豐田混合動力和汽油車的成功分散了對電動車未來的關注 - 彭博社
Reed Stevenson, Chester Dawson
插圖:Marie Mohanna 為彭博商業週刊提供在東京以西幾個小時的高鐵車程,位於中型城鎮瑞浪的一所關閉的中學正在為日本的汽車製造商提供一種不同的教育。一家名為 Caresoft Global Technologies Inc. 的逆向工程公司將這所舊初中變成了電動車設計的實驗室。它拆解汽車以研究其中的創新,制定節省成本的提案並向競爭對手汽車製造商推銷。一些來訪的客户在舊教室裏研究一堆零件,黑板上仍然沾滿了粉筆灰。在一個曾經存放排球的房間裏,其他人則審查從高能X射線中獲得的數據。而在曾經的體育館裏,世界領先的汽車製造商豐田汽車公司有充分的理由感到擔憂。
在一塊沾滿三分球和滾動投籃記憶的硬木地板上,Caresoft團隊擺放着拆解後的特斯拉Model Y、比亞迪Seal以及十多款其他電動車的車身。在比較它們的零件時,最重要的指標是減重。為了讓電動業務持續增長,這些汽車需要在續航方面更好地與耗油車競爭。因此,幾乎每一個設計決策都必須考慮是否能使汽車更輕。作為一個基本的例子,考慮一個組件:豐田零件 #55330-42410,一個20磅重的鋼條,工程師稱之為跨車梁。該梁固定方向盤和儀表盤,並在碰撞時幫助保護車廂。
Caresoft設施。攝影師:Shiho Fukada為彭博商業週刊拍攝這一部分位於bZ4X,這是豐田品牌唯一的全球大眾市場全電動汽車,因為它採用了在無數其他車型中使用的經過驗證的設計。今天的標準跨車梁是幾十年來逐步改進的產物,它的大多數版本最終都出現在內燃機汽車的引擎蓋下。這證明了豐田生產系統的有效性,該系統不斷優化每個汽車零部件的微小細節。在無數次迭代中,這根梁被設計用來防止內燃機的振動傳遞到乘客身上。
但電動機不會振動,而鋼材又很重。這些是特斯拉公司和比亞迪股份有限公司,電池電動汽車的頂級製造商,使用塑料製造類似梁的原因之一。根據Caresoft的數據,它們的重量僅約14磅,而且更便宜、更容易安裝。
一旦你聽到這個變化,聽起來似乎如此簡單,或許如果你從未接觸過汽油發動機,這也是直觀的。如果你一生都在考慮微小改進——這是豐田生產系統(TPS)背後的核心理念kaizen——那麼這個見解可能會顯得難以捉摸。“你無法通過改善自己從內燃機車輛轉變為電池電動汽車,”Caresoft總裁Terry Woychowski,前通用汽車公司高管説。“這就是豐田面臨的困境。”
除了電動車,豐田的表現不僅良好,而且非常出色。儘管在將生產線轉向全電動模型方面落後於甚至老牌競爭對手,但過去一年讓這一決策顯得明智。電動車的需求持續增長,但並沒有像3萬億美元的汽車行業在投入數十億美元進行開發時所預期的那樣迅速。與此同時,豐田的產品大約有三分之二是內燃機,三分之一是混合動力,0.1%是電動汽車,並且表現出色。它進一步領先於長期競爭對手(大眾、現代、通用汽車),預計在2024年售出了超過1100萬輛汽車,而特斯拉為180萬輛,比亞迪為430萬輛(其中180萬輛是電動的)。董事長豐田章男堅持“多路徑戰略”,在實踐中意味着混合動力、耗油車甚至氫動力汽車。儘管68歲的豐田章男在2023年將首席執行官的職位讓給了前雷克薩斯老闆佐藤浩二,但董事長的話仍然是最重要的。
豐田章男與原型車在公司2021年東京展廳。來源:豐田“豐田的1100萬輛是來自不同國家和多種車型的客户總和,”彭博情報分析師吉田達夫表示。“維持如此龐大的生產水平絕非易事。許多其他汽車製造商發現很難超過600萬輛。”自2009年以來(就在豐田成為總裁之前),該公司沒有出現過虧損,並且自那時以來經歷了一系列的意外事件。
