为什么汽车工厂可以制造呼吸器?

2月底,中国-世卫组织关于COVID-19肺炎的联合调查报告显示,新型冠状病毒的严重感染率为13.8%,即平均每7.3名感染者中就有一人发展为呼吸困难的严重患者。医用呼吸机已成为目前最迫切和必要的医疗救援设备。

随着全球疫情的广泛传播,尽管各国的呼吸机制造商开始增加生产,但呼吸机的需求缺口仍然很大。据统计,仅美国与德国、英国、法国和意大利之间的总需求缺口就接近100万台。在美国,所有医疗机构拥有的呼吸机总数约为30,000台。

3月27日,当美国有超过100,000例新型冠状病毒感染时,特朗普首次使用了《国防生产法》授予总统的权力,要求通用汽车、福特和其他汽车制造商尽快生产呼吸器,以应对COVID-19中的肺炎疫情。

世界各国政府也紧急呼吁汽车制造商帮助制造呼吸机和其他医疗设备。目前,超过12家跨国汽车制造商正准备生产呼吸机设备,为抗击流行病做出贡献。

当英国、法国、德国、意大利等国的汽车公司与呼吸机制造商合作时,特斯拉通过YouTube公开展示了一款自制的特斯拉呼吸机,该呼吸机全部由特斯拉的汽车零部件制成,以避免挤占专业呼吸机制造商的零部件供应。

埃隆马斯克说,他已经和美国的呼吸机制造商美敦力公司讨论过制造呼吸机的问题。然而,凭借其卓越的工程能力和现有的组件,特斯拉已经制造出了一种可以使用的呼吸器,这着实让网民们吃惊。

显然,罗马不是一天建成的。我们更关心的是特斯拉和这些汽车制造商如何快速改造和生产这些通风机,以及在重大的社会危机下汽车制造商能贡献什么价值?

全球汽车工厂的“呼吸战”

根据不同的应用场景和患者,呼吸机主要分为重症和亚重症治疗呼吸机、新生儿呼吸机、转运和急救呼吸机、家用呼吸机等。其中,市场上家用通风机年产量超过500万台,生产难度相对较小;全球用于重症和亚重症治疗的医用呼吸机的生产能力约为每年100,000台。

由于世界上由新型冠状病毒引起的重症肺炎患者的突然增加,迫切需要数十万到数百万的医用呼吸机。这种巨大的需求缺口需要在短时间内提高生产能力,但在提高现有生产能力方面存在一些困难。

首先,呼吸机涉及成千上万个部件,主要部件在世界上许多国家生产。受疫情影响,一些地区的零部件可能存在产能受阻、供应链延迟等问题,扩大生产规模不容易。

其次,很难找到呼吸机某些关键部件的替代品。例如,空气压缩模块的压缩机涡轮的生产能力有限,因为其核心高速电机仅由瑞士供应商掌握,并且很难在短时间内更换。

第三,即使零部件供应问题得到解决,呼吸机的质量也涉及信号处理和控制算法技术,这是呼吸机制造商多年积累的核心技术,其他企业很难在短时间内掌握。

此外,由于呼吸机属于医疗设备,在各国都受到严格的质量监督,因此在开发生产工装和校准过程中有严格的检验流程。

面对疫情引发的全球性危机,政府、医疗机构、呼吸机制造商和非医疗技术制造商都在全力以赴克服这些困难。3月底,美国医疗器械巨头美敦力公司发布了其主流呼吸机设计文件,并将提供呼吸机的软件代码和其他信息。这种“开源”行为只是为了“增加呼吸机的全球产量”。

就关键部件而言,中国通风机制造

现在,各国政府紧急呼吁汽车制造商改变生产线来制造通风机。由于疫情的特殊情况,许多政府选择“特别批准”汽车工厂生产通风机。各大汽车制造商也纷纷响应,尽力提高通风机的生产能力。目前,我们已经看到的实现方法有:

一是建设和扩大生产线,在短时间内快速生产紧急转移呼吸机和家用无创呼吸机。例如,福特汽车有限公司与通用医疗公司(GE)合作,从爱龙公司生产一种简单的呼吸器,并预计在未来100天内生产50,000种急需的医疗器械。

第二,提供场地和技术支持。通用汽车公司正与一家通风机公司Ventec合作,建造一条带有额外工厂空间的通风机生产线,并提供一般物流资源和专业技术来制造更多的通风机。

第三,零件制造。例如,德国大众在世界上拥有125台领先的工业3D打印机。研究人员正计划利用工业打印机复杂的铣削和3D打印技术,这种技术可以在短时间内制造大量呼吸机所需的一次性耗材。意大利法拉利母公司FCA和零件供应商马瑞利正与通风器公司Siare合作,为通风器零件的生产和组装提供支持。

第四,依靠汽车零部件生产全新的呼吸机。4月6日,特斯拉发布了一段视频,展示了一个原型呼吸机。通风机使用大量特斯拉自己的零件,因此设备可以根据现有的供应链和库存生产。

疫情正在肆虐,未来几个月有必要增加数十万台呼吸机的生产能力,这对全球供应链和制造商来说是一个严峻的考验。全球十多家汽车工厂的快速转型以及它们在一个月内取得的成就确实令人惊叹。我们不禁要问,为什么是汽车制造企业而不是其他制造行业负责通风机的生产?

