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轮胎工业:高端智能制造应用潜力巨大

2015-02-13 17:47:07 来源:未知   作者:WDH

  “橡胶行业转型升级,要做的功课很多。提升生产自动化水平,从依靠劳力向依靠智力支撑转变,实现从‘制造’到‘智造’的转型,是我国橡胶工业转型升级的方向,也是促进经济增长方式转变的重要而有效的手段。”在《中国橡胶》杂志社9月9~11日于南京举办的“高端智能制造助力橡胶行业转型升级高峰论坛”上,中国橡胶工业协会会长邓雅俐表示:“我国橡胶工业自动化发展时间不长,自动化发展速度很快,但自动化程度及覆盖面仍不如发达国家,这既是我国橡胶工业的弱势,更是发展的巨大潜力。”

  那么,我国轮胎工业如何充分利用高端智能制造技术,加快“两化”深度融合步伐,实现轮胎生产过程智能化、生产装备数字化和经营管理网络信息化,逐步走向绿色、高端、智能制造?记者对此进行了深入采访。

  信息化:新型工业化的重要特征

  “自动化过程实现的前提是实现标准化和信息化。信息化是自动化的根本,机器人和自动化装备动作指令的传达要求具备信息化和标准化基础,在轮胎企业主要指MES系统和ERP系统。一个完善的信息化系统能够保证自动化顺利实施,同时提升自动化带来的效果。”青岛科捷自动化设备有限公司董事长陶喜冰说。

  正是看到了信息化的重要,我国轮胎行业的龙头企业,如双钱集团、中策橡胶集团、风神轮胎、三角集团、贵州轮胎、赛轮公司等,在新世纪初就已开始积极实施信息化建设。利用信息化手段,这些企业既提高了生产效率,降低了成本,也同时提高了产品质量,并一直在业内保持着领先地位。

  这些企业最早实施的是企业资源计划——ERP,其为企业核心信息化系统。该系统建立在信息技术基础上,对企业所有资源(物流、资金流、信息流、人力资源)进行整合集成管理,包括生产控制(计划、制造)、物流管理(分销、采购、库存管理)和财务管理(会计核算、财务管理)三方面内容,从而达到对供应链上的每一个环节实现科学管理。

  “但同时,这些信息化系统定制化程度低,没有深入到生产现场管理环节,系统间缺乏有效衔接,也产生了‘信息孤岛’和‘断层’现象,使各系统无法实现信息共享,不能发挥出更大的管理协同效应。”双钱集团股份有限公司总经理章万友认为,简单说,就是生产过程控制系统PCS和ERP系统脱节。贵州轮胎股份有限公司载重子午胎分公司总工程师胡湘琦也有同感。软控股份有限公司技术总监张斌用一幅图片直观地表达了这种“断层”现象。

  如何解决这个信息化的“断层”呢?在制造执行系统方面,轮胎企业普遍采用了MES系统。这种新型的生产运作和管理模式,是联通生产管理层与设备控制层的中间枢纽,其最终目标是实现生产自动化管理。章万友认为,MES系统是轮胎企业强化工厂管理,打造世界级工厂的必备技术。MES系统以条形码作为信息识别载体,在原条形码系统的基础上进行了升级换代。目前,已经基本形成了密炼管控网络、轮胎条码物流和半制品数字管控三大系统。MES系统的导入,打通了轮胎生产信息流,使信息化贯穿整个产销流程,实现了生产过程的透明化、可视化,人员、设备、物料、质量等要素有效控制和追溯,从而大大提高了企业工艺控制水平和生产效率。

  随着企业规模的不断扩大,轮胎企业设计研发部门与集团本部各部门之间,与集团各异地工厂之间,对产品数据的协同应用出现了数据源多头化、流通不畅等问题。章万友表示,“公司未来规划,将形成5个全钢胎生产基地、一个半钢胎生产基地,这给协同管理效应提出了难题。”但产品全生命周期管理——PLM的实施,对产品从创建到使用,到最终报废等数据信息实现了全面管理,提高了生产管理精细化、柔性化程度,增强了质量管控,提高了产品品质,缩短了产品研发周期,取得了良好的经济效益和社会效益。

  在市场营销、品牌服务方面,各轮胎公司越来越重视渠道管理和建设、产品物流在途运输、大车队管理,出现了形形色色的增值服务平台。以射频技术RFID和轮胎压力监测技术TPMS为代表的物联网技术兴起,大大促进了智能轮胎的发展,并在轮胎行业得到推广和应用。杭州中策橡胶有限公司总工办副主任张晖认为,智能轮胎就是产品高端化的具体表现,是轮胎企业转型升级的重要方面。

  风神轮胎股份有限公司常务副总经理张晓新介绍,风神轮胎独创的智能轮胎全价值链管理系统,实现了产品研发阶段数据管理(PDM)、生产过程信息化管理(MES)、渠道管理(AMVA)、终端用户(FTMS)全线打通,最后通过ERP系统将研发、生产、市场等各方面的信息实现集成。智能轮胎全价值链管理系统实现了产品从设计、制造、销售到终端客户的全过程追溯和监控。其中,AMVA主要为经销商提供管理平台,为公司与经销商、终端用户间提供数据平台支持;FTMS主要为大车队提供车辆轮胎管理平台,两个系统对风神渠道提供了增值服务,体现了对客户的关注与支持。

