淺析“輪胎智造”

唐國政

(上海合威橡膠機械工程有限公司，上海 201706)

淺析“輪胎智造”

唐國政

(上海合威橡膠機械工程有限公司，上海 201706)

介紹了“輪胎智造”的概念及我國輪胎自動化生產(chǎn)現(xiàn)狀，分析了信息化是全自動化生產(chǎn)的前提和存在的問題，最后提出我國輪胎機械行業(yè)的機遇及“輪胎智造”的發(fā)展前景。

輪胎制造；現(xiàn)狀；自動化生產(chǎn)；前景

據(jù)美國Freedonia集團公司統(tǒng)計，2012年全球輪胎總產(chǎn)量約28億條，其中汽車輪胎產(chǎn)量17億條，其他非汽車輪胎（自行車輪胎、摩托車輪胎、兩輪車輪胎、畜力車輪胎、工程輪胎、工業(yè)輪胎、航空輪胎等）11億條。并預(yù)測在2016年之前，全球輪胎需求年均增長4.7%，在2015年前達到33億條（含汽車輪胎、自行車輪胎、摩托車輪胎、兩輪車輪胎、畜力車輪胎、工程輪胎、工業(yè)輪胎、航空輪胎等）。按2012年統(tǒng)計口徑，汽車輪胎占全部輪胎的比例61%，2015年的汽車輪胎市場需求為20億條，中國國內(nèi)對輪胎的年需求量估計在5億條。

2010年，世界輪胎的年生產(chǎn)能力（包括摩托車胎等）已達28億條以上，其中，世界前10強輪胎生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)能力為11.4億條，占總產(chǎn)量的41%。據(jù)中國橡膠工業(yè)協(xié)會輪胎分會2011年的統(tǒng)計，中國子午線輪胎產(chǎn)量3.08億條。2013年我國汽車輪胎項目投資“井噴”，初步統(tǒng)計2013年新增全鋼子午胎年產(chǎn)能0.15億條，半鋼子午胎年產(chǎn)能1億條；2014年新增輪胎項目繼續(xù)，預(yù)計全年將再增全鋼子午胎年產(chǎn)能0.15億條，半鋼子午胎年產(chǎn)能1億條，到2014年底，我國全鋼子午胎產(chǎn)能達到1.65億條，半鋼子午線產(chǎn)能達到6億條以上，合計汽車輪胎產(chǎn)能為7.65億條，我國輪胎行業(yè)產(chǎn)能過剩加劇。據(jù)統(tǒng)計，我國輪胎廠2013年的總體開機率為80%，2013年新增產(chǎn)能加上2014年陸續(xù)形成的產(chǎn)能，我國輪胎行業(yè)開工率將進一步走低，估計為75%左右，或者更低，將邁入產(chǎn)能嚴重過剩的產(chǎn)業(yè)之列。

看來，20世紀80年代中期到90年代未淘汰斜交胎產(chǎn)能的歷史將再度上演，關(guān)停并轉(zhuǎn)，腥風(fēng)血雨。我國輪胎行業(yè)斜交胎產(chǎn)能退出歷史舞臺，迎來21世紀的子午線輪胎發(fā)展的新時代；這次淘汰子午線輪胎產(chǎn)能，中國輪胎行業(yè)又將走向何方？面對國內(nèi)輪胎行業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩的局面，我國輪胎企業(yè)應(yīng)當(dāng)如何應(yīng)對？我國的輪胎機械行業(yè)又能有何作為？

國內(nèi)越來越多的有識之士指出：將輪胎制造變?yōu)椤拜喬ブ窃臁笔俏覈喬テ髽I(yè)發(fā)展的必由之路，也是我國輪胎機械行業(yè)努力的方向。

1 何謂“輪胎智造”

我國輪胎制造業(yè)具有資金密集、技術(shù)密集、人力密集的特點。我國是個人口大國，20世紀80年代至今，輪胎工業(yè)的發(fā)展沾了人口紅利的光，廉價的勞動力占據(jù)了輪胎制造過程中的許多崗位。目前，這種形勢發(fā)生了很大的變化，招工越來越困難，勞動力不再廉價，工廠員工的工資在生產(chǎn)成本中的比例正在不斷上升，現(xiàn)在盡可能提高設(shè)備機械化自動化程度，削減人工操作崗位，已成為輪胎廠設(shè)備更新改造的一個方向。在輪胎制造過程中，人為因素是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因，為了確保輪胎制造質(zhì)量的長期穩(wěn)定，盡可能在生產(chǎn)過程中減少人為操作，這也已經(jīng)成為共識。

