【山東新智造】國(guó)家級(jí)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目巡禮第八期：輪胎制造行業(yè)優(yōu)秀案例

　　根據(jù)國(guó)家《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》要求，工業(yè)和信息化部已連續(xù)3年開展智能制造試點(diǎn)示范行動(dòng)，遴選一批智能制造示范工廠和優(yōu)秀場(chǎng)景，在各行業(yè)、各領(lǐng)域選樹一批排頭兵企業(yè)，推進(jìn)智能制造高質(zhì)量發(fā)展。近年來，我省積極推進(jìn)企業(yè)開展“智改數(shù)轉(zhuǎn)”，不斷完善“市級(jí)-省級(jí)-國(guó)家級(jí)”智能制造示范項(xiàng)目梯次培育體系，取得了良好成效。目前，省級(jí)智能工廠(數(shù)字化車間、優(yōu)秀場(chǎng)景)977個(gè)，累計(jì)培育國(guó)家級(jí)示范工廠35個(gè)、優(yōu)秀場(chǎng)景108個(gè)，數(shù)量位居全國(guó)前列。
 

　　為進(jìn)一步宣傳智能制造典型企業(yè)和優(yōu)秀案例，推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)開展國(guó)家級(jí)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目巡禮宣傳活動(dòng)，展示優(yōu)秀企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，共同學(xué)習(xí)提高，打造山東“智造”升級(jí)版。本期選擇輪胎制造行業(yè)優(yōu)秀案例，讓我們走進(jìn)山東玲瓏輪胎股份有限公司、青島森麒麟輪胎股份有限公司、濟(jì)寧神州輪胎有限公司，感受山東“智造”魅力。
 

　　一、山東玲瓏輪胎股份有限公司
 

　　(一)企業(yè)基本情況
 

　　山東玲瓏輪胎股份有限公司自1975年成立以來，以“團(tuán)結(jié)拼搏、爭(zhēng)創(chuàng)一流”的企業(yè)精神，歷經(jīng)四十余載砥礪前行，已發(fā)展成為一家集輪胎的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造與銷售為一體的技術(shù)型輪胎生產(chǎn)企業(yè)，主要產(chǎn)品分為乘用及輕卡子午線輪胎、卡客車子午線輪胎和非公路輪胎，廣泛應(yīng)用于乘用車、商用車以及工程機(jī)械車輛等。公司目前在全球擁有7個(gè)研發(fā)機(jī)構(gòu)、7個(gè)生產(chǎn)基地、18000多名員工，形成了“玲瓏”“利奧”“ATLAS”“EVOLUXX”等面向全球市場(chǎng)的差異化品牌。
 

　　公司通過智能設(shè)備、生產(chǎn)執(zhí)行控制系統(tǒng)(MES)、自動(dòng)化物流來實(shí)現(xiàn)半制品、成型、硫化、質(zhì)檢的一體化管理。同時(shí)，公司本部建立了設(shè)施完善成熟的車間級(jí)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、倉(cāng)管設(shè)備、物流設(shè)備進(jìn)行智能化升級(jí)改造，使用智能機(jī)器人、智能立庫、智能AGV等智能生產(chǎn)設(shè)備，連接人、機(jī)、料、法、環(huán)，突破物理界限，有效地保證生產(chǎn)的連續(xù)性、產(chǎn)品智聯(lián)的均一性和穩(wěn)定性。
 

　　(二)智能工廠先進(jìn)做法
 

　　1.車間智能排產(chǎn)-輪胎智能排產(chǎn)系統(tǒng)
 

　　根據(jù)輪胎行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，輪胎行業(yè)的計(jì)劃調(diào)度一體化系統(tǒng)提供市場(chǎng)銷售分析與銷售預(yù)測(cè)、月度和每周的輪胎產(chǎn)品銷售計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、工序作業(yè)調(diào)度計(jì)劃，具體如下圖所示。
 

