Une usine hyper-automatisée, avec moins d'hommes et plus de robots, c'est ainsi que Toyota réorganise sa production pour livrer de plus en plus de véhicules électriques.
"Nous sommes en retard, mais nous espérons dépasser Tesla de cette manière", a déclaré à Automotive News Akihisa Shirao, directeur général du nouveau projet d'usine BEV de Toyota. Il s'agit d'une unité commerciale créée pour piloter la stratégie relative aux véhicules électriques de la prochaine génération.
Même pour une entreprise de la taille de Toyota, il n'est pas facile de revoir les technologies des usines. Il s'agit de grandes innovations qui n'ont jamais été testées auparavant et il ne faut pas commettre d'erreurs si l'on veut rester leader mondial.
Un changement nécessaire
Toyota, rapporte Automotive News, prévoit de diviser par deux le temps de production et de réduire les coûts d'équipement de 25 % grâce à la numérisation. En outre, dans les nouvelles lignes dédiées aux VE, le constructeur japonais s'attend à ce que la productivité double.
Par ailleurs, les concepteurs estiment qu'une nouvelle architecture modulaire pour les VE nécessitera deux fois moins d'investissements et de ressources de développement, tandis que les véhicules doubleront leur autonomie grâce à de meilleures batteries. Sur les 3,5 millions de véhicules électriques que Toyota prévoit de vendre en 2030, environ 1,7 million seront des VE de nouvelle génération construits de cette manière.
Le plan opérationnel, étape par étape
Pour mieux comprendre comment Toyota se réorganise, imaginons qu'elle doive construire une voiture appelée Toyobev. Pour ce faire, elle suivra désormais les étapes suivantes :
Étape 1 : Ingénierie de la production
Pour que Toyota puisse produire la Toyobev, il faut que l'usine dispose de nouvelles lignes d'assemblage et des machines nécessaires. Pour ce faire, l'entreprise a décidé de tirer parti de la technologie digital-twin, un logiciel surpuissant qui permet aux ingénieurs de travailler plus rapidement tout en maintenant une précision d'un millimètre dans la production de la voiture. À l'aide d'un écran vidéo fixé au mur, les ingénieurs travaillent sur des modèles numériques en 3D, qu'ils transforment ensuite en modèles virtuels grandeur nature qu'ils manipulent par le biais de la réalité virtuelle avec l'équipement approprié. C'est également par ce biais que les ingénieurs mettent au point les nouvelles lignes d'assemblage, qui passent du virtuel au réel.
Les ingénieurs exploitent également les outils numériques pour automatiser des tâches auparavant effectuées par des humains. Par exemple, dans l'usine de Teiho, les mouvements des ouvriers pour charger des gabarits dans une machine de découpe ont été reproduits pour être effectués par des robots, qui peuvent travailler 24 heures sur 24, tous les jours.
Phase 2 : la fusion
Le Toyobev devient réalité avec la Giga Press pour le moulage sous pression (une méthode éprouvée et suivie par d'autres, comme Volvo), qui forme l'architecture de base du véhicule en seulement trois grands modules : l'avant, le milieu et l'arrière. Il s'agit d'un processus dont les coûts initiaux sont élevés, mais qui permet de gagner énormément de temps : de 24 heures, le travail passe à seulement 20 minutes.
Pour l'instant, Toyota ne possède qu'une seule mégapresse, et il est clair qu'elle devra en acquérir d'autres pour réaliser son plan stratégique en matière de produits.
Toyota bZ4X
Étape 3 : Batteries
Maintenant que les modules avant, intermédiaire et arrière de la Toyobev ont été fusionnés, il est temps de préparer les batteries. À l'usine de Teiho, Toyota réalise des prototypes et développe les cellules et les packs qui alimenteront les véhicules électriques de la prochaine génération.
La première d'entre elles est une batterie lithium-phosphate de fer qui arrivera vers 2026 ou 2027. L'autonomie de cette batterie dépassera 600 km, soit une augmentation de 20 % par rapport à la batterie lithium-ion actuelle de la bZ4X, tout en réduisant le coût de 40 % grâce à une composition chimique moins onéreuse.
Phase 4 : carrosserie et peinture
Dans les usines modernes, les carrosseries en acier des véhicules sont soumises à une succession de robots de soudage produisant des étincelles dans toutes les directions. Mais ce ne sera plus le cas. La Toyobev étant divisée en trois sections, les ouvriers peuvent plus facilement installer les pièces et les composants avant que les modules ne soient soudés ensemble.
Lire aussi :
Toutefois, le processus exact est encore en cours de définition, car il faut veiller à ce que les parties internes du revêtement ne soient pas endommagées lors du soudage. C'est pourquoi des alternatives à la soudure proprement dite sont en cours d'évaluation. En ce qui concerne la peinture, Toyota espère réduire l'utilisation de peinture de 15 % et les coûts de 10 %, ainsi que les émissions de dioxyde de carbone de 17 %.
Étape 5 : Assemblage final
Lors de l'étape finale, Toyota souhaite abandonner les chaînes de montage ancrées, coûteuses et peu flexibles, car ses voitures à batterie doivent se déplacer d'elles-mêmes dans l'usine. Des essais similaires ont lieu à l'usine d'assemblage Toyota de Motomachi.
L'usine Toyota de Motomachi
Étape 6 : Transport
La Toyobev finie quitte l'usine et est transportée vers le parking à l'extérieur, sans conducteur humain. Une fois que les voitures garées sont prêtes à être chargées sur des porte-autos, une flotte de robots logistiques nouvellement développés les déplace vers la zone de chargement. Ces transporteurs autoguidés et de forme carrée sont équipés de plates-formes de chargement réglables qui se glissent sous la voiture comme une spatule pour la soulever et la charger sur les camions, qui restent conduits par des humains. À l'usine de Motomachi, 22 travailleurs seront remplacés par 10 robots.
"Nous avons une longue tradition de réussite", a déclaré Takahiro Imura, directeur général du groupe de fabrication Toyota, à Automotive News. - "Cela peut être à la fois une force et une faiblesse. Il est parfois difficile de faire une découverte. Mais nous aimons à dire que les périodes difficiles sont aussi des opportunités. C'est un grand tournant pour notre compétitivité".
Galerie: Toyota et Lexus présente leurs futurs véhicules électriques
