (Computer vision) và các công nghệ thông minh khác đã không thành công.
Như Bill Gates đã nói trong hai quy tắc về công nghệ của ông: Quy tắc 1: Tự động hóa áp dụng cho một quy trình hiệu quả sẽ khuếch đại hiệu quả. Quy tắc 2: Tự động hóa áp dụng cho một quy trình không hiệu quả sẽ khuếch đại sự không hiệu quả. Để đạt được mức chất lượng yêu cầu, cần có một hệ thống sản xuất được điều chỉnh chính xác. Tuy nhiên, sự đổi mới và bất ổn trong quy trình sản xuất, mục tiêu sản xuất phi lý và số lượng robot mới chưa được thử nghiệm đã khiến Tesla không có đủ thời gian để tinh chỉnh từng ô robot và đảm bảo chúng đạt yêu cầu về tốc độ và chất lượng.
Điều chỉnh chiến lược tự động hóa
Trong quá trình sản xuất Model 3, Tesla đối mặt với nhiều thách thức, trong đó tự động hóa được xem là một trong những nguyên nhân chính gây khó khăn. Các hệ thống tự động hóa ban đầu gặp nhiều vấn đề trong việc tích hợp, dẫn đến sự chậm trễ và những hạn chế trong sản xuất. Tuy nhiên, thay vì từ bỏ tự động hóa, Tesla đã quyết định điều chỉnh chiến lược của mình, chuyển từ tập trung vào tự động hóa hoàn toàn sang việc kết hợp hợp lý giữa tự động hóa và các quá trình khác.
Tesla đã đầu tư vào việc cải tiến các quy trình sản xuất, tập trung vào việc phát triển các dây chuyền linh hoạt hơn, có khả năng thích ứng cao với các thay đổi trong thiết kế và nhu cầu thị trường. Điều này bao gồm việc tối ưu hóa việc sử dụng robot và tự động hóa những công đoạn thích hợp, trong khi các bước sản xuất đòi hỏi tính linh hoạt cao vẫn do con người thực hiện. Nhờ những điều chỉnh này, hiệu suất sản xuất của Model 3 đã được cải thiện đáng kể, giúp Tesla vượt qua khủng hoảng ban đầu và thậm chí còn đạt được các kỷ lục về tốc độ và hiệu quả sản xuất.
Sự thay đổi chiến lược tự động hóa này không chỉ giúp cải thiện chất lượng và giảm thiểu sai sót mà còn cho phép Tesla mở rộng quy mô sản xuất nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Sự kết hợp tối ưu giữa tự động hóa và các quá trình do con người thực hiện đã trở thành một trong những yếu tố quan trọng góp phần vào sự thành công của Tesla, đưa công ty trở thành một trong những nhà sản xuất xe điện hàng đầu thế giới.
(How Tesla Used Robotics to Survive "Production Hell" and Became the World's Most Advanced Car Manufacturer)