　　根據(jù)計(jì)劃調(diào)度的周期和粒度，關(guān)注管理層和生產(chǎn)層的計(jì)劃調(diào)度，實(shí)現(xiàn)由ERP層、MES層到PCS層的過渡，實(shí)現(xiàn)全方位計(jì)劃調(diào)度管理。在MES層，主要進(jìn)行計(jì)劃詳細(xì)排程和突發(fā)事件的動(dòng)態(tài)調(diào)度，并根據(jù)輪胎生產(chǎn)施工表將輪胎計(jì)劃分解為各個(gè)生產(chǎn)工序的半制品計(jì)劃和膠料計(jì)劃。輪胎制造高級(jí)計(jì)劃與排產(chǎn)APS系統(tǒng)主要針對(duì)密煉、壓延、裁切、成型、硫化五個(gè)工序步驟，為滿足各種銷售訂單及保證庫存的生產(chǎn)計(jì)劃合理的分配生產(chǎn)資源。
 

　　2.智能倉(cāng)儲(chǔ)-輪胎智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)
 

　　智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)主要由立體倉(cāng)庫系統(tǒng)、胎胚/物料自動(dòng)傳輸系統(tǒng)、自動(dòng)碼垛系統(tǒng)、物料搬運(yùn)機(jī)器人與AGV無人小車、WMS倉(cāng)庫管理系統(tǒng)等組成，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)、智能物流輸送調(diào)度，并可以與智能工廠的其它系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行有效連接，實(shí)現(xiàn)與ERP、MES等信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)整合與互聯(lián)互通，達(dá)成與數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化制造設(shè)備互聯(lián)互通的目標(biāo)。
 

　　3.質(zhì)量精準(zhǔn)追溯-輪胎全過程質(zhì)量管控
 

　　針對(duì)輪胎質(zhì)量數(shù)據(jù)量大、來源多的特性，海量質(zhì)量數(shù)據(jù)的一致性和可追溯要求，建立了有效的質(zhì)量信息集成平臺(tái)，將輪胎生產(chǎn)制造過程質(zhì)量控制相關(guān)數(shù)據(jù)采集與集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析和控制。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，挖掘工藝、設(shè)備、人員等制造數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響規(guī)律，基于質(zhì)量大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法建立產(chǎn)品質(zhì)量可靠性模型?；诋a(chǎn)品質(zhì)量樹構(gòu)建統(tǒng)一的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)模型，建立多源數(shù)據(jù)融合的質(zhì)量大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；按照輪胎追溯要求快速查詢輪胎產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝、生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢測(cè)與測(cè)試、試驗(yàn)等環(huán)節(jié)的質(zhì)量數(shù)據(jù)，對(duì)輪胎產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)據(jù)(包括輪胎信息、密煉、成型、硫化、質(zhì)檢信息)進(jìn)行多維度追溯分析。
 

　　輪胎工廠感知互聯(lián)與一體化數(shù)據(jù)采集的核心功能架構(gòu)如下圖所示，主要包括設(shè)備互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與計(jì)算管理、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多網(wǎng)融合和數(shù)據(jù)適配網(wǎng)關(guān)等模塊。
 

　　4.基于人工智能的生產(chǎn)過程控制參數(shù)優(yōu)化
 

　　基于生產(chǎn)過程大數(shù)據(jù)建立生產(chǎn)控制優(yōu)化的數(shù)據(jù)分析模型，將輪胎生產(chǎn)中密煉、成型、硫化工藝控制參數(shù)與輪胎動(dòng)平衡和均勻性檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類、關(guān)聯(lián)分析，基于深度學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘算法找出工藝控制參數(shù)及相關(guān)因素與產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)化的關(guān)系，研究輪胎擠出機(jī)、壓延機(jī)、成型機(jī)工序設(shè)備的生產(chǎn)控制參數(shù)上下限，分析出最佳的設(shè)備控制參數(shù)，以保證生產(chǎn)的輪胎均勻性和動(dòng)平衡的質(zhì)量性能穩(wěn)定。對(duì)照監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的分析差異點(diǎn)和共同點(diǎn)去分析生產(chǎn)監(jiān)控參數(shù)上下限的差異，在設(shè)備上對(duì)能夠控制的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和報(bào)警處理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程閉環(huán)智能管控。項(xiàng)目基于積累的生產(chǎn)工序大數(shù)據(jù)，構(gòu)建工藝控制參數(shù)優(yōu)化分析的工業(yè)智能AI模型，進(jìn)行密煉工序中膠料與原料的最佳混煉工序、半部件壓出工序的控制參數(shù)優(yōu)化分析、輪胎均勻性的成型控制參數(shù)分析。
 

