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根據國家《“十四五”智能制造發展規劃》要求，工業和信息化部已連續3年開展智能制造試點示范行動，遴選一批智能制造示范工廠和優秀場景，在各行業、各領域選樹一批排頭兵企業，推進智能制造高質量發展。近年來，我省積極推進企業開展“智改數轉”，不斷完善“市級-省級-國家級”智能制造示范項目梯次培育體系，取得了良好成效。目前，省級智能工廠(數字化車間、優秀場景)977個，累計培育國家級示范工廠35個、優秀場景108個，數量位居全國前列。
為進一步宣傳智能制造典型企業和優秀案例，推廣先進經驗，現開展國家級智能制造試點示范項目巡禮宣傳活動，展示優秀企業智能制造轉型發展經驗，共同學習提高，打造山東“智造”升級版。本期選擇輪胎制造行業優秀案例，讓我們走進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“團結拼搏、爭創一流”的企業精神，歷經四十余載砥礪前行，已發展成為一家集輪胎的設計、開發、制造與銷售為一體的技術型輪胎生產企業，主要產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，廣泛應用于乘用車、商用車以及工程機械車輛等。公司目前在全球擁有7個研發機構、7個生產基地、18000多名員工，形成了“玲瓏”“利奧”“ATLAS”“EVOLUXX”等面向全球市場的差異化品牌。
公司通過智能設備、生產執行控制系統(MES)、自動化物流來實現半制品、成型、硫化、質檢的一體化管理。同時，公司本部建立了設施完善成熟的車間級工業通信網絡，結合人工智能、工業互聯網、大數據、5G等先進技術，對生產設備、倉管設備、物流設備進行智能化升級改造，使用智能機器人、智能立庫、智能AGV等智能生產設備，連接人、機、料、法、環，突破物理界限，有效地保證生產的連續性、產品智聯的均一性和穩定性。
(二)智能工廠先進做法
1.車間智能排產-輪胎智能排產系統
根據輪胎行業的生產特點，輪胎行業的計劃調度一體化系統提供市場銷售分析與銷售預測、月度和每周的輪胎產品銷售計劃、生產計劃、工序作業調度計劃，具體如下圖所示。
根據計劃調度的周期和粒度，關注管理層和生產層的計劃調度，實現由ERP層、MES層到PCS層的過渡，實現全方位計劃調度管理。在MES層，主要進行計劃詳細排程和突發事件的動態調度，并根據輪胎生產施工表將輪胎計劃分解為各個生產工序的半制品計劃和膠料計劃。輪胎制造高級計劃與排產APS系統主要針對密煉、壓延、裁切、成型、硫化五個工序步驟，為滿足各種銷售訂單及保證庫存的生產計劃合理的分配生產資源。
2.智能倉儲-輪胎智能倉儲系統
智能倉儲物流系統主要由立體倉庫系統、胎胚/物料自動傳輸系統、自動碼垛系統、物料搬運機器人與AGV無人小車、WMS倉庫管理系統等組成，實現智能自動倉儲、智能物流輸送調度，并可以與智能工廠的其它系統和設備進行有效連接，實現與ERP、MES等信息平臺的數據整合與互聯互通，達成與數字化、自動化、智能化制造設備互聯互通的目標。
3.質量精準追溯-輪胎全過程質量管控
針對輪胎質量數據量大、來源多的特性，海量質量數據的一致性和可追溯要求，建立了有效的質量信息集成平臺，將輪胎生產制造過程質量控制相關數據采集與集成，實現對海量的產品質量數據的統計、分析和控制。借助大數據技術，挖掘工藝、設備、人員等制造數據對產品質量的影響規律，基于質量大數據統計方法建立產品質量可靠性模型。基于產品質量樹構建統一的產品質量數據模型，建立多源數據融合的質量大數據存儲結構；按照輪胎追溯要求快速查詢輪胎產品數據、工藝、生產制造、質量檢測與測試、試驗等環節的質量數據，對輪胎產品的質量數據(包括輪胎信息、密煉、成型、硫化、質檢信息)進行多維度追溯分析。
