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如何制造更好的汽车

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2015-04-28 13:34:57

如果说以“自动驾驶”+“车联网”为特征的数字化洪流为汽车拓展了激动人心的功能空间,那么在“互联网+”的融合下,传统制造也由此打开了更具想像力的未来。经营环境的深刻变革促使汽车企业锐意转型,以新的思维方式和工作方法主动拥抱互联网,是时候构建新型商业模式了。
基因里带有“未雨绸缪”特征的丰田汽车再次走在了前面,它正在对汽车生产的所有环节进行调整。基于“丰田全球新架构”Toyota New Global Architecture(TNGA)的体系力支撑,丰田着力于生产“更好的汽车”以及建设“更好的工厂”。
3月正是日本樱花盛开的最美季节,位于日本爱知县丰田市的试验工厂里静谧而深邃。作为来自中国的惟一一家媒体代表,《汽车人》记者见证了丰田发展史上的又一个历史性时刻。
“为了制造更好的汽车,就必须倾听世界各地顾客的声音。”丰田汽车主管研发的副社长加藤光久说。他认为,环顾全球汽车产业,研究开发竞争正日趋激烈,通过环境与安全技术、利用数字化来提高汽车的竞争力,已成为企业的生命线。“丰田必须建立起即使面临燃效限制强化和需求急剧增减也不会轻易动摇的经营体制。”
虽然在销量和利润方面,丰田都已经跻身全球第一。但对于能否实现丰田社长丰田章男经常重申的“持续增长”,摸索才刚刚开始。
在截至去年的2014年3月份的上一个财政年度里,丰田的营业利润达到创纪录的2.29万亿日元,而26万亿日元的总市值超过了其他日本汽车厂商的总和。它手头拥有的6万亿日元资金超过了日本全年的公共事业费——无论从哪个角度衡量,丰田如今达到了过去任何日本企业都难以企及的高度。
但对丰田章男来说,“仅仅拥有现在强大是不够的”,美国通用汽车因在巅峰时刻陷入破产的教训对他印象深刻,他多次强调:必须思考未来30年的长期持续增长。
“在有能力投入经营资源的现在,将积极为将来的增长进行播种”,按照这一理念,过去一年里丰田投入的研发费用达到创历史新高的9600亿日元。此外,设备投资也投入超过1万亿日元。以已经恢复盈利能力作为起跑线,丰田开始加速布局未来。
TNGA架构正是丰田未来所有事业发展中最基础的一环。它的核心思维包括设计、开发与生产在内的“汽车制造本身的改善”。在制造“更好的汽车”上,丰田将通过更新动力总成和平台并进行整体式新开发,使汽车的基本性能和产品吸引力实现大幅提升;至于建设“更好的工厂”,丰田将继续暂缓建设新工厂,最大程度地有效利用现有工厂产能,同时推进开展降低换款时的设备投资的相关工作,从而确保生产体系的领先。
虽然以Architecture(架构)加以命名,但在开发思路上,TNGA与大众的MQA、沃尔沃的SPA以及标致雪铁龙的EMP2等平台化战略本质趋同,那就是利用模块化组件,降低生产成本和开发难度。
由于模块化具有十分广泛的通用性,也因此成为百万辆级企业开发生产的必然趋势。在同一平台上开发车型,共享相同零部件,将成为未来厂商的首选,并将在很大程度上帮助厂商节约研发成本。
客观来说,丰田并不是第一个应用平台化战略的车企,因此与竞争对手的比较不可避免,谈及此,丰田汽车副社长加藤光久骄傲地告诉本刊记者:“TNGA的领先性不止是一星半点。”
在应用TNGA架构后,丰田的目标是,未来TNGA平台产品零部件生产能达到80%以上,产品开发成本降低20%。汽车动力总成可以提升大约25%的燃油经济性,动力输出可以提升15%;除了传统的燃油汽车之外,燃料电池和锂电子等多能源系统也同样适用在TNGA平台上。
关于TNGA的先进性还有待后期体现,在经过一下午的实地工厂参观后,丰田架构的独特性已给记者留下了足够的印象。这不仅体现在丰田对生产设备与技术精益求精的“改善”Kaizen,更在于在当前互联网时代下,丰田果断地提出生产制造的精髓:“将匠人精神注入数字化”,从而再次完美地用东方哲学指导了现代化生产。
早在70多年前,丰田汽车创始人丰田喜一郎就曾经提出:“人,是丰田最宝贵的资源,我们坚信最好的汽车是人造出来的,而非机器。”而所有关于“人”的阐释里,“工匠精神”是丰田制造最为推崇的。
与一般自动化生产完成的大规模制造不同,汽车在自动化生产的同时需要依靠人工进行精密的个体检测和调校。工业4.0概念下的机器虽足够智能,但无论是3D打印生产还是激光焊接,它们并不能涵盖生产中不断改善、精雕细琢的精神。人的价值才是“工匠精神”的核心。
正是这种以人为本的理念,我们看到在丰田生产线上一道独特的风景线,即人与机器完美的配合。巧妙的是,丰田将匠人的手艺活通过测量关键数据进行抓取,以使机器生产也能够达到此类效果,从而将机器人变成匠人。
雷克萨斯的漆面工艺向来是业界翘楚,镜面般的效果源于在喷涂时弧度、角度以及力度上的精雕细琢,以往这只有纯粹的手工操作才能够呈现,但采用完全模拟人动作的数字化机器人已能够实现这一效果。
如何制造更好的汽车?一百年来的生产工艺和科技手段在不断提高,这一问题答案的呈现结果也不尽相同,对丰田来说,不管技术手段如何变化,其核心指导思想一直如初,那就是:“不断地思考与改善,更重要地是挽起袖子,让手上也有汽油的味道,更近距离地去接触汽车,亲自驾驶汽车。”
处于互联网思维与粉丝经济的新界面,摆在所有汽车生产企业面前一个共性话题是:如何看待并处理“以人为本”?愈加集成的模块化、平台化生产,是否会消除产品和品牌之间的差异性?丰田用它的实际行动做出了解答,那就是将工匠精神注入数字化,将生产线上的一台台机器人变成精于此道的大师。
互联网时代,消费者需要更极致的产品和体验,如何制造一辆更好的汽车?工匠精神或许是不变的解答,惟有反复磨砺、埋头苦干,才能将产品同样做到极致。在注入了工匠精神的数字化生产和产品后,传统制造业将走得更快更远。
 
