對人和錢包友好，也對地球友好——在一線展開的“友好型”改善

目錄

? 年產(chǎn)量133萬臺的發(fā)動機工廠
? 對人友好的手工作業(yè)生產(chǎn)線
? 改善“視野”
? 自動化的陷阱
? 二氧化碳排放量占四分之一的工序
? 挑戰(zhàn)高性能發(fā)動機，二氧化碳排放量銳減
? 可按需向海外推廣的舊砂再生爐
? 不再冒煙，面貌大大改觀
? 以豐田特有的思路助力碳中和的實現(xiàn)

6月11日，主管豐田汽車生產(chǎn)部門的岡田政道Chief Production Officer（CPO）擔(dān)任發(fā)言人，舉行了記者見面會。

岡田CPO表示，豐田將把原計劃在2050年實現(xiàn)的生產(chǎn)一線碳中和計劃提前至2035年完成，加快工廠二氧化碳減排速度。

在6月11日記者會上擔(dān)任發(fā)言人的岡田CPO

到2035年為止只剩下不到15年的時間了，一線應(yīng)該已經(jīng)展開了各種各樣的改善工作。為了充分了解實際情況，編輯部前往生產(chǎn)發(fā)動機的上鄉(xiāng)工廠（愛知縣豐田市）進行了采訪。

由于使用化石燃料，所以發(fā)動機被傳言因碳中和而“消失”。面對即將到來的碳中和時代，其生產(chǎn)工廠是如何準(zhǔn)備的？——在上鄉(xiāng)工廠，已經(jīng)做出了多項改善，工廠面貌大大改觀。

年產(chǎn)量133萬臺的發(fā)動機工廠

“就在不久之前，我感覺大家一邊在心中擔(dān)心著‘不知道什么時候自己的工作可能會消失’，一邊踏踏實實地做著眼前的改善工作。但是，氫燃料發(fā)動機跑完24小時耐力賽這個消息讓我們勇氣倍增。一想到發(fā)動機和生產(chǎn)線上的改善工作今后還將不斷持續(xù)，就令人感到興奮無比?！?/p>

對于申請采訪時提出的“上鄉(xiāng)工廠的同事如何看待行業(yè)中的‘去發(fā)動機’趨勢？”這一問題，發(fā)動機生產(chǎn)技術(shù)部的松岡浩史室長做出了回答。

自從聽到回答，編輯部就一直對本次采訪期待不已。

采訪地點上鄉(xiāng)工廠距離名古屋站走高速公路約1小時車程，位于豐田總部西南5公里處。

自1965年投入運行以來，上鄉(xiāng)工廠生產(chǎn)發(fā)動機的歷史已經(jīng)超過半個世紀(jì)。目前員工人數(shù)為3441人（截至6月份數(shù)據(jù)）。工廠生產(chǎn)的發(fā)動機產(chǎn)品陣容覆蓋范圍廣泛，包括了從搭載于YARiS和JPN Taxi上的1.5升排量發(fā)動機到應(yīng)用于LEXUS LS和IS的3.5升排量發(fā)動機。

自2017年以來，在秉承“制造更好的汽車”宗旨開展的結(jié)構(gòu)改革TNGA（Toyota New Global Architecture）基礎(chǔ)上開發(fā)的發(fā)動機也加入產(chǎn)品陣容行列，年產(chǎn)量達133萬臺。

在松岡室長的引導(dǎo)下，編輯部參觀了有助于實現(xiàn)碳中和的事例——不依賴電力，而是運用“機關(guān)”進行的手工作業(yè)生產(chǎn)線以及無需使用大型設(shè)備的鑄造一線。

對人友好的手工作業(yè)生產(chǎn)線

我們最先參觀的是名為SS（Super Skill）生產(chǎn)線的手工作業(yè)生產(chǎn)線。

這條生產(chǎn)線是在距今8年之前的2013年，著眼于工廠勞動者將會走向老齡化的2020年，以打造下線的返聘員工能夠繼續(xù)綻放光彩的一線為目的建設(shè)而成。

運用機關(guān)進行生產(chǎn)的SS生產(chǎn)線。為了打造能夠讓體力衰退的返聘員工繼續(xù)綻放光彩的生產(chǎn)線，高技能人員結(jié)合作業(yè)人員的聲音，日復(fù)一日，不斷改善

