软控——“轮胎智慧工厂”的“智”造者

焦清国（软控股份有限公司，山东 青岛 266042）

软控
——“轮胎智慧工厂”的“智”造者

焦清国
（软控股份有限公司，山东 青岛 266042）

编者按：软控股份有限公司自2000年成立以来，立足于橡胶轮胎行业，专注于信息技术与装备的研发和制造，成功引领中国橡胶轮胎行业实现信息化升级。2014年，在全球橡胶轮胎机械企业销售额增长大幅放缓的情况下，软控实现增长19.4%，荣登世界橡胶机械行业销售排行榜第一名，为中国制造业树立了榜样。

在当前国家提倡驱动创新、两化融合的大形势下，软控的智能化、信息化管控系统也许是我们众多企业迫切需要研究与应用的，为此本刊特邀请软控股份公司物联网事业部总经理焦清国先生，为我们解读软控的“智慧工厂”理念。

焦清国 软控股份有限公司物联网事业部总经理，始终致力于工业信息化技术研发与数字化装备制造，为橡胶轮胎企业提供软硬结合、管控一体的智慧工厂整体解决方案， 参与和承担了多个国家级、省部级、市级科研项目，先后获得中国仪器仪表协会科学技术奖一等奖，山东省企业管理奖一等奖，山东省计算机应用优秀成果二等奖，青岛市科学技术进步一等奖、二等奖等奖励。现已有13项专利获得授权或得到受理。

软控作为高端智能装备供应商，基于十多年的技术积累以及对轮胎制造工艺的深刻理解，2014年，软控继在行业内率先推广“自动化工厂”之后进一步发布融合全新互联网理念的轮胎“智慧工厂”整体解决方案（参见图1）。

软控智慧工厂解决方案，依托于硬件设备的高度信息互联和信息系统的实时采集，融合数据挖掘、物联网、物流自动化以及装备自动化等先进技术，全面覆盖轮胎企业生产流程，是一套实现了供应链、生产过程、销售的横向交互以及生产设备、生产信息、过程管理、企业决策纵横贯通的综合管理解决方案。

图1　轮胎“智慧工厂”整体解决方案

软控智慧工厂解决方案能够实时获取供应链信息及生产过程信息，包括原材料、密炼、半制品、成型、硫化、质检、轮胎成品仓储等环节信息以及销售订单状态信息，全面覆盖供应链、生产过程、销售，实现轮胎制造企业产供销一体化的可视化管理；实时获取各生产工序设备状态、工艺控制、生产进度、人员信息和物料供应等信息，实现轮胎制造过程的实时调度一体化闭环管理；通过互联网服务平台和大数据技术及时掌握消费者、产品使用和售后服务数据，建立以用户评价和价值驱动的轮胎制造业产品全程品质和工艺动态过程优化体系；从而构建一个以消费者为中心、以销售驱动生产以及供应链优化的高效节能的、绿色智能的智慧工厂。

软控的智慧工厂解决方案架构包括智能装备层、感知互联层和智能制造管理层，涵盖装备、控制和管理应用三个层面，为轮胎企业提供贯穿整个价值链的端到端工程数字化解决方案（参见图2）。

1　智能装备层

如果将轮胎智慧工厂定义为特定的物联网应用场景，那么在这个应用场景下，每一台装备都可以看做是一个指定工艺功能的大型智能终端，就像在手机、电脑、PAD等作为不同应用终端接入互联网一样。

软控一直致力于信息化智能装备的研发，通过装备的智能化设计，在设备上集成各类传感器、远程控制和通讯模块、嵌入式运算功能模块，提升轮胎智能装备自动化、网络化、可控化及智能化水平。如软控设计研发的T-Pro成型机可作为轮胎成型工序的智能终端装备接入轮胎制造企业的生产网络，具备单机工作能力的同时可通过网络协同的方式与其他各个工序的智能装备协同工作。其自动接取装置实现更少的操作人员；通过设计的视觉模块，实现成型过程和成型接头质量的实时监控、记录、报警，有效提升成型质量；软控设计的液压硫化机可作为轮胎硫化工序的智能终端装备接入轮胎制造企业的生产网络，具备单机工作能力的同时可通过网络协同的方式与其前后工序智能装备进行协同工作。其采用自动一体化设计理念，通过网络协同工作，其开机率达98%以上。软控研发设计的轮胎生产自动物流装备和系统实现了轮胎各生产工序的自动衔接；原材料、半部件和轮胎成品自动仓储立库系统通过接入轮胎生产控制网络，与各智能装备及生产调度管理系统协同工作，实现物料自动存储和配送，在提升物料流转和生产效率同时，大幅降低劳动强度（参见图3）。