“模块化”成为未来生产主流
 
对于平台化战略,产业界实际上并不陌生,包括大众、PSA以及沃尔沃在内,都已推出了自己相应的战略构想。虽然TNGA的叫法很新鲜,但它所涵盖的基本思想早就有实践。20世纪90年代,丰田推出了“世纪战略车”NBC平台,在NBC基础上,国内先后推出了国产夏利2000和一汽丰田的第一款产品威驰。相对于NBC平台,时隔20年后的TNGA无论在理念还是先进性上都不可同日而语。
2012年3月,丰田首次宣布将启动TNGA模块化平台,2013年丰田进一步指出,系统将使用新模块化平台的车型的零部件共享程度,由初期的20至30%最终提升至80%左右的比例。今年3月,丰田再次明确,将在TNGA上更新动力总成和平台并进行整体式新开发,使汽车的基本性能和产品吸引力实现飞跃性提升。在此基础上,将推进团队开发的零部件、总成的灵活通用工作。
丰田预计,采用TNGA后,开发资源将较以往降低20%以上。同时还将与供应商合作推进降成本工作,并将通过成本降低后获得的资源重新投入到现有技术和产品开发中去。
TNGA还涵盖全新一代的动力总成。通过平台和动力总成之间的配合,在实现高性能、低油耗的同时,使得汽车外观更炫目,驾驶性能更出众。
丰田表示,在全新TNGA平台导入之后,新一代丰田汽车的车身强度将可较现有车款提升30%~65%;发动机油耗表现提升25%,动力性能则提升15%;油电混合动力系统的性能也将有着15%以上的提升幅度。
新平台在对车身底板和悬架进行更新和新开发的同时,还通过降低动力总成的重心实现同级别顶级水准的低重心,为实现低重心的炫目设计、舒适的操控感、高质感的驾乘感受、确保安全放心的碰撞安全性能等助力。通过框架结构的调整等提高车身刚性,并在车身接合方面采用激光焊接技术等,进一步加强车身刚性。丰田将在预计于2015年内发布的前置前驱型中级车上导入新平台,并依次在前置前驱型紧凑车、大型车以及前置后驱车型上导入相应的新平台。预计到2020年,丰田将在全球销售的约半数汽车上完成新平台的导入。
在未来的车型开发中,丰田汽车平台将被整合为小型车、中型车和中大型前驱车等3种,发动机和座椅的位置也将固定,同时减少零部件个数,以缩短此前长达5年左右的开发时间。丰田希望,配合使用被称为模块的零部件集成,以高效率打造全球通用的生产线。
 