第一發(fā)動機制造部的北田晃CX解釋說，隨著年齡增加，體力衰退，在直接部門工作將會力不從心。在這之前，返聘員工會轉(zhuǎn)到以桌面工作為主的間接部門的情況比較多。

因此，為了做到不依賴于體力即可作業(yè)，這條SS生產(chǎn)線不使用電，而是使用借助物體重量工作的機關(guān)，能夠最大程度地發(fā)揮資深老手的技能、知識和經(jīng)驗。

生產(chǎn)線上馬時，工廠匯集了在各部門被稱為“高技能人員”的改善專家，從發(fā)動機組裝到出庫前的質(zhì)量檢查，所有工序均自行布局。夾具（確定和固定零部件和工具位置的輔助用具）和工具同樣按照易于開展作業(yè)的方式，有序擺放。

SS生產(chǎn)線提出的4項使命

當(dāng)然，不是竣工即告結(jié)束。約三名高技能人員隨時在能夠環(huán)視生產(chǎn)線的地方待命，一旦出現(xiàn)不好操作的作業(yè)，當(dāng)場加以改善。

重要的是，并不是在機關(guān)中裝配機械和設(shè)備，而是奉行手工作業(yè)的原則，一次性更改為簡單的結(jié)構(gòu)機制。

進行“起動檢查”的夾具，用以確認曲柄軸有無咬住異物。購買常規(guī)設(shè)備需2千萬日元左右，工廠將其改為使用機關(guān)的簡單設(shè)備（數(shù)萬日元）

第一發(fā)動機制造部的西尾和幸課長這樣描述其意義，“人的動作最簡單，沒有無用功。在簡單化的基礎(chǔ)上改成自動化，費用低且不易損壞，即使損壞，也很容易修理”。

該項目的最初目的是提供返聘人員使用，但現(xiàn)在它還能夠幫助存在體力問題的各種人群，使其更加方便工作，對工廠的多樣性也起到了積極的作用。

這條生產(chǎn)線正是對豐田章男式TPS（豐田生產(chǎn)方式）——“讓他人的工作更輕松”這一宗旨的良好詮釋。

改善“視野”

SS生產(chǎn)線令人印象深刻之處在于，從天花板上垂下來的東西很少，即“視野好”。北田CX這樣說明其重要性：

“密集的生產(chǎn)線將會降低人的工作積極性。在這里，滑槽高度是固定的，也很容易觀察他人的臉部表情。有無停工工序，作業(yè)流程是否有序，放眼看去，正常?異常一目了然?！?/p>

傳統(tǒng)生產(chǎn)線會垂下來70～80把套筒扳手（擰緊螺栓用工具），將套筒部位的拆卸簡化，數(shù)量減少到了11把

另一個有利于獲得開闊視野的做法是設(shè)備無罩化。

發(fā)動機的零部件很重。舉例來說，構(gòu)成發(fā)動機骨架的氣缸體、氣缸蓋，分別有20公斤、10公斤重。

氣缸體

要將其換到別的夾具上，或是改變高度和朝向，傳送到相鄰工序，通常需要能夠施加大力的設(shè)備。

但是，這樣一來，勢必需要使用鋼纜懸吊的機械，或者需要用于防止發(fā)生意外傷害的護罩等物，會使視線受到阻擋。

于是，工廠裝配機關(guān)，對此作出了改善：只要按一下按鈕，就能完成這些作業(yè)。由于無需施加大力就能使零部件動起來，安全問題消除，也就無需使用護罩了。

自動化的陷阱

最后一項要為大家介紹的借助機關(guān)，達到生產(chǎn)線簡單化、精簡化目的的改善措施是為消除氣缸蓋螺栓缺墊圈現(xiàn)象而琢磨出來的做法。

氣缸蓋螺栓和墊圈

氣缸蓋螺栓是結(jié)合氣缸體和氣缸頭的零部件，如果忘記帶上墊圈，將會導(dǎo)致螺栓容易松動，可能導(dǎo)致發(fā)動機無法正常工作。

能夠避免忘加墊圈的工具是以下照片中的夾具。

這一機制的做法是，將墊圈和氣缸蓋螺栓配套組裝，然后將其抓起，安裝到發(fā)動機上，如果缺少墊圈，機關(guān)將無法抓起螺栓，螺栓就會留在原處。

該機制雖然非常簡單，但能夠很容易發(fā)現(xiàn)異常，故而能夠防止忘加墊圈。對于其重要性，松岡室長這樣解釋道：

“如果使用設(shè)備，需要使用激光光纖或者攝像頭確認。但是，這樣一來，就需要用來檢測激光是否正常發(fā)出，攝像頭是否動作的傳感器。換言之，需要‘檢查再檢查’。”

