丰田是全世界第一个年产过千万辆的汽车企业，它的成功全部仰仗如今闻名于世的精益生产系统！二战后的日本原材料匮乏，丰田家族却在如此艰难的环境中杀出重围，建立了自己独有的精益生产理念。如今世界名企争相效仿精益理念！

从2008年金融危机开始，丰田汽车公司开始逐渐取代美国通用汽车公司而成为全球排名第一的汽车生产厂商。在2018年的《财富》杂志“世界500强”中，丰田排名第6位，这是全球所有汽车公司的最高排位。而且从利润来看，丰田公司的利润仍然排在第1位。在全球前十大汽车公司中，丰田汽车的利润几乎是排在第二位大众的两倍，比排名第6到第10的总和还要多。

尽管就声誉来说，丰田汽车的牌子比不上劳斯莱斯、奔驰、宝马、迈巴赫等等这些豪车品牌，但丰田汽车一年的利润却比奔驰、宝马利润的总和还要多。

日本的制造术，一个经济界和汽车界流传了经久的神话，丰田，相信大家都很熟悉，其模具设计和制造技术达到了世界一流的水平，在管理和技术方面都有独到之处。世界汽车模具制造技术正在向这些方向发展：计算机前的操作逐步代替现场操作，以高精度加工代替人的手工劳动，模具的设计、制造高度标准化，单件生产方式向流水线式生产方式发展等等。

丰田汽车公司的模具设计与制造技术，在管理和技术有许多独到之处。就丰田模具生产制造技术作初步的探讨，这些内容对急待改进生产方式、推进科学管理和提高制造技术水平的国内汽车模具同行，可能会有一些借鉴和启发。

模具设计实际上分为三个部分：冲压工艺设计、模面设计和结构设计。结合我们国内的模具制造情况，丰田在以下一些地方与我们有很大的不同，值得我们很好的借鉴。

在冲压工艺设计环节看丰田是如何与众不同的：

1、精细模面设计：丰田在设计阶段通过计算机的曲面造型，完成模面的精细设计。比如：针对进料量不同设计各种拉延筋，同一套模不同部位的拉延筋截面不同，防回弹、过拉延处理，最小压料面设计，凸凹模不等间隙设计等等。精细模面设计的结果，可以极大的减少型面加工，减少钳修，减少试模工时，它的作用非同小可。对比之下，国内的模具设计还停留在结构设计阶段，模具设计的落后造成了制造的落后。

2、板料成型分析技术应用：丰田建立了一个整车身各种典型件的分析结果库。对一个新车型的件，如果成型性没有太大的变化，只是参考原工艺不做分析，只有特殊的新造型才做板料成型分析。丰田的新车要做样车，对造型特殊的件除了做板料成型分析外一般还要做简易模进行验证。

3、模面设计经验积累机制：丰田的设计部门除手工勾画草图以外，设计已全部计算机化，一般设计人员除一台工作站外还有一台笔记本电脑。但，真正创造性的设计还是靠人脑，特别是靠人的经验积累。丰田特别强调经验积累机制：只有集体的经验不能有只属于个人的经验，丰田的模具设计和调试过程，真正做到了是一个闭环制造系统，借助于这种自我完善的经验积累机制，模具的设计越来越精细，越来越准确。

4、间隙图设计，在丰田模面设计实际上是由曲面造型和nc编程两部分共同完成的，为了传达和描述模面设计思想，就产生了除dl图、模具图之外的第三种图---间隙图也叫质量保证图。

5、大规模生产对设计的影响：丰田的生产规模是世界一流的，它在模具设计如何适应大规模生产的要求方面具有丰富的经验。

提高材料利用率：

对于大批量汽车生产来说，提高板料的利用率是模具设计的第一大事。只要把材料利用率提高几个百分点，模具的成本就可乎略不计了。如果一套模具40万人民币，只相当于100吨钢板的价格，以寿命50万件计算，平均每件节约0。2kg钢板，就足可节约出这套模具费用了。

