大数据在港□机械轮胎采购管理中的应用

雷海东 刘政刚

随着计算机技术以及互联网的飞速发展，世界正急速进入大数据时代。大数据是继云计算、物联网、社交媒体和信息获取技术兴起之后信息技术产业的又一次颠覆性变革。虽然目前对大数据的定义尚未统一，但人们对大数据大量化、多样性、高速化和价值性的特点却有基本统一的认识。成为核心资产的数据对国家治理模式，企业管理决策、组织和业务流程，以及个人的工作、生活和思维都将产生重大影响。相关统计数据显示，大数据已被广泛应用于各行各业，为决策制定提供可靠的数据基础。传统的港口行业而言，大数据在港口机械轮胎采购管理中的应用有助于降低港口企业的机械轮胎成本。

1 大数据在港口流动机械轮胎采购管理中的应用

1.1 港口流动机械轮胎使用情况

以我国某港口企业为例，2015年其流动机械轮胎使用情况见表1，各机种轮胎（不包括内胎和垫带）的耗量、费用及其占比见表2。从轮胎消耗费用来看：牵引车和半挂车的轮胎消耗费用占比最大，达到约77%；其次为正面吊和堆高机；其他机种轮胎的消耗数量较少，且费用较低。

2015年我国某港口企业牵引车和半挂车轮胎耗量及报废情况见表3，各种轮胎报废比例见表4。

1.2 港口流动机械轮胎采购管理

1.2.1 港口流动机械轮胎采购

一般情况下，港口企业自主选择流动机械轮胎规格，选择标准为：保证满足工作负荷要求，在载重条件下达到允许的车速，并满足在正常使用工况下滚动阻力小、牵引性能好、使用寿命长等要求。按照GB/T2980—2009《工程机械轮胎规格、尺寸、气压与负荷》中第三类使用类型的相关参数，港口流动机械通常选用低压宽基轮胎。此类轮胎主要用于作业速度慢、运输距离短的工程机械。此外，轮胎胎面花纹的选择也十分重要，其作用主要是传递工程机械的牵引力和制动力，对轮胎的附着性能、耐磨耗性能、滚动阻力等均有很大影响。

轮胎的使用条件不同，对胎面花纹的要求也不同。为保证机械性能，轮胎胎面花纹应满足以下条件：（1）在特定的使用条件下，满足机械性能的要求；（2）胎面与路面有良好的附着力；（3）胎面抗滑性能和耐磨耗性能好，滚动阻力小；（4）花纹中不易夹带泥沙和石子，有较好的自洁性能；（5）耐切割，不易崩花和掉块，不易裂口；（6）在特定的使用條件下，还应有较好的综合性能和较长的使用寿命。

1.2.2 港口流动机械轮胎管理

1.2.2.1 轮胎损坏报废形式

影响轮胎寿命的因素包括轮胎气压、轮胎负荷、是否翻新及翻新质量、道路情况、设备前后轴平衡情况、司机操作习惯和方法、轮胎本身质量（性价比）、外界温度、轮胎安装方法和质量，以及轮胎使用监控人员（包括司机）对轮胎使用的监控等。

轮胎在使用过程中的损坏报废形式包括：（1）轮胎侧面扎到异物（如锁头、连锁块、集装箱封箱钉、螺栓等）或撞到码头设施；（2）拖刹导致轮胎局部严重磨损；（3）转弯过快，导致外侧轮胎载荷增加而爆胎；（4）轮胎气压不足，导致轮胎帘线或钢丝疲劳损坏；（5）轮胎气压过高，导致轮胎胎冠急剧磨损；

（6）超载（包括冲击载荷）导致轮胎加速磨损；（7）未及时换下磨损超标轮胎，导致轮胎不能翻新；（8）翻新次数过多导致爆胎；（9）转弯半径过小，导致轮胎在地面滑动而使轮胎加速磨损；（10）原地打方向，导致轮胎局部磨损或侧面鼓包；（11）安装不当导致轮胎（尤其是规格为11.00R22.5轮胎）唇边损坏；（12）未及时处理轮胎异常情况，造成轮胎损坏加剧；（13）轮胎质量问题造成胎体脱空、帘线断裂、花纹崩裂、胎侧裂口、胎侧鼓包、钢丝断裂等。