輪胎工廠感知互聯與一體化數據采集的核心功能架構如下圖所示，主要包括設備互聯互通、數據儲存與計算管理、工業現場多網融合和數據適配網關等模塊。
4.基于人工智能的生產過程控制參數優化
基于生產過程大數據建立生產控制優化的數據分析模型，將輪胎生產中密煉、成型、硫化工藝控制參數與輪胎動平衡和均勻性檢測數據進行聚類、關聯分析，基于深度學習與數據挖掘算法找出工藝控制參數及相關因素與產品質量優化的關系，研究輪胎擠出機、壓延機、成型機工序設備的生產控制參數上下限，分析出最佳的設備控制參數，以保證生產的輪胎均勻性和動平衡的質量性能穩定。對照監控數據的分析差異點和共同點去分析生產監控參數上下限的差異，在設備上對能夠控制的參數進行調整和報警處理，實現生產過程閉環智能管控。項目基于積累的生產工序大數據，構建工藝控制參數優化分析的工業智能AI模型，進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優化分析、輪胎均勻性的成型控制參數分析。
5.面向多工廠集中數據采集的供應鏈管理
玲瓏輪胎企業設立的供應鏈數據共享中心包括單中心、多中心和去中心三種交換共享模式。通過供應鏈上下游協作化管理模式，針對橡膠輪胎產品協同研發管理、供應鏈流程協同與優化、供應鏈信息共享等應用需求，對輪胎工廠與上下游企業間的生產計劃、供需計劃協同方法，供應鏈協同運作機制等要素進行重構優化管理，突破了傳統企業管理的組織界限，建立了跨組織雙贏的供應鏈業務流程結構。
通過供應鏈協同管理APP幫助企業建立自身的供應體系和經銷商體系，構建供需雙方在線業務協同平臺，平臺充分整合供需雙方業務伙伴，幫助供需雙方構建業務協同平臺，不斷提高企業的供應鏈競爭力。
6.產品數字化研發與設計
針對輪胎設計研發，建設了輪胎產品設計全過程自動化系統，將企業積累的設計經驗轉化為數字化信息，實現了輪胎設計參數化、設計過程標準化、三維繪圖自動化。
根據輪胎設計工作流程及以往設計數據，進行參數模型設計，并對設計指標進行參數化配置。同時規范設計流程，使操作流程標準化，通過以上標準參數及標準流程操作，系統可實現輪胎三維圖自動繪制。通過系統做到了設計標準化，使效率得到極大提升，建立各種產品庫、半部件庫，根據產品的要求，以“搭積木”的方式實現快速創建。
7.能耗數據監測-輪胎能源管理系統
通過大數據可視化監控分析平臺，實現所有數據的歸集和大數據分析，打造了玲瓏數據中臺。通過DCS系統，實現了電能計量表計和冷風、蒸汽等流量計的數據采集。將通過對能源動力中心各分站已有工藝設備和已運行控制系統進行整合，實現了設備自動化、信息化改造升級。實現了分散控制，集中管理的目標，提升能源動力運行的自動化程度，減少各分站人員編制，減輕工作勞動強度，減少能源消耗，實現數字信息化管理。在DCS上層，結合大數據平臺，建設能源管理系統，實現對用能數據的分析、異常定位和用能合理規劃。
8.輪胎智能工廠的生產作業
玲瓏輪胎各分公司通過MES系統，在生產過程中對產品、設備按照技術下達的標準和工藝進行控制，實現了實時采集產品生產設備所有的生產參數數據信息。在公司大數據項目兩期規劃完成數據整合后，將利用整個公司數據資源，從生產過程的閉環控制、質量過程分析、配方設計方案優化、過程控制參數優化等方面進行功能開發，充分利用海量生產數據完成智能制造中“自學習”“自決策”的關鍵數據的分析提取，將為后期的各分公司之間的數據分析提供便利，實現生產數據的大融合，找到生產差異點并指導各分公司對產品質量進行改進。為更好的面向輪胎行業智能工廠和工業互聯的應用需求，研究并突破面向智能制造和工業互聯網的共性關鍵技術，針對MES系統在生產作業方面的應用，重點研究異構設備實時數據采集數據與工業數據邊緣計算以及制造大數據智能分析算法等關鍵技術。
(三)智能工廠建設成效
