丰田混合动力和汽油车的成功分散了对电动车未来的关注 - 彭博社
Reed Stevenson, Chester Dawson
插图:Marie Mohanna 为彭博商业周刊提供在东京以西几个小时的高铁车程,位于中型城镇瑞浪的一所关闭的中学正在为日本的汽车制造商提供一种不同的教育。一家名为 Caresoft Global Technologies Inc. 的逆向工程公司将这所旧初中变成了电动车设计的实验室。它拆解汽车以研究其中的创新,制定节省成本的提案并向竞争对手汽车制造商推销。一些来访的客户在旧教室里研究一堆零件,黑板上仍然沾满了粉笔灰。在一个曾经存放排球的房间里,其他人则审查从高能X射线中获得的数据。而在曾经的体育馆里,世界领先的汽车制造商丰田汽车公司有充分的理由感到担忧。
在一块沾满三分球和滚动投篮记忆的硬木地板上,Caresoft团队摆放着拆解后的特斯拉Model Y、比亚迪Seal以及十多款其他电动车的车身。在比较它们的零件时,最重要的指标是减重。为了让电动业务持续增长,这些汽车需要在续航方面更好地与耗油车竞争。因此,几乎每一个设计决策都必须考虑是否能使汽车更轻。作为一个基本的例子,考虑一个组件:丰田零件 #55330-42410,一个20磅重的钢条,工程师称之为跨车梁。该梁固定方向盘和仪表盘,并在碰撞时帮助保护车厢。
Caresoft设施。摄影师:Shiho Fukada为彭博商业周刊拍摄这一部分位于bZ4X,这是丰田品牌唯一的全球大众市场全电动汽车,因为它采用了在无数其他车型中使用的经过验证的设计。今天的标准跨车梁是几十年来逐步改进的产物,它的大多数版本最终都出现在内燃机汽车的引擎盖下。这证明了丰田生产系统的有效性,该系统不断优化每个汽车零部件的微小细节。在无数次迭代中,这根梁被设计用来防止内燃机的振动传递到乘客身上。
但电动机不会振动,而钢材又很重。这些是特斯拉公司和比亚迪股份有限公司,电池电动汽车的顶级制造商,使用塑料制造类似梁的原因之一。根据Caresoft的数据,它们的重量仅约14磅,而且更便宜、更容易安装。
一旦你听到这个变化,听起来似乎如此简单,或许如果你从未接触过汽油发动机,这也是直观的。如果你一生都在考虑微小改进——这是丰田生产系统(TPS)背后的核心理念kaizen——那么这个见解可能会显得难以捉摸。“你无法通过改善自己从内燃机车辆转变为电池电动汽车,”Caresoft总裁Terry Woychowski,前通用汽车公司高管说。“这就是丰田面临的困境。”
除了电动车,丰田的表现不仅良好,而且非常出色。尽管在将生产线转向全电动模型方面落后于甚至老牌竞争对手,但过去一年让这一决策显得明智。电动车的需求持续增长,但并没有像3万亿美元的汽车行业在投入数十亿美元进行开发时所预期的那样迅速。与此同时,丰田的产品大约有三分之二是内燃机,三分之一是混合动力,0.1%是电动汽车,并且表现出色。它进一步领先于长期竞争对手(大众、现代、通用汽车),预计在2024年售出了超过1100万辆汽车,而特斯拉为180万辆,比亚迪为430万辆(其中180万辆是电动的)。董事长丰田章男坚持“多路径战略”,在实践中意味着混合动力、耗油车甚至氢动力汽车。尽管68岁的丰田章男在2023年将首席执行官的职位让给了前雷克萨斯老板佐藤浩二,但董事长的话仍然是最重要的。
丰田章男与原型车在公司2021年东京展厅。来源:丰田“丰田的1100万辆是来自不同国家和多种车型的客户总和,”彭博情报分析师吉田达夫表示。“维持如此庞大的生产水平绝非易事。许多其他汽车制造商发现很难超过600万辆。”自2009年以来(就在丰田成为总裁之前),该公司没有出现过亏损,并且自那时以来经历了一系列的意外事件。