自動化一旦用上，就會無休無止。越用越復(fù)雜，成本和用電量也會增加。而如果使用機關(guān)，像這次這樣，檢查工作本身就會消失。

不是一上來就搞自動化，而是在中間加入用以達到簡單化、精簡化目的的步驟。通過SS生產(chǎn)線，我們切身體會到了豐田一線的智慧與碳中和緊密關(guān)聯(lián)。

二氧化碳排放量占四分之一的工序

接下來的參觀地點是把高溫熔化的金屬注入模具內(nèi)成型的鑄造生產(chǎn)線。

2020年，上鄉(xiāng)工廠的二氧化碳排放量在豐田日本國內(nèi)工廠中位列第三，僅次于田原（愛知縣田原市）、堤（愛知縣豐田市）兩家車輛工廠。

這是因為工廠當(dāng)中聚集了鑄造、熱處理等加熱制造金屬零部件的 “素形材”（譯注：使用鑄造、鍛造、金屬沖壓等工藝<加熱或者加力>形成、生產(chǎn)的零部件和產(chǎn)品的統(tǒng)稱。除了金屬以外，塑料、橡膠等也可用作素形材的材料。）等大工序的原因。

觀察2018年不同工序的二氧化碳排放量可知，實際上，豐田所有日本國內(nèi)工廠四分之一的排放量發(fā)生于素形材工序，其中占比最大的是鑄造。

盡管工序使用電暖爐、燃氣等大量能源，但已經(jīng)做出了每年削減大約1800噸二氧化碳的改善，這一數(shù)字相當(dāng)于600戶普通家庭的二氧化碳排放量。

挑戰(zhàn)高性能發(fā)動機，二氧化碳排放量銳減

2016年，上鄉(xiāng)工廠啟動TNGA發(fā)動機生產(chǎn)挑戰(zhàn)。

要使高燃油經(jīng)濟性能與大功率兼于一體，必須實現(xiàn)世界頂級的熱效率。要達到上述目標(biāo)，需要改善氣缸蓋＊的冷卻功能。

＊在形狀制造上，屬于發(fā)揮吸排氣和燃燒室作用的部位，是左右發(fā)動機性能和可靠性的重要零部件

具體而言，必須貼近會變?yōu)楦邷氐娜紵液团艢馄绻芴?，穿過用以通過冷卻水的水套。

因此，需要纖細、呈網(wǎng)狀而又形狀錯綜復(fù)雜的砂型（＝砂芯），但使用傳統(tǒng)的殼型鑄造法＊，無法將型砂填充到砂芯制作用模具的各個角落。

＊將混有起粘接劑作用的樹脂、起固化劑作用的烏洛托品等樹脂（=有機物）的型砂放入模具內(nèi)，燒結(jié)制造砂芯的方法。

在這種制造方法當(dāng)中，制作砂芯時，型砂中混入的樹脂將會熔化，產(chǎn)生煙氣、樹脂液和強烈的刺激性味道。工廠使用風(fēng)筒回收這些物質(zhì)，然后集中到與建筑相鄰的除臭裝置內(nèi)進行凈化，其高度相當(dāng)于4層樓。

架設(shè)于頭頂上方的風(fēng)筒。由于油煙的作用，顏色已經(jīng)發(fā)黃。摘下口罩，馬上就會聞到一股刺鼻的氨臭味。

對從工廠輸送來的煙和臭味進行中和的大型除臭裝置。

據(jù)介紹，這里運行泵和風(fēng)機每年需要消耗120萬千瓦時電量。

于是，工廠選用了在砂芯結(jié)合劑內(nèi)使用無機物“水玻璃”的方法。

將水玻璃和洗發(fā)露等也會使用的界面活性劑混入型砂當(dāng)中，形成物就會呈慕斯?fàn)睿钏扇彳洝?/p>

利用這一性質(zhì)開發(fā)出新工藝，即使壓入細致、形狀復(fù)雜的模具內(nèi)，型砂也能到達邊緣部位，滿足TNGA發(fā)送機要求的性能條件。

型砂流動性提高，就能做出細致復(fù)雜的砂芯

左上為傳統(tǒng)砂芯，右上為使用新式制造工藝制作的砂芯，能夠做出細致而又復(fù)雜的形狀

通過更換粘合劑材質(zhì)，煙氣和臭氣產(chǎn)生量大大降低，前者減到了原來的一百分之一，后者減少到了原來的一百一十五分之一。這樣一來，既不需要除臭裝置，也不需要風(fēng)筒，每個氣缸蓋的二氧化碳排放量約能減少1.8公斤。