1.通過輪胎智能排產場景建設，利用大數據平臺與ERP對接，實現生產與銷售的數據貫通。通過建立APS系統，快速制定符合各種生產約束條件(人機料法環)、滿足計劃目標與策略的、優化的詳細生產作業計劃，使整體排產準確率提升58%。以招遠PCR6為試點，實現了從成型硫化到各個半部件的自動排產，其中半部件排產時間降低至1小時以內，排產工作量減少60%以上，誤產率下降幅度61%，提升了排產的效率和準確性。
2.通過輪胎智能倉儲場景建設，利用自動立庫、自動AGV、運輸軌道等硬件設備，實現設備出入庫的無人化操作。通過WMS系統與生產及物流系統對接，完成對生產中物料和成品胎的出入庫在線管理，解決了物料積壓問題，提升物流流轉效率，降低庫存成本。以招遠PCR6為例，目前減少庫存用地面30%，物流流轉效率提升350%，降低庫存成本30%。
3.通過質量精準追溯場景建設，利用SRM系統、MES系統、WMS系統、CRM系統建立大數據平臺，解決質量追溯問題，實現對輪胎全生命周期數據的整合、串聯及可視化展示，使相關業務處理效率提升600%。
4.通過數據驅動產品設計優化場景建設，對已具備工藝參數采集缺少通信的設備通過加裝PLC模塊進行參數采集。搭建大數據平臺，完成數據的實時采集，存儲、計算及分析應用。通過追蹤產品指標的波動進行提前干預，使產品A級品率提升5%。通過對產品生產參數的分析，已完成1000份以上輪胎工藝配方優化。
5.通過面向多工廠集中數據采集的供應鏈管理場景建設，
形成了單中心、多中心和去中心三種交換共享模式。依據全程的數據，進行供需預測分析并指導生產，實現了工廠的原料預采購安排，提升了經銷商的資金周轉率，提升了產業鏈上企業的供應鏈協作水平,實現公司內外部的有效協同。
6.通過產品數字化研發與設計場景建設，根據輪胎設計工作流程及以往設計數據，進行參數模型設計，同時規范設計流程，實現了輪胎三維圖自動繪制，使逆向設計工作效率提升90%，花紋設計效率提升200%，模具設計效率提升300%。
7.通過能耗數據監測場景建設，利用能源管理系統，實現對用能數據的實時采集、能耗監控分析應用、能耗流量計的管理。利用能源動力DCS系統，將通過對能源動力中心各分站已有工藝設備和已運行控制系統進行系統整合，提升能源動力運行的自動化程度，減輕工作勞動強度，減少能源消耗。
8.通過輪胎智能工廠的生產作業場景建設，利用海量生產數據完成智能制造中“自學習”“自決策”的關鍵數據的分析提取，實現生產數據的大融合，找到生產差異點并指導各分公司對產品質量進行改進。玲瓏完成智能化改造的工廠生產效率高于普通工廠200%，同時產品A級品量高于普通工廠80%。
二、青島森麒麟輪胎股份有限公司
(一)企業基本情況
青島森麒麟輪胎股份有限公司創建于2007年12月，于2020年9月在深交所上市，是全球輪胎行業智能制造的標桿企業，是國際少數航空輪胎制造企業之一。
公司專注于綠色、安全、高品質、高性能子午線輪胎及航空輪胎的研發、生產與銷售。公司已與相關飛機制造企業簽署合作研發協議，開展航空輪胎合作，并已進入供應商名錄。同時，公司正在穩步推進航空輪胎應用領域的客戶開發。公司是輪胎行業智能制造典范，2022年入選國家工信部關于智能制造及兩化融合示范項目。公司為國家高新技術企業，擁有國家認可實驗室、國家企業技術中心、國家工業設計中心、山東省航空輪胎技術創新中心、山東省工程研究中心等榮譽資質。
(二)智能工廠先進做法
森麒麟以輪胎生產工藝過程為主線進行智能制造轉型，通過設備自動化改造升級，節省勞動力，降低員工勞動強度，使生產設備得以發揮最大效能，將人、機、料、工藝、質量、能源等信息資源互通、互聯、互感，形成業務處理網絡化、生產過程自動化、系統控制智能化，最終達成輪胎生產效率提高、運營成本降低、研發周期降低、產品不良率降低、能源利用率提高的目標。
1.產品研發-產品數字化研發與設計
