“Quiero cambiar el futuro de la producción de automóviles a partir de la competencia de Toyota. Para conseguirlo, tenemos que hacer avanzar las fortalezas del espíritu monozukuri que solo Toyota posee mediante la fusión de habilidades humanas, tecnología y técnicas digitales”, declaró Kazuaki Shingo, Director de Producción de Toyota Motor Corporation.
“Lo que esperamos conseguir con la fábrica de vehículos eléctricos con batería –BEV, Battery Electric Vehicles– es cambiar el futuro de este tipo de vehículos mediante la transformación de los automóviles, la fabricación y la forma en que trabajamos”, dijo Takero Kato, Presidente de la Fábrica de BEV de Toyota Motor Corporation.
Planteamiento de fabricación centrado en las personas
Toyota Motor Corporation heredó el enfoque centrado en las personas de su fundador, Kiichiro Toyoda: ‘hacemos cosas en beneficio de otros’.
De esa filosofía surgió el singular sistema de producción de Toyota —TPS, Toyota Production System—, que aspira a maximizar el uso de recursos humanos para reducir los plazos de entrega y refinar constantemente el jidoka —`automatización con un toque humano´—. TPS prioriza los plazos de entrega más cortos, que permiten detectar problemas y estimular el kaizen (“mejora continua”). Este estilo de monozukuri es exclusivo de Toyota y sienta las bases del enfoque de la compañía para acelerar el futuro de la fabricación de automóviles.
Toyota cree que, para llegar al `futuro de la fabricación de automóviles´, es necesario potenciar la filosofía de monozukuri fusionando 1) las buenas prácticas en constante evolución, centradas en las personas, con 2) herramientas digitales y 3) tecnologías innovadoras.
1. Buenas prácticas en constante evolución, centradas en las personas, para el futuro de la fabricación de automóviles
Algunos buenos ejemplos de ámbitos relevantes donde las buenas prácticas centradas en las personas evolucionan hacia el futuro de la fabricación de automóviles son:
Medio ambiente para compartir competencias, ingenio y sabiduría
Desde su fundación, Toyota ha animado a los trabajadores de sus líneas de producción a reunirse en la planta para compartir sus competencias, su ingenio y su sabiduría, para ayudar a crear y producir en serie nuevos productos.
Este proceso continúa hoy, y cuenta además con el apoyo del establecimiento de un “estudio emergente”, donde los trabajadores pueden compartir conocimientos para responder con diligencia al reto de los nuevos procesos de fabricación, e ideas que puedan materializarse rápidamente para el desarrollo de prototipos y tecnologías de producción en serie.
Importancia permanente de la base de competencias takumi
Toyota cuenta en su plantilla con numerosos profesionales con alta cualificación, llamados takumi. Su delicada labor consigue acabados de productos de gran calidad a cotas que los robots aún no pueden alcanzar.
Puesto que muchas habilidades takumi se basan en conocimientos prácticos tácitos, traspasarlas a la siguiente generación no es sencillo. Toyota se vale de la tecnología digital para visualizar las competencias prácticas de los artesanos de una forma fácil de entender para la siguiente generación, con el potencial de automatizar además estas competencias en el futuro.
Este enfoque ya está dando lugar a nuevos métodos de fabricación y procesamiento. Por ejemplo, ahora los ingenieros takumi pueden utilizar tecnologías avanzadas de procesamiento para hacer realidad diseños singulares que antes se consideraban difíciles de producir.
Un buen ejemplo es la primera técnica del mundo de procesamiento de paragolpes que consigue aplicar una tecnología de moldura incremental a materiales de resina plástica en el nuevo Lexus LC.
Líneas de producción de varios modelos para las necesidades diversas de los clientes
No es extraño que se fabriquen distintos modelos en una misma línea. Aun así, en la planta de Motomachi, el nivel de complejidad se multiplica combinando distintos tipos de carrocería con múltiples motorizaciones.
Este grado de variación requiere un nivel sin precedentes de agilidad de producción, lo que supone un reto de gran magnitud para los trabajadores. Como reflejo del principio de TPS de “facilitar el trabajo de los demás”, la identificación de técnicas kaizen de nivel superior ha dado lugar al desarrollo de trabajadores con múltiples competencias, cuya experiencia se aprovecha para afrontar el futuro complejo de los retos de fabricación.
2. Herramientas digitales para el futuro de la fabricación de automóviles
Toyota utiliza las herramientas digitales para recortar los plazos de entrega de la fabricación de equipos y mejorar la productividad de las instalaciones existentes.
