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纵观丰田汽车的发展历史，是生产方式不断演进的历史，也是技术能力不断提升的历史。如今丰田生产方式已经广泛被人们发掘推广，然而另一部分丰田制造技术提升发展的过程，却被人们忽视了。
丰田汽车的发展历史从技术维度可以分为四个阶段：技术引进阶段、模仿创新阶段、自主创新阶段和技术超越阶段，如图2-1所示。
图2-1 丰田技术发展的四个阶段与丰田生产方式的发展
1）丰田汽车20世纪30、40年代是技术引进阶段。这一阶段主要采用逆向工程，拆解研究和模仿美国的汽车，在模仿中创新。1938年丰田成立了设备工装部，并模仿出A型发动机，这一阶段整个日本的汽车行业都缺乏竞争力。
2）20世纪40年代末至50年代末是模仿创新阶段。1951年丰田实施“生产设备现代化五年计划”，1952年提出了未来国产车标准。这一阶段丰田汽车由模仿转向自主研发，1955年独立研发出皇冠轿车，1959年建成丰田园一号技术馆和两家技术实验室，这是丰田汽车加大基础研发力度的标志性事件。
3）20世纪60、70年代是自主创新阶段。这一时期，丰田开始关注核心部件和核心技术研发，1964年丰田着手开发排气净化技术，1968年已在研制排气再循环和触媒变换器之类的装置。重视核心技术的研发、技术创新和组织创新，实现质量管理，是丰田在这一阶段连续取得突破性进步的关键要素。
4）20世纪80年代至今是技术超越阶段。1983年丰田和通用建立了合资NUMMI工厂，1989推出凌志Lexus豪华轿车，这一阶段丰田由内部创新转向合作创新，并保持持续领先的地位。
综合上面四个阶段来看，丰田汽车能实现赶超，除了市场创新、生产方式创新之外也离不开技术创新的推动。
准时化（Just In Time, JIT）生产是关于丰田流程技术（Process Technology）的改进，而自働化（Jidoka）制造则是关于丰田制造技术（Manufacturing Technology）的提升。
流程技术与制造技术，这两者是存在差异的，制造技术是关于制造方法的技术，而流程技术则是关于怎样去利用制造技术的技术。如何用铬铁去焊接，用电批去装配螺钉，这就是制造技术。什么样的器件用什么不同铬铁，什么样的螺钉用什么不同电批，这就是流程技术。当新产品导入时，流程技术工程师们应该负责的是选用何种材料，使用何种设备，怎样设计工序。至于接下来的工程改善、设备改善，就应该是由制造技术工程师们来研究推进。
流程技术和制造技术对应着精益中的准时化和自働化。准时化，减少多余的库存，暴露生产制造过程中的问题，使得管理者和技术者时刻具有危机意识，不断地提升生产制造技术水平。如果生产线停下来，要等到第二天才能修复的话，那么问题就难以发现。自働化实现了品质内建和人机分离，把人从设备上解放出来，促进节拍生产和流动。我们看到，自働化为准时化的实现打下了坚实的基础，而准时化又反过来拉动了自働化的继续进步。
丰田曾经从欧美进口了很多自动化设备。尽管是自动机械，实际上在每台机床边还需配备一名工人看管，当发生故障时，再去叫修理人员来修理。大野耐一认为这种事真是愚蠢到极点，买来了自动机械，一点好处没发挥出来，于是就开始考虑如何做到不靠人监视也行的方法。
大野耐一在其所著的《丰田生产方式》一书中这样评价准时化和自働化之间的关系：“准时化”和“自働化”是丰田生产方式的两大支柱。如果用棒球比赛来打比方的话，那么准时化就相当于团队协作，也就是通过团队密切而巧妙地配合，将其实力发挥到极致；自働化则是要求每一位选手的个人技术要越来越高超，并且进一步使得团队的整体实力在个人技术提高的基础上得到更充分的体现。准时化可以让问题明确化，自働化可以让解决问题的努力更有效。自働化——让每一个人提高自己的水平，整个团队也会因为每一位选手的高超技艺，相互之间的配合变得更加默契，战法也更加成熟和丰富起来。当然，由此带来的结果是比赛的成绩越来越好，也就是企业的经营业绩越来越优异。