1.2.2.2 传统轮胎采购管理的缺陷

传统轮胎采购存在以下不足之处：（1）不能确定适用于港口路面（水泥连锁块路面）的轮胎胎面花纹；（2）不能确定轮胎的性价比；（3）不能确定轮胎的翻新使用性能；（4）不能确定同品牌不同批次轮胎的质量。

传统轮胎管理存在以下不足之处：（1）不能确定轮胎的使用寿命；（2）不能确定轮胎各种报废形式所占的比例；（3）不能确定轮胎的气压状况；（4）不能确定轮胎的翻新次数；（5）不能确定轮胎是否超载。

1.3 大数据在港口流动机械轮胎采购管理中的应用

大数据在港口流动机械轮胎采购中的应用途径如下：（1）通过对各种品牌的轮胎进行大数据分析，寻找性价比高的品牌轮胎；（2）通过试用同品牌轮胎，寻找胎面花纹适合水泥连锁块路面条件的轮胎；（3）通过监控轮胎使用情况，摸清同品牌不同批次轮胎的质量情况。

1.3.1 港口流动机械轮胎管理策略

在应用大数据对港口流动机械轮胎实施管理之前，需要针对轮胎非正常损坏报废形式及各种损坏报废形式所占的比例，制定延长轮胎使用寿命的方法及对策，并按要求严格执行。

（1）保持轮胎气压正常。保持轮胎气压符合标准是减少轮胎磨损、消除隐患、延长轮胎使用寿命的重要措施。在日常工作中，要求轮胎工严格按照轮胎标定气压加气；同时，司机在日常检查中加强对轮胎气压的检查，必要时可以要求轮胎工确认轮胎气压是否满足要求。

（2）控制轮胎负荷，尽量不超载。

（3）根据外界温度，适当调整轮胎气压。要求轮胎工根据季节适当调整轮胎气压，例如：夏季轮胎气压应略低于标准值，冬季轮胎气压应略高于标准值。

（4）合理搭配轮胎装配。尽量成对装配轮胎，例如：在拆换单个前轮时，若无合适的轮胎搭配，应将

两个前轮同时换掉；胎面磨耗程度接近的轮胎可以实施并装；成对的前轮或后轮尽量使用同品牌轮胎或翻新胎。

（5）在确保安全的条件下最大限度地翻新轮胎。翻新轮胎集中使用于牵引车和半挂车，尽量不安装在牵引车转向桥上。翻新轮胎的价格比原装轮胎低很多，而其使用寿命与原装轮胎接近；不过，翻新轮胎容易因帘线或钢丝断裂而爆胎，存在一定安全隐患。因此，必须严把翻新轮胎质量关，保证翻新轮胎使用安全。

（6）加强港区路面的清洁力度。

（7）做好翻新轮胎厂家选择以及翻新轮胎验收工作。

（8）要求司機及相关管理人员认真学习轮胎磨损翻新标准。

（9）加强对轮胎管理人员的培训，使其掌握翻新轮胎选胎技术要求，做好翻新轮胎使用工作。

（10）加强对轮胎工的培训，防止轮胎在安装过程中被人为损坏。

（11）加强对司机的培训，促使司机养成良好的操作习惯，降低不良操作习惯对轮胎使用寿命的负面影响。

（12）避免行车速度过快。行车速度越快，轮胎在单位时间内与地面接触的次数就越多，摩擦也越频繁，从而使轮胎的变形频率增加。此外，在码头区域行车需要频繁启制动，若高速行车，势必增加制动距离和时间，从而加剧轮胎磨损。

