張暉

（中策橡膠有限公司，浙江 杭州310018）

改革開(kāi)放之初，中國(guó)巨大的市場(chǎng)潛力和低廉的勞動(dòng)力成本使全球制造業(yè)紛紛在中國(guó)設(shè)廠，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展。 我國(guó)在加入WTO 以后，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，尤其是汽車(chē)工業(yè)的快速增長(zhǎng)，輪胎工業(yè)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 雖然“十一五”期間，隨著汽車(chē)進(jìn)入家庭時(shí)代的到來(lái)，輪胎生產(chǎn)制造和銷(xiāo)售呈現(xiàn)井噴式的增長(zhǎng)，但近年來(lái)經(jīng)歷了美國(guó)金融危機(jī)和歐洲主權(quán)債務(wù)危機(jī)，世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展持續(xù)疲軟，輪胎市場(chǎng)需求不旺，同時(shí)隨著人民生活水平的不斷改善和提高，勞動(dòng)力成本的紅利也大為減少，輪胎產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性矛盾和產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題日益凸顯，能源和環(huán)境資源的制約，以及日益加劇的國(guó)際貿(mào)易摩擦，亟需輪胎企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。 輪胎企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)必須依托自主創(chuàng)新，把發(fā)展從規(guī)模擴(kuò)張為主轉(zhuǎn)向提升質(zhì)量和效益為主。

輪胎行業(yè)屬于傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)型升級(jí)必須從產(chǎn)業(yè)鏈的整體以及市場(chǎng)、 設(shè)計(jì)到制造的整個(gè)系統(tǒng)出發(fā)，運(yùn)用各種現(xiàn)代科技成果，進(jìn)行流程再造，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高端化。 產(chǎn)業(yè)高端化主要體現(xiàn)在產(chǎn)品高端化、制造技術(shù)和裝備高端化、市場(chǎng)高端化三個(gè)方面。 傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)主要以先進(jìn)的信息系統(tǒng)和信息技術(shù)為手段，以顧客的中長(zhǎng)期需要為目標(biāo)，通過(guò)最大限度地減少對(duì)產(chǎn)品增值無(wú)實(shí)質(zhì)作用的環(huán)節(jié)和過(guò)程，建立起科學(xué)的組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程，使產(chǎn)品的質(zhì)量和規(guī)模發(fā)生根本性變化。 可見(jiàn)，轉(zhuǎn)型升級(jí)是全方位的，不僅僅指生產(chǎn)制造過(guò)程，而且包括了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、原材料供應(yīng)，甚至包括業(yè)務(wù)流程和工作程序等管理在內(nèi)的整個(gè)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，提升這些過(guò)程，需要的核心技術(shù)之一是信息系統(tǒng)和信息技術(shù)，而智能化技術(shù)是信息技術(shù)的進(jìn)化版或是升級(jí)版。

1 智能化技術(shù)的應(yīng)用

中策橡膠集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中策橡膠集團(tuán)）始建于1958年，經(jīng)過(guò)五十多年的艱苦創(chuàng)業(yè)，已經(jīng)由當(dāng)初一個(gè)200 萬(wàn)元投資規(guī)模的小型企業(yè)，發(fā)展成為現(xiàn)擁有凈資產(chǎn)幾十億元的大型企業(yè)，是中國(guó)輪胎自主品牌最大規(guī)模的企業(yè)。 2013年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入317.33 億元，完成各類(lèi)子午線輪胎3585余萬(wàn)套，其中全鋼子午線輪胎1224 余萬(wàn)套，子午化率達(dá)89%，位列中國(guó)企業(yè)500 強(qiáng)第320 位，是中國(guó)輪胎企業(yè)首次且唯一進(jìn)入全球行業(yè)前10 的企業(yè)。作為傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)，中策橡膠集團(tuán)十分重視企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)工作，早在“十一五”末就提出了“五最”原則，即“以全球最先進(jìn)的裝備、全球最新的技術(shù)、最好的原材料、最低的能耗，來(lái)生產(chǎn)最適應(yīng)市場(chǎng)的產(chǎn)品”。 2013年技改資金投入達(dá)42.8億元，科研經(jīng)費(fèi)投入約8.4 億元，全年已生產(chǎn)和批量生產(chǎn)的新產(chǎn)品達(dá)378 個(gè)，平均一天就有一個(gè)新產(chǎn)品投產(chǎn)，設(shè)計(jì)和試制儲(chǔ)備的新產(chǎn)品達(dá)460 個(gè)，為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了有力保障。 智能化技術(shù)的應(yīng)用始終是中策橡膠集團(tuán)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方面，也是中策橡膠集團(tuán)得以穩(wěn)健發(fā)展的關(guān)鍵保障。 智能化技術(shù)的主要應(yīng)用在以下三個(gè)方面。