从长远来看,丰田对家族企业进行根本性重新思考的抵触可能会限制公司构思未来汽车的能力。丰田生产方式(TPS)使丰田及其在全球范围内的无耻模仿者习惯于将专业工程师分隔开,专注于简化组装流程,并尽可能将许多组件外包给外部供应商。这些举措帮助它最大化了成熟商品化硬件市场的效率。对于刚刚起步的硬件来说,这些往往是负担。
特斯拉和比亚迪已经使他们的平均制造设施成本更低且更模块化,同时努力在内部生产更多零部件。这部分是因为他们正在设计供应商货架上不存在的新组件或组合。(高盛集团估计,一辆典型的电动车大约有11,000个零件,约比其汽油车减少三分之二。)这也是为了保持更多的技术专有性,这是老牌汽车高管们几代人以来几乎不必担心的事情。倾向于定制设备意味着即使是手头有大量现金的后期采用者,也会发现简单复制和改进早期参与者所解决的问题变得更加困难。“除非我们接受一种新的思维方式,否则我们将永远无法赶上,”丰田前执行副总裁、现任日本科学家和工程师联合会会长的佐佐木信一说。
在回应本故事的问题时,丰田表示其生产理念远不止于零部件设计和制造步骤,它体现了从错误和任何失败中学习的意愿。“我们将改进视为进化的机会,”公司公共事务总经理入江明说。 “TPS是一种思维方式,而不仅仅是提高效率的方法。”
在本月早些时候的拉斯维加斯年度CES科技展上,首席技术官中岛宏树告诉*《彭博商业周刊》*他的公司面临压力,但决心克服。“此刻最大的威胁是我们的中国竞争对手,但我们希望提升我们的技术以战胜这些竞争对手,”他说。“80%的技术容易被替代,但剩下的20%是最重要的。”
来自Caresoft设施的各种汽车电池。摄影师:福田志保为《彭博商业周刊》拍摄在瑞浪的前中学体育馆里,显然电动未来将需要一些在改善和TPS的严格约束下难以想象的变化。特斯拉将座椅直接固定在平坦的电池组上,电池组同时作为结构组件。其他公司使用厚铜线和紧固件将电池连接到充电端口,而特斯拉通过使用刚性铝导管减少了安装时间。比亚迪的内部零件#KTZ55X55S-A将过去的八个电动动力系统组件合并为一个模块。这包括用于电池管理和电力逆变(将直流电转变为交流电)等功能的集成硬件和软件。
根据研究机构Yole Group的说法,组合系统的重量和成本比单独组件减少了约20%,该机构指出比亚迪生产40%的零部件。“这就像,天哪,这些家伙几乎什么都自己做,”Caresoft总裁沃伊乔夫斯基说。“他们自己制造电池。他们制造自己的电动机。他们制造自己的车身。他们制造前后保险杠、车头灯、车门装饰面板和控制台。这是一个量子飞跃。这不利于改善。”
丰田佐吉来源:丰田丰田源于一次不同的制造飞跃。一个世纪前,丰田的曾祖父丰田佐吉发明了一种自动织布机,能够自动补充线材并检测织物中的断裂,自动暂停,直到附近的工人修复它们。当丰田开始经营这项业务时,他位于名古屋市中心的织造工厂是由煤驱动的。到1930年代末,所有的织布机都改为电动马达(使它们更高效且更易于修理),丰田的儿子喜一郎利用他在流水线上的经验创办了一家汽车公司。到1950年代末,丰田将总部设在的名古屋郊区已更名为丰田市,全球市场的主导地位随之而来。
几十年来,行业沿着丰田家族绘制的路线重塑自己,尽可能精简 生产线,同时对削减成本进行痴迷的关注。举个例子,曾经汽车制造商会雇佣大量工人来修复从生产线上下来的汽车缺陷。但现在通常不再这样。从丰田的织布机开始,丰田将“在工人发现问题时立即修复”的理念传播出去,而不是等到汽车完全组装好后再修复。
