在(zai)人(ren)類(lei)文(wen)明(ming)發(fa)展(zhan)史(shi)上(shang),輪(lun)子(zi)的(de)作(zuo)用(yong)不(bu)可(ke)不(bu)提(ti)。從(cong)簡(jian)單(dan)粗(cu)糙(cao)的(de)木(mu)質(zhi)車(che)輪(lun)到(dao)堅(jian)固(gu)耐(nai)磨(mo)的(de)橡(xiang)膠(jiao)輪(lun)胎(tai),輪(lun)子(zi)的(de)出(chu)現(xian)讓(rang)人(ren)們(men)的(de)出(chu)行(xing)效(xiao)率(lv)實(shi)現(xian)了(le)質(zhi)的(de)飛(fei)躍(yue)。
從19世shi紀ji輪lun胎tai的de發fa明ming至zhi今jin,曆li史shi的de車che輪lun已yi駛shi過guo兩liang百bai多duo年nian。世shi界jie日ri新xin月yue異yi,輪lun胎tai的de生sheng產chan也ye在zai經jing曆li深shen刻ke的de變bian革ge。然ran而er,由you於yu中zhong國guo輪lun胎tai行xing業ye的de自zi動dong化hua與yu數shu字zi化hua水shui平ping相xiang對dui較jiao低di,輪lun胎tai廠chang商shang大da多duo麵mian臨lin著zhe質zhi量liang不bu穩wen定ding、生產靈活性欠佳、價格競爭激烈等重重挑戰。
雙星集團有限責任公司(雙星)是一家具有95年曆史的老橡膠企業,是全球為數不多的既有輪胎製造經驗又有輪胎智能裝備製造經驗的企業。2014年,雙星開啟了“二次創業、創雙星輪胎世界名牌”的新征程。麵對行業困境,雙星抓住全球互聯網大潮和“第四次工業革命”等機會,率先舉起了數字化轉型的大旗並加速智能轉型。
自2015年起,雙星攜手西門子,共同打造數字化工廠,通過應用數字化解決方案,降低生產成本、提高生產質量和靈活性,一舉成為輪胎行業數字化浪潮中的領頭羊,實現了從“製造”到“智造”的成功轉型。

會“思考”的輪胎工廠
時代飛速發展,如今,用戶對輪胎的需求除了體現在對耐磨、安全、靜音等性能上以外,還體現在對輪胎個性化的追求上。要想生產出定製化的輪胎可並不簡單,這中間需要經過煉膠、壓出、成型、硫化、檢測等多道複雜工序。
由you於yu輪lun胎tai的de生sheng產chan工gong藝yi既ji包bao括kuo物wu理li變bian化hua又you涵han蓋gai化hua學xue反fan應ying,結jie合he了le離li散san製zhi造zao與yu過guo程cheng工gong業ye的de特te點dian,要yao讓rang生sheng產chan效xiao率lv更geng上shang一yi層ceng樓lou,雙shuang星xing不bu僅jin需xu要yao提ti高gao各ge流liu程cheng自zi身shen的de效xiao率lv,還hai要yao保bao證zheng流liu程cheng之zhi間jian的de無wu縫feng對dui接jie。
“我們希望搭建一座會‘思考’的工廠,它既要對各生產線的狀態了如指掌,又要動作敏捷,將每個訂單的生產安排得井井有條。”雙星集團有限責任公司副總經理劉宗良說。
雙星與西門子一拍即合,共同成立了輪胎行業唯一的“工業4.0”創新中心,打造符合行業“工業4.0”標準的智能化生產方案。雙方利用數字化技術,為工廠配上了智慧的“大腦”與高效全麵的“神經網絡”。西門子根據輪胎行業特點為雙星量身定製了一套完整的數字化企業套件,包括產品生命周期管理軟件(PLM)、製造執行係統(MES)和全集成自動化(TIA)解決方案,助力雙星打造“工業4.0”智能化工廠,實現數字製造,成為全球係統最完善、智能化程度最高的輪胎工廠之一。

數字研發:讓客戶“心想事成”