1.1 設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的智能化

從2013年的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)數(shù)量，不難看出要完成如此高密度的研發(fā)設(shè)計(jì)，如按傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式是很難適應(yīng)市場(chǎng)變化需要的，必須在傳統(tǒng)依托的輪廓設(shè)計(jì)軟件、花紋設(shè)計(jì)軟件、力學(xué)特性分析軟件的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)手段，通過(guò)大量數(shù)據(jù)的積累和長(zhǎng)期分析優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)仿真設(shè)計(jì)的目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)使用虛擬模擬設(shè)計(jì)軟件，在輪胎進(jìn)入實(shí)質(zhì)制造階段前，對(duì)輪胎的各項(xiàng)性能要求進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，以改進(jìn)輪胎設(shè)計(jì)，達(dá)到輪胎設(shè)計(jì)的智能化。 3D 打印技術(shù)和PDM 等系統(tǒng)的應(yīng)用也將成為必然的趨勢(shì)。就產(chǎn)品本身而言，能記憶生命周期重要參數(shù)并反饋傳輸重要信息的智能輪胎的研發(fā)也是必然的，智能輪胎就是產(chǎn)品高端化的具體表現(xiàn)。此外，輪胎產(chǎn)品高端化還包括安全輪胎、防水滑輪胎、冬季輪胎、綠色輪胎等。通過(guò)與高校及科研院所合作以及高端檢測(cè)設(shè)備的增添，中策橡膠集團(tuán)已有部分實(shí)現(xiàn)了仿真設(shè)計(jì)，積極推進(jìn)各種虛擬模擬設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品方面正在進(jìn)行智能輪胎各類(lèi)芯片材料和讀取技術(shù)的應(yīng)用研究，開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品涉及高端化產(chǎn)品的各個(gè)種類(lèi)。

1.2 市場(chǎng)和銷(xiāo)售的智能化

市場(chǎng)高端化是智能化應(yīng)用的另一端，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和信息處理分析軟件，實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)、 遠(yuǎn)程咨詢(xún)?cè)\斷服務(wù)、 顧客需求管理、移動(dòng)裝配服務(wù)、即時(shí)產(chǎn)品配送物流和需求計(jì)劃等各項(xiàng)功能，使工廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)更符合市場(chǎng)需求，避免了重復(fù)生產(chǎn)和盲目擴(kuò)大規(guī)模，以利于有效投資。目前，中策橡膠集團(tuán)積極探求輪胎電子商務(wù)的新型銷(xiāo)售服務(wù)模式，如獲成功，將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)過(guò)去以市場(chǎng)銷(xiāo)售渠道為主的銷(xiāo)售模式產(chǎn)生重大影響。多種智能化技術(shù)將會(huì)廣泛使用，極大地降低銷(xiāo)售成本，產(chǎn)品由于服務(wù)的提升將得到顯著的增值。

