Les personnes au cœur de l'approche de Toyota pour accélérer l'avenir de la production automobile

Lors de l'atelier monozukuri (« l'art de concevoir des choses ») qui s'est tenu récemment, Kazuaki Shingo, chief production officer de Toyota Motor Corporation, a expliqué l'approche transformatrice de la production automobile adoptée par l'entreprise en s'appuyant sur l'approche unique de Toyota, centrée sur le facteur humain, en matière de production.

« Je veux changer l'avenir de la production automobile grâce aux compétences de Toyota. Pour y parvenir, nous devons faire évoluer les forces monozukuri que seule Toyota maîtrise en fusionnant les compétences humaines, la technologie et les techniques numériques », a déclaré Kazuaki Shingo, chief production officer de Toyota Motor Corporation.

« Ce que nous espérons réaliser grâce à la BEV Factory, c'est changer l'avenir des véhicules électriques à batterie en transformant les voitures, la production et la façon dont nous travaillons », a déclaré Takero Kato, président de BEV Factory, Toyota Motor Corporation.

Approche de la production centrée sur le facteur humain

Toyota Motor Corporation a hérité de son fondateur, Kiichiro Toyoda, une approche de la production centrée sur le facteur humain : « nous produisons des choses au profit des autres ».

C'est de cette philosophie qu'est né le système de production Toyota (TPS), unique en son genre, qui vise à maximiser l'utilisation des ressources humaines pour raccourcir les délais et affiner constamment le jidoka (« l'automatisation centrée sur le facteur humain »). Le TPS met l'accent sur des délais d'exécution plus courts, ce qui facilite l'identification des problèmes et stimule le kaizen (« amélioration continue »). Ce style de monozukuri est propre à Toyota et constitue la base de l'approche de l'entreprise pour accélérer l'avenir de la production automobile.

Toyota estime que pour réaliser « l'avenir de la production automobile », il est nécessaire de faire évoluer la philosophie du monozukuri en combinant 1) les meilleures pratiques centrées sur le facteur humain en constante évolution avec 2) les outils numériques et 3) les technologies innovantes.

Voici de bons exemples de domaines pertinents où les meilleures pratiques centrées sur le facteur humain sont appliquées pour l'avenir de la production automobile :

Depuis sa création, Toyota a encouragé les membres de ses chaînes de production à se réunir dans l'atelier pour partager leurs compétences, leur ingéniosité et leur sagesse afin de contribuer à la création et à la production de masse de nouveaux produits.

Ce processus se poursuit aujourd'hui et est soutenu par la création d'un « studio de lancement » où les membres peuvent partager leurs connaissances pour relever rapidement le défi des nouveaux processus de production et des idées qui peuvent être rapidement concrétisées par le développement de prototypes et la technologie de production de masse.

Toyota emploie de nombreux professionnels de la production hautement qualifiés, appelés Takumi. Leur travail délicat permet d’atteindre un degré de finition de haute qualité des produits tel que les robots ne sont pas encore en mesure d’atteindre.

Étant donné que de nombreuses compétences de Takumi sont basées sur des connaissances pratiques tacites, leur transmission à la génération suivante relève du défi. Toyota utilise la technologie numérique pour visualiser les compétences pratiques des artisans d'une manière facile à comprendre pour la génération suivante, et Toyota a le potentiel d'automatiser ces compétences pour l'avenir.

Cette approche débouche déjà sur de nouvelles méthodes de production et de traitement. Par exemple, les ingénieurs Takumi sont désormais en mesure d'utiliser des technologies de traitement avancées pour réaliser des conceptions vraiment uniques qui étaient auparavant considérées comme trop difficiles à produire.

La première technologie au monde de traitement des pare-chocs qui applique avec succès la technologie de moulage incrémentiel aux matériaux en résine plastique sur la nouvelle Lexus LC en constitue un bel exemple.

Il n'est pas rare de produire plusieurs modèles sur une même ligne. À l'usine de Motomachi, le niveau de complexité est multiplié par la combinaison de différents types de carrosserie et de plusieurs groupes motopropulseurs.

Ce degré de diversité exige un niveau unique d'agilité dans la production, ce qui représente un défi plus important pour les travailleurs. Reflétant le principe du TPS qui consiste à « faciliter le travail d'autrui », l'identification de techniques kaizen de haut niveau a conduit à la formation de travailleurs polyvalents dont l'expérience est mise à profit pour relever les défis complexes de la production de demain.

2. Des outils numériques pour l'avenir de la production automobile

Toyota utilise des outils numériques pour réduire les délais de production des équipements et améliorer la productivité des installations existantes.