  装备高端化:转型升级的重要基础

  国外先进轮胎企业都已开发了自己的高端制造技术,如米其林C3M技术、大陆MMP技术、固特异的IMPACT技术、倍耐力MIRS技术、邓禄普的数码轮胎技术等。这些高端制造技术都依托具有各自特点的高端装备,如米其林的特种编织机和挤出机、固特异的热成型机、倍耐力的多组挤出机配合遥控机械手等。

  中橡协名誉会长范仁德指出,这些都是轮胎生产技术的重大突破,各家技术大同小异,基本上是计算机技术、光机电一体化技术和机器人技术结合的成果。比如,近几年发展较快的一次法全自动轮胎成型机组,占地180平方米,无人操作,全自动进行,最快的乘用轮胎成型效率达到一条胎15秒,约提高10倍。

  张斌认为,高性能、绿色环保轮胎的开发与生产,已成为世界轮胎工业发展方向。除了要在轮胎结构设计、胶料配方、新材料应用、生产工艺和技术上进行创新与改造升级外,还要依赖先进的高端装备技术和连续可靠的工业自动化生产水平来保障。

  据了解,工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段,已引起我国轮胎企业的高度关注,工业机器人和自动化物流技术将有望在国内轮胎企业快速铺开。范仁德一直关注和跟踪机器人技术的应用,他表示,只有拥有高精度、高可靠性的工业机器人,才能保证制造产业的高附加值、高创新性,才能提升制造装备的智能化水平。

  陶喜冰介绍,目前工业机器人已普遍应用在国外知名轮胎企业,这些公司将工业机器人搬运技术应用在轮胎生产的全过程中,输送过程基本实现了无人化,在成型-硫化-检测-入库工序已全部实现自动化,用工量极少。可喜的是,中策、风神、双钱、正新、赛轮等国内轮胎企业已经意识到自动化在轮胎制造过程中的重要性,近几年纷纷引入自动化的生产模式和装备。

  据张晖介绍,中策橡胶集团的智能化成型硫化检测系统实现了物料自动输送、胎胚自动抓取、全自动成品胎检验、轮胎智能仓库。效果是减少占地面积,提高土地利用率15%~25%;减少工人数量,降低人工成本20%~30%;提升成型效率20%~30%,整体系统生产效率提升15%~20%;减少人工干预,提高了产品质量均一性和产品的合格率。目前正在建设的中策橡胶(建德)有限公司已与浙江国自机器人技术有限公司签订了载重胎胎面生产AGV智能化输送系统协议,经初步测算,可减少用工12人。另外两个分厂也将于年底引入多条智能AGV系统。

  2012年投产的双钱集团(安徽)回力轮胎有限公司采用了最新的自动化物流系统,胶料自动分配先进先出,成型工区悬挂链输送线系统,胎胚自动扫描及称重系统,硫化后轮胎通过自动分拣系统和机器人搬运,应用系统化、自动化、机械化的堆垛机及输送搬运系统进行仓储及出入库作业。单就自动化立体仓库来讲,单位面积存储能力是其他仓库模式的5~10倍,物流效率是其他存储模式的3~5倍。

  政策引导:高端智能制造潜力巨大

  我国轮胎工业是在劳动密集型的模式上发展起来的,目前轮胎企业自动化、信息化程度普遍不高,数据收集分析和传递多依靠人工重复性劳动,设备操作、半成品和产品物流对人工依赖性高,严重影响了轮胎工业由大到强的进程。

  不过这种局面将在未来得以改变。据中橡协秘书长徐文英介绍,工信部正在制定的《轮胎行业准入条件》讨论稿中,对工艺装备方面提出了要求:新建、改扩建项目应选用轮胎自动化成型及半部件大卷化技术、自动物流和生产信息化管理技术等。现有轮胎企业应大力发展节能、环保、安全的绿色轮胎,努力扩大高端轮胎生产比例。政策规范,将为轮胎行业加速应用高端智能装备和工业化、信息化融合打开通道。

  目前,轮胎企业信息化建设尚存在生产流程再造难度较大,软件系统不适应等问题。一位从事管理信息系统的企业人员分享了自己的经验:轮胎生产信息化建设必须遵从整体规划、分布实施的原则,无论是独立的工具软件还是集成的解决方案,要有预见性地消除企业“信息孤岛”,要求信息化设计和实施人员掌握轮胎工业的特点,使系统设计与实际业务需求相符,避免企业IT建设的重复投资,增强整体系统的可扩展性,降低轮胎企业在信息化过程中的实施风险。

  此外,目前应用于轮胎行业的进口工业机器人价格是国内制造价格的2~3倍,国内轮胎企业普遍难以接受,无法大量采用,轮胎企业也迫切希望工业机器人国产化进程的加快和成本的降低。这方面,国内的软控股份、青岛科捷、巨轮股份等公司已经走在了前面。

  业内人士认为,通过轮胎生产智能化、信息化提高生产效率,实现敏捷制造;通过生产装备高端化逐渐淘汰落后产能,提升产品质量,我国轮胎行业必将加速转型升级,形成强大的核心竞争力。

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