1.3 輪胎制造工藝技術(shù)的智能化

輪胎企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)是輪胎制造工藝技術(shù)的高端化。 要實(shí)現(xiàn)輪胎制造技術(shù)水平的巨大提升，必須依托高端裝備，通過(guò)流程再造，建立起多種集數(shù)字化、智能化、集約化、模塊化、自動(dòng)化于一身的輪胎制造系統(tǒng)，通過(guò)信息化、數(shù)字化、可視化、智能化于一體的控制技術(shù)，對(duì)輪胎從密煉→壓出→成型→硫化→檢測(cè)→入庫(kù)出庫(kù)→用戶(hù)使用的制造系統(tǒng)的全過(guò)程的質(zhì)量和成本在線適時(shí)控制，以及信息收集、 跟蹤追溯生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備工藝和能源消耗情況，達(dá)到產(chǎn)品性能品質(zhì)的一致性、效率的最大化、成本和損耗的最小化的目標(biāo)。 目前，國(guó)外先進(jìn)輪胎企業(yè)都具有自己的高端制造技術(shù)，如米其林的C3M 技術(shù)、大陸的MMP 技術(shù)、固特異的IMPACT 技術(shù)、倍耐力的MIRS 技術(shù)、鄧祿普的數(shù)碼輪胎技術(shù)等，這些高端制造技術(shù)都依托具有各自特點(diǎn)的高端裝備，如米其林的特種編織機(jī)和擠出機(jī)、固特異的熱成型機(jī)、倍耐力的多組擠出機(jī)配合遙控機(jī)械手等，拓寬了我們的思路，明確了改進(jìn)方向。 這些高端技術(shù)的共同特點(diǎn)就是從系統(tǒng)整體考慮，抓住核心工序，充分統(tǒng)一和運(yùn)用數(shù)字化、智能化、集約化、模塊化、自動(dòng)化技術(shù)，其中智能化技術(shù)是相當(dāng)重要的一環(huán)，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)信息流這個(gè)神經(jīng)中樞下達(dá)產(chǎn)品的配方、工藝參數(shù)、公差標(biāo)準(zhǔn)以及任務(wù)計(jì)劃和過(guò)程追溯等決策性的指令，并且對(duì)每個(gè)工序都作出最嚴(yán)格的判斷。 所以，不管產(chǎn)品流的效率多高，沒(méi)有判斷，就沒(méi)有明確的方向，就有可能成為“南轅北轍”中的那輛馬車(chē)：跑得越快，離目標(biāo)就越遠(yuǎn)。 通俗地說(shuō)，就是如果你的配方、工藝甚至生產(chǎn)計(jì)劃錯(cuò)了，生產(chǎn)線的效率越高，生產(chǎn)得越快，生產(chǎn)的不合格品和堆積的庫(kù)存就越多，損失也就越大。

2 高端智能化系統(tǒng)及其配套裝備

在企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中，中策橡膠集團(tuán)不斷引進(jìn)國(guó)內(nèi)外高端智能化系統(tǒng)及其配套裝備來(lái)滿(mǎn)足需求。MES 生產(chǎn)管理系統(tǒng)以及基于MES 管理系統(tǒng)的智能化生產(chǎn)系統(tǒng)就是諸多高端制造技術(shù)中極具代表性的技術(shù)之一。

2.1 MES 生產(chǎn)管理系統(tǒng)

MES 系統(tǒng)即制造執(zhí)行系統(tǒng)，是位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)，它為操作人員／管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源（人、設(shè)備、物料、客戶(hù)需求等）的當(dāng)前狀態(tài)。

輪胎生產(chǎn)涉及煉膠、半制品、成型、硫化和成品質(zhì)檢等多個(gè)流程工序，而且輪胎規(guī)格眾多，工序間物料對(duì)應(yīng)關(guān)系復(fù)雜，包括生產(chǎn)工序、工藝質(zhì)量的判斷預(yù)測(cè)、輪胎生產(chǎn)計(jì)劃和銷(xiāo)售計(jì)劃制定的準(zhǔn)確性、輪胎生產(chǎn)設(shè)備的精益管理、輪胎生產(chǎn)過(guò)程中各工序的質(zhì)檢、 工藝數(shù)據(jù)的采集統(tǒng)計(jì)分析等，如采用傳統(tǒng)的人工收集判斷管理是無(wú)法實(shí)時(shí)完成的。 要實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)計(jì)劃的變化，做到信息的網(wǎng)絡(luò)化、準(zhǔn)確化及動(dòng)態(tài)化，必須依靠MES 生產(chǎn)管理（智能）系統(tǒng)。

中策橡膠集團(tuán)MES 系統(tǒng)的功能模塊主要包括：從原材料到成品的庫(kù)存管理；生產(chǎn)成本控制與管理；設(shè)備管理（實(shí)時(shí)監(jiān)控、維修、潤(rùn)滑、點(diǎn)檢、故障、備品備件）；產(chǎn)品跟蹤與追溯；生產(chǎn)過(guò)程決策與分析；文檔管理；質(zhì)量管理（標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)、SPC）；工藝管理等。 它可以全方位收集車(chē)間生產(chǎn)的數(shù)據(jù)信息，控制生產(chǎn)流程，管理施工標(biāo)準(zhǔn)和工藝配方參數(shù)，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)人員操作，防止不良產(chǎn)品的出現(xiàn)。