（13）要求司机采取正确的驾驶方法。起步前确认手刹已完全打开，平稳起步，尽量避免将油门踩到底；禁止急转向或左右摇摆行车；过减速带必须减速，禁止高速转弯；在特殊路面行车须小心、慢速，注意清除路面上的连锁块、锁头等杂物。

（14）要求司机做好轮胎日常维护。在出车前，注意检查轮胎磨损是否达到报废标准，及时换下磨损超标轮胎用于翻新；注意查看双胎之间有无异物或轮胎胎面有无扎钉，如有则及时处理。作业过程中，注意检查轮胎是否漏气，整机气压是否充足，是否会造成拖刹；认真检查轮胎有无异常，防止轮胎损坏加剧或爆胎。收车后，注意检查轮胎气压是否充足，轮胎是否漏气；注意查看轮胎是否扎到异物，轮胎磨损是否超标。

（15）在轮胎日常维修和保养过程中，加强对流动机械本身的检查，以消除可能加速轮胎磨损的隐患，延长轮胎使用寿命。

1.3.2 港口流动机械轮胎使用情况大数据分析

1.3.2.1 大数据分析范围

本文以牵引车和半挂车为例，对其轮胎使用情况进行大数据分析，通过监控轮胎使用寿命，达到规范轮胎管理并延长轮胎最佳经济使用寿命的目的。针对牵引车和半挂车轮胎使用情况的大数据分析范围如下。

（1）收集轮胎从投产到翻新的原始数据，为轮胎选购和翻新提供依据。

（2）跟踪所选用轮胎的品牌，分析各品牌轮胎的使用时间及设备运行里程，为轮胎选型提供依据。

（3）根据设备机型选用与其相符的轮胎规格。

（4）跟踪翻新轮胎的使用情况，确定轮胎最佳翻新次数。例如，一般情况下，型号为11.00R22.5和12.00R20轮胎的翻新次数最多为2次。

（5）对磨损达到极限的轮胎进行技术鉴定，必要时实施翻新，从而尽量延长轮胎使用寿命。

（6）做好轮胎编号工作。由轮胎领用人员对轮胎进行流水编号，以便跟踪数据，确保责任到人。

（7）监控轮胎验收、翻新和报废。对原装轮胎和翻新轮胎质量进行验收，严格执行轮胎报废标准，认真分析轮胎提前报废原因，寻求解决办法。

（8）监控轮胎的使用管理。轮胎的使用管理涉及使用部门和技术部门。使用部门主要指操作部及相应的劳务公司，其主要职责是检查轮胎状况，例如：是否有异物扎到轮胎；轮胎气压是否正常；轮胎是否需要翻新；机械拖刹是否造成轮胎磨损；轮胎是否偏磨；等等。技术部门的主要职责：定期检查机械设备是否存在影响轮胎使用寿命的安全隐患；定期开展司机及相关管理人员培训，培训内容包括轮胎翻新标准、轮胎报废标准等；定期（每月）对机械轮胎实施全面检查，及时翻新或更换轮胎，以免导致轮胎提前报废。

（9）采集轮胎使用原始数据，为分析轮胎性价比和监控轮胎质量提供准确数据，以便在发现轮胎质量下降时与供应商协商解决。

（10）分析轮胎使用时间、运行里程、运行时间、翻新次数等，并根据轮胎单价，分析轮胎性价比，为轮胎选型提供依据。

1.3.2.2 不同品牌轮胎使用情况分析结果

以牵引车和半挂车为例，不同品牌轮胎使用情况（考虑最大翻新次数）进行对比分析。在相同使用工况下，牵引车4个不同品牌同型号（11.00R22.5）后轮使用情况比较见表5，半挂车4个不同品牌同型号（12.00R20）后轮使用情况比较见表6。

