令人震驚的特斯拉機器人

近日，特斯拉人形機器人亮相世界人工智慧大會，展現了全新的關節設計結構。

有分析師指出，特斯拉有望藉助中國零件製造出更高性價比的機器人，複製蘋果產業鏈的高階生態體系。

▍複製與重構

蘋果花了二十多年和數十億美元在中國打造了一個複雜度前所未有的供應鏈模式，幫助iPhone坐擁全球12億用戶，2022年出貨量達2.26億台。

如今，特斯拉的人形機器人作為一個跨時代的新產品，借助龐大的市場訂單預期，同樣試圖在中國重塑一個人形機器人的全新製造體系，以「特斯拉標準」打造供應鏈的奇蹟。

比較兩家企業的做法，我們會驚人的發現，一款優秀的產品，往往很難透過市面上已有的零件加減修改得到。 正向設計與產業鏈協同合作，是企業產品與綜合實力進一步躍升的基本要素。

1998年，庫克開始負責蘋果的電腦生產業務，其做法獨特且難以理解，對蘋果供應鏈的早期發展產生了重要影響。

在當時，蘋果沒有採用現成的零件，而是大量選擇做客製化，這會帶來成本大幅度的提升。

但蘋果堅持親自設計這些零件的製造流程，並以前所未有的規模和靈活性將這些客製化零件組裝成極其複雜的系統。

這顯然並不容易。為此，在過去的十五年中，蘋果一方面透過行銷獲取更大量的訂單以吸引和回饋供應商，另一方面也在中國逐步建立了一個極其複雜、深入且高成本的供應和生產體系。

為了確保這個過程的穩定可控，蘋果一直在向中國派遣其頂尖的產品設計師和製造設計工程師，完善和打磨產品製造流程。

來到中國後，這些蘋果工程師會在幾個月的時間裡，協同設計新的生產流程，監督生產過程的細節完善，直到生產跑通跑順、正常運轉，同時還要密切關注供應商的生產是否合規。

設備也是蘋果投資的一部分。 除了大量人力資源投入，蘋果還斥資數十億美元，與供應商共同購買客製化設備，並開發一些獨家專業技術。例如鋁合金機身一體成型技術、特殊焊絲材料的應用技術等都在當時讓世界為之震驚。

有統計表明，隨著早年iPhone產量的增長，蘋果在中國的「長期資產（主要用於生產製造的設備）」價值從2009年的3.7億美元飆升至2012年的73億美元。

當時，這個數字已經超過了蘋果所有建築資產和零售店價值的總和，其中有很大一部分是蘋果購買的先進CNC工具機。

也因此，蘋果的標準、供應鏈系統成為蘋果進入全球市場、建立技術競爭力的產物，也往後多年一直深刻影響蘋果和中國。

換句話說，庫克將蘋果產品的生產從美國轉移到了中國，在中國建立起極為高效的供應鏈體系，真正完成了賈伯斯的設計，為蘋果的崛起奠定了基礎。

特斯拉目前正在努力設計一款市場上獨一無二的全新人型機器人。馬斯克來到中國，探索中國供應商中尋找新的產業鏈重建機會。

從設想到建模，再到加工成為一個可以工作的機器人，特斯拉機器人團隊不僅將先進的造車理念融入機器人製造，以智能高效的研發速度，重塑機械藝術，而且試圖在零件的選擇與採購上，開始建立起自己的標準。

對於零件以及供應商的篩選並非想像中那麼容易。蘋果最初使用一種「首要原則（first principles）」的向下追溯方法來尋找供應商。

在當時，蘋果會與供應商進行幾個小時的詢問、協商，再讓工程師與供應商承諾、確定大規模生產蘋果所需的定制零部件數量，但條件是必須有效地掌握供應商的技術研發路線圖，同時以便全面了解成本、設計和量產等各環節可能出現的任何問題。