减少冲压工序：

模具设计的趋势是，零件的合并，左右对称件合模，前后顺序件合模等等，原来几个件合成一个件，不同的件合在一套模，模具越来越大，单件工序大大减少，整车模具数量越来越少，这对降低冲压的成本起关键作用。例如：丰田把整车制件的模具系数，由过去的3点几降到2左右。冲压自动化：为适应冲压线完全自动化，模具必须考虑机械手上下料，废料的自动排出，气动、自动和传感装置普遍采用等等。

模具的快速装换：

冲压线的换模时间，也成为一个模具设计必须考虑的问题。如：拉延模完全以单动代替双动，模具自动卡紧，换模不换气顶杆等等。

模具结构的设计和加工：

设计有两种目的：一个是面向设计本身，一个是面向制造。设计者在画图过程中逐步完善自己的设计思路，另一方面，设计要面向制造，以提高生产效率为最终目的。

1、实体设计：模面设计与结构设计的分开：丰田把模具结构设计与模面设计完全分开的，前者是实体设计，后者仍然是曲面设计。在结构设计中模面部分只是示意性的，可用于实型加工，不能用于模具加工。这种分工大大简化了模具实体设计。

2、实型数控加工：在丰田，实型的生产员工，已完全从手工制作转变到大量的数控编程上来了，现场的简单人工粘接和修整工作，由临时工所充当。实型的数控化生产直接得利于实体设计，而又提高了铸件的精度，为后序的精细加工带来极大的优势。

3、构造面数控加工：模具构造面就是模具型面以外的机加工面，如：导向面、镶块安装面、螺钉孔、其他需加工面等等，这些在丰田也都是靠编程，数控加工出来的。实体设计为模具的构造面数控编程加工带来了可能。丰田通过实体设计真正做到在模具结构上的cad/cam一体化，也只有一体化，取消绘制二维图的束缚，实体设计才显示出的它的价值，两者应该同步发展相宜得彰，这就是丰田为我们提供的经验。

高精度加工：

模面的加工是模具加工的重点，丰田在近年来大力发展高精度模面加工技术，取得了让人耳目一新的成果。

1、型面高精度加工：型面高精度加工主要体现在这样几个方面：提高模面加工精度、提高加工到位程度、实现模面的精细设计。高精度加工除机床精度和刀具的管理外，主要是靠编程技术的改进来实现的;

2、 二维刃口的高精度加工：丰田的二维刃口镶块加工，采用在专用的镶块加工流水线上，单块加工成活，加工精度可以达到按销定位装配，合模无须对间隙的程度。

3、 高精度加工的效果：丰田通过高精度加工，使模具精度达到了模面的少钳工、无钳工化的目标。丰田的标准计划中，由机加工完成之后到第一次试模之间，只有七个钳工工作日，它基本是钳工装配时间，而没有钳工修磨工时。

麻省理工学院的研究小组历时5年进行大规模汽车产业调查后指出：丰田生产方式是一种不做无用功的精干型生产系统，并命名为“精益生产方式”。与福特生产方式的大规模生产方式相对应。精益生产方式在兼具手工生产与大规模生产方式优点的同时，着眼于克服两者的不足。

丰田生产方式的成功，除了自动化和准时化外，还有两个重要的关键词很重要：最低成本和最高品质。

丰田汽车在价格亲民、质量上乘的前提下，还能做到很高的利润，就是在成本控制上下足了功夫。丰田公司认为，为了降低成本，必须彻底消除企业中的一切浪费，实现“零浪费”。

减少一成的浪费就等于增加一倍的销售额。

丰田所说的浪费实际有两层意思：一是一切不为顾客创造价值的活动，都是浪费，因此要消除那些不增加价值的活动；二是即使是创造价值的活动，所消耗的资源如果没有做到极致，也是浪费。