1.3.3 大数据应用前后单箱轮胎成本比较

广州港南沙港务有限公司应用大数据前后单箱轮胎成本（含税）比较见表7。

2 大数据在港口大型设备（场桥）轮胎采购管理中的应用

2.1 场桥轮胎使用情况

我国某港口企业场桥及其轮胎使用情况见表8，其2013—2017年场桥轮胎成本比较见表9。由此可见：单台场桥共有8个轮胎，其中主动轮仅2个，而主动轮更换比例却比较高，2013—2015年该港口企业主动轮更换比例达39.0%，其成本支出直接影响场桥轮胎的总成本支出；因此，在场桥轮胎管理中应加强对主动轮的使用管理，以便节省港口企业的轮胎成本。

2.2 场桥轮胎使用寿命影响因素及报废标准

2.2.1 影响因素

2.2.1.1 轮胎气压

18.00轮胎的正常气压为11kg/m2，21.00轮胎的正常气压为l0kg/m2；当轮胎气压小于9.6kg/m2时，应给轮胎充气。型号为18.00-25的48层级轮胎的正常气压为13kg/m2。以上轮胎正常气压是轮胎厂家提供的充气参考值。在正常情况下，港口企业轮胎管理部门一般要求轮胎气压略低于厂方提供的气压参考值，约为参考值的95%。若轮胎气压偏高，则轮胎与地面接触面积过小，压强增大，容易导致轮胎磨损加剧，造成轮胎使用寿命缩短；若轮胎气压偏低，则易造成轮胎底面与侧面之间胶疲劳，并会因整机质量不能同时均匀分配在各个轮胎上而导致个别轮胎承载力加大，加剧轮胎磨损。

2.2.1.2 胎面花纹

胎面花纹是观察轮胎是否达到报废标准的一个参考依据，相关人员据此判断是否需要检测和补充轮胎气压。

2.2.1.3 轮胎表面裂纹

（1）在日常巡检时，注意检查轮胎表面是否扎人异物；若有，必須及时清理龙道，以确保轮胎内胎不受损伤。

（2）长期使用后，轮胎老化会导致表面龟裂。

（3）在长期紫外线照射等因素的影响下，轮胎易鼓包；若发现轮胎鼓包，应及时戳破鼓包进行修补，以防鼓包过大而与轮叉或大车护栏干涉。

（4）场桥大车在加速或减速时产生的冲击易使轮胎产生气泡。

（5）不带顶升装置的场桥在转向时，轮胎承受较大的扭转剪切应力，致使轮胎表面易产生裂纹。

（6）在高温季节，长期处于高负荷状态下的轮胎较易产生裂纹。

2.2.1.4 密封件

定期检查气门嘴是否漏气；若发现漏气，须更换气门芯。定期检查钢圈密封圈是否老化或变形，及时更换老化的钢圈密封圈，以防轮胎漏气。

2.2.2 报废标准

（1）轮胎胎面花纹磨失，且胎面现帆布层数超过8层。

（2）轮胎胎面花纹磨去2/3。

（3）轮胎侧面因磨损、老化或戳伤而出现深度超过10mm的裂口，并且轮胎出现漏气现象。

（4）轮胎有3处鼓包直径超过40mm，或者有1处鼓包直径超过100mm。

（5）轮胎表面全面龟裂，且平均深度超过1cm。

（6）轮胎表面裂纹造成轮胎漏气。

2.3 场桥不同品牌主动轮和从动轮使用情况

2012—2016年我国某港口企业场桥进口轮胎A的使用情况见表10。场桥进口轮胎A在使用过程中总体表现非常稳定，极少有漏气等不良现象，现场加气维护工作量较小。该品牌轮胎用作主动轮的平均使用寿命为1544.5d，平均净运行时间为2177.3h，单个轮胎的使用成本是13.45元/d或9.54元/h；该品牌轮胎用作从动轮的平均使用寿命为2536.8d，平均净运行时间为3282.9h，单个轮胎的使用成本是8.19元/d或6.33元/h。值得注意的是，2016年购进该品牌轮胎14个（单价为21380元），其中13个轮胎使用不足9个月就报废，可见其质量有所下滑，需要跟踪处理。