基于MBSE構建結構化工藝數據，實現數據驅動的航空輪胎產品研發，確保產品安全性和可靠性。基于“PPR數據模型”建立航空輪胎知識庫、數據庫、AI庫知識模型庫。基于MBSE需求構建產品模型，將產品數據化；應用FEA仿真平臺、CAD/CAE早期預知產品性能技術、ENOVIA研發管理平臺，建立基于航空輪胎花紋性能過程仿真的工藝設計優化和基于力學性能過程仿真的分析系統，實現研發設計的仿真應用。
搭建新一代數字化工藝平臺，實現工藝規劃設計與仿真協同，建立設計模型、仿真數據、實驗數據和文檔的云端化。建立航空輪胎參數化結構設計系統，實現輪胎優化設計，將設計優化結果反饋給專家系統。
2.計劃調度-車間智能排產
目前公司航空輪胎與半鋼輪胎采用混線生產模式,應用APS智能排產系統，基于TS+GA混合算法，實現航空輪胎與半鋼輪胎在混線生產時車間排產優化。基于SOA架構，利用“產品模塊化，模塊產品化”的特點，按照企業現階段業務需求及未來發展規劃靈活地“按需部署”和分階段導入。
APS智能排產系統與MES系統融“定制化、互聯化、智能化”于一體，將所有的設備、機器人以及工藝流程“全線打通”，建設“快、好、省”的智能生產車間。
3.生產作業-工藝動態優化
以森麒麟智能管理系統為載體，構建產品數字化研發設計、產品生產全生命周期管控以及航空輪胎動態模擬試驗機產品應用模擬的數字管控一體化平臺，實現了人機合作智能優化決策、生產過程的數字化管控和航空輪胎在飛機起飛、降落、滑行等狀態下前后輪胎性能表現的模擬。
通過MES系統集成產品研發設計、生產、檢測、以及成品應用模擬測試全生命周期的精細化生產管控；建立了制造大數據中心，基于航空輪胎工業數據庫，應用產品工藝模型實施優化調整。
4.質量管控-智能在線檢測
自主研發國內領先的輪胎智能在線檢測系統，實現了精細化質量管控，降低不合格品率，持續提升產品質量。綜合檢查系統包括膠料性能檢測系統、簾布壓延度在線檢測與控制系統、胎面擠出尺寸在線檢測與控制系統、輪胎成型在線檢測系統、硫化在線檢測系統和成品在線檢測系統。
開發過程中融合缺陷機理分析、物性和成分分析和AI機器視覺等技術，在關鍵環節布局智能化檢測設備，開展產品質量在線檢測、分析和結果判定。檢測設備采用PID技術和模糊控制理論實現在線100%檢測，數據100%存儲，通過在線檢測與智能分析，實現標準化、高密度、模塊化以及集中化管理，可定制缺陷檢出類型，形成生產檢測數據庫并實現追溯管理。
5.倉儲物流-精準配送
公司以“WCS+WMS+MES”為載體，構建精準配送平臺，利用高速大行程空中運輸系統、混合型地面運輸系統、自動配送/分揀系統，形成了精益生產閉環的模式，實現了生產按需拉料、物流按需配送和產線智能化分揀。利用超大型數字化立體倉庫、超高型堆垛機和高速運轉穿梭機，解決了輪胎空間需求量大的問題。
(三)智能工廠建設成效
1.通過產品數字化研發與設計場景建設，搭建輪胎知識數據庫，實現了產品多專業多環節協同創新以及工藝仿真優化，解決了產品、配方、工藝在研發方面的堵點問題，建設標準化、自動化處理任務，降低數據差異，減少人工干預，提高了仿真計算前期模型與歷程數據的精準度，產品研發周期從5.5個月減少至4個月，計算周期縮短28%。
2.通過車間智能排產場景建設，將APS智能排產系統與MES系統相融合，實現了內外互聯、人機互聯、機機互聯、機物互聯、物位互聯，解決了生產管理混亂問題，實現了生產管理透明化、可視化、可預測、可量化，使員工總數比傳統生產模式下降62.45%，生產效率提升37.5%，產品不良率降低80%以上，訂單完成周期縮短20%，提高準時交貨率40%。
3.通過工藝動態優化場景建設，將物料流轉、胎坯庫存、成型時間把控、硫化機模具更換等各要素、流程統籌協調，實現航空輪胎密煉、部件、成型、硫化四大工序聯動生產控制最優化，使生產效率提高46%，運營成本降低40%。