将互联网精神注入传统制造
 
在经历了2008年金融危机后,丰田社长丰田章男果断地提出,在全球范围内暂缓停止建设新工厂,这实际上也为TNGA提供了用武之处。在生产领域进行“有意义的休憩”的过程中,将最大程度上有效利用现有工厂的产能,同时还推进开展降低换款时的设备投资的相关工作。
此外,制定基于新建工厂时候降低投资,并进一步采取环保和安全方面的措施等,贯彻落实“更好的工厂”的目标,进一步提高生产制造的竞争力。
在利用现有工厂设备方面,自2013年后,通过加强生产线的通用性以及提高设备完好率,丰田进一步挤出泡沫,将全球范围内的产能利用率从2009年的70%提高到90%以上。
在新工厂投资方面,预计与2008年时的传统型工厂相比,新工厂投资将减少约40%。主要措施内容包括:将通过上悬工厂天花板、下挖地板等方式安装的大型设备更换为能够直接安装在地板上的紧凑型设备、减小涂装车间设备的体积等“简约式”生产线类措施。
此外,将节约下来的约40%的投资作为基金,在新工厂推行包括能源管理在内的环保型工厂建设,二氧化碳排量预计将减少55%左右。
加藤光久表示,通过不断开展此类措施,力争将“追求数量型”的传统工厂打造成“具竞争力”的全新工厂。他相信,通过TNGA将改变“与汽车制造相关的一切”。
在丰田的描述中,TNGA并以架构作为命名,这是因为它并不是一个摸得着的“平台”,而是一种理念,TNGA基于平台化战略,又高于平台化。TNGA模糊了单一车型级别的定位,但又不失是一种分类方法。相对于大众,这种粗放的战略更适合丰田这样的东方企业。
丰田TNGA战略架构的核心意义在于重新规划不同车型,通过最合理的开发流程,增加标准零件的应用,并采用可用于多款车型的通用零部件。
这样带来的结果自然是好处多多,可以缩短产品开发周期、消减设备投资以及降低成本等等。当然还有一点也很重要,通用零部件的增多无疑会让零部件的类型减少,从而使得零件的制造成本更低,质量能够得到更好的控制,进而提升车辆的整体可靠性。
丰田自己则将TNGA战略的意义总结为以下5点:1.改变车辆的开发流程;2.改善生产程序的产品制造流程;3.积极使用全球化标准零组件;4.调整采购战略;5.开发新一代底盘,运用新设计来降低车辆的高度和重心,以实现更高的行驶稳定性。
随着丰田TNGA进一步明确,跨国车企的平台化、模块化阵容更齐整。可以确认的是, 今后平台产品开发就是产品群一次规划、车型分步开发的模式,以实现零部件共用化与产品个性化的最佳平衡,构成削减成本与满足消费者需求多元化的解决方案。未来的产品开发将形成平台开发、车型开发和总成开发的三个层次,开发资源将向前期的平台开发倾斜,单个车型开发周期缩短、效率提高。
值得注意的是,不应该将平台化的意义限于车型开发平台,它更是一种新的生产方式以及管理思维,通过建立一个标准化的、可互换的通用汽车平台,汽车公司可以在其生产线上制造旗下不同品牌的车型,在降低单位成本的同时,还可以缩短新产品上市周期,发挥旗下多品牌的协同效益,以便快速应对全世界各地不同区域市场的需求变化。
特别是在互联网时代下,平台化赋予汽车企业更多的可能。
由于平台化战略采用大量经过充分验证的零部件和模块化总成,也使得汽车的深度定制化成为一种可能,而这正迎合了互联网时代个性化消费和定制化消费的大趋势。模块化与个性化得到了完美的融合。
正是凭借平台化战略,传统意义上开发漫长、刻板迟钝的汽车企业也将得以变得轻快灵活,或许这正是互联网时代赋予车企平台化战略的新意义,那就是,互联网公司不会颠覆传统行业,但在吸取互联网和数字化的精髓后,传统行业会变得更加强壮。
 