　　5.面向多工廠集中數(shù)據(jù)采集的供應(yīng)鏈管理
 

　　玲瓏輪胎企業(yè)設(shè)立的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)共享中心包括單中心、多中心和去中心三種交換共享模式。通過供應(yīng)鏈上下游協(xié)作化管理模式，針對(duì)橡膠輪胎產(chǎn)品協(xié)同研發(fā)管理、供應(yīng)鏈流程協(xié)同與優(yōu)化、供應(yīng)鏈信息共享等應(yīng)用需求，對(duì)輪胎工廠與上下游企業(yè)間的生產(chǎn)計(jì)劃、供需計(jì)劃協(xié)同方法，供應(yīng)鏈協(xié)同運(yùn)作機(jī)制等要素進(jìn)行重構(gòu)優(yōu)化管理，突破了傳統(tǒng)企業(yè)管理的組織界限，建立了跨組織雙贏的供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)流程結(jié)構(gòu)。
 

　　通過供應(yīng)鏈協(xié)同管理APP幫助企業(yè)建立自身的供應(yīng)體系和經(jīng)銷商體系，構(gòu)建供需雙方在線業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)，平臺(tái)充分整合供需雙方業(yè)務(wù)伙伴，幫助供需雙方構(gòu)建業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)，不斷提高企業(yè)的供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)力。
 

　　6.產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)與設(shè)計(jì)
 

　　針對(duì)輪胎設(shè)計(jì)研發(fā)，建設(shè)了輪胎產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程自動(dòng)化系統(tǒng)，將企業(yè)積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息，實(shí)現(xiàn)了輪胎設(shè)計(jì)參數(shù)化、設(shè)計(jì)過程標(biāo)準(zhǔn)化、三維繪圖自動(dòng)化。
 

　　根據(jù)輪胎設(shè)計(jì)工作流程及以往設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行參數(shù)模型設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行參數(shù)化配置。同時(shí)規(guī)范設(shè)計(jì)流程，使操作流程標(biāo)準(zhǔn)化，通過以上標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)流程操作，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)輪胎三維圖自動(dòng)繪制。通過系統(tǒng)做到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，使效率得到極大提升，建立各種產(chǎn)品庫、半部件庫，根據(jù)產(chǎn)品的要求，以“搭積木”的方式實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)建。
 

　　7.能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)-輪胎能源管理系統(tǒng)
 

　　通過大數(shù)據(jù)可視化監(jiān)控分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的歸集和大數(shù)據(jù)分析，打造了玲瓏數(shù)據(jù)中臺(tái)。通過DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電能計(jì)量表計(jì)和冷風(fēng)、蒸汽等流量計(jì)的數(shù)據(jù)采集。將通過對(duì)能源動(dòng)力中心各分站已有工藝設(shè)備和已運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動(dòng)化、信息化改造升級(jí)。實(shí)現(xiàn)了分散控制，集中管理的目標(biāo)，提升能源動(dòng)力運(yùn)行的自動(dòng)化程度，減少各分站人員編制，減輕工作勞動(dòng)強(qiáng)度，減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息化管理。在DCS上層，結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建設(shè)能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用能數(shù)據(jù)的分析、異常定位和用能合理規(guī)劃。
 

　　8.輪胎智能工廠的生產(chǎn)作業(yè)
 

　　玲瓏輪胎各分公司通過MES系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品、設(shè)備按照技術(shù)下達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)和工藝進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)采集產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備所有的生產(chǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)信息。在公司大數(shù)據(jù)項(xiàng)目?jī)善谝?guī)劃完成數(shù)據(jù)整合后，將利用整個(gè)公司數(shù)據(jù)資源，從生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制、質(zhì)量過程分析、配方設(shè)計(jì)方案優(yōu)化、過程控制參數(shù)優(yōu)化等方面進(jìn)行功能開發(fā)，充分利用海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)完成智能制造中“自學(xué)習(xí)”“自決策”的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的分析提取，將為后期的各分公司之間的數(shù)據(jù)分析提供便利，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的大融合，找到生產(chǎn)差異點(diǎn)并指導(dǎo)各分公司對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)。為更好的面向輪胎行業(yè)智能工廠和工業(yè)互聯(lián)的應(yīng)用需求，研究并突破面向智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的共性關(guān)鍵技術(shù)，針對(duì)MES系統(tǒng)在生產(chǎn)作業(yè)方面的應(yīng)用，重點(diǎn)研究異構(gòu)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)與工業(yè)數(shù)據(jù)邊緣計(jì)算以及制造大數(shù)據(jù)智能分析算法等關(guān)鍵技術(shù)。
 