自働化要追求什么样的目标？很多人从不同的角度给出过很多描述。大野耐一所罗列的主要内容有：“明确问题”“为问题得到顺利的解决创造条件”“确保产品和工作的品质”“提高对改善必要性的理解”“持续挑战更高标准”“围绕‘异常’实施有效管理”……
推进自働化需要考虑什么样的问题？与推进准时化生产的过程一样，推进自働化也是一个非常艰苦的过程。这个过程中至少需要考虑下列问题：何时以何种方式停止生产线、目视化管理、改善工作的逻辑（也就是推导责任的顺序）、定义问题的标准、消除故障的方法、从根本上解决问题的方法、返修不良品的方法……如果说准时化可以让问题变得更加明确，那么自働化则可以让解决问题的努力更富效果。
当推动准时化、自働化暴露了问题时，需要对制造技术进行改善，来支撑自働化和准时化的实现。丰田生产方式的背后是丰田制造方式的支撑，而丰田制造方式是生产制造技术不断改善、提升的结果。如图2-2所示，表示了其中的关系。
图2-2 丰田生产方式的准时化与自働化两大支柱与制造技术改善的关系
在丰田内部不断进行着生产制造技术的改善，来支撑着自働化和准时化的提升。这种秘密研究的技术，不是直接从外部设备供应商处购买的，而是根据自身需求，利用内部的技术者设计和开发出来的，并且在丰田内部完成制作和使用。这样的改善方式，是落地的、超越竞争对手的、提升自身改善能力和竞争力的改善。
丰田以降低成本和提高质量为目标，不断开展技术改善，向各个工厂导入了多项革新性的制造技术，请看以下几个例子。
（1）激光螺旋焊接
为了缩短车身焊接工序的周期而开发的技术是“激光螺旋焊接”（图2-3），焊接速度高达每焊点0.3～1.0秒，缩短工序周期，提高焊接质量。丰田为田原工厂、堤工厂、元町工厂、丰田九州工厂导入了该技术，并从雷克萨斯IS开始推广。
图2-3 激光焊接技术“激光螺旋焊接”
车身焊接的主流技术是点焊，方法是用电极夹着钢板，然后通入电流，利用此时产生的热量（电阻热）来熔化并接合钢板。这种工艺存在的问题是所需时间长，焊接速度为每个焊点2.0～2.5秒。
为了缩短焊接时间和工序周期，丰田采用了激光焊接法，焊接速度高达每个焊点0.3～1.0秒，比点焊快两倍以上。这是因为从一个焊点到下一个焊点的移动速度很快。激光焊接是利用透镜聚光产生的热量来熔融并焊接钢板的方法。通过控制透镜，可使激光快速移动至焊点，因此能够实现高速焊接。普通的激光焊接存在质量不稳定的问题，比如钢板的焊缝容易烧穿或者出现孔洞，丰田克服了这一难题。
目前，丰田使用激光方式来焊接钢材，使用摩擦焊接方式来焊接铝合金。由于工艺不同，因此必须设置不同的焊接设备。丰田正在努力推进开发让新开发的激光焊接技术不仅能用于钢材，还能用于铝合金。如果两种材料能够使用相同的焊接设备，就能节省一条焊接生产线。而且，由于能够高速焊接，还能构建前所未有的小型焊接生产线，由此便有望使设备投资额降至1/2以下。
（2）CFRP面板的快速成型法
对于碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP）制成的前发动机罩及车顶等，丰田开发了可缩短周期时间的成型法。在射出树脂时，通过在模具打开而不是完全闭合的状态下减小行程射出，以缩短加工时间。雷克萨斯RCF（图2-4）采用新成型法之后，每块前发动机罩的周期时间缩短到了10分钟左右，而2010年上市的雷克萨斯LFA的前发动机罩的周期时间则长达1小时左右。另外，采用新成型法后，可将冲压机由合模力为约29.4兆牛的机型改为约9.8兆牛的小型机，因此还可降低设备投资额。