在研發階段,雙星借助西門子數據協同平台Teamcenter支持研發設計與交互式產品設計和工藝仿真,讓客戶的個性化需求得以實現。客戶購買輪胎時,可以在星猴網等平台上針對車型、路況、輪胎性能和心儀顏色,通過交互式設計生成屬於自己的個性化訂單。通過企業資源計劃(ERP)係統,Teamcenter將(jiang)獲(huo)取(qu)訂(ding)單(dan)信(xin)息(xi),根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)選(xuan)擇(ze)的(de)幾(ji)個(ge)維(wei)度(du),自(zi)動(dong)將(jiang)其(qi)轉(zhuan)化(hua)為(wei)產(chan)品(pin)工(gong)藝(yi)需(xu)求(qiu),並(bing)製(zhi)定(ding)產(chan)品(pin)配(pei)方(fang)和(he)工(gong)藝(yi)標(biao)準(zhun),還(hai)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)產(chan)品(pin)在(zai)生(sheng)產(chan)執(zhi)行(xing)和(he)市(shi)場(chang)中(zhong)的(de)表(biao)現(xian),改(gai)進(jin)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)。
研發過程中生成的海量資料與數據也將儲存在Teamcenter中,供生產部門調用。它為研發與生產部門提供共享數據庫,可作為涵蓋研發、工藝、製造的數據管理和協同平台,保證數據的準確、一致、有效,避免研發和生產環節之間的信息傳輸壁壘,解決了不同部門間“信息孤島”的問題。
此外,雙星還搭建了一個與全球用戶交互的平台“創客網”。全世界的用戶和專家都可以參與交互、設計,並對方案進行評估。在用戶認可設計方案後,雙星可利用PLM係統,整合全球專家,對用戶認可的方案進行研發,並利用3D打印和虛擬仿真技術對方案進行設計仿真和工藝仿真,以滿足用戶的個性化需求。

數字製造:心中有“數”,靈動快速
研發完成後,Teamcenter將成熟的工藝文件與質量標準連同物料清單一起下發至MES。在MES方麵,雙星與西門子根據輪胎行業的特點,以西門子Simatic IT為核心,聯合開發了適合行業的MES係統。它是車間“大腦”的核心,負責智能排產與智能製造。它既有不放過任何細節的精明,又對大局心中有數。
Simatic IT將來自Teamcenter的工藝信息與來自ERP的產品訂單進行綁定,並通過其高級生產規劃及排程係統(APS)模塊將訂單信息拆解為一個個具體的生產方案(包括原料、生產線、設備和時間等),下發到不同機器設備上,實現智能排產。Simatic IT覆蓋了從投料到產品出廠的整個生產流程,可以實現生產執行和物料追溯,為產品的後續服務提供數據支持,可謂“無所不知,無所不曉”。
APS是工廠實現高效有序生產的大功臣。以前,工廠的排產一般由經驗豐富的計劃員來完成。但由於排產需要充分考慮產品庫存、模具等多個實時變化的因素,人工作業難免出現疏漏。雙星與西門子聯合開發了適合輪胎行業的APS係統。它就像一位心算高手,在訂單信息到達係統後可以結合雙星的實際生產狀況,在排產時充分考慮工裝、工序等各項因素,盡最大可能提高產能利用率,減少資源浪費,讓生產接續更緊密。
“目前,雙星是全球第二家將APS運用到實際生產中的輪胎企業,是真真正正走在了世界前列,引領了世界輪胎行業智能製造的方向。”西門子中國數字化工廠集團青島銷售業務區域高級銷售經理王哲說。
在生產過程中,能夠準確、靈活執行大腦命令的四肢也至關重要。TIA就是雙星生產線上靈活的關節。西門子的可編程邏輯控製器、工控觸屏、伺服驅動器和工業交換機等自動化產品覆蓋雙星自主研發的遍布全廠的智能化裝備。TIA可通過統一的數據管理、通訊、組態和編程環境,讓這些自動化設備與係統無縫連接,實現智能化生產,不僅縮短工程時間、提高生產效率,也降低設備運行和維修成本。
