浅谈对绿色智能轮胎工厂建设的认识

江建平，王东明，李智

（中国化学工业桂林工程有限公司，广西 桂林 541004）

浅谈对绿色智能轮胎工厂建设的认识

江建平，王东明，李智

（中国化学工业桂林工程有限公司，广西 桂林 541004）

编者按：近两年，我国轮胎工业受诸多因素影响，一些轮胎企业出现了库存增加，开工率不足等状况。就轮胎品质而言，存在低端产品同质化严重，高端产品与轮胎三巨头相比仍有差距的现状。与此同时，国家一直在提倡创新驱动理念，只有创新才能增强企业竞争力。而要想生产出高端产品，必须有智能工厂及先进生产工艺等先决条件，中国化学工业桂林工程有限公司近几年在绿色智能橡胶工厂方面多有研究，现本刊邀请到公司董事长江建平先生等有关领导，就这一热点话题进行阐述，希望对读者有所帮助。

江建平，男，汉族，安徽怀宁人，生于1962年，1983年参加工作，教授级高工，现任中国化学工业桂林工程有限公司董事长、总经理。

中国橡胶工业协会发布了备受国内外轮胎行业关注的《绿色轮胎技术规范》(以下简称《规范》)，并于2014年3月1日开始试行。该《规范》为我国首部绿色轮胎行业自律标准。《规范》除了对绿色轮胎提出了产品性能要求外，还对原材料的使用提出了要求，同时也提出了绿色轮胎的清洁生产和污染物排放要求，例如对产品综合能耗、水污染物和大气排放物的排放标准等都有具体规定。此外，《规范》还推荐了绿色轮胎生产工艺技术，比如炼胶/硫化废气除臭、低温连续混炼、锅炉烟气脱硫/除尘/脱硝、高温充氮硫化、炭黑管道输送、橡胶助剂造粒、轮胎自动化成型及半成品部件大卷化、压出/压延电子束预硫化等技术；并建议逐步取消胎面底面涂胶浆工艺。该《规范》对我国发展绿色轮胎具有指导作用。

不管是对新建工厂还是已建工厂，均要求按照《规范》来实现轮胎工厂的绿色智能制造。

1 新建轮胎工厂实现绿色智能制造的设计理念

1.1 厂址的选择

轮胎工厂的选址决策会影响投资需求、运作成本和工厂运营。项目选址建厂是一项巨大的永久性投资，一旦出错，很难纠正。

轮胎工厂的选址应着重注意以下几个方面的影响：

（1）物流和交通。企业的所有生产和经营活动都离不开物流和交通。原材料、工器具进厂，产品和废物出厂，维修零部件的协作加工，需要有可靠的物流系统支持；职工上下班，各种会议和交流，也需要便利的交通条件。便捷可靠的物流和交通是工厂维持正常运营的保障，降低物流和交通成本可以增强企业的市场竞争力。

（2）人力资源。轮胎生产属于劳动密集型，人工费用占用生产成本的比重较大。工厂适宜建立在劳动力资源丰富的地区。随着轮胎装备自动化程度的不断提高，对员工的教育程度也提出了更高的要求。因此，轮胎工厂的建厂地点要综合考虑人力资源的数量、素质和成本。

（3）能源供给。轮胎生产的能源消耗较大，轮胎工厂的选址应充分考虑项目所在地的供电、供汽、供水和燃料供给等情况，以便获得充足、便宜的能源供给。

（4）厂址条件。建厂位置的气候、地形、地质和规划条件，都会影响到建设投资。应综合考虑建设投资和运营成本以及其它对工厂运营会产生的因素。

（5）社会因素。建厂选址时要充分考虑当地的社会因素，包括当地居民的生活习惯、文化教育水平、宗教信仰和生活水平。如果企业在选址时忽略其中的某一因素，都会给企业的未来发展带来许多不利的影响。

建厂选址涉及因素诸多，很多因素又是相互矛盾的，给选址决策造成了困难。选址决策需要综合考虑各种影响因素，最终目标是能给工厂带来最大化的收益，同时也是实现绿色智能制造的关键。