從長遠來看,豐田對家族企業進行根本性重新思考的牴觸可能會限制公司構思未來汽車的能力。豐田生產方式(TPS)使豐田及其在全球範圍內的無恥模仿者習慣於將專業工程師分隔開,專注於簡化組裝流程,並儘可能將許多組件外包給外部供應商。這些舉措幫助它最大化了成熟商品化硬件市場的效率。對於剛剛起步的硬件來説,這些往往是負擔。
特斯拉和比亞迪已經使他們的平均製造設施成本更低且更模塊化,同時努力在內部生產更多零部件。這部分是因為他們正在設計供應商貨架上不存在的新組件或組合。(高盛集團估計,一輛典型的電動車大約有11,000個零件,約比其汽油車減少三分之二。)這也是為了保持更多的技術專有性,這是老牌汽車高管們幾代人以來幾乎不必擔心的事情。傾向於定製設備意味着即使是手頭有大量現金的後期採用者,也會發現簡單複製和改進早期參與者所解決的問題變得更加困難。“除非我們接受一種新的思維方式,否則我們將永遠無法趕上,”豐田前執行副總裁、現任日本科學家和工程師聯合會會長的佐佐木信一説。
在回應本故事的問題時,豐田表示其生產理念遠不止於零部件設計和製造步驟,它體現了從錯誤和任何失敗中學習的意願。“我們將改進視為進化的機會,”公司公共事務總經理入江明説。 “TPS是一種思維方式,而不僅僅是提高效率的方法。”
在本月早些時候的拉斯維加斯年度CES科技展上,首席技術官中島宏樹告訴*《彭博商業週刊》*他的公司面臨壓力,但決心克服。“此刻最大的威脅是我們的中國競爭對手,但我們希望提升我們的技術以戰勝這些競爭對手,”他説。“80%的技術容易被替代,但剩下的20%是最重要的。”
來自Caresoft設施的各種汽車電池。攝影師:福田志保為《彭博商業週刊》拍攝在瑞浪的前中學體育館裏,顯然電動未來將需要一些在改善和TPS的嚴格約束下難以想象的變化。特斯拉將座椅直接固定在平坦的電池組上,電池組同時作為結構組件。其他公司使用厚銅線和緊固件將電池連接到充電端口,而特斯拉通過使用剛性鋁導管減少了安裝時間。比亞迪的內部零件#KTZ55X55S-A將過去的八個電動動力系統組件合併為一個模塊。這包括用於電池管理和電力逆變(將直流電轉變為交流電)等功能的集成硬件和軟件。
根據研究機構Yole Group的説法,組合系統的重量和成本比單獨組件減少了約20%,該機構指出比亞迪生產40%的零部件。“這就像,天哪,這些傢伙幾乎什麼都自己做,”Caresoft總裁沃伊喬夫斯基説。“他們自己製造電池。他們製造自己的電動機。他們製造自己的車身。他們製造前後保險槓、車頭燈、車門裝飾面板和控制枱。這是一個量子飛躍。這不利於改善。”
豐田佐吉來源:豐田豐田源於一次不同的製造飛躍。一個世紀前,豐田的曾祖父豐田佐吉發明了一種自動織布機,能夠自動補充線材並檢測織物中的斷裂,自動暫停,直到附近的工人修復它們。當豐田開始經營這項業務時,他位於名古屋市中心的織造工廠是由煤驅動的。到1930年代末,所有的織布機都改為電動馬達(使它們更高效且更易於修理),豐田的兒子喜一郎利用他在流水線上的經驗創辦了一家汽車公司。到1950年代末,豐田將總部設在的名古屋郊區已更名為豐田市,全球市場的主導地位隨之而來。
幾十年來,行業沿着豐田家族繪製的路線重塑自己,儘可能精簡 生產線,同時對削減成本進行痴迷的關注。舉個例子,曾經汽車製造商會僱傭大量工人來修復從生產線上下來的汽車缺陷。但現在通常不再這樣。從豐田的織布機開始,豐田將“在工人發現問題時立即修復”的理念傳播出去,而不是等到汽車完全組裝好後再修復。
