Jak zbudować bezemisyjne fabryki? Toyota optymalizuje produkcję samochodów
Toyota wprowadza do swoich europejskich zakładów produkcyjnych coraz więcej nowych rozwiązań, aby do 2030 roku osiągnąć neutralność klimatyczną w produkcji, a do 2040 roku wyeliminować z działalności fabryk wszelkie emisje CO2. Są to zarówno nowe, przełomowe technologie, jak i z pozoru drobne optymalizacje, które łącznie składają się na znaczną redukcję emisji gazów cieplarnianych.
Toyota jest największym producentem samochodów osobowych na świecie i jedną z najbardziej innowacyjnych firm w branży motoryzacyjnej. Fabryki firmy znajdują się na całym świecie, w tym w Europie: na terenie Polski, Czech, Francji, Portugalii, Wielkiej Brytanii i Turcji. Jej podejście do organizacji produkcji oparte na ciągłym doskonaleniu, znane jako System Produkcyjny Toyoty (TPS), od lat wyznacza standardy dla całego sektora. Jest to zbiór technik i narzędzi do zarządzania procesami, które przyczyniają się do zwiększenia efektywności produkcji.
Toyota Europe jest w trakcie przebudowy swojej sieci zakładów produkcyjnych, by do 2030 roku osiągnąć neutralność węglową netto, zaś całkowitą bezemisyjność do 2040 roku. Do realizacji tego ambitnego celu nie wystarczy jeden uniwersalny sposób. Toyota jest świadoma, że proces dekarbonizacji przemysłu w Europie wymaga równoczesnego poszukiwania i doskonalenia wielu różnych rozwiązań. Takie podejście jest zgodne z metodą Kaizen – jednym z filarów Systemu Produkcyjnego Toyoty.
Większa efektywność dzięki cyfrowym modelom 3D
W fabrykach Toyoty trwa cyfrowa rewolucja, która znacznie poprawiła produktywność, obniżając zużycie energii i emisyjność produkcji. Technologia Digital Twin wykorzystuje cyfrowe modele 3D, aby skrócić czas instalacji i uruchomienia nowych urządzeń. To pozwala szybciej montować lub modyfikować linie produkcyjne, a nieprzewidziane defekty i problemy zostają ujawnione na etapie cyfrowej symulacji działania wszystkich komponentów.
W tradycyjnym podejściu do budowy linii produkcyjnych są one testowane na etapie prototypu, a jeśli któryś element nie działa prawidłowo, trzeba go przeprojektować, ponownie wytworzyć i zamontować, co może spowodować konieczność przebudowy konstrukcji linii i wydłużyć czas uruchomienia produkcji. Cyfrowe modele 3D wykorzystywane są także w już istniejących fabrykach, aby ułatwić modyfikacje i wprowadzić dodatkowe zautomatyzowane procesy.
Modułowa produkcja aut
TNGA to modułowa technologia projektowania i montażu aut, która zrewolucjonizowała sposób, w jaki produkuje się samochody. Modele Toyoty kolejnej generacji otrzymają karoserię zbudowaną z trzech głównych komponentów w stworzonych w technologii gigacastingu. Zastosowanie nowych metod odlewniczych pozwoli na lepszą integrację komponentów, większą precyzję montażu auta, a także zmniejszenie liczby podzespołów, co przyczyni się do obniżenia kosztów rozwoju pojazdu i inwestycji w fabrykach, a także zmniejszenia ilości odpadów produkcyjnych. Nowa platforma pozwoli rozszerzyć gamę aut elektrycznych.
Toyota zapowiada też zmianę koncepcji fabryki. Tradycyjną linię produkcyjną zastąpi zestaw modułów poruszających się autonomicznie, które przy pomocy czujników i systemów kontroli bezprzewodowej same będą przemieszczać się między kolejnymi stacjami montażowymi. Pozwoli to uprościć procesy produkcyjne oraz zmniejszyć ilość zasobów potrzebnych do przygotowania produkcji kolejnego auta. W fabryce Motomachi już teraz ta technologia jest testowana na niektórych liniach spawalniczych.
Niskoemisyjna logistyka
Zrównoważona produkcja to jeden z głównych sposobów, w jaki Toyota zamierza osiągnąć wyznaczone cele w zakresie redukcji emisji CO2. Aby zmniejszyć zużycie gazu, firma w coraz większym stopniu polega na energii odnawialnej oraz wyrównuje poziom zapotrzebowania na energię, odpowiednio dobierając godziny pracy każdego sprzętu. Zużycie energii pomagają ograniczać także automatyczne czujniki i cyfryzacja. Firma szuka też nowych zastosowań dla już posiadanych technologii, aby efektywnie wykorzystać to, co posiada i uniknąć niepotrzebnego wykorzystania zasobów i energii na nowe urządzenia. Zaoszczędzone środki są następnie inwestowane w inne działania na rzecz dekarbonizacji.
Innowacyjny proces lakierowania
Około 65% emisji CO2 w trakcje powstawania samochodów pochodzi z procesów lakierniczych. Zespół inżynierów Toyoty stworzył Toyota Global Paint Line (GPL), bezemisyjną kabinę lakierniczą nowej generacji, która pozwala zmniejszyć emisję CO2 o 1000 ton rocznie. Pierwsze GPL zostało zastosowane w zakładach Toyoty we Francji, gdzie powstają modele Yaris oraz Yaris Cross.
Tradycyjna kabina lakiernicza jest dość duża i wymaga ręcznego nakładania farby. To proces o niskiej wydajności, który wymaga stosowania gazu ziemnego do filtrowania powietrza oraz utrzymywania w miarę stałej temperatury w kabinie, by jakość produktu była jak najwyższa.
W innowacyjnej kabinie lakierniczej Toyoty wykorzystuje się w pełni zautomatyzowane procesy o wysokiej wydajności. Za odpowiednie warunki we wnętrzu odpowiadają jednostki Air Make Up Unit (AMU), które dostarczają powietrze do kabin lakierniczych. Powietrze jest uzdatniane do parametrów działania farby, zwłaszcza pod względem temperatury i wilgotności. Te dwie funkcje są realizowane przez zintegrowaną elektryczną pompę ciepła i nawilżacz z rozpylaczem wodnym. Temperatura wynosi od 19 do 26 stopni, a wilgotność od 61% do 75%. System odzyskiwania ciepła oraz pompy ciepła zasilane są prądem z farm fotowoltaicznych i wiatrowych. Ich zastosowanie ogranicza zapotrzebowanie na energię elektryczną i pozwala zrezygnować z gazu ziemnego.
Stałe monitorowanie wykorzystania energii
Wszystkie fabryki Toyoty w Europie zostały wyposażone w System Monitorowania Energii. Dzięki wizualizacji, powiadomieniom i narzędziom do raportowania kontroler otrzymuje w czasie rzeczywistym odpowiednie informacje i może podjąć bezpośrednie działania. Operatorzy procesów i inżynierowie nieustannie szukają kolejnych sposobów na zmniejszenie zużycia energii, porównując wydajność linii produkcyjnych, stosując systemy monitorowania energii i dostosowując parametry procesu. Zgodnie z metodą Kaizen, wszyscy członkowie załogi są zachęcani do zgłaszania innowacyjnych pomysłów. Najlepsze z nich są udostępniane innym zespołom, aby przyspieszyć dekarbonizację.
Udostępnij ten artykuł