Afin de réduire les délais d'installation et de mise en service de nouveaux équipements de production, les modèles numériques en 3D sont utilisés pour identifier les défauts et les difficultés imprévus dans l'équipement de production, qui pourraient autrement entraîner des délais plus longs pour la reconception et la reproduction.

De plus, l'utilisation d'un jumeau numérique réduit de moitié le délai de préparation de la production, car les défauts potentiels du processus peuvent être identifiés à l'avance, ce qui permet aux travailleurs de première ligne de Toyota d'appliquer leurs connaissances et leur expérience au stade de la conception de l'équipement.

Toyota utilise également des modèles numériques en 3D de ses installations existantes pour améliorer la productivité et réduire les délais d'implantation. Cette approche a également permis d'automatiser d'autres processus.
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3. Des technologies innovantes pour l'avenir de la production automobile

Des technologies innovantes sont mises en œuvre pour améliorer l'efficacité et la productivité.

L'amélioration de l'efficacité, l'augmentation de la productivité et la réduction des délais sont ce que TPS fait de mieux, et Toyota identifie et récolte des gains rapides pour optimiser la production de masse des véhicules électriques à batterie de prochaine génération.

L'objectif est de réduire de moitié le nombre de processus et l'investissement dans les équipements et les infrastructures grâce à la nouvelle technologie modulaire « gigacast » et à la ligne de production automotrice.

La nouvelle technologie innovante Gigacast de Toyota utilise le moulage sous pression de l'aluminium, ce qui permet d'éliminer de nombreuses pièces et de nombreux processus. Elle est conçue comme une structure modulaire en trois parties, ce qui permet d'effectuer les opérations de production et d'assemblage dans un environnement ouvert.

L'architecture modulaire en trois parties permet également une plus grande variété dans les types de véhicules à concevoir et à produire.

La technologie Gigacast nécessite le remplacement périodique des moules de coulée, ce qui nécessite généralement environ 24 heures. Cependant, Toyota a été en mesure de réduire considérablement ce temps de remplacement en tirant parti de son savoir-faire en matière de production de moteurs, notamment le moulage à basse pression et le moulage par injection. L'exploitation de ces connaissances a permis aux ingénieurs de Toyota de mettre au point un moule de forme optimale qui permet d'effectuer les remplacements en 20 minutes seulement.

De plus, l'utilisation d'une technologie d'analyse exclusive améliore la qualité des pièces coulées, réduisant ainsi le nombre de moules défectueux.

En associant cette architecture unique à son approche des moules de coulée, Toyota vise une amélioration de 20 % de la productivité par rapport aux standards industriels actuels.

Le concept de ligne automotrice est déjà mis en œuvre sur certaines lignes de soudage de l'usine de Motomachi et constitue la base du développement et du déploiement futurs pour la production de véhicules de nouvelle génération. Cette nouvelle technologie de transport en usine améliore considérablement la flexibilité de l'agencement des lignes et élimine le besoin de convoyeurs, réduisant ainsi considérablement l'investissement dans l'usine et le temps de préparation de la production.

Les véhicules autonomes partiellement assemblés fonctionnent en toute sécurité à une vitesse adaptée à la production de masse grâce à plusieurs facteurs : leurs capteurs sont capables de reconnaître les véhicules, les personnes et les objets, et tous les processus, de l'équipement au développement et à la production de masse, sont assurés en utilisant les connaissances et l'expérience que Toyota a accumulées grâce au développement de la technologie de la conduite autonome.

De nouvelles étapes vers la production de masse de batteries de nouvelle génération

Comme indiqué dans un communiqué précédent, Toyota vise à commercialiser sa batterie à électrolyte liquide de nouvelle génération Popularisation en 2026-27. La nouvelle batterie est conçue pour offrir un niveau de qualité élevé à un coût moindre en utilisant le lithium au phosphate de fer (LiFePO) comme matériau de base. Afin de maximiser les performances de la batterie Popularisation et de minimiser son coût, il est essentiel que, pendant le processus de revêtement, la pâte soit appliquée sur la feuille de métal de manière uniforme, en grandes quantités et rapidement. Toyota est en mesure d'atteindre cet objectif en tirant parti de ses 26 années d’expertise en matière de revêtement, acquises dans le cadre de sa production de piles à combustible et de batteries pour véhicules électriques hybrides.

De plus, la première batterie à électrolyte solide de Toyota devrait être prête pour une utilisation commerciale en 2027-28.

La batterie à électrolyte solide est composée d'ions qui se déplacent dans un solide. Par conséquent, l'anode, la cathode et la couche d’électrolyte solide doivent être étroitement liées les unes aux autres, sans interstices. Toyota a mis au point un processus permettant d'empiler les batteries à grande vitesse et avec une grande précision, sans endommager les différents matériaux, grâce à un mécanisme innovant et à une technologie de contrôle synchrone.