Mens staat centraal in benadering van Toyota om autoproductie en de toekomst van de auto opnieuw vorm te geven
• Mensgerichte monozukuri-evolutie combineert unieke kwaliteiten van Toyota met digitale tools en innovatieve technologie
• Gecombineerde aanpak moet productiviteit 20% verhogen en investeringen in apparatuur halveren – net als voorbereidingstijd voor productie
• Nieuwe stappen richting massaproductie van de volgende generatie accutechnologie
In de onlangs gehouden ‘monozukuri’-workshop – wat staat voor ‘de kunst van het maken’ – vertelde Kazuaki Shingo (Chief Production Officer van Toyota Motor Corporation) meer over Toyota’s unieke mensgerichte benadering van de autoproductie.
Mensgerichte benadering
De mensgerichte benadering op het gebied van de productie erfde Toyota van zijn oprichter Kiichiro Toyoda: ‘we maken dingen ten behoeve van anderen.’
Uit deze filosofie is het unieke en inmiddels befaamde Toyota Production System (TPS) voortgekomen. TPS heeft als doel om de menselijke factor binnen het productieproces te maximaliseren om daarmee de doorlooptijden te verkorten. Daarbij hoort ook de verfijning van jidoka (‘automatisering met een menselijk tintje’). De kortere doorlooptijd door TPS maakt het gemakkelijker om problemen te signaleren en stimuleert de continue verbetering, ofwel kaizen. Toyota is uniek met deze stijl van monozukuri, dat de basis is voor de versnelling van de autoproductie van de toekomst.
Toyota gelooft dat de ‘toekomst van de autoproductie’ een combinatie vereist van een voortdurende ontwikkeling van de mensgerichte benadering en de toepassing van digitale tools en innovatieve technologie.
Continu verbeteren van de mensgerichte benadering
Drie voorbeelden van gebieden waarin de mensgerichte benadering relevant is:
1) Start-up studio
Al sinds de oprichting van het bedrijf moedigt Toyota zijn productiemedewerkers aan om hun vaardigheden, vindingrijkheid en kennis te delen om daarmee nieuwe producten te kunnen creëren en die in massaproductie te nemen. Dit proces wordt tegenwoordig ondersteund met de zogenoemde ‘start-up studio’, waar medewerkers hun kennis delen. Uiteindelijk helpt dit medewerkers om zich snel aan te passen aan de nieuwe productieprocessen die zich telkens weer aandienen. Bovendien is het een plek waar ideeën snel kunnen worden omgezet naar de prototypefase en technologie voor massaproductie.
2) Takumi
Toyota heeft veel hooggeschoolde productieprofessionals – ‘Takumi’ – in dienst. Het continu blijven ontwikkelen van hun vaardigheden beslaat ook een groot deel van de mensgerichte benadering van Toyota. Hun verfijnde werk zorgt voor hoogwaardige afwerking en producten van zeer hoog niveau. Een niveau dat door robots nog niet is bereikt.
Aangezien veel vaardigheden van Takumi gebaseerd zijn op praktische kennis en gevoel, is het doorgeven ervan aan de volgende generatie een grote uitdaging. Toyota gebruikt digitale technologie om de praktische vaardigheden van de ambachtslieden op begrijpelijke wijze te visualiseren voor de volgende generatie.
Deze aanpak leidt nu al tot nieuwe productie- en verwerkingsmethoden. Een voorbeeld: Takumi-ingenieurs kunnen nu gebruikmaken van geavanceerde technologieën om unieke ontwerpen te realiseren, die voorheen te moeilijk waren om in productie te nemen. Een goed voorbeeld daarvan is de volledig nieuwe, stapsgewijze kunststofgiettechniek die met succes is toepast voor de nieuwe Lexus LC.
3) Variatie en flexibiliteit
Het is niet ongebruikelijk om meerdere modellen op één lijn te produceren. In de Japanse Motomachi-fabriek is de complexiteit nog veel groter doordat daar diverse carrosserievormen gecombineerd worden met meerdere aandrijflijnen. Deze mate van variatie vereist een unieke flexibiliteit van de medewerkers. In lijn met het TPS-principe ‘maak het werk van collega’s gemakkelijker’ heeft het signaleren van nieuwe kaizen-technieken (‘continue verbetering’) geleid tot de ontwikkeling van multifunctionele medewerkers. Hun uitgebreide vaardigheden komen van pas bij het aanpakken van toekomstige uitdagingen en de complexiteit van de productie.
Digitale Tools
Toyota gebruikt digitale tools om doorlooptijden te verkorten. Bijvoorbeeld bij de productie van de gereedschappen en uitrusting en om de productiviteit van bestaande faciliteiten te verbeteren. Om de tijd die nodig is voor het installeren en inbedrijfstellen van nieuwe productiefaciliteiten te verkorten, worden digitale 3D-modellen gebruikt om onverwachte gebreken in en mogelijke problemen met productieapparatuur te identificeren om te voorkomen dat dit anders tot langere aanlooptijden zou leiden.