使用MES 生產(chǎn)管理系統(tǒng)后可以達(dá)到以下目的：

（1）優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)制造管理模式，強(qiáng)化過(guò)程管理和控制，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理；

（2）加強(qiáng)各生產(chǎn)部門(mén)的協(xié)同辦公能力，提高工作效率、降低生產(chǎn)成本；

（3）提高生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的及時(shí)性、 準(zhǔn)確性，避免人為干擾，促使企業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)化；

（4）為企業(yè)的產(chǎn)品、中間產(chǎn)品、原材料等質(zhì)量檢驗(yàn)提供有效、規(guī)范的管理支持，最終為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的一致性提供有力的保障；

（5）實(shí)時(shí)掌控計(jì)劃、調(diào)度、質(zhì)量、工藝、裝置運(yùn)行等信息情況，使各相關(guān)部門(mén)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題；

（6）建立起規(guī)范的生產(chǎn)管理信息平臺(tái)，使企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)場(chǎng)控制層與管理層之間的信息互聯(lián)互通，以此提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

該系統(tǒng)現(xiàn)在半鋼子午胎生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行試運(yùn)行。

2.2 智能化煉膠系統(tǒng)

說(shuō)到煉膠，我們馬上會(huì)想到這樣的場(chǎng)景：原材料或者生產(chǎn)備料各種規(guī)格混雜在一起平地堆放，當(dāng)我們需要使用時(shí)，采用的物流方式是叉車(chē)運(yùn)輸，叉車(chē)的尾氣、 噪音及各種安全隱患讓工人的工作環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，而且所有的信息流靠人工辨識(shí)和紙質(zhì)傳遞，出錯(cuò)幾率非常高。這種情況下生產(chǎn)的產(chǎn)品首先就缺乏一致性，質(zhì)量就更不會(huì)好到哪里去。

那么，現(xiàn)代化的煉膠生產(chǎn)到底是怎樣的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)呢？ 我們可以用“三化”來(lái)概括，即自動(dòng)化、信息化、生態(tài)化。其中，自動(dòng)化指的是人員精少、物流自動(dòng)流轉(zhuǎn)、生產(chǎn)節(jié)拍最優(yōu)、移動(dòng)式管理。 信息化指的是物料狀態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤、協(xié)同計(jì)劃全面感知、物料與信息同步流轉(zhuǎn)、全生命周期信息管理。生態(tài)化指的是無(wú)叉車(chē)污染、無(wú)膠片堆積、無(wú)苦力藍(lán)領(lǐng)、無(wú)安全死角。

智能化煉膠系統(tǒng)，共分為三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)：智能化的原材料立體庫(kù)、密煉車(chē)間和智能化膠片立體庫(kù)。

智能化原材料立體庫(kù)有三個(gè)主要功能模塊——小料自動(dòng)稱(chēng)量、膠料粉碎稱(chēng)量和自動(dòng)供膠。

密煉車(chē)間對(duì)應(yīng)的也有三個(gè)主要功能模塊——小料自動(dòng)到位、膠料自動(dòng)喂料和膠片自動(dòng)到位。

智能化膠片立體庫(kù)同樣也是三個(gè)主要功能模塊——膠片自動(dòng)流轉(zhuǎn)、 膠片自動(dòng)存取和空托盤(pán)自動(dòng)供應(yīng)。

三個(gè)模塊之間既有物流的關(guān)系，又有信息流的關(guān)系，通過(guò)物料的實(shí)時(shí)監(jiān)控和信息流的實(shí)時(shí)共享，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的協(xié)同管控作用。

這樣一套系統(tǒng)，我們從固定投資（土建、物流設(shè)施設(shè)備）和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用（叉車(chē)、電梯、物流系統(tǒng)、工裝等）及年收益（品牌提升、換配方效率提升）這幾方面來(lái)分析的話，約3年的時(shí)間可以收回投資成本；5年的時(shí)間，可以比傳統(tǒng)模式節(jié)約3500 萬(wàn)元；10年的時(shí)間，可以節(jié)約1 億元。 目前將在新生產(chǎn)基地進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用。

2.3 智能化成型硫化檢測(cè)系統(tǒng)