　　(三)智能工廠建設(shè)成效
 

　　1.通過輪胎智能排產(chǎn)場(chǎng)景建設(shè)，利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)與ERP對(duì)接，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與銷售的數(shù)據(jù)貫通。通過建立APS系統(tǒng)，快速制定符合各種生產(chǎn)約束條件(人機(jī)料法環(huán))、滿足計(jì)劃目標(biāo)與策略的、優(yōu)化的詳細(xì)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，使整體排產(chǎn)準(zhǔn)確率提升58%。以招遠(yuǎn)PCR6為試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了從成型硫化到各個(gè)半部件的自動(dòng)排產(chǎn)，其中半部件排產(chǎn)時(shí)間降低至1小時(shí)以內(nèi)，排產(chǎn)工作量減少60%以上，誤產(chǎn)率下降幅度61%，提升了排產(chǎn)的效率和準(zhǔn)確性。
 

　　2.通過輪胎智能倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)景建設(shè)，利用自動(dòng)立庫、自動(dòng)AGV、運(yùn)輸軌道等硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備出入庫的無人化操作。通過WMS系統(tǒng)與生產(chǎn)及物流系統(tǒng)對(duì)接，完成對(duì)生產(chǎn)中物料和成品胎的出入庫在線管理，解決了物料積壓?jiǎn)栴}，提升物流流轉(zhuǎn)效率，降低庫存成本。以招遠(yuǎn)PCR6為例，目前減少庫存用地面30%，物流流轉(zhuǎn)效率提升350%，降低庫存成本30%。
 

　　3.通過質(zhì)量精準(zhǔn)追溯場(chǎng)景建設(shè)，利用SRM系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)建立大數(shù)據(jù)平臺(tái)，解決質(zhì)量追溯問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎全生命周期數(shù)據(jù)的整合、串聯(lián)及可視化展示，使相關(guān)業(yè)務(wù)處理效率提升600%。
 

　　4.通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化場(chǎng)景建設(shè)，對(duì)已具備工藝參數(shù)采集缺少通信的設(shè)備通過加裝PLC模塊進(jìn)行參數(shù)采集。搭建大數(shù)據(jù)平臺(tái)，完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，存儲(chǔ)、計(jì)算及分析應(yīng)用。通過追蹤產(chǎn)品指標(biāo)的波動(dòng)進(jìn)行提前干預(yù)，使產(chǎn)品A級(jí)品率提升5%。通過對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)參數(shù)的分析，已完成1000份以上輪胎工藝配方優(yōu)化。
 

　　5.通過面向多工廠集中數(shù)據(jù)采集的供應(yīng)鏈管理場(chǎng)景建設(shè)，
 

　　形成了單中心、多中心和去中心三種交換共享模式。依據(jù)全程的數(shù)據(jù)，進(jìn)行供需預(yù)測(cè)分析并指導(dǎo)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了工廠的原料預(yù)采購(gòu)安排，提升了經(jīng)銷商的資金周轉(zhuǎn)率，提升了產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)的供應(yīng)鏈協(xié)作水平,實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)外部的有效協(xié)同。
 

　　6.通過產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)與設(shè)計(jì)場(chǎng)景建設(shè)，根據(jù)輪胎設(shè)計(jì)工作流程及以往設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行參數(shù)模型設(shè)計(jì)，同時(shí)規(guī)范設(shè)計(jì)流程，實(shí)現(xiàn)了輪胎三維圖自動(dòng)繪制，使逆向設(shè)計(jì)工作效率提升90%，花紋設(shè)計(jì)效率提升200%，模具設(shè)計(jì)效率提升300%。
 