由此，丰田公司辨识出企业流程或制造流程中7大类未能创造价值的浪费，包括生产过剩、在现场等候的时间、不必要的运输、过度处理或不正确的处理、存货过剩、不必要的移动搬运、生产出瑕疵品或必须返工的东西。

在七种浪费中，大野耐一认为其中第一种浪费——生产过剩的浪费是最大、最严重的浪费。

这里所指的生产过剩有两种：一种是在规定的时间内生产了数量过剩的产品，一种是比规定的时间提前完成了生产任务。从市场角度考虑，就是在一定的时间域内产品的生产速度超过了商品的销售速度。

按传统的生产经营观念分析，这可能是求之不得的好事，但是在丰田人看来，生产过剩却是万恶之源。

为了杜绝浪费，丰田做了三个方面的措施：

一是提案制度。每个员工提出合理化建议，领导每月进行专项审批，发动员工改进。

二是杜绝浪费的12项改进，利用正反思维、立反思维，打破常规的思考，对错误进行不断地追根究底。

三是零库存，降成本。为了实现产品价值的最大化，丰田以JIT（Just in time）为宗旨指导整个生产制造，以整合供应链体系做到零库存、准时化生产，以生产流程管理来保证产成品质量。

做到了消除所有生产环节上的各种浪费，来缩短高品质产品从生产到客户手中的时间，提高效率，最终实现全公司的低成本生产、销售和经营。

将流程效率化

正确的流程方能产生优异的成果，唯有流程稳定且标准化，方能谈持续改进。因此，丰田不断改进工作流程，使其变成创作高附加值的无间断流程，尽力把所有工作计划中闲置或等候他人工作的时间减少到零。根据顾客实际领取的数量，经常补充存货，按顾客的需求每天变化，而不是依靠计算机的时间表与系统来追踪浪费的存货。使在制品及仓库存货减至最少，每项产品只维持少量存货。

丰田所谓的生产均衡化指的是“取量均值性”，假如后工程生产作业取量变化大，则前作业工程必须准备最高量，因而产生高库存的浪费。所以，丰田要求各生产工程取量尽可能达到平均值，也就是前后一致，为的是将需求与供应达成平衡，降低库存与生产浪费。

即时生产就是在生产流程下游的顾客需求的时候，供应给他们正确数量的正确东西。材料的补充应该由消费量决定，这是即时生产的基本原则，也是丰田独创的生产管理概念。这里的自动化不仅是指机器系统的高品质，还包括人的自动化，也就是养成好的工作习惯，不断学习创新，争取在第一次生产流程中就达到优良品质这是企业的责任。通过生产现场教育训练的不断改进与激励，让人员的素质越来越高，反应越来越快越来越精确。

丰田队生产每个活动、内容、顺序、时间控制和结果等所有工作细节都制定了严格的规范。例如：要装一个轮胎、引擎需要几分几秒钟。但这并不是说标准是一成不变的，只要工作人员发现更好更有效率的方法，就可以变更标准作业，目的在于提高生产效率。

丰田模式改变了传统的由前端经营者主导生产数量的做法，重视后端顾客需求，后面的工程人员通过看板告诉前一项工程人员需求，比如零件需要多少，何时补货，亦即是“逆向”去控制生产数量的供应链模式，这种方式不仅能降低库存成本(达到零库存)，更重要的是将流程效率化。

在不断改善流程后，丰田发现生产量不变，生产空间却可精简许多，而这些剩余的空间，反而可以做灵活的运用。人员也是一样，例如：一个生产线原来六个人在组装，抽掉一个人，则那个人的工作空间自动缩小，空间空出来而工作由六个人变成五个人，原来那个人的工作被其他五人取代。这样灵活的工作体系，丰田称之为“活人、活空间”，即鼓励员工都成为“多能工”以创造最高价值。

文章来源： 数控编程网，世界先进制造技术论坛