轮胎智能化生产系统平台建设策略

黄爱华

(广州市华南橡胶轮胎有限公司，广东 广州 511400)

轮胎智能化生产系统平台建设策略

黄爱华

(广州市华南橡胶轮胎有限公司，广东 广州 511400)

着眼当前轮胎生产系统现状，关注轮胎智能制造的生产系统平台特征要求，聚焦智能工厂的智能化生产系统平台建设策略。

轮胎； 智能制造；智能化；生产系统

轮胎制造属于规模化、生产连续性、品种多样个性化、性能趋于高端化、市场全球化的生产经营，生产经营活动复杂而动态多变，靠传统经营管理方式方法难于驾驭这样的大系统，去实现安全有序高效的生产并满足客户要求。近年来国内外轮胎市场的变化，已形成倒逼机制，激发我国轮胎企业寻求转型突破。

国务院在2015年5月8日发布“中国制造2025”的十年行动纲领，部署全面推进实施制造强国战略，给正在转型的我国轮胎产业极大的鼓舞，大部分轮胎企业已聚焦轮胎智能制造“梦工厂”的规划，思考怎样以“实现信息化与工业化深度融合”为行动指南，迈向创新驱动智能制造的发展轨道。

轮胎智能制造“梦工厂”的智能化生产系统，除了应用好传统制造和自动化技术，还应用系统识别和智能感知、数字化信息交互、大数据分析、物联网等技术，用计算机模拟人脑分析判断生产活动、优化计划、采用智能设备和智能机器人取代人力，具高度执行力、高度实时性和灵活性，系统趋于柔性化，较好地适应轮胎大规模复杂生产的要求。

为实现轮胎智能制造“梦工厂”，本文着眼改变生产系统现状，关注轮胎智能制造的生产系统特征要求，思考策划实施方案。

1 我国轮胎生产系统平台现状

笔者作为轮胎工厂管理骨干时，为刚性的生产系统要面对越来越多规格小批量生产的高投入低产出而无奈；为产品质量波动备受压力；为作业计划和物流量不均衡而付出物料过期损失和停机待料损失；为人工因素造成的诸多差错损失而痛心；为重体力岗位人员不断流失和招工难而被动。实际上，这样的情况在我国许多轮胎厂都存在。

我国橡胶轮胎产业用了30年的时间，以引进技术为核心、消化吸收创新为主线，以汽车工业发展为市场动力，发展成为一个子午线轮胎生产大国，速度史无前例。但是与国际先进企业相比，总体还处在落后地位；多方面原因中，除产品研发创新不足等等以外，生产系统平台的水平不高是不容忽视的。

对制约轮胎生产水平的因素，必须在智能工厂建设中得到正视并设法消除。因此关注如下经验教训，有助于我们坚定创新驱动发展的信心，有利于以国际化视觉来主导先进标准的确立，有利于找准突破方向，以信息化与工业化的深度融合实现智能制造，打造企业核心竞争力平台。

（1） 过去我国长期处于封闭对外开放不足，以及国际轮胎巨头对我国技术封锁的原因，早年我国引进轮胎技术总体处于二线水平。引进技术成为标准和模板，投产后缺乏对内涵的深入理解，自主研发创新也不足，工艺和流程就难得提升，在本世纪以来轮胎规模发展就同质化。

（2） 我国改革开放初期经济基础还薄弱，引进装备时往往保证了生产线核心主体的采购，辅助部分却要“看菜吃饭”，容易给整线性能水平留下短板；在后来的装备国产化制造自主创新时期，有些短板还没得到补长；国内制造的某些不足也削弱了一些性能，使生产装备自动化程度不一、可靠性不稳，机器故障增多就造成生产出力降低，设备不稳定运行就会造成质量波动。

（3） 我国是人口大国，劳动者有勤劳勤奋的优良传统，对先进发达国家依靠工业自动化融合信息化产生高度生产力的方向路径，长期以来有着不同观点；遇到投资资金捉襟见肘，往往对装备自动化和信息化的结构作简化或舍弃，使投产后人工干预多，结果是劳动生产率和产品稳定质量水平被打了折扣。

（4） 我国轮胎集团化生产尚在发展阶段，过宽的产品线使工厂生产效率降低；轮胎客户日趋个性化的市场需求，使订单排产批量趋小、品种规格趋多，对系统柔性化应变能力要求就高；否则生产装备待机待料多、辅助生产时间多、动力能源利用率低、生产成本高。

（5） 流程和工厂设计方面，欠缺对先进先出、物流自动化、工厂信息化的系统规划和预留条件。当规模达产阶段，生产现场管理和操作仍靠个体人脑和大量劳动力，复杂多样在线物流平衡配送的组织管理难度很大，经常会发生机器待料、送错料、装错模、发错货等损失。

