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社长专栏 丰田访谈 赛事活动 专题报道
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社长专栏 丰田访谈 赛事活动 专题报道

找回丢失的信任!克服重重困难制作竞技用假肢的全程
-给予运动员支持的人们-

目录

私人定制竞技用假肢
全为只有一副假肢的圭太选手!
两眼一抹黑的零起点,真令人不知所措
样品出炉,让人目瞪口呆的试跑测试
失败的根本原因是工程师思维的禁锢
抛开顾虑,迎接“圭太团队”的诞生
佐藤圭太选手发自肺腑的心声
精英人士横跨部门纷至沓来
改变思路,意外惊喜等着你!
该项目竟然有悖于丰田生产方式?

运动员们站在领奖台上,沐浴在欢呼声与闪光灯之中,他们身边是支持着他们的“人与技术”。那么,这些极富多样性的支持者是如何聚集在一起的,他们又将带来什么样的故事呢?从这里打开未来挑战之门的“钥匙”又将是什么呢?让我们一同去探索这些问题的答案。

私人定制竞技用假肢

近年来,人们越来越关注竞技用假肢。在2016里约残奥会的T44级跳远项目中获得冠军的德国截肢跳远选手于2018年再次刷新了8米48个人记录。这一纪录在2016里约奥运会跳远项目的话应该能拿金牌。

借助竞技用假肢,往往会创造超越健康人的记录。

但假肢的开发过程并非一帆风顺。每个人的体型和足部形状各不相同,有些运动员能平衡使用假足和正常足,有些远动员则更依赖于假肢。

也就是说竞技用假肢只能根据每个选手的具体情况进行定制。

残奥会田径竞技短跑运动员佐藤圭太,1991年出生于静冈县

全为只有一副假肢的圭太选手!

在2016年里约残奥会的4×100m接力赛(T42-47)中获得铜牌,同年加入丰田汽车的佐藤圭太选手当时只有一副竞技用假肢。即便是顶级运动员,也只能配一副假肢,可见包括成本在内,假肢制作有多难。

可惜他当时只有一副假肢,一旦出现任何问题,就不得不停止训练。于是我暗自下定决心要为圭太选手做一副全新的竞技用假肢。

2017年,圭太选手所在的生产技术管理部领导在一次丰田汽车高层会议上提出了该建议。

借此,“假肢研发支援项目”正式启动。开发假肢中最难攻破的对线部件是由生产工程部的植田健次和把植田先生视为师傅的镝木悠也师弟二人搭档负责。顺便说一句,镝木和植田先生的小女儿是同岁。

生产工程部植田健次。 对线是上图中植田用小指指向的地方

两眼一抹黑的零起点,真令人不知所措

2017年5月,当植田得知自己将负责开发竞技用假肢对线部件时心想“真是摊了件大事”。对线是连接收纳残肢的接受腔和蹬地面的脚板Blade(板簧)的机构,对其重量和强度要求很高。他究竟摊了什么样的“大事”呢,植田是这样回忆的。

当时一来没做过对线部件,二来也没有任何可供参考的图纸,完全是摸着石头过河的零起步状态。即使询问正在使用假肢的小一辈,他们也只是说日常生活用假肢和竞技用假肢是完全两回事。于是我们很快陷入迷茫,不知道该怎么办。

即使是收纳并固定截肢残余部位的接受腔也是由丰田汽车志愿者组成的“假肢研发支援项目”组在义肢装具师(装配或研发义肢专家)监督下制作完成的。其中充分运用了素形材技术部以及元町车身部门的先进技术和技能,其背后也有很多故事。

当时,市面上并没有残奥会田径竞技专用假肢,日常生活用假肢和竞技用假肢往往都是同一款产品。于是植田和镝木采购市面上销售的现有产品并进行深入分析,试着尝试制作产品。虽然他们俩当时被逼到穷途末路,但凭借多年来在发动机、变速箱等结构更复杂、功率更强大的零部件制作经验,坚持不懈地进行对线部件试制工作。

样品出炉,让人目瞪口呆的试跑测试

自正式启动研发项目半年后的12月,我们邀请圭太选手进行了试跑测试,但在那次试跑测试中发生了“事故”。镝木遥望着远方,沉浸在当时情景的回忆当中。

是我负责组装调试对线部件并让圭太试跑的。但开始助跑约20米左右时断掉了。我心想糟糕,脑子一片空白。由于是第一次测试,所有现场来了很多观众,还打算接受采访拍视频的……

和植田师傅同甘共苦坚持不懈的生产工程部镝木悠也

唯一令人欣慰的是在乘坐新干线返回的路上,负责加工植田和镝木设计的对线零件的前辈所说的一句话。

当时他鼓励我说只要你一句话,什么都能给你做出来。当初启动该项目只是为了支援圭太选手,但从一开始大家都团结一致,丝毫感觉不到部门之间的隔阂。

失败的根本原因是工程师思维的禁锢

自发生令人震惊的意外事故以来,项目一直由植田和镝木的二人组为主的极少数人维持运营,直到2018年我们迎来了动力传动系统总部的西山裕次。因为西山他非常清楚哪个部门都掌握哪些技术,都有哪些人才,经常从指挥官的角度提出一些实际性建议,比如这项实验的话可以找某某部门的某某协商。

随着西山的正式加入,研发项目应该得到了飞速发展……。

现在回想起来,当时应该是从开发人员自我满足的角度进行产品开发。当时我们想开发一种佩戴假肢时能进行微调的对线部件。但对圭太选手来说,这种微调变成不易操作、沉重且使用起来不方便的额外负担。随着各项功能的增多,假肢变得越来越复杂,越来越沉重。