此外,TIA也是雙星工廠裏的高效“神經網絡”,可負責智能采集與智能輸送。它可以將來自Simatic IT的指令下發到各個西門子數字控製產品上,再由這些產品控製設備完成高效生產。TIA中的WinCC與WinCC OA還能廣泛采集底層數據,與Simatic IT進行無縫集成。
生產完成後,Simatic IT會將生產數據實時反饋給ERP,方便其對物流係統下達指令。同時,它還會通過Teamcenter將相關工藝數據反饋給研發部門,方便研發部門對工藝設計進行優化,形成信息流的閉環。
此外,在信息采集方麵,雙星通過自主研發的智能信息匹配係統(MEP)解決了在製造過程中,由於無法利用標簽進行標識而難以對微小物料或液體和粉體原料進行信息采集的難題。MEP係統可對顆粒狀原材料或液體等各種物料、人員、設備和位置進行信息智能匹配。它向上連接MES,可根據APS排產計劃拉動物料調度,實現對人、設備、工裝、位置等信息的全程管控。它還可橫向對接TIA,協調整個生產過程。
雙星的數字化紅利
西門子PLM、MES與TIA三大係統自頂而下,天然集成。以這三大係統為核心,雙星建立了從客戶定製到研發設計、shengchanzhixing,zaidaochanpinjiaofuhoudefuwubaozhangdequanfangweiguankong。tongguoduizhizaodequanshengmingzhouqiguanli,ximenzideshuzihuaqiyetaojianranggegehuanjiewufengxianjie,dajianleyitiaochangtongwuzudexinxitongdao。
“數(shu)字(zi)化(hua)工(gong)廠(chang)中(zhong)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)就(jiu)是(shi)研(yan)發(fa)與(yu)生(sheng)產(chan)的(de)雙(shuang)向(xiang)信(xin)息(xi)通(tong)道(dao)。若(ruo)在(zai)搭(da)建(jian)這(zhe)條(tiao)信(xin)息(xi)通(tong)道(dao)時(shi)全(quan)部(bu)使(shi)用(yong)同(tong)一(yi)品(pin)牌(pai)的(de)係(xi)統(tong),不(bu)僅(jin)兼(jian)容(rong)性(xing)更(geng)佳(jia),客(ke)戶(hu)也(ye)更(geng)省(sheng)心(xin)。”王哲說,“西門子是世界上唯一一家能搭建從研發端到底層硬件自動化全流程信息通道的企業。”
全麵數字化解決方案讓雙星工廠煥然一新,實現了生產、管理和服務方麵的飛躍。
工廠的生產流程變得更加高效、guifan,bujinshengchanchengbenjiangdi,xiaolvyedadatigao。liru,yiqian,ruguocaozuoyuanfaxianyuancailiaobuzu,xuyaoxiantianxiewuliaodan,zaiqucangkuyunhuiwuliaotourushengchan,xiaolvjiaodi。xianzai,Simatic IT可ke自zi動dong監jian測ce原yuan材cai料liao的de使shi用yong情qing況kuang,一yi旦dan物wu料liao不bu足zu,會hui自zi動dong呼hu叫jiao無wu人ren駕jia駛shi小xiao車che將jiang材cai料liao送song出chu,大da大da節jie約yue了le物wu料liao的de運yun輸shu時shi間jian。在zai排pai產chan方fang麵mian,如ru果guo依yi靠kao人ren工gong拆chai解jie訂ding單dan、檢查庫存和設備狀態等,通常需要耗費一天,而由APS完成則隻要1分鍾。
