探访戴森新加坡总部,我们找到了戴森爆品的「源动力」

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05-15 08:28

发迹于英国威尔特郡,每一台产品上都标注着「马来西亚制造」,但戴森真正的「源动力」来自马六甲海峡的一个弹丸之国。

距离新加坡市中心大约半小时车程的工业园区 West Park,是戴森先进制造中心的所在地,这个成立于 7 年前的工厂,仅仅承担一个零部件的生产——数码马达。

从最近被网友调侃为「吸柳絮利器」的无绳吸尘器,到 Tony 老师们人手一把的吹风机,到能够自动吸附头发的卷发棒,一个不足拳头大小的数码马达,以超高的转速和科技含量,驱动了戴森绝大多数产品线,以及这家家族企业百亿的商业利润。

▲ 戴森 West Park 工厂  图片来自:straitstimes.com

七年如一日,伴随着机械切割、传送带以及机器脉冲的噪声,20 多种零件在这个占地 4200 平方米的车间里开始了从坯件到马达的奇幻之旅,50 台全自动化的机器周而复始分工协作,制造出的马达会被运送至马来西亚的制造基地,产品会在那里完成最后的组装,然后销往全球 75 个国家和地区。

在社会化分工如此发达、生产外包成为制造业主流方式的今天,戴森正在用既古老又现代的方式,牢牢地把控自己的核心竞争力。

戴森创新千万条,数码马达第一条

我们进入某个市场只是因为我们对某个技术感兴趣。比如我们做干手器时也不是因为我们想开拓厕所器材市场……而是因为我们正好有合适的技术,想制造出一些功能良好、受到人们喜爱的产品。

戴森创始人詹姆斯·戴森口中「合适的技术」就是数字马达对于气流的操控。吸尘器、干手机、吹风机、电风扇……看似纷繁复杂互不相干的产品,其实都内藏一颗马达。

▲ 戴森创始人詹姆斯·戴森

与马达的渊源几乎伴随了这家公司的诞生与发展。1979 年,詹姆斯·戴森买了市场上最好的 Hoover 牌吸尘器,但吸尘效果却令他失望。戴森意识到马达是吸尘器产品的核心,他决定打破业界直接从第三方采购马达的做法,自己动手丰衣足食。

什么是好的吸尘器?戴森地板清洁品类副总裁 John Churchill 给爱范儿列了三个指标:「吸尘表现,即使是地板缝隙和地毯里深藏的微尘也能够吸走,其次是持久的吸力,不会随使用时间导致吸力衰减,然后就是持久的运行时间。」

▲ 戴森 V11 吸尘器

这三个要求对马达的功率和效能提出了很高的要求。但是当时市面上的马达,不仅体积和重量庞大,而且效率低下。这些采用了碳刷的马达,是以移动部件相互接触的方式推动马达转子的旋转,日积月累的摩擦会使碳刷磨损,导致吸尘器的吸力减弱。

此外,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。

数码马达放弃了碳刷设计,马达的转子并不与任何物体产生接触,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。

戴森的 12 人工程师团队花费了将近五年时间,开发出了第一台切换式磁阻数码马达——X21,它用在了日本市场销售的 DC12 气旋吸尘器上。

从 X21、V2、V6、V7 直到最新的 V11,戴森最初的切换式磁阻马达已经演变成如今的无刷直流马达,不仅体积更小,而且提供的功率密度更高。正是因为同时兼顾了体积和性能,才使得许多标新立异的设计得以实现。

镂空的吹风口是 Supersonic 最引入注目的设计。与传统电吹风马达安装在吹风口不同,Supersonic 的马达是装在手柄里的,这也减小了传统电吹风所谓的「哑铃效应」——头重脚轻式的电吹风会使手臂酸疼。

这就要求马达必须拥有更小的体积以及更高的转速。

▲ 戴森 Supersonic 吹风机和 V9 马达

Supersonic 里的那颗 V9 是戴森迄今为止体积最小的马达,但它能每秒带动 13 升的空气吹过直径仅有 27 毫米、相当于 2 便士硬币大小的圆孔。每分钟转速 11 万,是传统马达的 8 倍,但重量和尺寸都大幅缩小。

外观和设计可以被山寨,但那颗马达却难以复制,所以戴森并不担心市面上抄袭戴森的对手。

在接受爱范儿的采访时,John Churchill 说:

把数码马达技术把控在我们自己手上非常重要,它涉及了大量知识产权,所以在设计和制造的整个环节我们都亲力亲为。

为了制造理想的马达,戴森做了哪些事?

我们的产线可以连续跑 4 个小时,不需要人工的介入。

Cheng Yue 指着车间鳞次栉比的装配线说道。2012 年 West Park 的工厂开工投产不久,毕业于新加坡国立大学她以机械工程师的身份加入了戴森,机械工程专业的她对马达的制造流程轻车熟路。

数码马达的精密结构要求极高,人工无法在保证生产效率的同时保证精确性,只能把工作交给机器人。

转子是马达的核心部件,充当旋转磁场。在开发马达中的转子时,每一个转子都必须保证质量的平衡,才能让转子减少振动,降低噪音。

这一关键的环节用到了一种叫平衡机的设备,它能以最高达每分钟 120000 转的速度测出转子不平衡的部分,然后交给另一台机器做不平衡的矫正。

零件的黏合也是机器人的优势,由于马达的精简结构非常紧凑,零件的黏合精准度要达到 1mm 以内,同时不能有胶水溢出,这项工作只能交给机械臂完成,机械臂上的针孔可以保证位置的精准度,同时控制胶水的量。戴森使用的 17 种胶水,除了一部分是市面上现成的,其他都是专门找供应商研发的胶水。