但如果確定合作，蘋果會幫助供應商共同改進升級產線，這相當於會把自己買來的設備放在了別人的工廠裡。這一舉動也使得蘋果受到了更多供應商的青睞。

透過堅持遵循這種嚴格的供應鏈篩選、培養的流程，蘋果伴隨著供應商成長了約十年時間，才建立瞭如今成熟的產業鏈體系。

▍體系化的力量

在此之前，與蘋果的密切合作已經帶給供應商巨大利益，這也使得供應商願意聽從蘋果的指揮與建議。

例如2000年富士康營收約30億美元，2010年，富士康營收已經達到了980億美元，超過其五大競爭對手營收之和。而到了2022年，富士康的營收則達到了2,142億美元。

在訂單拉動的強化議價權和話語權下，對零件細節的把控使得蘋果公司供應鏈能保持高效運作。

當其他廠商還在忙著與供應商協商規格說明書，蘋果的工程師已經非常擅長於對供應商的標準規格提出更細節的問詢。 他們相信，當問的問題夠多時，也很快就會發現問題的癥結到底在哪裡，進而迅速解決問題。

這也讓蘋果工程師能夠很快從整體來到細節，再從細節處完善整體，最終推動供應商去被動接受這種一點點小細節的改進。

除了設備，蘋果對於資源流通的把控也做到了極致。

自2008年以來，蘋果供應鏈中至少有2,360萬名工人流動，流動率極高。供應廠商圍繞蘋果公司的需求，在周邊城市和地區，形成了一定技能組合的勞動力資源，一定形式的生產配套組合，然後細化。

最後這條產業鏈上既有了各類工作的分包商，又有各類細分專業領域公司，

這種模組化的勞動力配比，能實現更靈活性的生產力資源組合，也使得蘋果公司在擴產或改良流程後，能很快找到對應資源，完成了高度發達的製造業生態系統搭建。有分析認為，如今蘋果只需1.4萬人就能對全球供應鏈中150萬名工人每週的工作進行監督把控，這是一種體系化的力量。

庫存週轉率的提升反映出龐大的體系化優勢。蘋果的電子產品總是能做到一枝獨秀。蘋果的庫存週轉率是諾基亞的2.5倍，是可口可樂的12倍，從數據角度來看。

因此，有人擔心，人形機器人的複雜成本和生產流程可能難以實現高庫存週轉率。如何解決這個問題，可能需要特斯拉更長期的體系建設投入，才有望朝著馬斯克提到的100億台機器人數量不斷迭代邁進。

▍特斯拉的正向設計

好消息是，如今特斯拉也已經在篩選和幫助著自身的供應商，開始初步比對和測試著送來的供應商樣本。

不同點在於，得益虛擬模擬、3D列印等先進技術，特斯拉在研發到生產上，採取了槓鈴式的垂直開發流程。即重視前後兩端的原型設計與虛擬模擬測試。這使得特斯拉在設計早期能將更多精力投入在產品改良以及參數優化上，而非中間的製造環節。

例如在研究特斯拉機器人Optimus的執行器時，特斯拉正嘗試一種具有馬達和齒輪組的驅動系統，將齒輪組進一步參數化和虛擬化建模測試，從而完成每一個細節性部件的重新設計重構。

有機構判斷，本次亮相的特斯拉人形機器人Optimus搭載手臂、手掌、腿部各12個電機，脖子與軀幹各2個電機，共40個電機，均採用了類似全新的部件和結構設計方式，形成旋轉致動器和線性執行器兩種主要形式。

至少需要包含3個系列的馬達 行星滾柱螺桿執行器，以及3個系列的馬達 諧波旋轉執行器。當然也不排除更多我們無從得知的新型零件。

隨著特斯拉產業鏈的邊際變化愈發明顯，特斯拉這種全新的零件生產和組合方式，已經帶動了例如行星滾柱絲槓、空心杯馬達、滾針軸承產品等全新零件的市場。

因為例如人形機器人的手指等零件，零件的空間狹小，人形機器人手指關節未來必然需要配備更多小型化且能夠輸出較大力的馬達。目前來看，類似新型空心杯馬達的確能更完美契合人形機器人對應手指關節輕量化、高精度等需求。