（6） 本世纪以来虽不少企业起步信息化平台建设，却会因底层的生产设备层控制系统水平不一，致使与上层系统的协同和谐不良，使信息化平台对生产单元数据的接收处理和应用不够充分，生产和物流会出现数据不对应、汇集后信息不对称，支持系统运营决策的可靠性就得不到保障，支持计划调度敏捷应变困难，系统效率就难有明显提高。

（7） 在我们同质化规模发展的时期，国际轮胎巨头们也在发展规模和提升先进性。以近年Goodyear在美洲新建年产1 000万条高性能轮胎项目为例，全厂雇员只有1 000人，比我国轮胎同等规模生产用人少50%以上，生产力水平距离越来越大。

从以上方面可看出，我国轮胎企业的生产系统平台水平不高，稳定性不足，发展必然会受制约。 因此，实现信息化与工业化深度融合的轮胎“梦工厂”，是中国轮胎制造转型、趋身国际先进制造的康庄大道。

2 轮胎“梦工厂”智能化生产系统平台特征要求

轮胎企业智能化生产，系统特征是把人工干预操作减少到最低，使生产设备自动完成作业、在制品均衡化无人配送、各流程和节点通过标签和智能化感知技术实现数字化输入输出、汇集信息化系统、进行数据分析处理；模拟人脑的计算机从大数据中优选资源组合方式，优化计划调度，生成执行指令快速传输，通过人、机、物无缝对接，使各点、面、线反应敏捷动作及时，通过系统柔性化的提高来提升执行力。

流程导向方式，要对进厂后的原材料加载工艺标签，智能化配送至密炼机进行生产混炼；胶料、胶部件要加以信息标签，有缓冲按计划地均衡进入相应的生产机台；成型胎坯要加以身份标签，在硫化、终检、入库、出厂售后服务等流程中识别身份信息，“智慧”决定生产流向路径和定置，全流程可追朔。

在具体到一个工厂的智能制造系统建设时，系统特征的定制一定要着眼于工厂的环境、条件、未来竞争力要求，把技术升级、工艺改进、流程优化、设备性能提高、系统减员增效等方面的变化和提升要求紧密结合起来，进行有个性优势、具先进水平的智能工厂整体规划和建设计划；即便对资金条件还不充裕的企业，也要立足智能工厂建设为着眼点，考虑好整体规划，根据资源条件来分步建设、局部实施。

据有关资料，我国某先进轮胎企业先行“两化相融”智能化生产的案例表明：定员降低10%，整体效率却提高30%；通过对轮胎生产全程、实时质量管控，内部不良成本降低0.5%以上，外部不良成本降低1%以上。最近报导的我国首家轮胎工业4.0智慧工厂，与我国同等生产规模轮胎厂相比，总投资约2倍，用工人数不到30% ，占地面积只用40%左右。从上述我国轮胎工业“两化相融”智能化建设实例可知，对目前大多数轮胎企业来说，进行智能化工厂建设有较大的改善和经济效益提升空间。

但是，实现轮胎智能制造“梦工厂”的智能化生产，并不是轻而易举的事情。如果人脑不首先把智能化生产的内容和内涵要求理清，把整个系统层面尤其是交互和节点理细，建设投入可能达不到“智慧”的结果。所以，企业一定要认真分析当今生产运营模式和成本现状，明晰自身竞争力优势是什么？特色是什么？问题和障碍是什么？建设怎样的智能模式既有先进性又适合自己？从而进行智能化生产系统建设项目的目标设置、计划、行动。

3 轮胎智能制造的智能化生产系统平台建设策略

为了建设好轮胎智能制造“梦工厂”的智能化生产系统，对一些聚焦点关注权衡的问题，在此抛砖引玉，与同行共勉。

（1） 把流程分析、特色分析、流程优化、流程再造作为首席行动，全面进行智能制造“梦工厂”的系统规划、子系统构架、标准制定,要去除多余流程、切断资源漏洞、集成数据信息传输处理、优化运营模式。任何只着眼现状、不想创新技术和改变落后方法 、不追求先进生产力和成本效益、不想创新改进系统管理模式，只穿新鞋走老路的保守思想，都会降低“梦工厂”的智慧水平能力，使建设预期打折扣。

（2） 智能化生产设备群，是智能工厂的底层，每一台生产线设备将不再是过去单一而独立的做功单元，还要求具自身“分析判断”能力来决策自主行动的功能。因此，底层的搭建要追求设备结构先进和自动化，才有先进生产能力；从机电性能来说，设备的精度要高、动作重复性要可靠、控制系统要智能化；从使用性能来说，除了保证满足工艺条件、操作无人工干预、过程质量稳定以外，还要保证生产数据——产量、质量、设备、动力、耗材、监测参数等数据能完整准确地数字化输出。