图2-4 雷克萨斯RCF前发动机罩和车顶
（3）示例3：电加热火印的单件生产
以前的火印技术使用气炉来加热钢板，每次处理5～20块钢板，加热炉长度为20米，加热时间长达4～6分钟。
如图2-5所示，电加热火印技术的特点是使用电加热器来加热钢板。利用钢板通入直流电后产生的焦耳热，逐一加热钢板。这样可将加热时间缩短到10～20秒（不到原来的1/20），从而实现了小型生产线。具体来说，用电加热器将拉伸强度为590兆帕的钢板加热至约900摄氏度，并进行冲压成型，然后在模具内冷却，使强度提高至1470兆帕。设备长度为2米，只有原来火印设备的1/10。该技术可使设备投资额减少30%。
图2-5 采用电加热火印技术对钢板加热
（4）示例4：小型涂装生产线
以前的涂装生产线使用的都是不能调整宽度的喷束图形，涂装较小的位置时，会导致很多涂料无法附着到工件上。
小型涂装生产线是使喷涂宽度（喷束图形）可变而实现的。正如区分使用粗笔和细笔来涂色的“线条画”一样，首先用较细的喷束图形细密地涂装边缘部分，然后以较粗的喷束图形高效涂覆中间部分。该技术可将涂装机器人的数量由原来的四台减少到两台。
为了使新涂装生产线更小，丰田还开发出了一种小型装置，使用旋流的离心力来回收未附着到工件上的涂料。这项技术使工序周期比原来缩短了20%，设备体积缩小了40%，设备投资额也减少了40%。丰田从2015年开始在生产“普锐斯”车型的工厂使用新的涂装生产线。
（5）示例5：逐一生产仪表板蒙皮
仪表板蒙皮采用粉末搪塑成型技术来制造。该技术是在加热后的模具中放入粉末状树脂，在热的作用下使薄薄的一层树脂凝固。这样冷却之后，就能获得蒙皮成型品。
以前的粉末搪塑成型机是正面设有加热区、左边设有成型区、右边设有冷却区的大型设备，将很多仪表板蒙皮集中在一起进行一次生产。新的粉末搪塑成型机在一个地方进行加热、成型和冷却，并对仪表板蒙皮逐一成型，在对模具加热的同时，使其与原料罐一同旋转来成型。加热时使用红外线加热器，并在必要时只加热相关位置，这样可使成型温度比原来降低20℃。冷却采用进一步旋转模具并从后方喷水的方法，实现了均匀的高速冷却。
新的粉末搪塑成型机的安装面积为5米×9米，与原来的10米×12米相比缩小了62%。设备投资额减少了30%，仪表板蒙皮的成本降低了21%。
由于能够逐一更换模具，因此还能混流生产。先由机器人取出模具，然后由作业人员将成型好的仪表板蒙皮从模具中剥离出来。机器人则利用这一时间，将其他模具放入设备。这种包含装夹时间在内的周期时间为240秒。丰田2015年为高冈工厂导入了这种新型成型机。
这种立足自身，造物育人的改善，就是月光改善。不只丰田，很多优秀的企业，也同样存在着内部的造“物”改善，那么它们是不是月光改善呢？并不全是！后面我们会讲到月光改善不是简单的造“物”改善，而是基于精益原理原则下的造物育人改善活动。
在有些企业，例如电装、爱信、佳能、精工、日产等，也采用类似月光工程的改善方式，它们被统称为改善，而没有赋予这个改善方式名字。这是因为很多精益的名词，都是被传播到美国以后，为了便于传播，才被赋予的名字，月光工程，也同样如此。
我们发现，增加了技术改善的丰田生产方式的模型，更清楚地说明了丰田成功的背后，不单是精益工具的运用和企业的管理文化，还需要持续推动技术的突破与创新，这些造“物”育人的改善活动，支持着丰田的生产方式，并影响着丰田的文化。
1978年，大野耐一先生出版了第一本关于他在丰田所创造的工作方式的书籍《丰田生产方式》，最初在丰田内部培训TPS（Toyota Production System）的教材如图2-6所示。这本书是使用日文出版的，直到1988年才被翻译成英文，到2006年才被翻译成简体中文出版。