如今,豐田的許多標準仍然是行業標準。在最近一次訪問位於密歇根州迪爾伯恩的福特汽車公司F-150卡車工廠時,生產線上點綴着豐田首創的監控屏幕,一個標有“改善”的故障排除板就在工廠車間旁邊。談到高質量的大規模生產時,福特首席運營官庫馬爾·加爾霍特拉表示:“目標是迅速趕上豐田。”在國內,豐田的市值超過東京證券交易所的下三大公司總和。
在2010年,秋尾接管後的第一年,豐田以5000萬美元購買了特斯拉3%的股份。它在2016年以不錯的利潤出售了最後一部分股份,理由是希望專注於製造自己的電動車。然而,近十年後,特斯拉的價值大幅提升(市值約為1.3萬億美元),而豐田的電動車業務僅有三家工廠,仍然主要生產其他類型的汽車。
這迫使豐田工程師在許多根本不同於電動車製造的方面使用一些非常不符合改善原則的變通方法,這本應需要更少的空間和人力。許多bZ4X車身框架必須從主裝配線轉移,以便在重新加入主線之前接收電池組,這佔用了額外的空間和時間。“這會是最有效的生產線嗎?可能不是,”豐田在美國的首席電動車製造高管蘇珊·埃爾金頓説。“但你不能就這樣拆掉一個輸送系統並在一夜之間移動它。在我們進行轉型和技術變化時,這種靈活性是非常關鍵的。”
電動bZ4X。來源:豐田豐田的自動化專家在開發電動車流程方面可能會受到限制,直到公司承諾專門為新設計建造設施。工業機器人之王Fanuc Corp.的美國運營負責人邁克·西科説,老舊工廠在整合新制造流程方面能力較弱,使得公司在“這條生產線在這裏,那條生產線在那裏的方面有些受限。”這家汽車製造商在設計和工程部門也面臨困難。在2022年,即推出電動bZ4X的次年,它不得不召回數千輛,因為車輪不斷鬆動。開發人員沒有完全理解汽車電動機會產生多少扭矩,並使用了無法承受這種壓力的螺栓。
這讓人感到不舒服的提醒,豐田的完美主義哲學並不總是能轉化為其汽車。大規模的數百萬輛汽車安全召回標誌着豐田章男任期的早期階段,美國政府在2010年指控缺陷豐田汽車可能導致近100名美國人死亡。多年後,公司承認誤導客户和監管機構,並同意支付當時創紀錄的12億美元作為延遲起訴協議的一部分。
最近,日本交通部在今年6月對豐田進行了 reprimand,豐田與本田汽車公司和馬自達汽車公司一起,因為在申請政府認證時偽造和操縱車輛安全數據。更糟糕的是,一系列豐田的子公司和關聯公司也承認這樣做,導致生產暫停,工程師實施強制認證步驟。在一次新聞發佈會上,豐田董事長豐田章男為政府的譴責鞠躬道歉,這是陷入醜聞的日本公司高管的首要任務。但道歉在他開始回答問題時就結束了。
當一名記者問到這一醜聞是否意味着豐田的生產哲學正面臨極限時,豐田用冷冷的目光盯着他,回答説:“這完全是錯誤的。”他説,他的團隊正在努力工作,利用改善原則解決可能存在的任何問題,就像他們一直以來所做的那樣。
豐田在激烈捍衞他的多路徑戰略時,強調這是出於客户需求,但這其中也有個人的因素。除了他的家族遺產,他還是一位終身的賽車迷,正如他幾年前在東京車展上所説的,“汽油的味道和很多噪音。”他對傳統汽車製造的承諾讓新任首席執行官佐藤,以及一位資深的豐田工程師,必須在不大幅改造現狀的情況下,找到確保公司未來的細節。
佐藤的任命是明智的,並“承認了進入下一代的必要性,”傑弗裏·萊克,密歇根大學的工業工程教授以及書籍豐田之道的作者説。他是“一個年輕人,超級聰明的工程師,有着實現看似不可能的挑戰的歷史。”萊克提到了佐藤在早期豐田混合動力車開發中的貢獻,以及最近的雷克薩斯LC跑車。