转动轴的材料同样决定了马达的性能。Cheng Yue 告诉我们,在 V10 之前,戴森使用的都是钢材质,但钢轴心可能会造成 2-3 微米的误差,影响马达运转性能。戴森工程师最终找到了新的材料——陶瓷。陶瓷的硬度是钢的 3 倍,但是密度更小,更加稳定。

声音同样是马达需要考虑的性能指标——大功率意味着噪音。不管是 F1 现场还是驾驶喷气式飞机,降噪耳塞都是必备外设。

「马达的设计并不是转得越快就越好。」工程师向爱范儿解释。为此,戴森在新加坡研发中心建了一间声学实验室。

▲ 戴森声学实验室

工程师会把产品放在这间验室中央进行试验,墙壁布满的楔形吸音海绵能够完全消除低至 100 赫兹的音波反射,周边数个高灵敏度定向采音麦克风会对噪音进行采样分析,然后马达和空气动力学工程师会综合声学对马达进行改进。

吹风机 Supersonic 的 V9 马达就这里完成了一次蜕变。当时,工程师发现 V9 体积太小,转速太大,吹风机会发出类似牙医钻机那种尖锐的声音,令人感到不适。

后来,戴森在传统马达 11 个叶片的基础上增加了 2 个,这使得马达产生的其中一个声音频率调协到人类听觉范围之外,也就是超声波。正因为如此,Supersonic 的噪声远小于同类吹风机。

Supersonic(超声波)这个名字也由此而生。

行业中的异类

▲ 戴森新加坡科技园区前台

在家电和消费电子行业,「贴牌」是一个公认的秘密。

贴牌犹如顾客去蛋糕店定制生日蛋糕:代工厂(蛋糕店)设计出好几款样品,供品牌商(顾客)挑选,再根据品牌商的要求,在设计上做一些修改和定制,然后贴上品牌商品牌进行销售。

这类代工厂被称为 ODM(Original Design Manufacturer)。从飞利浦彩电,三洋洗衣机到网易严选的家居,那些顶着欧美日本品牌光环的家电,背后都藏着一家不为人知的原始设计制造商。

上世纪 70 年代,在社会化分工和专业化利益的驱动下,电器行业的设计、生产和品牌逐渐分离。ODM 其实社会化生产的产物,它意味着低成本和大规模制造。

代工产品未必低劣,却难逃平庸的魔咒——品牌商日益增长的性能要求与不断压低 ODM 价格的矛盾,使得突破性创新很难在 ODM 模式下孕育。

这一定程度上可以解释戴森今天的成功:它不但在上游研发和设计投入大量成本,还把核心技术的制造环节牢牢地把控在自己手上。

相比顶着光环的上游的研发与设计工作,下游的制造难以被人关注,但恰恰是这些机械、低调与隐秘的工作,决定每一颗马达的吸力是否强劲,轴承是否坚固、噪声是否合理,影响着千万消费者最直接的感受。

John Churchill 告诉爱范儿,市面上没有现成的设备可以满足戴森的设计和大规模生产需求,于是他们找供应商设计开发了整个生产流程。研发人员需要亲自参与机器人的设计,包括机械手如何移动,应该达到何种标准。

「在过去 15 年,我们在数码马达的投资超过了 3.5 亿英镑。」戴森全球工程及运营副总裁 Scott Maguire 告诉爱范儿,West Park 的工厂耗资 5000 万英镑,但换来了一劳永逸的成果:平均算下来,每 2.6 秒一个数码马达就可以完成组装。截至目前,已经有 4000 万台数码马达从工厂下线。

外界常常把戴森比喻成家居界的苹果:产品体验优秀,精于设计,但价格不菲,公司也具有浓厚的工程师文化。但詹姆斯·戴森并不希望把公司做成苹果那样的规模——他拒绝上市。

没有周期性对经营的压力,戴森得以将每年将利润的 1/3 投入到研发中,不少研发项目一搞就是 10 年以上。研发和制造不惜代价的双重投入使得戴森很难控制成本,这其中也不乏高昂的失败案例:比如戴森曾经推出过一款名为 Contrarotator 的洗衣机,它有两个滚筒,转速比一般的洗衣机也更快,然而市场反响平平,无奈宣告停产。

▲ 戴森 Contrarotator 洗衣机

做更好的东西,赚更多的钱,反哺研发做出更好的产品,反哺制造改造更先进的生产线,制造更好的东西,这就是戴森的商业逻辑。

2018 年,戴森公司利润突破 10 亿英镑大关,而两年前,这个数字还是 6.31 亿英镑。

戴森每年会推出大约 15 款新产品,除了一两款属于迭代更新的产品,每年正在进行中研发项目的大约有 40 个。

电动汽车是戴森唯一公开的 next big thing——信心同样来自公司在在数字马达技术、电池、空气动力的经验,相比家电,造车不仅更依赖研发和制造,产业链也更为复杂和冗长。

▲ 图片来自:Autocar

在戴森计划投资的 20 亿英镑中,一半用于研发新型的固态锂电池,另一半就是建设工厂。

去年,戴森在英国投资两亿英镑打造了一个 750 英亩哈拉温顿园区,目前已投入运营,招募了 400 名资深汽车工程师,新加坡制造基地很快也将破土动工,计划于 2020 年落成。

在 V11 生产线上,其中一个环节是在每一个零件上写入代码,这么一个简单的步骤,可以让戴森追踪到销往全球每款产品甚至每一个零件的批次。

「不管哪一台机器出了问题,我们都可以追到它的来源,时间、地点、批次、货源。」Cheng Yue 说。

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