在輪胎生產(chǎn)中，使輪胎制造的過程全部機械化，高度自動化，最大限度地減少人工操作；利用信息化技術(shù)、計算機技術(shù)讓輪胎生產(chǎn)的全過程置于計算機控制之下，最合理地配置全工廠的設(shè)備、材料、能源、人力、資金，使整個生產(chǎn)流程處于最佳狀態(tài)，生產(chǎn)出質(zhì)量最好最穩(wěn)定的產(chǎn)品；使原材料損耗、能源消耗、資金積壓處于最低水平；讓整個工廠的綜合效益達到最理想的水準，這就是“輪胎智造” 。

輪胎生產(chǎn)過程的全自動化、全信息化，全部置于計算機控制之下進行生產(chǎn)，是輪胎企業(yè)發(fā)展的必走之路。下面就目前我國輪胎企業(yè)的生產(chǎn)自動化程度，計算機控制水平的現(xiàn)狀進行分析，看看在這方面還有多少問題。

2 我國輪胎自動化生產(chǎn)現(xiàn)狀

20世紀90年代在我國輪胎企業(yè)中推廣的ERP（Enterprise Resource Planning）計算機管理系統(tǒng)，即企業(yè)資源計劃系統(tǒng)，本來應(yīng)該對企業(yè)的所有資源（人、財、物、信息）進行整合集成管理：對生產(chǎn)控制（計劃、制造）、物流管理（采購、分銷和庫存）和財務(wù)管理（會計核算、財務(wù)出納）的全過程進行計劃管理，使企業(yè)的營行達到理想的水平。但實際應(yīng)用中，在財務(wù)管理、物資管理、銷售管理上起了一定作用；由于各種原因，輪胎廠的ERP對生產(chǎn)的實時控制是缺失的。現(xiàn)在進行輪胎生產(chǎn)的自動化、信息化，就是為ERP對生產(chǎn)的實時控制創(chuàng)造條件，使ERP系統(tǒng)真正地實現(xiàn)對輪胎企業(yè)全面監(jiān)控。

我國現(xiàn)在上規(guī)模的輪胎企業(yè)，無論是全鋼載重子午胎生產(chǎn)，還是半鋼乘用子午胎生產(chǎn)，生產(chǎn)工序（煉膠、半制品準備、成型、硫化、成品檢驗）的主要設(shè)備都已實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，主要設(shè)備都已經(jīng)實現(xiàn)PLC計算機監(jiān)控，而且都具備信息實時輸出的功能。輪胎生產(chǎn)中的人力崗位主要集中在物料轉(zhuǎn)運存貯、物料就位投放、監(jiān)察機器操作、補充機器操作缺失等方面。隨著輪胎生產(chǎn)工藝的不斷改進，隨著輪胎設(shè)備制造水平不斷提高，不需要人工監(jiān)察設(shè)備操作，不需要人工對設(shè)備操作進行補充，這已成為可能。現(xiàn)在輪胎全自動生產(chǎn)要解決的問題是物流自動化。

在輪胎全自動生產(chǎn)過程中，條形碼技術(shù)和立體倉庫的應(yīng)用，為解決物流自動化起了關(guān)鍵的作用。

下面就輪胎生產(chǎn)各個工序，自動化生產(chǎn)的現(xiàn)狀和需要解決的問題進行一些探討。

2.1 煉膠工序

輪胎廠的煉膠工序，關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備是密煉機，與之配合的有自動炭黑投料系統(tǒng)與油料自動投料系統(tǒng)，以上設(shè)備在正常生產(chǎn)中，已經(jīng)完全實現(xiàn)了計算機的自動監(jiān)控。近年發(fā)展起來的自動生膠準備技術(shù)（ARP）可以使原來橡膠塊人工稱量與投放，變?yōu)樵O(shè)備自動投放；現(xiàn)在正在推廣的SSM一步法低溫?zé)捘z技術(shù)，使下輔機、膠片冷卻系統(tǒng)的操作完全自動化。

20+1工位的小料自動配料系統(tǒng)是各種化學(xué)配合劑配料的常規(guī)設(shè)備。現(xiàn)在配好料的塑料袋由人工向密煉機投料，但這改為由計算機控制，自動投料并非難事。SSM一步法低溫?zé)捘z系統(tǒng)中，將原來20+1配料系統(tǒng)中的硫化劑和硫化促進劑獨立出來，另外設(shè)立一個自動稱量配料系統(tǒng)，專為終煉膠自動投放硫化劑和硫化促進劑。