Bovendien halveert het gebruik van zo’n digitale tool de aanlooptijd tot de productie, aangezien mogelijke gebreken in het proces kunnen worden voorzien. Ook in deze fase dragen de productiemedewerkers van Toyota bij door hun kennis en ervaring. Toyota gebruikt verder nog digitale 3D-modellen van zijn bestaande faciliteiten om de productiviteit te verbeteren met verminderde doorlooptijden voor installatie. Deze aanpak heeft ook geleid tot extra geautomatiseerde processen.
Innovatieve technologieën
Ook innovatieve technologieën worden doorgevoerd om de efficiëntie en productiviteit te verhogen. Het verbeteren van de efficiëntie, het verhogen van de productiviteit en het verkorten van de doorlooptijden zijn de aspecten waarin TPS uitblinkt. Toyota identificeert en implementeert op dit moment al snelle winstpunten om de massaproductie van batterij-elektrische voertuigen van de volgende generatie te optimaliseren. Het doel daarvan is om de hoeveelheid processen en investeringen in fabrieken te halveren met de nieuwe modulaire Gigacast-technologie en de ‘zelfrijdende productielijn’.
a. Gigacast-technologie
De nieuwe, innovatieve Gigacast-technologie van Toyota behelst aluminium spuitgieten. Dat maakt veel onderdelen en processen overbodig. Het is ontworpen als een drieledige modulaire structuur. Dat heeft als voordeel dat de fabricage en assemblage kan worden uitgevoerd in een open omgeving.
Nog een voordeel is dat de modulaire architectuur ook het ontwerpen en produceren van een grote diversiteit aan voertuigtypen mogelijk maakt.
Gigacast-technologie vereist de periodieke vervanging van gietmallen, wat doorgaans ongeveer 24 uur duurt. Toyota heeft echter de tijd voor deze wissel aanzienlijk kunnen verkorten door gebruik van zijn knowhow op het gebied van motorenproductie, waaronder het spuitgieten met lage druk. Door gebruik te maken van deze kennis hebben de ingenieurs van Toyota een optimaal gevormde mal ontwikkeld waarmee vervanging in slechts 20 minuten mogelijk is.
Bovendien verbetert het gebruik van eigen analyse-technologie de kwaliteit van de gietstukken, waardoor het aantal defecte mallen wordt verminderd. Door deze unieke architectuur te combineren met de aanpak van gietmallen, streeft Toyota naar een verbetering van 20% in productiviteit ten opzichte van de huidige norm in de industrie.
b. ‘Zelfrijdende productielijn’
Het concept van de zelfrijdende productielijn is al geïmplementeerd op bepaalde lijnen waar gelast wordt in de Motomachi-fabriek. Dit vormt de basis voor de toekomstige productie van voertuigen van de nieuwe generatie. Deze nieuwe interne transporttechnologie zorgt voor een aanzienlijke verbetering van de flexibiliteit van de opbouw van productielijnen. Het elimineert onder meer de noodzaak van transportbanden, waardoor de investering in fabrieken en de aanlooptijden voor productievoorbereiding drastisch worden verminderd.
De zelfstandig rijdende en gedeeltelijk geassembleerde voertuigen rijden met een veilige snelheid door de fabriek. De voertuigen signaleren dankzij hun sensoren mensen en objecten. Alle processen, apparatuur, ontwikkeling en massaproductie vinden in eigen huis plaats dankzij de kennis en ervaring die Toyota heeft opgebouwd via de ontwikkeling van autonome rijtechnologie.
Accu’s van de volgende generatie
Toyota streeft ernaar om zijn volgende generatie Popularisation liquid-electrolyte accu tegen 2026-2027 op de markt te brengen. De nieuwe accu is ontwikkeld om hoogwaardige kwaliteit te leveren tegen lagere kosten door gebruik van lithiumijzerfosfaat (LiFePO) als kernmateriaal. Om de prestaties van de Popularisation-accu te maximaliseren en de kosten zo laag mogelijk te houden, is het essentieel dat de pasta tijdens het coatingproces snel, gelijkmatig en in grote hoeveelheden op het metaalfolie wordt aangebracht. Toyota is daartoe in staat dankzij zijn 26 jaar ervaring in het coaten van brandstofcelstacks en accu’s voor hybride-elektrische auto’s.
In Toyota’s solid-state accu bewegen ionen door een vaste stof. Daarom moeten de anode, kathode en vaste elektrolytische laag strak aan elkaar zijn verbonden zonder openingen. Toyota heeft met behulp van een innovatief mechanisme en synchrone besturingstechnologie een proces ontwikkeld voor het stapelen van accucellen met hoge snelheid en hoge precisie, zonder schade aan de verschillende materialen. De eerste solid-state accu van Toyota is in 2027-28 klaar voor commercieel gebruik.