1.2 生产工艺的选择

近年来随着科学技术的发展，加上跨行业技术的应用借鉴和交流，轮胎生产工艺也有了很大的进步。生产工艺技术的进步主要体现在改进产品质量、提高生产效率、降低生产成本等方面。2014年中国橡胶工业协会发布了《绿色轮胎技术规范》，将近年已有成功应用的先进关键工艺技术纳入，指导轮胎企业进行升级。

现代化轮胎工厂的生产工艺既是轮胎生产技术不断创新的过程，也是各种原材料与生产要素有机结合后转化为产品的过程，主要体现在：

（1）生产工艺必须与生产技术相互适应，企业应综合评估自身的生产技术，制定合理的生产工艺；在满足生产技术的要求下，采用成熟、可靠、先进的生产工艺，实现轮胎产品的高效生产，同时保障工艺设备和人员的安全。

（2）现代化绿色智能的轮胎生产工艺应符合轮胎生产的客观规律和要求，科学合理地利用资源和人力，减少不必要的资源、人力、时间浪费，使工厂运行达到科学高效。生产工艺需充分考虑工厂采用的各种原材料以及当地的气候条件、地理条件等，并适应工厂当地的人力资源、物流资源、配套资源等条件。

（3）现代化的轮胎生产工艺布局合理，充分考虑各工序的生产能力、生产效率等因素，使各种半制品部件、成品在时间和空间上能够紧密衔接，生产过程的物流、信息和工序等保持顺畅。

（4）设备选型和设备配置应充分保障轮胎生产过程的协调性，合理配置、均衡设备的生产能力和技术水平，并综合考虑员工数量及技能的匹配，满足工厂运营发展的需求。

（5）生产工艺应能满足生产过程的特定要求，要具有一定的灵活性。随着轮胎生产的规格品种变化、不断提高的质量要求，需要对后期可能出现的特殊要求提前识别，以满足企业后期扩建、改造、提升的要求。

（6）轮胎生产工艺需有良好的经济性。企业除具有提供产品、就业机会、税收等社会责任外，其最重要的目的是盈利，现代化轮胎工厂的生产工艺应该具有低成本、高经济效益和社会效益的特点。

1.3 土建工程的选择

总图规划要求符合国家和当地政府关于城市规划、环境保护、安全卫生、消防、节能、绿化等诸方面的规范和要求。满足生产使用需要，工艺流程合理，使各生产环节紧密衔接，运输方便。功能布局合理，动力设施的布置力求靠近负荷中心。通道间距能满足运输和管线布置条件的要求，并符合防火、安全、卫生、环保、噪音等规范的要求。合理使用场地，为将来发展生产留有余地。总平面布置既要考虑各建筑的相互协调，又要满足生产环境的要求，为建设现代化企业创造文明生产的条件。

建筑工程要求在工厂设计中要大力提倡绿色建筑的概念。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

除此之外，厂房在符合国家有关规范及防火、抗震、环保、卫生等要求的前提下，应满足生产工艺和现代企业管理的要求，保证产品质量，节约投资，改善劳动条件，做到安全适用、经济合理、技术先进、美观大方，从而达到文明生产，并满足城市规划要求。

1.4 环境保护

轮胎新工厂的建设需要注重环境保护，要保证项目投产后，排放的污染物得到妥善处理，在达标排放的前提下，项目排放的污染物不会对周围环境质量产生明显影响，以实现轮胎工厂的绿色制造。

新项目的环境保护设计，应从全局出发，统筹兼顾，做到安全适用、技术先进、经济合理。首先要做到项目选址合理，符合国家和当地政府的总体规划；其次要选择先进的工艺技术和工艺装备，减少污染源的排放；另外，项目建设时“三废”治理方案应合理、可行，满足国家关于清洁生产的相关要求；工厂建设时，应配套建设环境保护工程设施，与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。本项目建成后，各项污染物的排放浓度均应满足国家和地方相关排放标准，不会对周围环境产生明显影响。

1.5 节能措施

节约能源是我国工业建设的一项基本政策。随着工、农业生产的发展，能源的消耗也日益增加。合理利用能源是社会和企业能更好地发展的重要条件之一，也是项目投产后企业提高经济效益、降低产品成本、增强竞争力的具体保证。新工厂的建设应该立足于降低产品的综合能耗，将企业的目标定为绿色节能型企业，以保证企业的可持续发展。