目前生產(chǎn)中使用的油料，以槽車（或油桶）倒入密煉機系統(tǒng)的油池貯存之后，輸送、保溫、計量、投料都已納入密煉機自動控制系統(tǒng)。

從以上闡述來看，煉膠工序主體生產(chǎn)的自動化在技術(shù)上已經(jīng)具備條件，需要解決的是原材料入庫與終煉膠片的貯存和搬運的自動化操作與管理。

輪胎生產(chǎn)的膠料（天然膠與合成膠）入庫已經(jīng)納入了自動生膠準備技術(shù)（ARP）系統(tǒng)，自動進行碎料和各個膠種按配方進行稱量與混和；然后自動向密煉機進行輸送投料。

如果輪胎廠已經(jīng)建立了炭黑罐裝系統(tǒng)，炭黑廠以槽車將各種炭黑運到廠內(nèi)，由壓縮空氣將槽車內(nèi)的炭黑輸入露天的炭黑大罐內(nèi)，以后的過程都已經(jīng)進入了密煉機生產(chǎn)的計算機管理程序，實現(xiàn)炭黑的自動配料、稱量與投放。

可以講，煉膠工序是目前輪胎廠生產(chǎn)自動化程度很高的一個工序，計算機已經(jīng)控制了主要的煉膠生產(chǎn)流程。但以下一些問題如能很好地解決，就可能實現(xiàn)煉膠工序生產(chǎn)的全自動化，全置于計算機監(jiān)控之下。

很多輪胎廠是以“太空包”方式購進炭黑，這要實現(xiàn)全自動操作就產(chǎn)生幾個環(huán)節(jié)：一是太空包入庫的自動分類堆放；二是太空包的自動出庫；三是太空包到密煉機日貯斗的自動輸送與就位；四是用盡的太空包自動脫離和收集。

還有一個環(huán)節(jié)——終煉膠的快檢，如何與整個生產(chǎn)線的有效聯(lián)接，是需要認真考慮的。只有在快檢報告出來后，合格的膠料才能進入下道工序。如何在終煉膠片上自動取樣，自動快檢（比重、硬度、硫變），快檢信息反饋到混煉膠的自動處理系統(tǒng)，這是一個目前沒有解決的課題。

應(yīng)此要建立計算機控制的混煉膠的中轉(zhuǎn)立體倉庫。膠片中轉(zhuǎn)的立體倉庫具有剔除不合格膠料的通道；合格的終煉膠片，經(jīng)過稱量，根據(jù)計算機指令，或由智能化輸送系統(tǒng)（AGV)，或經(jīng)機械化軌道輸送系統(tǒng)；將各種膠片運送到準備車間的各個生產(chǎn)線上。

煉膠工序需要建立兩個立體倉庫，使整個煉膠工序生產(chǎn)實現(xiàn)全自動：一個處于煉膠車間終端，解決終煉膠片的貯存與收發(fā)，就是上面所述的混煉膠中轉(zhuǎn)立體倉庫。一個處于原材料倉庫，解決各種化學(xué)配合劑的收發(fā)與貯存。煉膠工序生產(chǎn)過程自動化的重要意義在于確保生產(chǎn)膠料的質(zhì)量長期恒定，并非只是為了減少人工操作崗位。在膠料、炭黑和各種化學(xué)配合劑進廠、入庫，以及化學(xué)配合劑出庫、裝罐等環(huán)節(jié)上，還是需要人員進行管理和操作的。

2.2 準備工序

由于輪胎成型的部件品種較多，有簾布類（纖維簾布和鋼絲簾布）、純膠類（各種型膠與膠片）、還有鋼絲圈等，因此準備工序的設(shè)備品種較多，一般含纖維簾布壓延線、鋼絲簾布壓延線（或兩者合并為一條生產(chǎn)線）、鋼絲簾布裁斷生產(chǎn)線（大角度與0°）、纖維簾布裁斷生產(chǎn)線（大角度與0°）；內(nèi)襯層和薄膠片的擠出壓延生產(chǎn)線；胎面胎側(cè)和三角膠的擠出生產(chǎn)線；鋼絲圈纏繞生產(chǎn)線、三角膠與鋼絲圈貼合生產(chǎn)線；還有0°帶束擠出生產(chǎn)線和纖維窄條擠出生產(chǎn)線、鋼絲圈包布機等。

運送到準備工序各生產(chǎn)線不但有各種膠料，還有未經(jīng)復(fù)膠的纖維簾布，鋼絲簾布壓延用的各種規(guī)格鋼絲錠子，胎圈鋼絲盤；纖維窄條生產(chǎn)線的纖維單絲錠子。經(jīng)過生產(chǎn)線加工后的半制品：各種規(guī)格的簾布大卷（鋼絲簾布、纖維簾布）、各種規(guī)格的純膠制品大卷（胎面、胎側(cè)、型膠）、各種規(guī)格的薄膠片大卷（內(nèi)襯層、墊膠）、各種規(guī)格的鋼絲圈與三角膠貼合件，名目繁多。