图2-6 大野耐一最初在丰田内部培训TPS的教材
但无论英文，还是中文翻译版本，都没有完全理解原文的含义，没有从大野耐一的角度去分辨一些词语选择上的细微差别，没有理解大野耐一先生在选词细微差别背后的深意。
大野耐一在语言上的使用是十分严谨的。他这么做，是为了让他的学生准确理解每一条丰田生产系统的准则和方法的目的、意图和差别。
事实上，大野耐一说“改善”时，常常使用的日语是“kairyo”而不是“kaizen”，kairyo这个词用来形容持续改进，主要侧重于“物”的变化，技术和机器上实施的“physical/物理的、物质的”改进。
直到1990年，大野耐一先生去世那年，才将“kaizen”定义为“Spirit of Toyota/丰田的精神”。kaizen这个词用来形容自主提升，主要侧重于“人”的变化，思想和精神方面的“mental/内心的”的提升，它是造“物”行动的背后——人员思维模式的变化（图2-7）。
图2-7 Kaizen与Kairyo的区别
如果把kairyo称为“行事之”，是动手去做“物”的改进；那么，kaizen可称为“静默之”，是动手之后的思想的升华。行事之，静默之，阐述了造物育人的过程。
深入理解原文使用的词的本义是十分重要的，大野耐一先生特意用不同的词汇，让我们意识到这些词语的不同，引导我们走出困惑，消除阻碍，帮助我们理解实际情况。大野先生常说的是“kairyo/改良”，是指“物”的改善，而不是我们一直混用在一起的“kaizen/（思想上的）改善”，可惜我们很多人误解了这么多年。
考虑到我们中国人的用词习惯，本书为了区别开kaizen和kairyo，使用“造物改善”来指kairyo。
如图2-8所示，日本对优秀的制造企业进行研究发现，它们的一个共同点是有难以超越的技术研发能力。
图2-8 日本排名靠前的全球化企业的共同点之一是难以超越的技术研发能力
大野耐一曾说过，“拥有最高级的相机，未必能拍出优秀的作品，因此，必须好好学习使用方法。”这里说的人用优秀的相机拍照片是指流程技术，而相机的使用方法就是指的制造技术，只有当我们潜心研究如何才能使用好相机时，我们才能真正地掌握它，然后拍出好的照片就是凭技术而不是靠运气了。通过多次的练习和钻研，我们会发现原来这台相机的光圈和快门还可以再优化一些，然后我们改进后更加优秀的相机就诞生了，从而可以拍出更加优秀的作品。
成本因制造方法而改变，脱离开制造技术的提升去谈论丰田生产方式，就好像去山上寻找珍珠，去树上捉鱼一样，注定会一无所获。
大野先生还说过，“在我们掌握了制造技术以后，改善的思路一定会源源不断。”丰田公司不但致力于改善生产流程，即JIT准时化生产。与此同时，也在不断地致力于提升制造技术，不断地钻研推进工序改善、工装改善、设备改善，推进带有人字旁的自働化制造。
现在的丰田以“开不坏的丰田车”而闻名，但是在20世纪50、60年代，也就是丰田生产方式刚开始推行的年代，日本的老一辈却抱怨丰田车常常发生故障，当时丰田造车的技术还不是非常领先。随着造物育人的月光工程改善的开展，丰田不断进行着技术进化和技能人才培养，丰田车的品质也越来越好。
如图2-9所示，从1940年到现在，纵观日本制造业优秀企业的发展，都经历了生产能力提升阶段、质量管理阶段、多品种少批量（生产方式）阶段、海外生产阶段、全球化阶段，并已经在探索智能化。在过去的70多年里，是日本制造业从弱到强的时期，也是日本企业管理系统发展和生产制造技术发展的时期。
图2-9 1940年到2020年日本制造业课题的变迁
综上，我们一定要了解学习丰田生产方式的同时，不能忽视学习丰田制造技术的改善。基于企业状况，开展精益生产与制造技术融合的月光改善，虽然看起来是艰难且缓慢的，实际上却是最快的改善方式。