2012—2016年我国某港口企业场桥进口轮胎B的使用情况见表11。场桥进口轮胎B用作主动轮的平均使用寿命为1127.1d，平均净运行时间为1445.9h，单个轮胎的使用成本是17.52元/d和13.66元/h；该品牌轮胎用作从动轮的平均使用寿命为1517.9d，平均净运行时间为1809.4h，单个轮胎的使用成本是13.01元/d和10.91元/h。从以上数据可见，进口轮胎B的使用效果一般；因此，不建议使用该品牌轮胎。

2012—2016年我国某港口企业场桥国产轮胎A的使用情况见表12。国产轮胎A是目前该港口企业主要采购使用的场桥轮胎品牌，具有单价相对较低、供货期较短等优点。该品牌轮胎用作主动轮的平均使用寿命为711.0d，平均净运行时间为980.1h，单个轮胎的使用成本是17.79元/d或12.90元/h；该品牌轮胎用作从动轮的平均使用寿命为1281.8d，平均净运行时间为1724.5h，单个轮胎的使用成本是9.87元/d或7.33元/h。对比表10、表11与表12可见：国产轮胎A用作主动轮的使用效果较差；而其用作从动轮的使用效果优于进口轮胎B，但逊于进口轮胎A。从总体来看，国产轮胎A的采购数量较大，质量较稳定，且质量呈上升趋势，具有较强的竞争力。

2012—2016年我国某港口企业场桥国产轮胎C的使用情况见表14。国产轮胎C用作主动轮的平均使用寿命为983.8d，平均净运行时间为1306.3h，单个轮胎的使用成本为12.85元/d或9.68元/h；该品牌轮胎用作从动轮的平均使用寿命为1151.2d，平均净运行时间为1398.3h，单个轮胎的使用成本为10.99元/d或9.04元/h。对比上述各表中数据可见：国产轮胎C用作主动轮的使用效果最优；其用作从动轮的使用效果较差，仅比进口轮胎B稍好。因此，国产轮胎C可推广用作场桥主动轮。

场桥不同品牌主动轮和从动轮使用效果比较 分别见表15和表16。

2.4 场桥轮胎发展趋势

前述场桥不同品牌轮胎均为40层级轮胎。随着制造业的发展和科技水平的提高，出现多层帆布层轮胎。多层帆布层轮胎概念最早于2012年应用到国产品牌轮胎D，型号为18.00-25-44PR，此类轮胎比一般40层级轮胎多4层帆布层。当时共试用4个此型号轮胎，2015年10月换下1个主动轮，2016年4月和11月各换下1个主动轮和1个从动轮；其作为主动轮的平均净运行时间为1650h，作为从动轮的平均净运行时间为2171h。另一个轮胎作为从动轮目前仍服役于15号场桥，净运行时间已经超过2700h，使用时间超过2070d。从现有数据来看，这4个44层级轮胎的表现优异。

2015年，全球最大的港机制造商振华重工向国内各大港口企业推荐使用18.00-25-48PR轮胎。根据厂家测算，18.00-25-40PR轮胎的最大承载能力为30.6t，18.00-2548PR轮胎的最大承载能力为34.21。

虽然18.00-25-48PR轮胎在价格上可能不占优势，但从表现上来看，其在港口场桥上的应用仍然具备一定竞争力。目前，我国各大港口企业正广泛试用此型号轮胎。

3 结束语

广州港南沙港务有限公司将大数据应用到港口机械轮胎采购管理中收到良好效果。在流动机械轮胎方面：2015年单箱轮胎使用成本为1.24元/TEU，较2008年单箱轮胎使用成本1.50元/TEU节省17%；按2015年完成集装箱吞吐量570万TEU计算，较2008年节省轮胎成本148万元。在大型设备场桥轮胎方面：在作业箱量不断上升和场桥不断老化的情况下，近3年内场桥轮胎的使用成本并未增加。可见，大数据在港口机械轮胎采购管理中的应用不仅可以实现对轮胎使用情况的实时监控，而且有利于节约轮胎使用成本，具有广泛的应用价值。