　　7.通過能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景建設(shè)，利用能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用能數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、能耗監(jiān)控分析應(yīng)用、能耗流量計(jì)的管理。利用能源動(dòng)力DCS系統(tǒng)，將通過對(duì)能源動(dòng)力中心各分站已有工藝設(shè)備和已運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)整合，提升能源動(dòng)力運(yùn)行的自動(dòng)化程度，減輕工作勞動(dòng)強(qiáng)度，減少能源消耗。
 

　　8.通過輪胎智能工廠的生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)景建設(shè)，利用海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)完成智能制造中“自學(xué)習(xí)”“自決策”的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的分析提取，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的大融合，找到生產(chǎn)差異點(diǎn)并指導(dǎo)各分公司對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)。玲瓏完成智能化改造的工廠生產(chǎn)效率高于普通工廠200%，同時(shí)產(chǎn)品A級(jí)品量高于普通工廠80%。
 

　　二、青島森麒麟輪胎股份有限公司
 

　　(一)企業(yè)基本情況
 

　　青島森麒麟輪胎股份有限公司創(chuàng)建于2007年12月，于2020年9月在深交所上市，是全球輪胎行業(yè)智能制造的標(biāo)桿企業(yè)，是國(guó)際少數(shù)航空輪胎制造企業(yè)之一。
 

　　公司專注于綠色、安全、高品質(zhì)、高性能子午線輪胎及航空輪胎的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。公司已與相關(guān)飛機(jī)制造企業(yè)簽署合作研發(fā)協(xié)議，開展航空輪胎合作，并已進(jìn)入供應(yīng)商名錄。同時(shí)，公司正在穩(wěn)步推進(jìn)航空輪胎應(yīng)用領(lǐng)域的客戶開發(fā)。公司是輪胎行業(yè)智能制造典范，2022年入選國(guó)家工信部關(guān)于智能制造及兩化融合示范項(xiàng)目。公司為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，擁有國(guó)家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家企業(yè)技術(shù)中心、國(guó)家工業(yè)設(shè)計(jì)中心、山東省航空輪胎技術(shù)創(chuàng)新中心、山東省工程研究中心等榮譽(yù)資質(zhì)。
 

　　(二)智能工廠先進(jìn)做法
 

　　森麒麟以輪胎生產(chǎn)工藝過程為主線進(jìn)行智能制造轉(zhuǎn)型，通過設(shè)備自動(dòng)化改造升級(jí)，節(jié)省勞動(dòng)力，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，使生產(chǎn)設(shè)備得以發(fā)揮最大效能，將人、機(jī)、料、工藝、質(zhì)量、能源等信息資源互通、互聯(lián)、互感，形成業(yè)務(wù)處理網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)過程自動(dòng)化、系統(tǒng)控制智能化，最終達(dá)成輪胎生產(chǎn)效率提高、運(yùn)營(yíng)成本降低、研發(fā)周期降低、產(chǎn)品不良率降低、能源利用率提高的目標(biāo)。
 

　　1.產(chǎn)品研發(fā)-產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)與設(shè)計(jì)
 

　　基于MBSE構(gòu)建結(jié)構(gòu)化工藝數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的航空輪胎產(chǎn)品研發(fā)，確保產(chǎn)品安全性和可靠性?；?ldquo;PPR數(shù)據(jù)模型”建立航空輪胎知識(shí)庫、數(shù)據(jù)庫、AI庫知識(shí)模型庫?；贛BSE需求構(gòu)建產(chǎn)品模型，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)化；應(yīng)用FEA仿真平臺(tái)、CAD/CAE早期預(yù)知產(chǎn)品性能技術(shù)、ENOVIA研發(fā)管理平臺(tái)，建立基于航空輪胎花紋性能過程仿真的工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化和基于力學(xué)性能過程仿真的分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)研發(fā)設(shè)計(jì)的仿真應(yīng)用。
 

　　搭建新一代數(shù)字化工藝平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)與仿真協(xié)同，建立設(shè)計(jì)模型、仿真數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和文檔的云端化。建立航空輪胎參數(shù)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)輪胎優(yōu)化設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果反饋給專家系統(tǒng)。
 