软控以智能装备为基础，根据轮胎工艺、生产管理和设备维护保养等需求，研发设备智能故障诊断系统，实现设备故障的智能预警。对装备关键零部件进行状况诊断，预先发现故障隐患，针对故障隐患对设备进行预防性维护、保养，实现设备的智能化管控。软控以“智能装备”为核心，贯通供应链、生产、工艺、市场和用户数据，实现生产过程的精益闭环管理。

图 2 轮胎“智慧工厂”整体架构

图3　轮胎“智慧工厂”自动化仓储、物流

2　感知互联层

轮胎智慧工厂感知层可以比喻为轮胎智慧工厂的中枢神经系统，实现将轮胎各工序智能装备、物料、各项资源、人等生产要素通过各类传感方式及入网方式，接入到轮胎智慧工厂大的生产网络中，是实现上层管理、底层设备生产协同运行的中间桥梁。

软控在轮胎生产过程中应用传感、远程监控、信息化等技术，实现设备运行状态、水电风气等能源数据的实时自动采集和控制；在设备管理方面实现生产现场、中央监控中心和设备维修等环节的多级实时响应机制。在能源管理方面实现全厂、工序、生产线设备以及每个生产计划的能源消耗多级管控（参见图4）。

软控通过RFID技术及其他传感技术在生产环节的应用，结合信息化管理系统，可实时掌控各类物料库存、物料移动路线，设备能够根据生产计划和工艺自动识别物料，判断物料剩余量及判定物料是否合规（参见图5）。

软控借助多年的信息化项目技术和经验积累研发控制管控连接件和数据传输中间件，实现各类控制系统以及移动网、无线网和工业互联网数据通讯、采集、传输的统一和标准化。

通过以上技术应用实现轮胎生产人、机、料、法、环各生产要素的实时数据采集、跟踪和控制，实现生产各管理层级及各工序纵横互联互通，为实现端到端的数字化工程集成应用打下基础。在系统应用时通过对各生产元素进行智能感知和联通，并与计划、工艺、库存、物流进行一体化集成，实现生产的连续性、智能化管理，实现整个生产企业制造的连续、拉动式和零库存生产模式，推动企业生产和管理模式创新升级。

图4　能源管理系统在轮胎“智慧工厂”中应用

图5　RFID技术在轮胎“智慧工厂”中应用

3　智能制造管理层

智能制造管理层可以比喻为轮胎智慧工厂的大脑，通过感知互联层来控制各智能装备层有序协同工作。

智能制造管理层由面向智能装备、物流输送、各类终端的数据采集、查询和可视化自适应人机交互子系统、基于实时数据的生产过程实时控制和优化子系统、面向产品全生命周期质量分析和管控子系统、以智能物流为载体的供应链可视化子系统、企业绩效和成本控制数据模型和仿真子系统组成，实现计划、工艺、物料、质量、设备、能耗的深度集成和优化。轮胎企业通过实施和应用上述管理系统，建立覆盖供应链、轮胎产品设计、生产制造、经营管理、销售和售后服务全生命周期的智能分析与决策支撑系统，实现各环节资源最佳配置、生产节奏和效率的最佳匹配（参见图6）。

4　小结

软控轮胎智慧工厂解决方案，以智能制造管理各系统为大脑，通过感知互联层这个中枢神经，将各工序轮胎制造智能装备作为智能终端接入轮胎生产网络，实现轮胎企业供应链、生产各工序、销售的横向信息交互，管理、网络、设备的纵向信息交互，从而实现轮胎制造企业纵横信息贯通，改变传统的轮胎制造生产模式，提高轮胎生产企业管控和服务能力、创新能力和协同制造能力。

互联网广泛应用背景下，轮胎行业智慧工厂的建设可大幅度提高轮胎均匀性、动平衡，提高轮胎寿命，降低轮胎滚动阻力和噪音，缩短轮胎刹车距离，轮胎性能可以达到欧盟标签法规定的双B级最高标准，将有效应对轮胎技术壁垒，在“双反”等政策制约下为轮胎企业“走出去”开辟一条新的道路，对于我国轮胎产业的提升和转型具有重大的里程碑意义。

MESNAC – Manufacturer of the "intelligent tire factory"

图6　轮胎“智慧工厂”MES全生命周期管理系统