這部分產品優勢雖然在於能夠自鎖&提供更大的推力，但難度在於體積小，螺母加工難度較高，在原先市場上的綜合需求量較低，因此大多需要定制開發和生產。

特斯拉對於市場給出的較高預期下，使得零件企業目前正爭先恐後嘗試與特斯拉達成合作。機構指出，假設特斯拉機器人達到百萬台量級、單台成本可望達到19萬元，其中單台機器人空心杯馬達模組價值量約7,200元，這或許也使得供應商願意嘗試為特斯拉單獨開模客製化產品。

得益於特斯拉正尋找中國供應商比樣的消息推動，在此之前，例如鳴志電器、江蘇雷利等企業在二級市場上的股價因此大幅抬升。而曝出相關樣本已送至美國特斯拉試驗結果良好並獲得較高認可的南方精工更是一度成為明星標的。

市場的炒作邏輯也非常簡單，一方面空心杯應用領域較高端，設計及製造壁壘高，看好人形機器人這一應用對空心杯電機市場規模的拉動，另一方面特斯拉供應商也有望複製當初蘋果供應商的合作成長軌跡，值得進行投入。

在獲得了供應商的初步支援後，特斯拉借助模組化的自主設計，很快就能夠借助零件形成幾套整體開發方案，接著讓供應商根據這套方案和指標進行加工成型。

接著特斯拉的工程人員會將這套方案放到虛擬模擬軟體中，根據模擬現實環境的模擬軟體，進行細節的演練、調參，得出最適合機器人運動的動力學參數，並根據現實情況，判斷零件在某些動作中的問題，優化模組化執行器的結構和封裝，完成一個正向設計的循環 。

得益於從零開始進行完整的系統設計，導致工程師能夠按照設計需求對產品進行深度且細節的優化，最終快速交付和迭代設計成果。

這種從0-1的垂直設計流程，能夠讓特斯拉的工程人員深入到設計電磁學和齒輪組，並完成非常簡潔緊湊的封裝設計，讓最終機器人的體積、運動能力達到一個理想的狀態，也大幅減少了最終系統整合的工作量。

▍結語和未來

目前特斯拉的人形機器人生產正處於供應鏈合作的初期階段，供應商清單尚未公佈。但如果按照特斯拉最初的設計方案，一個仿人機器人可能最終需要有超過200 個自由度，其中光是手部就有27個自由度，同時快走功耗只有500W，這必然需要一個非常龐大的供應鏈進行支撐。

當頭部的供應商出現後，後來者想要模仿和超越這種供應鏈端帶來的技術護城河就並非易事。 例如在中國手機需求量全面爆發的階段，為了跟上蘋果的步伐，當時全球手機廠商陸續來到中國開始向供應商尋求幫助，最終提供知識產權以換取更快速的反應，從而縮小與蘋果之間的差距。

蘋果的一系列供應鏈體系建構行為，幫助中國供應商獲得了更多訂單，這種數量級上的優勢重塑了全球手機產業，也使得供應商提升了對尖端製造業的理解。當然，蘋果也在這場供應鏈的合作中成功坐上了全球電子科技領域的王座。

對蘋果來說，目前放棄這個供應鏈系統已經十分困難。因為即使其在中國以外的地方建立的工廠，工廠的分包商和供應商依然來自中國大陸，蘋果和中國很大程度上是深層產業合作的捆綁。

現如今，機器人作為一種全新的產品形式，已成為科技與產業發展的焦點。而我國已經工業機器人裝置量超過了全球總量的50%，連續九年位居世界首位，同時再一次擁有了令全球矚目的完備產業鏈。

目前來看，國產硬體供應商已經具備強大的低成本大規模量產能力，最有望率先導入特斯拉機器人供應鏈，搶佔產業先機。

如果馬斯克的機器人零件最終選擇了中國供應商，或許一點也不讓人奇怪。

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