正因為如此，準備工序的各種原材料和加工后的半制品，進行信息化管理的必要性就更加突出，準備工序的生產(chǎn)全自動化，面臨的困難最多，對于設(shè)備自動化控制上挑戰(zhàn)更大。

在準備工序的各生產(chǎn)線上，有些工作還無法進行機械化自動操作。比如，鋼絲壓延的錠子房內(nèi)的錠子更換，以及新錠子的鋼絲引線與接頭；鋼絲圈纏繞線上的鋼絲盤更換，新盤頭上鋼絲的引出與接頭；0°帶束擠出線的錠子房鋼絲錠子更換，新錠鋼絲的引線與接頭；纖維窄條擠出線的纖維單絲錠子更換，新錠上單絲的引出與接頭；這些只能將錠子出入庫納入信息化管理。

現(xiàn)在生產(chǎn)上，對未復(fù)膠的纖維簾布大卷、復(fù)膠后的簾布大卷和復(fù)膠的鋼絲簾布大卷進入立體倉庫進行存貯管理，實行各種規(guī)格的簾布先進先出，是沒有問題的。但胎面、胎側(cè)、內(nèi)襯層、裁斷后的簾布（纖維簾布、鋼絲簾布）等大卷輔助車架、鋼絲圈存放車架等存貯、轉(zhuǎn)運、空車架返回，如何實行自動化操作，如何進行有效的信息化管理，還是一個課題。

這個問題解決的辦法，在準備車間后部場地建立各種物料收發(fā)的立體倉庫，自動控制各種半制品的出入庫和空車架的出入庫，用智能化輸送系統(tǒng)（AGV）解決立體倉庫與準備工序各條生產(chǎn)線的物流銜接，同時向成型工序自動輸送各種半制品，并進行空車架的回收。

2.3 成型工序

現(xiàn)在隨著一次法成型機的推廣使用，無論半鋼子午線輪胎還是全鋼子午線輪胎，如果成型機對鋼絲胎身簾布接頭、胎面接頭解決得好的話，在整個輪胎胎坯成型的過程中，人工操作便退出了輪胎成型的歷史舞臺；只是在更換料卷、引布、接頭等方面起輔助作用。

胎坯成型時，設(shè)備除了將輪胎各個部件按工藝要求就位，滾壓之外，在胎坯成型后還要在適當(dāng)部位貼上條形碼，或者植入信息芯片；為之后的硫化、成品檢測、出入成品倉庫服務(wù)。甚至為輪胎出廠，進入市場，裝車行駛，直至報廢提供信息支撐。

準備車間的智能化輸送系統(tǒng)（AGV）將各種半制品運送到成型機的指定位置，又將用盡物料的輔助車架自動有序地返回準備車間車架集散地。現(xiàn)時半鋼乘用胎成型后的胎坯都由運輸鏈自動輸送到噴涂工序；全鋼載重輪胎胎坯則用胎坯車輸送至噴涂工序。

經(jīng)過胎坯內(nèi)噴涂，進入胎坯集散立體倉庫。在此，對胎坯進行種類規(guī)格的分揀，入庫貯存，按硫化工序的要求，出庫輸送。

成型工序?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)全自動化的主要問題有兩個，一是實現(xiàn)智能化輸送系統(tǒng)（AGV），使成型所需的各種物料從準備工序自動運送到每臺成型機的指定位置；二是將各種輪胎胎坯的貯放倉庫納入計算機管理系統(tǒng)，實現(xiàn)胎坯的自動收發(fā)。

2.4 硫化工序

現(xiàn)在硫化工序的生產(chǎn)，無論機械式雙模定型硫化機，還是液壓式雙模定型硫化機，只要解決胎坯的自動輸送和就位，設(shè)備就能將胎坯自動裝模后進行輪胎硫化，達到硫化工藝條件后，就會自動開模，并將輪胎（部份半鋼輪胎自動進行后充氣）送到成品胎輸送帶上。硫化工序就達到全自動生產(chǎn)的要求。

半鋼乘用胎胎坯，重量較輕，建立一套從輪胎胎坯集散立體庫到硫化機的懸掛輸送系統(tǒng)，并以機械手將胎坯一一在硫化機前就位。還有一種方案是將硫化機改造，如翻轉(zhuǎn)式雙模定型硫化機，出胎后上模后移，能讓懸掛輸送系統(tǒng)直接將胎坯下降到下模位置，然后懸掛機械手上升，硫化機的上模合模后進行硫化操作。