从汽车到呼吸机,您依靠什么能力来实现快速“转变”?

世界主要汽车制造商几乎总是开始生产呼吸机,这不能用巧合来解释。这背后的原因是汽车制造业拥有其他制造业无法比拟的优势。

然而,世界上第一台呼吸机是由汽车制造商制造的,这是一个巧合。1950年,小儿麻痹症在全世界爆发。莫里斯汽车公司的莫里斯勋爵设计并制造了世界上第一台呼吸机,成功地挽救了成千上万人的生命。

现在历史似乎在重演。政府和汽车制造商都试图在第一时间通过汽车公司的技术能力和优势来实现呼吸机生产率的快速提高。

从共同的观点来看,通风机制造和汽车工业都属于机械制造行业,都依赖电子和气动技术。汽车制造商可以在技术、成熟的装配工人、物流和采购方面为通风机生产提供帮助。当然,汽车工厂设备和生产线的清洁度不足以直接支持呼吸机等小型医疗设备的生产。因此,新生产线的建设、工人的培训以及备件的供应和组装都需要通风机制造商的指导,而改造和改变生产的效率已成为汽车公司应尽快解决的难题。

从更深的角度来看,与大多数其他制造业相比,汽车制造业具有更强的设备设计集成和精益生产过程的能力。由丰田公司倡导的精益生产是一个系统的结构系统,包括生产计划、过程转换、成本、人力资源、供应链协调和产品生命周期管理。与传统的大规模生产不同,精益生产的特点是提供一种“小批量、多品种”的生产管理模式。

精益生产能力将有助于汽车公司更快地转化为呼吸机的开发。特斯拉的表现在这场通风机产能的战役中尤为突出。为了避免竞争有限的呼吸机部件资源,特斯拉利用3型上批量生产的部件组装呼吸机,并根据呼吸机的工作原理,迅速开发出一套不同于传统呼吸机的新设备。当然,困难仍然存在。尽管马斯克说他已经获得了美国食品和药物管理局的批准,但从样机到工厂生产,这种呼吸机的产品质量和大规模生产能力仍然未知,这需要特斯拉进一步解决。

此外,在目前整车生产几乎停滞的情况下,汽车制造商的闲置产能和工人可以腾出资源来帮助通风机生产。这些汽车公司的内部动机和社会责任也是勇敢地面对困难,给予国家和人民一切可能的帮助。

仓库的一般生产能力,社会和经济的碎石

众所周知,工业制造是一个国家强大与否的关键因素,汽车制造业是工业制造的支柱产业,反映了一个国家的工业水平和制造实力。汽车产业涉及许多上下游产业链,提供了数千万个就业机会,创造了巨大的国内生产总值产值。

同时,现代汽车制造业具有高度模块化、定制化和产业链快速协调的特点,可以称之为“通用制造”能力。在基础制造业大部分外包给劳动密集型领域的前提下,车辆段保留的精密制造和一般制造能力可以在关键时刻起到快速转型的作用,成为社会经济的重要“制造压舱石”。

在国际突发事件的情况下,汽车制造商可以快速转化和开展大规模、有组织的应急物资生产能力;在战时,汽车制造商也可以转而生产与乘用车高度相关的坦克和其他军事装备。在疫情期间,仓库可以迅速改用医疗防护材料。例如,中国的上汽通用五菱和比亚迪可以在短短十几天内通过生产线改造开始大规模生产口罩、消毒剂和其他产品。此外,五菱汽车可以快速交付全自动口罩生产线,大大提高口罩的生产能力。

受疫情影响,全球14家跨国汽车公司关闭了数百家海外工厂,以保护工人健康。全世界的汽车公司都在经历严峻的生存考验。然而,由于汽车公司关闭几个月,一系列更严重的经济和社会连锁反应将在未来触发。

同时,对疫情的更大考验是,汽车制造商需要用自己的生产能力和生产技术在最短的时间内为一线防疫医疗机构和患者提供救生医疗设备。在目前没有特定药物和疫苗的情况下,呼吸机已经成为拯救成千上万人生命的最后一道防线。汽车公司无需任何投资就能支持这种医用材料的生产,这无疑将为各国的防疫工作带来最直接、最有效的帮助。

只有尽快克服疫情,恢复正常生产,汽车企业才能迎来新的活力。现在,“抗流行病”的贡献将成为消费者未来选择汽车公司的重要考虑因素。