（3） 对于扩建项目的智能化生产系统扩展，新增与原有的生产设备和设施要统一先进性标准，要求使用性能一致性；因此，新设备选型的定位，应保证满足工艺要求前提下追求先进生产力；老设备性能水平方面的距离，要计划与新建项目同步进行大修改造提升性能和完备功能，对于改造提升都达不到标准要求的，作为落后产能要坚决淘汰。

（4） 作为神经传导循环的工厂信息化系统，做好统一规划非常重要！必须确定好统一运行环境和数据库系统，规定企业信息集成模式、接口标准和规范，彻底消除信息孤岛，实现各子系统间高速传输、高效互联，达到信息共享和网上数据交互，提高系统信息处理效率。

（5） 得到了底层数字信息流，汇集成大数据要能充分的智能化挖掘利用，将结果传导至工厂的相关管理层面。除了满足决策支持和生成指令下达以外，要利用大数据多开发底层应用的“智慧模块”，如目标水平导向、业绩评估、缺陷分析对策、趋势预测和警戒、故障查询和对策、磨损预测、维保落实，等等，让大数据服务好系统智能化。

（6） 要积极关注和适时应用轮胎RFID电子标签。现用条码作轮胎身份识别，所载信息量受限，不能后续写入新信息，且条码外露在轮胎表面，轮胎装车使用后有被磨损的可能性。一旦条码无法读入，就意味着轮胎信息的丢失无可追溯。RFID电子标签植入轮胎内部形成一体，不易被自然和人为损坏，可在轮胎整个生命周期标识，并可与轮胎的生产、参数、销售、使用、翻新、报废等全过程信息绑定记录，通过专用软件，实现对轮胎全生命周期数据的记录及追溯。因此，RFID是轮胎物联网的可靠标签。有消息称，国际轮胎巨头Michelin计划在2016年给轮胎都带上RFID电子标签出厂。当前我国轮胎RFID国家标准已经起草完毕呈批中，轮胎生产应用技术处于可靠性验证和完善阶段，可见我国轮胎RFID标签时代不久就会来临。

（7） 在各设备生产线上，以及在物流输送系统中，凡是人工干预多、劳动体力大、安全环境差的作业岗位，要设法实现机械化和自动化，采用机器人、机械手、iAGV车等智能化辅助设备代工是好方式。这不只是应对劳动力日趋紧缺的问题，更重要的是能把过程人工干预大幅减少，既防止差错、减少质量成本，又能保证各点、面、线的节拍均匀、输入输出平衡。对于传统生产的轮胎工厂，笔者认为可以根据表1中列举的工序/位置，使用一些智能设备/装置来代工，可收获良好的经济效益和社会效益。

（8）智能制造“梦工厂”的智能化生产系统，是多学科专业知识、先进技术和现代化管理的集成平台，其建设和运行必然要改变我们的思维模式、习惯方法和行为。虽然智能化生产的底层操作变得更容易更简单，对一线工人的技能要求降低了，体力劳动减少了，用工数量下降了；但是，对平台维护技术和应用开发的要求却提高了。因此，管理维护的制度规范也要创新和修订，相应工程技术和管理队伍的学科要拓展、应用要深化。要求管理人员、工程师、技术工人的知识要扩充，技能要熟练提高，既有的经验要不断注入新内涵。企业人力资源管理方面，要切实重视智能化生产带来的变化，适时调整人员匹配、培养和培训、激励方面的管理和实施新方法，才能保障对智能化系统的维护使平台正常运行，才能长期稳定地发挥其“智慧”；这样，企业转型创新才是真正成功地步入质量稳定、高效率、高效益、用户满意的现代化轮胎生产新常态。

Tires intelligent manufacturing system platform construction strategy

Tires intelligent manufacturing system platform construction strategy

Huang Aihua
(Guangzhou south China rubber tyre Co., Ltd., Guangzhou, 511400,Guangdong,China)

Based on the current status of tire production system, this paper focus on the characteristics of tyre production system of intelligent manufacturing platform,and focus on smart intelligent manufacturing system platform construction strategy of the factory.

tyre; intelligent manufacturing ; intelligent; production system

表1 智能设备及作用

F270.7 TQ330.8

1009-797X(2016)07-0009-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.07.003

（R-01）

黄爱华，1982年毕业于华南理工大学高分子材料加工机械专业，长期从事橡胶企业产品开发、设备生产技术管理、技术改造、工厂规划建设等方面工作，曾发表论文多篇。

2015-11-10