全鋼載重輪胎，每條重達20～30 kg，胎坯從集散倉庫出來后，兩條為一單位，由智能化輸送小車（AGV）送達每一臺硫化機的胎坯定位處，并回收胎坯存放的空架，送回胎坯集散立體庫。

因此，硫化工序?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的全自動化的工作量比較小，難度也比較低。

2.5 成品檢測

目前國內(nèi)大中型輪胎企業(yè)，都已實現(xiàn)輸送帶將硫化后的成品胎運送到成品檢測工序，并經(jīng)過一套輸送帶與輥道相結(jié)合的立體網(wǎng)絡(luò)，使輪胎自動經(jīng)過修剪工位、外觀檢查工位、X光檢驗工位（全鋼子午胎全檢，半鋼子午胎抽檢）、均勻性檢驗工位與動平衡檢驗工位，有的還要通過靜平衡檢驗。每道工位設(shè)有合格品（有設(shè)配套與零售不同標準）、不合格品通道；均勻性檢驗與動平衡檢驗設(shè)有返修通道。這套網(wǎng)絡(luò)盡管很復(fù)雜，但目前已成熟使用。

現(xiàn)在改進之處是在原有輪胎輸送網(wǎng)絡(luò)中設(shè)立緩沖區(qū)，平衡各檢驗點的輪胎流量。在系統(tǒng)中發(fā)生某臺設(shè)備暫停，或者出現(xiàn)意外情況時，作為輪胎的臨時集散點。這個區(qū)域由計算機控制的高速移載機操作，實際上也是一個成品胎的臨時立體倉庫。成品檢測工序由于移裁機操作的緩沖區(qū)設(shè)立，整個系統(tǒng)的營行，更加符合輪胎廠的實際生產(chǎn)狀況，更加完善。

如果無膠柱的硫化模具推廣使用，硫化后的輪胎的胎面胎側(cè)部位不需要修剪膠柱，就可能取消成品進入檢測工序的第一道人工修剪工位，使整個系統(tǒng)實現(xiàn)除輪胎外觀檢查的全過程自動化生產(chǎn)。

2.6 輪胎成品倉庫

目前，大多數(shù)輪胎廠的成品倉庫還是人工進行輪胎分類、堆、出庫、裝車。近幾年來，輪胎成品立體倉庫的建設(shè)，已經(jīng)漸成氣候。

經(jīng)過檢驗工序的輪胎，通過輸送帶進入成品倉庫。根據(jù)輪胎的規(guī)格與等級，自動進行裝筐入庫。高堆垛起重機根據(jù)計算機指令，將各種輪胎存放入高架倉庫的不同部位。

根據(jù)銷售的訂單，高堆垛起重機根據(jù)計算機指令，將高架倉庫的不同部位的各種輪胎取出，放置到成品倉庫的配貨輸送帶旁。高速移載機根據(jù)指令，將不同規(guī)格、不同數(shù)量的輪胎放在輸送帶上，自動配貨，進入出貨區(qū)，由推胎器，將訂單指定的輪胎推入出貨輸送帶。然后由伸縮輸送帶將輪胎運送到停靠在成品倉庫外的集裝箱中。

3 信息化是全自動化生產(chǎn)的前提

輪胎生產(chǎn)從橡膠、炭黑、簾布、鋼絲和各種化學(xué)原材料進廠，到混煉膠、復(fù)膠簾布和鋼絲圈三角膠貼合件在生產(chǎn)各個工序上流轉(zhuǎn)，最后到成品輪胎檢驗，出庫進入集裝箱，整個過程要高度自動化，進行計算機管理，首要的條件是物料的信息化。沒有各種原材料、半制品、胎坯和成品輪胎的信息化，計算機管理就無從談起。

從整個生產(chǎn)過程中可以看出，物料的信息化分為兩個階段：前階段在胎坯成型之前，煉膠、準備到成型之前的原材料、半制品的信息化；后階段是成型胎坯植入信息芯片（或貼條形碼）后的信息化階段。

植入信息芯片（或貼條形碼）后的信息化管理，涵蓋了硫化、成品胎檢測、成品胎出入庫，甚至延伸到輪胎的銷售、裝車使用、修補直到輪胎報廢的全過程。

前階段的物料信息管理，分階段很繁雜，但十分重要，對產(chǎn)品質(zhì)量、對生產(chǎn)過程起決定性作用。比如進了一批天然膠，它的重量、產(chǎn)地、質(zhì)量要信息化，但經(jīng)過ARP系統(tǒng)粉碎，與其他合成膠混合，再經(jīng)過密煉機，以混煉膠片的形式出現(xiàn)，這混煉膠片的信息要重新建立，但這新的信息要與原來天然膠的信息要有聯(lián)系，要可以追溯。如果這混煉膠片通過擠出機制成了胎面半制品，這胎面半制品的信息又要重新建立，這信息與混煉膠片的信息要有聯(lián)系，可以追溯。直至這些信息可以讓胎坯植入的芯片記憶。