4.通過智能在線檢測場景建設，利用缺陷機理分析、智能傳感、大數據等新一代信息技術與機器人深度融合，實現了全流程數據精準追溯，完成了國內首創的智能輪胎協作機器人智能在線檢測系統的建設。解決了產品瑕疵問題，大幅度提升了產品檢測效率，下線合格率達到99.8%，大幅提升交付能力，為客戶帶來高品質的產品保障。
5.通過精準配送場景建設，搭建精準配送平臺，利用AGV及RGV運輸車輛、EMS空中輸送車輛、倍速鏈及提升機串聯四大智能立庫、六軸機器人等各類智能生產設備，實現全自動輸送。通過車間配備LED顯示屏，解決配送信息可視化問題，使物料配送準確率達到100%，廣泛應用智能傳感部件，減少中間人工檢測、人工搬運部分，全面提升輪胎存儲及運輸效率，實現了全設備滿負荷工作，大幅提高生產效率。
三、濟寧神州輪胎有限公司
(一)企業基本情況
濟寧神州輪胎有限公司成立于2017年3月，注冊資本105000萬元，位于山東省濟寧市兗州區華勤工業園，主要生產高端轎車輪胎。公司自成立之初就啟動建設了年產1200萬條高性能子午線轎車輪胎項目，總投資35億元。一期600萬條項目已建成35萬平方米的高水平生產工廠，入選山東省新舊動能轉換重大項目庫第一批優選項目。
公司致力于引領中國輪胎行業的發展，以高端輪胎市場為目標定位，圍繞綠色環保、低碳節能的行業發展趨勢，打造具有國際品牌技術背景和本土化優勢的輪胎品牌。生產的輪胎堅持高端定位，為法拉利、特斯拉、奔馳、寶馬等高端汽車進行原廠配套，全流程參與到國際知名汽車品牌的整車設計、配套生產和終端替換。產品性能遠高于國內同類產品，填補國產高端轎車輪胎行業空白。
(二)輪胎虛擬仿真技術場景先進做法
輪胎虛擬仿真技術是汽車工業中的一項重要創新，它通過模擬輪胎在不同條件下的性能來優化設計和測試過程，形成高度自動化智能化的“虛擬開發設計環”。
1.實時仿真與虛擬仿真融合的聯動開發環境
公司構建了實時仿真與虛擬仿真相融合的虛實結合開發環境，利用實時仿真與虛擬仿真的結合，實現輪胎在多種工況下的仿真測試，無需實際物理測試即可獲得精確數據，從而實現了設計、仿真、測試的閉環管理與應用。
2.設計仿真一體化技術賦能輪胎創新研制
利用自身科研實力，開發并運用了輪胎在研制流程中的設計仿真一體化技術，通過內部大數據庫和自動化工具，從概念設計到詳細設計，實現產品的快速迭代和輪胎高精度仿真。確保了設計到仿真的每個環節都能高效協同，讓模擬仿真一體化技術“像血液般在產品研發的整個脈絡中流動”，提升整體研發流程的效率。
3.力場與溫度場耦合模擬仿真技術運用
通過耦合力場和溫度場的仿真，獲得輪胎內部復雜的熱力學行為，為結構和材料設計提供數據支持。目前已創建輪胎的溫度場模型，定義了輪胎的內熱源，對輪胎內外表面采用對流換熱的邊界條件，實現了輪胎穩態分布的數值模擬與力場耦合模擬。
4.結合整車動力學與虛擬賽道的磨耗模擬技術
將輪胎性能測試與整車動力學相結合，提供更接近真實使用情況的模擬環境。通過虛擬賽道模擬，以獲取車輛的加速、制動、實時載荷等工況及比例，實現對輪胎磨耗性能的全面評估，無需實際賽道測試。
(三)智能制造場景建設成效
通過輪胎虛擬仿真技術場景建設，使輪胎開發可以在虛擬環境中進行廣泛的測試和評估，同時為設計師提供了快速驗證新想法和設計的機會，減少了實驗測試的時間和成本，加速了創新和產品開發的步伐，縮短了產品開發周期，使得新產品的開發成本降低超過40%，開發時間縮短超過65%。通過模擬輪胎在不同路況下的性能，為輪胎結構和材料的優化提供數據支持，優化輪胎的滾動阻力，改善車輛的燃油經濟性和環保性能，減少能耗和二氧化碳排放，顯著提升產品的性能和品質，推動輪胎行業向更綠色、更可持續發展。
浙公網安備 33010602000006號
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