目前，上鄉(xiāng)工廠生產(chǎn)的100萬個TNGA發(fā)動機用氣缸蓋正在使用新工藝制造，單座工廠的二氧化碳減排量約為1800噸＊，這一數(shù)字相當(dāng)于600戶普通家庭的二氧化碳排放量。

＊與下文敘述的舊砂再生爐的效果合計值

如果將視野擴大到全球，2019年生產(chǎn)數(shù)量為270萬個，相應(yīng)的二氧化碳排放量減少了4800噸。

由于這一舉措的二氧化碳減排效果極大，故而除了豐田內(nèi)部以外，這項技術(shù)還已開始對外推廣。

可按需向海外推廣的舊砂再生爐

由于砂芯粘合劑的變化，還有一樣?xùn)|西發(fā)生了變化。這就是型砂循環(huán)再利用所用的再生爐。

傳統(tǒng)做法是使用燃氣，對附著在型砂上的有機物質(zhì)進行焚燒。但是，使用水玻璃后，用電低溫加熱即可使有機物質(zhì)與型砂分離，從而能夠減少能源消耗。

以前工廠每棟建筑就需要一座高12米的巨型再生爐，使用新工藝后，爐體變緊湊，1.5米即可，可以每條生產(chǎn)線安裝一個。

通過這一舉措，每條生產(chǎn)線每年二氧化碳排放量減少了45噸，但其優(yōu)點并非僅限于此。

引導(dǎo)我們參觀鑄造現(xiàn)場的發(fā)動機鑄造部松岡弘晃組長對其效果作了以下補充：

“以前，工廠必須把舊砂集中到一處，再生爐小型化之后，改為放在生產(chǎn)線旁邊，能夠節(jié)省搬運手續(xù)。此外，以前即使生產(chǎn)規(guī)模不大，也需要建一座大型再生爐。但是，爐體體積縮小后，拿到日本海外工廠時，也可以結(jié)合生產(chǎn)趨勢，只增加必要的工序部分即可。這樣也能夠減少成本”。

不再冒煙，面貌大大改觀

如前文所述，鑄造生產(chǎn)線通過改變加入型砂內(nèi)的粘合劑，不再需要以往屬于理所當(dāng)然存在的設(shè)備。

尤其是取消遍布天花板的風(fēng)筒以后，與舊的生產(chǎn)線相比，新的生產(chǎn)線空間顯得格外明亮。

此外，型砂做成慕斯?fàn)睿皦m不再四處飛揚，煙氣和刺激性氣味也消失不見，在車間當(dāng)中，不佩戴口罩也毫無問題（當(dāng)天因為新冠防控措施，佩戴了口罩）。

進入公司第4年的岡田海由這樣描述其印象的變化，“分配到本部門前，我聽說鑄造車間光線昏暗，衛(wèi)生臟，在里面待著很難受。但是，進來以后，工作場所比想象中明亮干凈多了”。

材質(zhì)的變化使得工廠給人的印象大大改觀。鑄造工廠的碳中和同步伴隨著視覺和嗅覺可以感知到的變化。

以豐田特有的思路助力碳中和的實現(xiàn)

如上所述，上鄉(xiāng)工廠從貼近一線困擾，使用機關(guān)做出改善，到原材料和生產(chǎn)技術(shù)革新，通過大范圍的手段，孜孜致力于二氧化碳減排工作。

但是，任何一項舉措并非從一開始就指向碳中和的目標(biāo)。

對勞動者“友好”的生產(chǎn)線設(shè)計；削減成本，對公司和客戶錢包“友好”的改善——這些一點一滴的積累，最終，成為了有助于實現(xiàn)碳中和的對地球“友好”的手段。

或許也可以說，涓涓流淌在豐田生產(chǎn)一線的改善思想正是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的有力助力。

作為發(fā)動機的母工廠，上鄉(xiāng)工廠肩負著在全球引領(lǐng)改善的使命。向著碳中和描繪的未來，改善，永無止境！