佐藤在2023年東京車展上站在一款電動車前發言。攝影師:大住智宏/Getty Images當他在2023年擔任首席執行官時,佐藤承諾豐田將在2026年銷售150萬輛電池電動汽車。到目前為止,這看起來更像是一個幻想。但偶爾對豐田設施的窺探暗示出某種類似遊戲計劃的東西。在2023年豐田位於富士山附近的研究中心的新聞發佈會上,工程師們展示了更長續航的固態電池、自駕系統的模型,以及一款實驗性的電動車——或許是為了某位老闆的利益——儘可能地看起來和聽起來像一輛肌肉車,而不是一輛方形轎車。在離合器踏板旁,油門踏板連接到一個揚聲器,當駕駛員換擋時會播放轟鳴聲,做出一種熱棒車的鬆散印象。(儘管有些奇怪,但這款車開起來很有趣。)自那時以來,佐藤悄然監督了數十億美元用於電池生產和豐田三家兼職電動車工廠的改造,其中一家在日本,另外兩家在美國。(豐田正在與中國建造新工廠進行談判,以生產電氣化的雷克薩斯品牌車型,彭博新聞報道。)
製造電動車的日本工廠Motomachi距離豐田總部大約10分鐘車程。在這個夏天的*《商業週刊》*訪問中,一輛灰色的bZ4X在生產線上滑行,員工們正在安裝座椅、電線和動力系統組件。兩名工人成功地在90秒多一點的流暢配合中將重達1100磅的電池組固定到車上。零件從平行的準備區送入箱子,然後放到架子上,懸掛在頭頂的數字顯示屏顯示了組裝過程每一步的狀態。然而,當bZ4X準備好被移動時,生產線又恢復了正常,組裝一輛白色的皇冠混合動力轎車,然後是一輛汽油動力的諾亞廂式車。
與豐田的任何人交談,他們都會告訴你,在同一條生產線上組裝多款車型體現了豐田生產方式(TPS),使公司能夠靈活應對市場需求的變化。“通過混合不同類型的車輛而不持有庫存,供應商的工作負載也得到了平衡和調整,”Irie在公司的聲明中説道。
不僅僅是豐田在未來保障方面遇到麻煩。通用汽車,底特律三大汽車製造商中的領導者,已經撤回了到2035年全面電動化的承諾。福特已經設立了一個獨立的電動部門,但將其部分電動車戰略擱置。大眾汽車集團正在投資高達$50億於電動初創公司Rivian Automotive Inc.,而這距離盈利還有很長的路要走。Rivian每售出一輛車平均虧損39000美元。
當然,豐田在這一領域的領導地位是有先例的。它被稱為普鋭斯。那些在普鋭斯中長大的孩子幾乎無法想象,在1990年代末,將汽油發動機與電動機結合以在一款大眾市場汽車中獲得近50英里每加侖的燃油經濟性是多麼激進。增加的複雜性有效地使得動力系統的成本是傳統車型的兩倍,並保證豐田在多年內每售出一輛混合動力車都會虧損。這一舉動在許多方面似乎與豐田生產方式(TPS)背道而馳。但從1990年代中期開始擔任豐田總裁和隨後董事長約十年的火品牌廣田弘,推動公司花錢多樣化其技術和業務佈局。
廣田在1997年早期普鋭斯的駕駛座上。攝影師:Kazhiro Nogi/AFP/Getty Images廣田此後在官方公司歷史中幾乎消失。他因反對豐田家族重新掌控而打破了內部的統一。“日本的汽車工業能夠成為全球領導者,但現在它處於防守狀態,”前日產首席執行官西川廣人説。“它在根本上重新思考事物和從中學習方面做得不是很好。但沒有其他國家擁有如此深厚的高質量工程師儲備。只要保持開放的學習心態,他們仍然能夠做得很好。”
今天,有一位豐田家族成員被賦予了大膽思考的任務。大輔,明夫的兒子,是一家致力於自動駕駛技術和其他長期投資的子公司的高級副總裁。但現在豐田並沒有朝這個方向發展。相反,今年早些時候,公司宣佈正在研發一種全新的內燃機類別,這種發動機將來能夠燃燒不同類型的液體燃料,包括氫等更清潔的燃料。豐田表示,這些發動機的體積更小、輸出更高,將使其成為下一代混合動力車的理想選擇。
“我們知道會有批評者想,‘為什麼是現在?’” Nakajima,首席技術官,在今年春天富士賽道的勒芒式耐力賽旁邊説道。“我們知道電動車是未來。但在我們到達那裏之前,我們會繼續努力提高我們擅長的事情。” —與 稻島毅 和 高橋尼古拉斯