軟控
——“輪胎智慧工廠”的“智”造者

焦清國（軟控股份有限公司，山東 青島 266042）

軟控
——“輪胎智慧工廠”的“智”造者

焦清國
（軟控股份有限公司，山東 青島 266042）

編者按：軟控股份有限公司自2000年成立以來，立足于橡膠輪胎行業，專注于信息技術與裝備的研發和制造，成功引領中國橡膠輪胎行業實現信息化升級。2014年，在全球橡膠輪胎機械企業銷售額增長大幅放緩的情況下，軟控實現增長19.4%，榮登世界橡膠機械行業銷售排行榜第一名，為中國制造業樹立了榜樣。

在當前國家提倡驅動創新、兩化融合的大形勢下，軟控的智能化、信息化管控系統也許是我們眾多企業迫切需要研究與應用的，為此本刊特邀請軟控股份公司物聯網事業部總經理焦清國先生，為我們解讀軟控的“智慧工廠”理念。

焦清國 軟控股份有限公司物聯網事業部總經理，始終致力于工業信息化技術研發與數字化裝備制造，為橡膠輪胎企業提供軟硬結合、管控一體的智慧工廠整體解決方案， 參與和承擔了多個國家級、省部級、市級科研項目，先后獲得中國儀器儀表協會科學技術獎一等獎，山東省企業管理獎一等獎，山東省計算機應用優秀成果二等獎，青島市科學技術進步一等獎、二等獎等獎勵。現已有13項專利獲得授權或得到受理。

軟控作為高端智能裝備供應商，基于十多年的技術積累以及對輪胎制造工藝的深刻理解，2014年，軟控繼在行業內率先推廣“自動化工廠”之后進一步發布融合全新互聯網理念的輪胎“智慧工廠”整體解決方案（參見圖1）。

軟控智慧工廠解決方案，依托于硬件設備的高度信息互聯和信息系統的實時采集，融合數據挖掘、物聯網、物流自動化以及裝備自動化等先進技術，全面覆蓋輪胎企業生產流程，是一套實現了供應鏈、生產過程、銷售的橫向交互以及生產設備、生產信息、過程管理、企業決策縱橫貫通的綜合管理解決方案。

圖1　輪胎“智慧工廠”整體解決方案

軟控智慧工廠解決方案能夠實時獲取供應鏈信息及生產過程信息，包括原材料、密煉、半制品、成型、硫化、質檢、輪胎成品倉儲等環節信息以及銷售訂單狀態信息，全面覆蓋供應鏈、生產過程、銷售，實現輪胎制造企業產供銷一體化的可視化管理；實時獲取各生產工序設備狀態、工藝控制、生產進度、人員信息和物料供應等信息，實現輪胎制造過程的實時調度一體化閉環管理；通過互聯網服務平臺和大數據技術及時掌握消費者、產品使用和售后服務數據，建立以用戶評價和價值驅動的輪胎制造業產品全程品質和工藝動態過程優化體系；從而構建一個以消費者為中心、以銷售驅動生產以及供應鏈優化的高效節能的、綠色智能的智慧工廠。

軟控的智慧工廠解決方案架構包括智能裝備層、感知互聯層和智能制造管理層，涵蓋裝備、控制和管理應用三個層面，為輪胎企業提供貫穿整個價值鏈的端到端工程數字化解決方案（參見圖2）。

1　智能裝備層

如果將輪胎智慧工廠定義為特定的物聯網應用場景，那么在這個應用場景下，每一臺裝備都可以看做是一個指定工藝功能的大型智能終端，就像在手機、電腦、PAD等作為不同應用終端接入互聯網一樣。

軟控一直致力于信息化智能裝備的研發，通過裝備的智能化設計，在設備上集成各類傳感器、遠程控制和通訊模塊、嵌入式運算功能模塊，提升輪胎智能裝備自動化、網絡化、可控化及智能化水平。如軟控設計研發的T-Pro成型機可作為輪胎成型工序的智能終端裝備接入輪胎制造企業的生產網絡，具備單機工作能力的同時可通過網絡協同的方式與其他各個工序的智能裝備協同工作。其自動接取裝置實現更少的操作人員；通過設計的視覺模塊，實現成型過程和成型接頭質量的實時監控、記錄、報警，有效提升成型質量；軟控設計的液壓硫化機可作為輪胎硫化工序的智能終端裝備接入輪胎制造企業的生產網絡，具備單機工作能力的同時可通過網絡協同的方式與其前后工序智能裝備進行協同工作。其采用自動一體化設計理念，通過網絡協同工作，其開機率達98%以上。軟控研發設計的輪胎生產自動物流裝備和系統實現了輪胎各生產工序的自動銜接；原材料、半部件和輪胎成品自動倉儲立庫系統通過接入輪胎生產控制網絡，與各智能裝備及生產調度管理系統協同工作，實現物料自動存儲和配送，在提升物料流轉和生產效率同時，大幅降低勞動強度（參見圖3）。