　　2.計(jì)劃調(diào)度-車間智能排產(chǎn)
 

　　目前公司航空輪胎與半鋼輪胎采用混線生產(chǎn)模式,應(yīng)用APS智能排產(chǎn)系統(tǒng)，基于TS+GA混合算法，實(shí)現(xiàn)航空輪胎與半鋼輪胎在混線生產(chǎn)時(shí)車間排產(chǎn)優(yōu)化?；赟OA架構(gòu)，利用“產(chǎn)品模塊化，模塊產(chǎn)品化”的特點(diǎn)，按照企業(yè)現(xiàn)階段業(yè)務(wù)需求及未來發(fā)展規(guī)劃靈活地“按需部署”和分階段導(dǎo)入。
 

　　APS智能排產(chǎn)系統(tǒng)與MES系統(tǒng)融“定制化、互聯(lián)化、智能化”于一體，將所有的設(shè)備、機(jī)器人以及工藝流程“全線打通”，建設(shè)“快、好、省”的智能生產(chǎn)車間。
 

　　3.生產(chǎn)作業(yè)-工藝動(dòng)態(tài)優(yōu)化
 

　　以森麒麟智能管理系統(tǒng)為載體，構(gòu)建產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)全生命周期管控以及航空輪胎動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用模擬的數(shù)字管控一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)合作智能優(yōu)化決策、生產(chǎn)過程的數(shù)字化管控和航空輪胎在飛機(jī)起飛、降落、滑行等狀態(tài)下前后輪胎性能表現(xiàn)的模擬。
 

　　通過MES系統(tǒng)集成產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測(cè)、以及成品應(yīng)用模擬測(cè)試全生命周期的精細(xì)化生產(chǎn)管控；建立了制造大數(shù)據(jù)中心，基于航空輪胎工業(yè)數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用產(chǎn)品工藝模型實(shí)施優(yōu)化調(diào)整。
 

　　4.質(zhì)量管控-智能在線檢測(cè)
 

　　自主研發(fā)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的輪胎智能在線檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化質(zhì)量管控，降低不合格品率，持續(xù)提升產(chǎn)品質(zhì)量。綜合檢查系統(tǒng)包括膠料性能檢測(cè)系統(tǒng)、簾布?jí)貉佣仍诰€檢測(cè)與控制系統(tǒng)、胎面擠出尺寸在線檢測(cè)與控制系統(tǒng)、輪胎成型在線檢測(cè)系統(tǒng)、硫化在線檢測(cè)系統(tǒng)和成品在線檢測(cè)系統(tǒng)。
 

　　開發(fā)過程中融合缺陷機(jī)理分析、物性和成分分析和AI機(jī)器視覺等技術(shù)，在關(guān)鍵環(huán)節(jié)布局智能化檢測(cè)設(shè)備，開展產(chǎn)品質(zhì)量在線檢測(cè)、分析和結(jié)果判定。檢測(cè)設(shè)備采用PID技術(shù)和模糊控制理論實(shí)現(xiàn)在線100%檢測(cè)，數(shù)據(jù)100%存儲(chǔ)，通過在線檢測(cè)與智能分析，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、高密度、模塊化以及集中化管理，可定制缺陷檢出類型，形成生產(chǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫并實(shí)現(xiàn)追溯管理。
 

　　5.倉(cāng)儲(chǔ)物流-精準(zhǔn)配送
 

　　公司以“WCS+WMS+MES”為載體，構(gòu)建精準(zhǔn)配送平臺(tái)，利用高速大行程空中運(yùn)輸系統(tǒng)、混合型地面運(yùn)輸系統(tǒng)、自動(dòng)配送/分揀系統(tǒng)，形成了精益生產(chǎn)閉環(huán)的模式，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)按需拉料、物流按需配送和產(chǎn)線智能化分揀。利用超大型數(shù)字化立體倉(cāng)庫、超高型堆垛機(jī)和高速運(yùn)轉(zhuǎn)穿梭機(jī)，解決了輪胎空間需求量大的問題。
 