Mirai:用“未来”的未来
 
在阐述关于TNGA架构的过程中,加藤光久一直表现得底气十足,他毫不掩饰对自家产品的自信,以及领先于竞争对手的先进性。但那还不是“未来汽车”,他表示:“最好的汽车不在现在,而是在未来。”
对丰田来说,关于“未来汽车”的构想已经不止在于既有的产品规划和流水线,它正在从一个更加大胆的蓝纸跳落到街头——从年初开始实际销售的氢燃料电池动力汽车FCV“未来”Mirai,寄托了丰田对未来汽车的愿景。
TNGA发布会前夕,丰田首次向外界公开了Mirai的生产车间。尽管Mirai的销售远超过预期,但丰田并没有设置大规模生产线,而是在爱知县丰田市的元町工厂,由特别选拔出来的13名技能高超的员工负责组装,以每天3辆的速度进行生产。以此凸显“由工匠手工打造”的高品质形象。
让加藤更感自豪的是,“‘未来’的技术创新将超越混合动力车(HV)‘普锐斯’”。在第一代普锐斯上市17年后,Mirai被视为丰田创新精神的又一个体现。”“它以地球上最丰富的元素氢为燃料,排放的只有热量和水——不会造成雾霾或全球变暖。”
目前仅限于日本市场销售的Mirai已经具备了大规模普及的成本优越性,据了解,Mirai含税价格为723.6万日元(约合人民币37.96万元)。由于日本政府将提供购车补贴(202万日元),购车者实际支出金额约为521万日元(约合人民币27.2万元),与在日本发售的皇冠价格几乎相当。
丰田对于燃料电池车的推进速度远超人们预期,要知道,10年前燃料电池车的单辆价格被估计在“1亿日元”,两相对比,Mirai的亲近性显得更加来之不易。
之所以能够快速降低成本,加藤确认,这很大程度上得益于应用混合动力车的部分零件,以及启动基础部件的内部生产等。
截至今年3月份,丰田全球范围内混合动力汽车销量已经超过700万辆。在日本国内,去年丰田共销售了68.4万辆混合动力车,比率是44%。丰田预计,到2016年在日本国内将销售76万辆混合动力汽车,销量将占到丰田汽车的50%。在中国,搭载国产化动力总成的混合动力版卡罗拉与雷凌将于今年三季度上市,丰田期望由此掀起混动普及的新浪潮。
17年前,没有人敢预期混合动力能够成为主流;这一次,丰田相信用类似的时间,Mirai也能够成为畅销的终极环保座驾。
在推动产业又一次的革命性创新中,丰田希望用Mirai(未来)改变未来。
 

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