軟控以智能裝備為基礎，根據輪胎工藝、生產管理和設備維護保養等需求，研發設備智能故障診斷系統，實現設備故障的智能預警。對裝備關鍵零部件進行狀況診斷，預先發現故障隱患，針對故障隱患對設備進行預防性維護、保養，實現設備的智能化管控。軟控以“智能裝備”為核心，貫通供應鏈、生產、工藝、市場和用戶數據，實現生產過程的精益閉環管理。

圖 2 輪胎“智慧工廠”整體架構

圖3　輪胎“智慧工廠”自動化倉儲、物流

2　感知互聯層

輪胎智慧工廠感知層可以比喻為輪胎智慧工廠的中樞神經系統，實現將輪胎各工序智能裝備、物料、各項資源、人等生產要素通過各類傳感方式及入網方式，接入到輪胎智慧工廠大的生產網絡中，是實現上層管理、底層設備生產協同運行的中間橋梁。

軟控在輪胎生產過程中應用傳感、遠程監控、信息化等技術，實現設備運行狀態、水電風氣等能源數據的實時自動采集和控制；在設備管理方面實現生產現場、中央監控中心和設備維修等環節的多級實時響應機制。在能源管理方面實現全廠、工序、生產線設備以及每個生產計劃的能源消耗多級管控（參見圖4）。

軟控通過RFID技術及其他傳感技術在生產環節的應用，結合信息化管理系統，可實時掌控各類物料庫存、物料移動路線，設備能夠根據生產計劃和工藝自動識別物料，判斷物料剩余量及判定物料是否合規（參見圖5）。

軟控借助多年的信息化項目技術和經驗積累研發控制管控連接件和數據傳輸中間件，實現各類控制系統以及移動網、無線網和工業互聯網數據通訊、采集、傳輸的統一和標準化。

通過以上技術應用實現輪胎生產人、機、料、法、環各生產要素的實時數據采集、跟蹤和控制，實現生產各管理層級及各工序縱橫互聯互通，為實現端到端的數字化工程集成應用打下基礎。在系統應用時通過對各生產元素進行智能感知和聯通，并與計劃、工藝、庫存、物流進行一體化集成，實現生產的連續性、智能化管理，實現整個生產企業制造的連續、拉動式和零庫存生產模式，推動企業生產和管理模式創新升級。

圖4　能源管理系統在輪胎“智慧工廠”中應用

圖5　RFID技術在輪胎“智慧工廠”中應用

3　智能制造管理層

智能制造管理層可以比喻為輪胎智慧工廠的大腦，通過感知互聯層來控制各智能裝備層有序協同工作。

智能制造管理層由面向智能裝備、物流輸送、各類終端的數據采集、查詢和可視化自適應人機交互子系統、基于實時數據的生產過程實時控制和優化子系統、面向產品全生命周期質量分析和管控子系統、以智能物流為載體的供應鏈可視化子系統、企業績效和成本控制數據模型和仿真子系統組成，實現計劃、工藝、物料、質量、設備、能耗的深度集成和優化。輪胎企業通過實施和應用上述管理系統，建立覆蓋供應鏈、輪胎產品設計、生產制造、經營管理、銷售和售后服務全生命周期的智能分析與決策支撐系統，實現各環節資源最佳配置、生產節奏和效率的最佳匹配（參見圖6）。

4　小結

軟控輪胎智慧工廠解決方案，以智能制造管理各系統為大腦，通過感知互聯層這個中樞神經，將各工序輪胎制造智能裝備作為智能終端接入輪胎生產網絡，實現輪胎企業供應鏈、生產各工序、銷售的橫向信息交互，管理、網絡、設備的縱向信息交互，從而實現輪胎制造企業縱橫信息貫通，改變傳統的輪胎制造生產模式，提高輪胎生產企業管控和服務能力、創新能力和協同制造能力。

互聯網廣泛應用背景下，輪胎行業智慧工廠的建設可大幅度提高輪胎均勻性、動平衡，提高輪胎壽命，降低輪胎滾動阻力和噪音，縮短輪胎剎車距離，輪胎性能可以達到歐盟標簽法規定的雙B級最高標準，將有效應對輪胎技術壁壘，在“雙反”等政策制約下為輪胎企業“走出去”開辟一條新的道路，對于我國輪胎產業的提升和轉型具有重大的里程碑意義。

MESNAC – Manufacturer of the "intelligent tire factory"

圖6　輪胎“智慧工廠”MES全生命周期管理系統