　　(三)智能工廠建設(shè)成效
 

　　1.通過產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)與設(shè)計(jì)場(chǎng)景建設(shè)，搭建輪胎知識(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品多專業(yè)多環(huán)節(jié)協(xié)同創(chuàng)新以及工藝仿真優(yōu)化，解決了產(chǎn)品、配方、工藝在研發(fā)方面的堵點(diǎn)問題，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化處理任務(wù)，降低數(shù)據(jù)差異，減少人工干預(yù)，提高了仿真計(jì)算前期模型與歷程數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，產(chǎn)品研發(fā)周期從5.5個(gè)月減少至4個(gè)月，計(jì)算周期縮短28%。
 

　　2.通過車間智能排產(chǎn)場(chǎng)景建設(shè)，將APS智能排產(chǎn)系統(tǒng)與MES系統(tǒng)相融合，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外互聯(lián)、人機(jī)互聯(lián)、機(jī)機(jī)互聯(lián)、機(jī)物互聯(lián)、物位互聯(lián)，解決了生產(chǎn)管理混亂問題，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理透明化、可視化、可預(yù)測(cè)、可量化，使員工總數(shù)比傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下降62.45%，生產(chǎn)效率提升37.5%，產(chǎn)品不良率降低80%以上，訂單完成周期縮短20%，提高準(zhǔn)時(shí)交貨率40%。
 

　　3.通過工藝動(dòng)態(tài)優(yōu)化場(chǎng)景建設(shè)，將物料流轉(zhuǎn)、胎坯庫存、成型時(shí)間把控、硫化機(jī)模具更換等各要素、流程統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)航空輪胎密煉、部件、成型、硫化四大工序聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)控制最優(yōu)化，使生產(chǎn)效率提高46%，運(yùn)營(yíng)成本降低40%。
 

　　4.通過智能在線檢測(cè)場(chǎng)景建設(shè)，利用缺陷機(jī)理分析、智能傳感、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)與機(jī)器人深度融合，實(shí)現(xiàn)了全流程數(shù)據(jù)精準(zhǔn)追溯，完成了國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的智能輪胎協(xié)作機(jī)器人智能在線檢測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)。解決了產(chǎn)品瑕疵問題，大幅度提升了產(chǎn)品檢測(cè)效率，下線合格率達(dá)到99.8%，大幅提升交付能力，為客戶帶來高品質(zhì)的產(chǎn)品保障。
 

　　5.通過精準(zhǔn)配送場(chǎng)景建設(shè)，搭建精準(zhǔn)配送平臺(tái)，利用AGV及RGV運(yùn)輸車輛、EMS空中輸送車輛、倍速鏈及提升機(jī)串聯(lián)四大智能立庫、六軸機(jī)器人等各類智能生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)輸送。通過車間配備LED顯示屏，解決配送信息可視化問題，使物料配送準(zhǔn)確率達(dá)到100%，廣泛應(yīng)用智能傳感部件，減少中間人工檢測(cè)、人工搬運(yùn)部分，全面提升輪胎存儲(chǔ)及運(yùn)輸效率，實(shí)現(xiàn)了全設(shè)備滿負(fù)荷工作，大幅提高生產(chǎn)效率。
 

　　三、濟(jì)寧神州輪胎有限公司
 

　　(一)企業(yè)基本情況
 

　　濟(jì)寧神州輪胎有限公司成立于2017年3月，注冊(cè)資本105000萬元，位于山東省濟(jì)寧市兗州區(qū)華勤工業(yè)園，主要生產(chǎn)高端轎車輪胎。公司自成立之初就啟動(dòng)建設(shè)了年產(chǎn)1200萬條高性能子午線轎車輪胎項(xiàng)目，總投資35億元。一期600萬條項(xiàng)目已建成35萬平方米的高水平生產(chǎn)工廠，入選山東省新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換重大項(xiàng)目庫第一批優(yōu)選項(xiàng)目。
 