横跨多个部门,把各工程师紧密联系在一起的动力传动系统总部的西山裕次

抛开顾虑,迎接“圭太团队”的诞生

从2018年到2019年,假肢研发工作之所以没有达到预期目标,其原因之一就是项目团队和圭太选手之间的沟通不足。当时的植田深深体会到这种焦虑。

圭太他自己从来不说好坏。看着比自己父母还年长的前辈们辛辛苦苦给自己做出来的东西,他可能不太忍心说不好,但我们是希望他能直接告诉哪里不好,或者哪里疼。

圭太选手因新的训练活动搬到东京也是造成双方沟通不畅的一个原因。于是2019年的秋天,西山在丰田市的一家餐厅组织举办了一场联欢会。事后西山和我们说出当时召集30多人举办联欢会的真正目的。

当时圭太也对年长的人很是客气,我们也过于崇拜这位残奥会获奖者,毕竟当时还有人叫他佐藤选手。相互不能太客气,以后不要叫佐藤选手,就叫他圭太吧。所有项目成员要为赢得金牌而齐心协力,并命名为“圭太团队”。

2019年秋天举办的联欢会现场。成员们的满脸笑容证明了沟通非常顺畅。最前排从右第二为佐藤圭太选手

佐藤圭太选手发自肺腑的心声

以联欢会为转折点,圭太选手和圭太团队之间的距离逐渐缩小,大家开始直言不讳,畅所欲言。第一个听到圭太选手肺腑之言的是在首次试跑测试中深受打击的镝木。

当他因参加东京车展出差到东京时顺便访问了圭太训练基地。当时圭太的义肢装具师告诉说“不想再用它了”。圭太本人也较隐晦的强调“希望能有一个在实战中不断磨练的F1赛车一样的假肢”。当时我很震惊,甚至都不记得之后在东京车展现场都观看了什么。

到了2019年年底,2020年东京残奥会将于2020年8月如期开幕。离开幕式仅剩几个月,我们还能赶得上嘛?

上图左:助跑阶段断掉的2017年版原型。
上图中:优先性能强度的2018年版超重大原型。
上图右:可前后左右调整辅助轴的2019年版原型,但因调整过于复杂而遭到批评。

精英人士横跨部门纷至沓来

西山先生称,自进入2020年以来圭太团队进一步加强了圭太选手、圭太选手专用义肢装具师、竞技用假肢研发公司Xiborg之间的合作,并不断重复进行试跑测试。但凡我们需要的技术或人才,指挥官西山从公司各地收集相关信息。圭太团队充分展现了丰田团队的形象,至此对线研发工作终于踏上了正轨。

和普通业务不同,只要广播播出“想为圭太出一份力的人,请伸出这根手指!”,就会自然而然地聚集很多来自不同部门的人。第一次联欢会聚集了大概30多人,现在能轻松翻好几倍(笑声)。

随“伸出你的手指!”口号聚集在一起的丰田汽车技术人员和熟练工。现在还能每月召开两次视频会议。

只要改变思路,意外惊喜等着你!

圭太选手也表示“越来越好用了”,速度也提上来了。曾经还因为一个理由,彻底改变整个圭太团队对线研发方向的事情。对此,植田先生徐徐道来如何改变整个研究方向的。

对线系统的开发理念是根据身体状况自由调整角度。垂直位移20mm,左右位移10mm,轴部单侧旋转6度,可从十二个角度进行调整。但圭太的一句“又重又复杂,不适合用来竞赛”,让我们如梦初醒。于是在可调式对线结构前提下发现最佳设置方法,并通过简单轻便的辙叉(固定式)予以实现。

上图左:改良后的可调整对线结构,可以发现角度等最佳位置。
上图中:固定导出最佳位置的辙叉对线结构。通过飞跃式的轻量化设计,测量时间也大幅提高。
上图右:进一步减轻重量的最新款。

对线侧面采用中空结构的轻量化设计得到了好评,并大幅度缩短了时间。佐藤圭太选手也表示真没想到轻量化会成为主要因素。对此植田接着道出背后的故事。

其实到这一步我们完全可以结束项目,但当时我们认为既然越轻越好,何不再做到极致?于是把中空结构的壁面改为三角形桁架结构。考虑到桁架结构不可避免地影响结构强度,于是我们不断研究结构设计。事后的计算机分析结果表明(拓扑优化),当时我的想法是正确的,这一点我很自豪(笑)。

借助同计算机自动扫描设计图的CAD相连接的激光挖掘机,精密制作而成最新对线部件。

该项目竟然有悖于丰田生产方式!?

镝木感慨地说,当时我还以为已经结束了,结果就被为了更好的产品而孜孜不倦的“大师”的进取精神所折服,“坚持不懈地不断改进的干劲儿确实像丰田人”。针对徒弟的发言,植田先生却指出“我倒觉得这个项目一点都不符合丰田风格”。

净是蛮干浪费,从丰田生产方式来看的话绝对不能做这样的事儿(笑)

或许真是充满蛮干和浪费形象的项目。但镝木还同时表示正是有了这些蛮干和浪费,所能得到的宝贵经验也更多。

打破不同部门和组织之间的壁垒,能和更多的人进行交流,我认为日常工作中不可能获得这种体验。

圭太团队研发的对线部件将通过Xiborg公司销向市场。植田先生说,“之前说过我有一个使用假肢的后辈,我在制作圭太假肢的时候一直在想希望能早日实现所有下肢有残疾的人都能自由行动的和谐社会”。

让所有人都能享受自由快乐行动的美好社会──。从这个角度是否也可以说它是一个符合丰田汽车宗旨的项目呢?

(文章编辑:Takeshi Sato,拍摄:小保方智行)