在生產管理方麵,覆蓋全廠的Simatic IT上承PLM與ERP,下接TIA和MEP,眼觀六路,把控全局。一旦生產線上某處發生問題,信息能夠實時反饋給Simatic IT以做出自動響應,或提醒工作人員進行決策,調整生產,幫助工作人員實現高效生產管理。
雙shuang星xing的de業ye務wu模mo式shi也ye發fa生sheng了le徹che底di變bian革ge。以yi前qian的de輪lun胎tai銷xiao售shou遵zun循xun傳chuan統tong模mo式shi,即ji消xiao費fei者zhe到dao實shi體ti店dian購gou買mai成cheng品pin輪lun胎tai,此ci後hou如ru果guo遇yu到dao問wen題ti再zai回hui到dao實shi體ti店dian進jin行xing維wei修xiu。如ru今jin,雙shuang星xing的de客ke戶hu可ke以yi直zhi接jie在zai星xing猴hou網wang等deng平ping台tai上shang提ti交jiao個ge性xing化hua訂ding單dan,自zi由you選xuan擇ze輪lun胎tai性xing能neng和he顏yan色se,由you係xi統tong為wei客ke戶hu生sheng成cheng3D虛擬輪胎。訂單生成後,相應信息即刻被傳回雙星數據中心,由數字化工廠完成研發、生產製造等。此外,客戶在使用輪胎的過程中還會定期收到輪胎保養的提醒,享受長期的貼心服務。
新的業務模式帶來了可喜的變化。雙星“工業4.0”智能化工廠內勞動強度降低了60%以上,產品不良率降低80%以上,而勞動生產率則達到了過去的3倍以上。工廠的環保水平和能效更是達到了世界領先水平。同時,雙星的產品也實現了高端、高差異化和高附加值。雙星輪胎品牌價值連續兩年榮登“亞洲品牌500強”中國輪胎第一名,並被稱為“中國輪胎智能製造引領者”,實現了由傳統製造企業向智能製造企業的轉型。
“在通向‘工業4.0’的路上,我們也有摸著石頭過河的時候。”劉宗良表示,“而與西門子的合作則讓我們在改革時更加踏實、有信心。”
跨領域的通力合作
雙星的數字化工廠可以被稱為輪胎行業內真正意義上的“工業4.0”工廠,引領了世界輪胎智能製造的趨勢。
為(wei)幫(bang)助(zhu)雙(shuang)星(xing)對(dui)工(gong)廠(chang)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)規(gui)劃(hua),西(xi)門(men)子(zi)組(zu)建(jian)了(le)一(yi)支(zhi)跨(kua)部(bu)門(men)的(de)三(san)十(shi)多(duo)人(ren)的(de)團(tuan)隊(dui)。由(you)於(yu)雙(shuang)星(xing)工(gong)廠(chang)地(di)處(chu)青(qing)島(dao),而(er)西(xi)門(men)子(zi)業(ye)務(wu)專(zhuan)家(jia)大(da)多(duo)在(zai)上(shang)海(hai)和(he)北(bei)京(jing),為(wei)聚(ju)齊(qi)所(suo)有(you)人(ren)員(yuan)製(zhi)定(ding)最(zui)優(you)方(fang)案(an),專(zhuan)家(jia)們(men)經(jing)常(chang)需(xu)要(yao)在(zai)晚(wan)上(shang)11點後召開電話會議,討論至淩晨2、3點。經過數年的精心打磨,雙星數字化工廠的藍圖才真正變為了現實。
為保證項目效果,西門子專家還特意為雙星一線員工進行了大量生產培訓,悉心細致地教導工人進行現場操作。
所謂有“智”者事竟成,雙星通過三年潛心“修煉”,終得一身“數字化”神功。未來,雙星將進一步實現線上線下無縫對接,車輪滾滾,駛向“工業4.0”新時代。