　　公司致力于引領(lǐng)中國(guó)輪胎行業(yè)的發(fā)展，以高端輪胎市場(chǎng)為目標(biāo)定位，圍繞綠色環(huán)保、低碳節(jié)能的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，打造具有國(guó)際品牌技術(shù)背景和本土化優(yōu)勢(shì)的輪胎品牌。生產(chǎn)的輪胎堅(jiān)持高端定位，為法拉利、特斯拉、奔馳、寶馬等高端汽車進(jìn)行原廠配套，全流程參與到國(guó)際知名汽車品牌的整車設(shè)計(jì)、配套生產(chǎn)和終端替換。產(chǎn)品性能遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品，填補(bǔ)國(guó)產(chǎn)高端轎車輪胎行業(yè)空白。
 

　　(二)輪胎虛擬仿真技術(shù)場(chǎng)景先進(jìn)做法
 

　　輪胎虛擬仿真技術(shù)是汽車工業(yè)中的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新，它通過模擬輪胎在不同條件下的性能來優(yōu)化設(shè)計(jì)和測(cè)試過程，形成高度自動(dòng)化智能化的“虛擬開發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)”。
 

　　1.實(shí)時(shí)仿真與虛擬仿真融合的聯(lián)動(dòng)開發(fā)環(huán)境
 

　　公司構(gòu)建了實(shí)時(shí)仿真與虛擬仿真相融合的虛實(shí)結(jié)合開發(fā)環(huán)境，利用實(shí)時(shí)仿真與虛擬仿真的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)輪胎在多種工況下的仿真測(cè)試，無需實(shí)際物理測(cè)試即可獲得精確數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、仿真、測(cè)試的閉環(huán)管理與應(yīng)用。
 

　　2.設(shè)計(jì)仿真一體化技術(shù)賦能輪胎創(chuàng)新研制
 

　　利用自身科研實(shí)力，開發(fā)并運(yùn)用了輪胎在研制流程中的設(shè)計(jì)仿真一體化技術(shù)，通過內(nèi)部大數(shù)據(jù)庫和自動(dòng)化工具，從概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速迭代和輪胎高精度仿真。確保了設(shè)計(jì)到仿真的每個(gè)環(huán)節(jié)都能高效協(xié)同，讓模擬仿真一體化技術(shù)“像血液般在產(chǎn)品研發(fā)的整個(gè)脈絡(luò)中流動(dòng)”，提升整體研發(fā)流程的效率。
 

　　3.力場(chǎng)與溫度場(chǎng)耦合模擬仿真技術(shù)運(yùn)用
 

　　通過耦合力場(chǎng)和溫度場(chǎng)的仿真，獲得輪胎內(nèi)部復(fù)雜的熱力學(xué)行為，為結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。目前已創(chuàng)建輪胎的溫度場(chǎng)模型，定義了輪胎的內(nèi)熱源，對(duì)輪胎內(nèi)外表面采用對(duì)流換熱的邊界條件，實(shí)現(xiàn)了輪胎穩(wěn)態(tài)分布的數(shù)值模擬與力場(chǎng)耦合模擬。
 

　　4.結(jié)合整車動(dòng)力學(xué)與虛擬賽道的磨耗模擬技術(shù)
 

　　將輪胎性能測(cè)試與整車動(dòng)力學(xué)相結(jié)合，提供更接近真實(shí)使用情況的模擬環(huán)境。通過虛擬賽道模擬，以獲取車輛的加速、制動(dòng)、實(shí)時(shí)載荷等工況及比例，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎磨耗性能的全面評(píng)估，無需實(shí)際賽道測(cè)試。
 

　　(三)智能制造場(chǎng)景建設(shè)成效
 

　　通過輪胎虛擬仿真技術(shù)場(chǎng)景建設(shè)，使輪胎開發(fā)可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行廣泛的測(cè)試和評(píng)估，同時(shí)為設(shè)計(jì)師提供了快速驗(yàn)證新想法和設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，減少了實(shí)驗(yàn)測(cè)試的時(shí)間和成本，加速了創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)的步伐，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，使得新產(chǎn)品的開發(fā)成本降低超過40%，開發(fā)時(shí)間縮短超過65%。通過模擬輪胎在不同路況下的性能，為輪胎結(jié)構(gòu)和材料的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持，優(yōu)化輪胎的滾動(dòng)阻力，改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能，減少能耗和二氧化碳排放，顯著提升產(chǎn)品的性能和品質(zhì)，推動(dòng)輪胎行業(yè)向更綠色、更可持續(xù)發(fā)展。