輪胎行業(yè)隨著工業(yè)自動化的提高，從煉膠到輪胎部件，再到輪胎成型和硫化，整個生產(chǎn)過程逐漸實現(xiàn)了流水線自動化的生產(chǎn)，關(guān)鍵工序加工過程基本由成熟的過程控制系統(tǒng)PCS（Process Control System）進行處理。因此，為輪胎行業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)造了必要的條件。另一方面，具有規(guī)模的輪胎企業(yè)基本都實施了ERP系統(tǒng)，企業(yè)在資源計劃方面得到了控制和優(yōu)化，從而達到了的業(yè)務(wù)流、信息流、資金流、物流合一的效果，給企業(yè)帶來巨大效益。現(xiàn)在發(fā)展起來的制造執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufacturing Execution System），使得ERP與PCS結(jié)合起來，解決了ERP不能幫助和指導(dǎo)工廠分析其生產(chǎn)的瓶頸，改進和控制產(chǎn)品的質(zhì)量，并對具體的產(chǎn)品生產(chǎn)進行計劃、管理和跟蹤的處理。

輪胎企業(yè)MES系統(tǒng)以大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，集成B/S、C/S、智能客戶端為一體的體系架構(gòu)，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)。在統(tǒng)一平臺上集成諸如生產(chǎn)調(diào)度、產(chǎn)品跟蹤、質(zhì)量控制、設(shè)備故障分析、網(wǎng)絡(luò)報表等管理功能，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接可以同時為生產(chǎn)部門、質(zhì)檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務(wù)。該系統(tǒng)結(jié)合國際ISA-95標準和多年的項目開發(fā)實施經(jīng)驗，采用先進的自動控制技術(shù)、條形碼技術(shù)、RFID設(shè)備技術(shù)和先進的車間生產(chǎn)管理理念，覆蓋了輪胎企業(yè)生產(chǎn)的全過程，實現(xiàn)了輪胎生產(chǎn)制造全周期的信息化管理。系統(tǒng)通過強調(diào)制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產(chǎn)。

4 我國實現(xiàn)“輪胎智造”的幾個問題

經(jīng)過近30年的發(fā)展，我國輪胎企業(yè)的生產(chǎn)自動化和生產(chǎn)的計算機控制，已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)乃疁剩鎸崿F(xiàn)輪胎生產(chǎn)的全過程自動化，要真正實現(xiàn)我國輪胎行業(yè)的“輪胎智造”，問題不少，要走的路還很長。

首要問題是資金：要使輪胎生產(chǎn)的高度自動化，設(shè)備投資巨大。山東萬達寶通輪胎有限公司建成的輪胎立體智能倉庫，共投入1.2億。如果要建一個140萬條容量的半鋼乘用胎立體倉庫，堆垛機高程50 m，投資要超過3億。如果在輪胎生產(chǎn)的各個工序建立原材料和各種半制品中轉(zhuǎn)立體倉庫，建設(shè)各個工序之間物料自動輸送系統(tǒng)，實現(xiàn)輪胎生產(chǎn)全自動化，估計投入資金超過5億。

當(dāng)然，隨著這方面設(shè)備開發(fā)的深入，從事輪胎全自動生產(chǎn)設(shè)備的廠商增多，總的設(shè)備投資額會逐步下降。

在目前輪胎生產(chǎn)過程中，要實現(xiàn)計算機控制的高度自動化操作，必須在輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)工藝、設(shè)備控制等方面還要做相當(dāng)多的工作。比如，現(xiàn)在的一次法成型機，操作過程已高度自動化，但在胎身簾布接頭、胎面接頭的操作上，如何確保成型質(zhì)量的穩(wěn)定，真正做到不需要人工干預(yù)，這還需要設(shè)備制造與輪胎工藝方面一起研究，采取有效措施。

又如，全鋼載重子午胎的鋼絲圈纏繞、鋼絲圈包布、鋼絲圈與三角膠貼合，如何使這些生產(chǎn)工序聯(lián)合起來，使生產(chǎn)高度自動化，這需要輪胎設(shè)備行業(yè)努力，也需要生產(chǎn)工藝方面的改革。