以半鋼子午線輪胎成型、硫化、檢測(cè)系統(tǒng)為核心，通過(guò)對(duì)輪胎成型機(jī)、硫化機(jī)以及檢測(cè)線的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新和研發(fā)改進(jìn)，將微電子技術(shù)、智能數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)融合在一起，建立一套基于現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)條件下的智能化輪胎成型硫化檢測(cè)系統(tǒng)。 具體的結(jié)構(gòu)圖如下所示：

智能化成型硫化檢測(cè)系統(tǒng)涉及到的智能化設(shè)備和物流系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)方面：

（1）半鋼子午線輪胎成型機(jī)組

新型半鋼成型機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了多工位并行工程，含行走裝置定位及鎖定技術(shù)，離散式供料系統(tǒng)等技術(shù)，可大大降低單胎成型時(shí)間，提高勞動(dòng)效率，實(shí)現(xiàn)多規(guī)格、小批量柔性生產(chǎn)。該成型機(jī)適用輪輞直徑在Ф 14″ ～Ф 22″，單胎成型時(shí)間可縮短20 s／條，提升15%的效率。

（2）氮?dú)饬蚧簤毫蚧瘷C(jī)組

氮?dú)饬蚧に嚧媪藗鹘y(tǒng)的蒸汽或過(guò)熱水硫化方式，縮短了硫化時(shí)間，且大大提高了硫化的質(zhì)量。 而液壓式這種創(chuàng)新改變，解決了機(jī)械式關(guān)鍵的磨損問(wèn)題，并且能源消耗大大降低，特別是可以進(jìn)行硫化過(guò)程的智能化控制，實(shí)時(shí)采集硫化中的熱效應(yīng)數(shù)據(jù)并判斷下一步的動(dòng)作，真正實(shí)現(xiàn)智能控制。

（3）全自動(dòng)成品輪胎檢驗(yàn)系統(tǒng)

根據(jù)生產(chǎn)狀況自動(dòng)配置動(dòng)平衡、均勻性試驗(yàn)，確保設(shè)備的有效利用；自動(dòng)檢測(cè)檢驗(yàn)進(jìn)程，對(duì)不同規(guī)格不同等級(jí)的產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、判斷和分選。

（4）成品胎智能立體庫(kù)系統(tǒng)

自動(dòng)輪胎規(guī)格分揀、入庫(kù)；全智能倉(cāng)儲(chǔ)管理；自動(dòng)根據(jù)發(fā)貨單配置輪胎規(guī)格； 全自動(dòng)發(fā)貨輪胎儲(chǔ)存線；高速裝車(chē)，直接輸送輪胎至集裝箱內(nèi)，最快裝車(chē)時(shí)間20 min／每標(biāo)準(zhǔn)箱。

智能化成型硫化檢測(cè)系統(tǒng)涉及到的關(guān)鍵智能部件主要有：空中懸掛輸送小車(chē)系統(tǒng)、輪胎（胎胚、成品胎）自動(dòng)抓取系統(tǒng)、無(wú)線射頻（RFID）技術(shù)、可編程總控制系統(tǒng)、 嵌入式專(zhuān)用控制系統(tǒng)、 在線檢測(cè)、安全控制等。

智能化成型硫化檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用在生產(chǎn)效率提升、人力資源減少、土地資源節(jié)約、人為差錯(cuò)率減少等方面有明顯的效果。

生產(chǎn)效率：?jiǎn)螚l輪胎成型效率可以提升20%～30%，整體系統(tǒng)生產(chǎn)效率提升15% ～20%。

人力資源：可以解決用工荒、招工難的現(xiàn)象，減少工人的需求量，降低人力成本20%～30%。

土地資源：減少工廠占地面積，提高土地利用率15%～25%。

人為差錯(cuò)率：沒(méi)有人工干預(yù)，人為差錯(cuò)率幾乎為零。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，智能化技術(shù)的應(yīng)用才剛起步，作為中國(guó)輪胎制造的排頭兵，中策橡膠集團(tuán)將進(jìn)一步推廣應(yīng)用智能化技術(shù)，特別要結(jié)合工業(yè)智能機(jī)器人的使用，從采購(gòu)到生產(chǎn)再到銷(xiāo)售全過(guò)程應(yīng)用智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)品牌質(zhì)量、能耗成本、人員環(huán)境和企業(yè)管理等方面的全面突破，最終實(shí)現(xiàn)超越國(guó)際巨頭、成為世界一流的輪胎制造企業(yè)的宏偉夢(mèng)想。