如今,丰田的许多标准仍然是行业标准。在最近一次访问位于密歇根州迪尔伯恩的福特汽车公司F-150卡车工厂时,生产线上点缀着丰田首创的监控屏幕,一个标有“改善”的故障排除板就在工厂车间旁边。谈到高质量的大规模生产时,福特首席运营官库马尔·加尔霍特拉表示:“目标是迅速赶上丰田。”在国内,丰田的市值超过东京证券交易所的下三大公司总和。
在2010年,秋尾接管后的第一年,丰田以5000万美元购买了特斯拉3%的股份。它在2016年以不错的利润出售了最后一部分股份,理由是希望专注于制造自己的电动车。然而,近十年后,特斯拉的价值大幅提升(市值约为1.3万亿美元),而丰田的电动车业务仅有三家工厂,仍然主要生产其他类型的汽车。
这迫使丰田工程师在许多根本不同于电动车制造的方面使用一些非常不符合改善原则的变通方法,这本应需要更少的空间和人力。许多bZ4X车身框架必须从主装配线转移,以便在重新加入主线之前接收电池组,这占用了额外的空间和时间。“这会是最有效的生产线吗?可能不是,”丰田在美国的首席电动车制造高管苏珊·埃尔金顿说。“但你不能就这样拆掉一个输送系统并在一夜之间移动它。在我们进行转型和技术变化时,这种灵活性是非常关键的。”
电动bZ4X。来源:丰田丰田的自动化专家在开发电动车流程方面可能会受到限制,直到公司承诺专门为新设计建造设施。工业机器人之王Fanuc Corp.的美国运营负责人迈克·西科说,老旧工厂在整合新制造流程方面能力较弱,使得公司在“这条生产线在这里,那条生产线在那里的方面有些受限。”这家汽车制造商在设计和工程部门也面临困难。在2022年,即推出电动bZ4X的次年,它不得不召回数千辆,因为车轮不断松动。开发人员没有完全理解汽车电动机会产生多少扭矩,并使用了无法承受这种压力的螺栓。
这让人感到不舒服的提醒,丰田的完美主义哲学并不总是能转化为其汽车。大规模的数百万辆汽车安全召回标志着丰田章男任期的早期阶段,美国政府在2010年指控缺陷丰田汽车可能导致近100名美国人死亡。多年后,公司承认误导客户和监管机构,并同意支付当时创纪录的12亿美元作为延迟起诉协议的一部分。
最近,日本交通部在今年6月对丰田进行了 reprimand,丰田与本田汽车公司和马自达汽车公司一起,因为在申请政府认证时伪造和操纵车辆安全数据。更糟糕的是,一系列丰田的子公司和关联公司也承认这样做,导致生产暂停,工程师实施强制认证步骤。在一次新闻发布会上,丰田董事长丰田章男为政府的谴责鞠躬道歉,这是陷入丑闻的日本公司高管的首要任务。但道歉在他开始回答问题时就结束了。
当一名记者问到这一丑闻是否意味着丰田的生产哲学正面临极限时,丰田用冷冷的目光盯着他,回答说:“这完全是错误的。”他说,他的团队正在努力工作,利用改善原则解决可能存在的任何问题,就像他们一直以来所做的那样。
丰田在激烈捍卫他的多路径战略时,强调这是出于客户需求,但这其中也有个人的因素。除了他的家族遗产,他还是一位终身的赛车迷,正如他几年前在东京车展上所说的,“汽油的味道和很多噪音。”他对传统汽车制造的承诺让新任首席执行官佐藤,以及一位资深的丰田工程师,必须在不大幅改造现状的情况下,找到确保公司未来的细节。
佐藤的任命是明智的,并“承认了进入下一代的必要性,”杰弗里·莱克,密歇根大学的工业工程教授以及书籍丰田之道的作者说。他是“一个年轻人,超级聪明的工程师,有着实现看似不可能的挑战的历史。”莱克提到了佐藤在早期丰田混合动力车开发中的贡献,以及最近的雷克萨斯LC跑车。