計算機控制技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展。輪胎廠的生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)在都配有PLC，設(shè)備的運作都實行計算機自動控制，每臺PLC都具有信息實時輸出的功能。但各個主要的工藝設(shè)備的PLC都是信息孤島，“老死不相往來”。

例如，煉膠工序的快檢，這是相當(dāng)重要的一環(huán)。但目前的快檢：比重、硬度、門尼、硫變的數(shù)據(jù)都是手抄筆寫，一臺臺設(shè)備各自為政，無法將信息直接輸入輪胎企業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)，進行綜合分析處理，在最短的時間內(nèi)給出膠料合格與否的結(jié)論。

又例如，有的輪胎廠，已在輪胎成型時，貼了條形碼，對后面生產(chǎn)和銷售進行信息管理。目前上了成品胎立體倉庫，原來成型貼的條形碼不能滿足立體庫的信息管理要求，在輪胎入庫前，還得貼新的條形碼。

因此，實現(xiàn)我國“輪胎智造”，信息化技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展任重道遠。盡管輪胎廠有了ERP系統(tǒng)，現(xiàn)在生產(chǎn)實時控制方面在推廣PCS系統(tǒng)和MES系統(tǒng)，但是否能讓現(xiàn)有輪胎生產(chǎn)的主要設(shè)備的PLC共享一個平臺，能否解除一個個信息孤島，還要拭目以待。

5 我國輪胎機械行業(yè)的機遇

正因為“輪胎智造”是我國輪胎企業(yè)的必由之路，但目前輪胎廠實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)的路很長，問題眾多，這就為我國輪胎機械制造行業(yè)的發(fā)展提出了方向，提供了商機。這里有幾方面的工作：

（1）前面已講的信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機控制軟件方面的問題解決。這是設(shè)備自動化控制，計算機軟件供應(yīng)商的課題。

（2）常規(guī)的密煉機、成型機、硫化機制造，應(yīng)多考慮輪胎全自動生產(chǎn)的要求，進行改進和提高。例如輪胎一次法成型機，在簾布、胎面、內(nèi)襯層料卷的更換時，如何跟智能AGV物料輸送系統(tǒng)自動銜接，做到料卷更換無人操作，這是輪胎成型機革新的一個方向。

（3）在輪胎廠物流自動化方面，一些專業(yè)的智能運輸設(shè)備的開發(fā)，如自動引導(dǎo)物料輸送叉車（AGV）、軌道引導(dǎo)物料運輸車（RGV）、胎坯懸掛運輸?shù)闹悄苄≤嚕‥MS）、成品胎的高速移栽機，立體倉庫必備的高程高速堆垛起重機。這些設(shè)備融合了機器人制造技術(shù)，計算機控制技術(shù)，現(xiàn)在專業(yè)為輪胎生產(chǎn)供貨的制造商不多。

一些其他行業(yè)的企業(yè)正在參與“輪胎智造”事業(yè)。如原來為物流業(yè)建造高架倉庫的企業(yè)，現(xiàn)在參與輪胎企業(yè)立體倉庫的競標；浙江國自機器人技術(shù)有限公司正在制作中策橡膠集團的AGV智能輸送系統(tǒng)。

我們業(yè)內(nèi)的一些為輪胎廠服務(wù)的企業(yè)也正向這方面努力。特拓（青島）輪胎技術(shù)有限公司正在推廣煉膠工序的SSM一步法煉膠技術(shù)和ARP自動生膠準備技術(shù)。

江陰榮興機械工業(yè)工程有限公司，有多年從事輪胎廠的自動物流系統(tǒng)設(shè)計制造的經(jīng)驗，近年來與韓國韓華TechM合作，成立輪胎企業(yè)自動物流研究所，承接國內(nèi)外輪胎企業(yè)的煉膠、準備、成型、硫化、檢測和立體倉庫，物流全自動業(yè)務(wù)的軟硬件設(shè)計與制造。

軟控股份有限公司，多年以來致力于輪胎企業(yè)信息化裝備的研發(fā)與創(chuàng)新，為輪胎企業(yè)提供軟硬件結(jié)合、管控一體的數(shù)字化裝備和信息化整體解決方案。軟控積累了豐富的技術(shù)與項目的實施經(jīng)經(jīng)驗，產(chǎn)品涵蓋了輪胎生產(chǎn)的各關(guān)鍵工序。

綜上所述，我國輪胎企業(yè)“輪胎智造”的熱潮正在掀起，輪胎生產(chǎn)的全自動化改造正在不斷進行，信息化計算機管理正在形成系統(tǒng)，正在向各個工序延伸。不遠的將來，我國定有一批世界級的高自動化的現(xiàn)代輪胎生產(chǎn)企業(yè)出現(xiàn)，生產(chǎn)高級綠色輪胎，經(jīng)濟效益傲視群雄。