Para acortar los plazos de instalación y puesta en marcha de nuevos centros de producción, se emplean modelos 3D digitales para identificar defectos y dificultades no previstos en equipos de fabricación que, de no ser detectados, dilatan los plazos por tener que rehacer tareas de diseño y fabricación.
Por otra parte, el uso de un modelo digital recorta a la mitad el tiempo de preparación de la producción, ya que los posibles defectos en el proceso se pueden detectar de antemano, lo que permite a los trabajadores de primera línea de Toyota aplicar sus conocimientos y su experiencia en la fase de diseño del equipo.
Toyota también utiliza modelos 3D digitales de sus instalaciones existentes para mejorar la productividad con menores plazos de implantación. Este enfoque también ha dado lugar a la automatización de otros procesos.
3. Tecnologías innovadoras para el futuro de la fabricación de automóviles
Se están implantando tecnologías innovadoras para mejorar la eficiencia y la productividad.
Mejorar la eficiencia, aumentar la productividad y reducir los plazos de entrega son los puntos fuertes del TPS, y Toyota está detectando problemas e implantando soluciones rápidas para optimizar la producción en serie de la nueva generación de vehículos eléctricos con batería.
El objetivo es recortar a la mitad el número de procesos e inversiones en las plantas, con la nueva tecnología modular Gigacast y con la línea de producción autopropulsada.
a. Tecnología Gigacast
La nueva e innovadora tecnología Gigacast de Toyota incorpora aluminio fundido, con lo que elimina muchos componentes y procesos. Está diseñada como una estructura modular de tres partes, que además tiene la ventaja de permitir realizar las labores de fabricación y ensamblaje en un entorno abierto.
La arquitectura modular de tres partes también hace posible una mayor variedad del tipo de vehículos que se pueden diseñar y producir.
La tecnología Gigacast requiere la sustitución periódica de moldes de fundición, algo que suele llevar unas 24 horas. No obstante, Toyota ha sido capaz de reducir sustancialmente ese tiempo de sustitución valiéndose de sus conocimientos especializados en fabricación de motores, incluido el moldeado a baja presión y por inyección. Gracias a esos conocimientos, los ingenieros de Toyota han podido desarrollar un molde con una forma óptima que se puede sustituir en solo 20 minutos.
Por otra parte, el uso de tecnología propia de análisis mejora la calidad del moldeado, lo que a su vez reduce el número de moldes defectuosos.
Gracias a la aplicación de esta arquitectura única y su enfoque respecto a los moldes, Toyota aspira a mejorar un 20 % la productividad respecto a los estándares actuales del sector.
b. Línea de producción autopropulsada
El concepto de línea autopropulsada ya está implantado en algunas líneas de soldadura de la planta de Motomachi, y conforma la base para el desarrollo y el despliegue futuros de la fabricación de vehículos de nueva generación. Esta nueva tecnología de transporte en la fábrica mejora considerablemente la flexibilidad de configuración de la línea y elimina la necesidad de cintas transportadoras, y con ello reduce drásticamente la inversión en las plantas y el plazo de preparación para la producción.
Los vehículos montados por partes autopropulsados tienen un funcionamiento seguro, a una velocidad adecuada para la producción en serie, gracias a varios factores: sus sensores son capaces de reconocer vehículos, personas y objetos, y cuenta con todos los procesos, desde los equipos al desarrollo y la producción en serie, gracias a los conocimientos y la experiencia que Toyota ha ido acumulando en el desarrollo de tecnologías de conducción autónoma.
Pasos adicionales hacia la producción en serie de baterías de nueva generación
Como ya se anunció en un comunicado anterior, Toyota se propone comercializar su batería de electrolito líquido de nueva generación Popularización en 2026-27. La nueva batería está pensada para ofrecer una gran calidad a un coste inferior, utilizando litio ferrofosfato (LiFePO) como material principal. Para obtener el máximo rendimiento la batería de Popularización al mínimo coste posible, es esencial que, durante el proceso de revestimiento, se aplique la pasta a la lámina metálica de manera uniforme y en grandes cantidades. Para conseguirlo, Toyota aprovecha sus 26 años de experiencia en revestimiento, derivada de la producción de pilas de combustible, y de baterías para vehículos eléctricos híbridos.
Por otra parte, se espera que la primera batería de estado sólido de Toyota esté lista para su comercialización en 2027-28.
La batería de estado sólido cuenta con iones que se mueven por un sólido. Por tanto, el ánodo, el cátodo y la capa de electrolitos sólidos deben estar bien unidos entre ellos, sin separación. Toyota ha establecido el proceso para apilar baterías a gran velocidad y con gran precisión, sin dañar los distintos materiales, utilizando un innovador mecanismo y una tecnología de control síncrono.