佐藤在2023年东京车展上站在一款电动车前发言。摄影师:大住智宏/Getty Images当他在2023年担任首席执行官时,佐藤承诺丰田将在2026年销售150万辆电池电动汽车。到目前为止,这看起来更像是一个幻想。但偶尔对丰田设施的窥探暗示出某种类似游戏计划的东西。在2023年丰田位于富士山附近的研究中心的新闻发布会上,工程师们展示了更长续航的固态电池、自驾系统的模型,以及一款实验性的电动车——或许是为了某位老板的利益——尽可能地看起来和听起来像一辆肌肉车,而不是一辆方形轿车。在离合器踏板旁,油门踏板连接到一个扬声器,当驾驶员换挡时会播放轰鸣声,做出一种热棒车的松散印象。(尽管有些奇怪,但这款车开起来很有趣。)自那时以来,佐藤悄然监督了数十亿美元用于电池生产和丰田三家兼职电动车工厂的改造,其中一家在日本,另外两家在美国。(丰田正在与中国建造新工厂进行谈判,以生产电气化的雷克萨斯品牌车型,彭博新闻报道。)
制造电动车的日本工厂Motomachi距离丰田总部大约10分钟车程。在这个夏天的*《商业周刊》*访问中,一辆灰色的bZ4X在生产线上滑行,员工们正在安装座椅、电线和动力系统组件。两名工人成功地在90秒多一点的流畅配合中将重达1100磅的电池组固定到车上。零件从平行的准备区送入箱子,然后放到架子上,悬挂在头顶的数字显示屏显示了组装过程每一步的状态。然而,当bZ4X准备好被移动时,生产线又恢复了正常,组装一辆白色的皇冠混合动力轿车,然后是一辆汽油动力的诺亚厢式车。
与丰田的任何人交谈,他们都会告诉你,在同一条生产线上组装多款车型体现了丰田生产方式(TPS),使公司能够灵活应对市场需求的变化。“通过混合不同类型的车辆而不持有库存,供应商的工作负载也得到了平衡和调整,”Irie在公司的声明中说道。
不仅仅是丰田在未来保障方面遇到麻烦。通用汽车,底特律三大汽车制造商中的领导者,已经撤回了到2035年全面电动化的承诺。福特已经设立了一个独立的电动部门,但将其部分电动车战略搁置。大众汽车集团正在投资高达$50亿于电动初创公司Rivian Automotive Inc.,而这距离盈利还有很长的路要走。Rivian每售出一辆车平均亏损39000美元。
当然,丰田在这一领域的领导地位是有先例的。它被称为普锐斯。那些在普锐斯中长大的孩子几乎无法想象,在1990年代末,将汽油发动机与电动机结合以在一款大众市场汽车中获得近50英里每加仑的燃油经济性是多么激进。增加的复杂性有效地使得动力系统的成本是传统车型的两倍,并保证丰田在多年内每售出一辆混合动力车都会亏损。这一举动在许多方面似乎与丰田生产方式(TPS)背道而驰。但从1990年代中期开始担任丰田总裁和随后董事长约十年的火品牌广田弘,推动公司花钱多样化其技术和业务布局。
广田在1997年早期普锐斯的驾驶座上。摄影师:Kazhiro Nogi/AFP/Getty Images广田此后在官方公司历史中几乎消失。他因反对丰田家族重新掌控而打破了内部的统一。“日本的汽车工业能够成为全球领导者,但现在它处于防守状态,”前日产首席执行官西川广人说。“它在根本上重新思考事物和从中学习方面做得不是很好。但没有其他国家拥有如此深厚的高质量工程师储备。只要保持开放的学习心态,他们仍然能够做得很好。”
今天,有一位丰田家族成员被赋予了大胆思考的任务。大辅,明夫的儿子,是一家致力于自动驾驶技术和其他长期投资的子公司的高级副总裁。但现在丰田并没有朝这个方向发展。相反,今年早些时候,公司宣布正在研发一种全新的内燃机类别,这种发动机将来能够燃烧不同类型的液体燃料,包括氢等更清洁的燃料。丰田表示,这些发动机的体积更小、输出更高,将使其成为下一代混合动力车的理想选择。
“我们知道会有批评者想,‘为什么是现在?’” Nakajima,首席技术官,在今年春天富士赛道的勒芒式耐力赛旁边说道。“我们知道电动车是未来。但在我们到达那里之前,我们会继续努力提高我们擅长的事情。” —与 稻岛毅 和 高桥尼古拉斯