6 我國輪胎行業(yè)“輪胎智造”的前景

去年在南京召開的“高端智能制造助力橡膠行業(yè)轉(zhuǎn)型升級高峰論壇”會議指出：“橡膠行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，從依靠勞力向依靠智力支撐轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)從‘制造’到‘智造’的轉(zhuǎn)型，是我國橡膠工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的方向，也是促進經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變的重要而有效的手段。”

輪胎行業(yè)的許多高層領(lǐng)導(dǎo)都意識到輪胎企業(yè)生產(chǎn)過程信息化、計算機控制技術(shù)的重要性。雙錢集團股份有限公司章萬友認為，MES系統(tǒng)是輪胎企業(yè)加強工廠管理，打造世界級工廠的必備技術(shù)。杭州中策橡膠有限公司總工辦副主任張暉認為，智能輪胎就是產(chǎn)品高端化的具體表現(xiàn)，是輪胎企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方面。

近年以來，輪胎生產(chǎn)的有些工序，計算機控制物流自動化已很成熟，象成品輪胎的檢測工序配備輪胎自動分揀系統(tǒng)已成常規(guī)。一些輪胎企業(yè)正在為輪胎生產(chǎn)“智能化”作進一步的努力。

2013年9月山東萬達寶通輪胎有限公司建成全國首個輪胎立體智能倉庫。集自動出入庫、智能分類、定位監(jiān)控于一體的智能倉儲管理系統(tǒng)，包含了電子標簽、傳送裝置、移動裝置和定位監(jiān)控四個部分，只要把打上電子標簽的輪胎放上輸送機，接下來就可以“托管”操作。

2012年投產(chǎn)的雙錢集團（安徽）回力輪胎有限公司采用了最新的自動化物流系統(tǒng)，膠料自動分配先進先出，成型工序懸掛鏈輸送線系統(tǒng)，胎坯自動掃描及稱重系統(tǒng)，硫化后輪胎通過自動分揀系統(tǒng)和機器人搬運，應(yīng)用系統(tǒng)化、自動化、機械化的堆垛機及輸送搬運系統(tǒng)進行倉儲及出入庫作業(yè)，單就自動化立體倉庫來講，單位面積存儲能力是其他倉庫模式的5～10倍，物流效率是其他存儲模式的3～5倍。

中策橡膠集團的智能化成型硫化檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了物料自動輸送、胎坯自動抓取、全自動成品胎檢測、輪胎智能倉庫。目前正在建設(shè)的中策橡膠（建德）有限公司已與浙江國自機器人技術(shù)有限公司簽訂了載重胎胎面AGV智能化輸送系統(tǒng)協(xié)議，經(jīng)初步測算，可減少用工12人。另外兩個分廠也將于今年引入多條智能AGV系統(tǒng)。

我國輪胎企業(yè)在這方面的發(fā)展與世界高端輪胎企業(yè)仍有很大的差距。韓國釜山的耐克森輪胎公司的昌寧工廠，該廠生產(chǎn)中高級半鋼乘用子午輪胎，整個生產(chǎn)流程高度自動化，日產(chǎn)量16 000條（500萬條/年），全廠職工500多人。同樣的產(chǎn)量，目前我國輪胎企業(yè)用工約2 500人左右。

計算機控制的輪胎生產(chǎn)高度自動化，輪胎生產(chǎn)的全過程人工操作極少，生產(chǎn)的輪胎質(zhì)量長期穩(wěn)定，工廠的綜合效益高而且恒定，這就是“輪胎智造”的目標，也是輪胎行業(yè)、輪胎機械行業(yè)今后的努力方向。

Analysis of “smart manufacturing tires”

Analysis of “smart manufacturing tires”

Tang Guozheng
( Shanghai hewei rubber machinery co., LTD,Shanghai,201706)

Introduces the concept of “smart manufacturing tires” and the automatic production status in our country, analyzes the informationization is the premise of fully automated production and existing problems, and finally put forward opportunities and prospects of the development of “smart manufacturing tires” in our country tire machinery industry.

tire manufacturing; current situation; automation production; prospect

TQ336.1

1009-797X(2015)09-0026-08

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.09.004

（XS-06）

唐國政（1947－），男，高級工程師，1976年畢業(yè)于華南理工大學(xué)有機化工系橡膠制品專業(yè)，主要從事輪胎及輪胎機械設(shè)計管理工作。

2014-06-23