新建轮胎项目从开始实施时就要充分注意节能的重要性，在设计中严格执行国家及有关部门颁发的标准、规范和规定的同时，还要结合轮胎工业的特点，采用有效的节能技术措施，最大限度地降低产品的综合能耗。除了设计中采用各种节能措施外，企业还应在工厂运行后生产管理上加强综合管理及设备的挖潜，使单位产品的能耗进一步下降，以提高经济效益。

新建工厂的节能主要包括以下几部分：工艺技术节能、公用工程节能、建筑节能、建立能源控制与管理信息化系统。

1.5.1 工艺技术节能

工艺技术节能包括：

（1）产品节能。项目产品要满足绿色环保的要求，产品在设计时就要做到行驶时的滚动阻力小、噪音低、使用寿命长等，在满足性能的要求的前提下减少原材料的用量，使产品成为节能型产品。

（2）生产工艺及生产设备的节能。采用先进的生产工艺和生产设备，从而提高生产的自动化程度和生产效率，提高产品质量和改善劳动条件，从而达到较好的节能效果。

1.5.2 公用工程节能

公用工程节能包括：

（1）供电方面的节能。各种电器设备、元件，均选用节能型产品。各车间变电所尽量靠近负荷中心设置，缩短供电距离。供电电缆及配电线路按节能要求选择。在变压器的高、低压侧，装设电力电容补偿装置，将系统的功率因素提高到0.9以上，降低无功损耗。照明光源尽量采用高效节能灯具，在全厂动力系统及照明系统采用节能控制器，在满足车间照明照度及光色的前提下，减少灯具的数量或灯具的容量，达到节电的目的。对连续运行的水泵、风机等重要公用设备，选用变频调速器控制，节电约30%。

（2）暖通、动力管道与站房方面的节能。设计时选用各项新型节能技术，各种设备均选用高效节能型产品。管道的布置尽量缩短路线，以降低管路系统的沿程阻力损失、局部阻力损失；在满足工艺要求及建筑空间允许的前提下，适当降低流速以降低管路阻力损失，从而降低风机、水泵的能耗。所有热管道、管道附件和热设备均设隔热保温，以减少热能损耗。车间内间接加热设备的凝结水全部回收，以减少热能损耗。为节约自来水的消耗量，生产设备的间接冷却水全部回收，循环使用，循环冷却水系统中采取水质稳定处理措施，以防止设备和管道腐蚀、结垢及菌、藻类滋生，提高传热效率。车间配管均按经济流速选取管径，以减少运行能耗和运行费用，并装有计量仪表，以利于节能管理与经济考核。

1.5.3 建筑节能

在建筑设计时，要大力体现绿色建筑的概念。即在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

结合轮胎工厂建设，要注意以下几点：

（1）总降压站、车间变（配）电室、热水站、空压站、水泵房等动力设施，总图布置设在靠近负荷中心，以降低能耗。

（2）各建筑根据不同结构类型选用合理的建筑围护材料，框架结构外墙采用空心砖，质量轻、保温好，屋面采用新型轻质保温材料，满足保温、隔热要求。

（3）在满足生产要求的条件下，考虑合理的厂房层高，尽量减少无用空间，从而减少维持建筑物温湿度所需要的能耗，尤其是有利于保持冬季的室内温度。

（4）尽量采用有窗厂房，充分利用自然采光、自然通风，减少电能消耗。

1.5.4 建立能源控制与管理信息化系统

要在全厂内建立能源管理系统，包括现场计量、数据传输、控制、管理功能，并与全厂的信息化管理系统连为一体，对全厂能源系统进行智能化管理。

1.6 现代物流技术与轮胎生产工艺相结合，提高自动化水平

将现代物流技术和自动化控制技术引入传统轮胎生产工艺中，实现轮胎工厂全自动化、信息化，形成一条从原材料入库到成品出库的全自动生产线，将轮胎工厂打造成全新的智能工厂。

主要可通过以下方面来实现：

（1）运用原材料立体仓库、生胶破碎复配技术、生胶低温一次法技术，实现原材料自动入库出库、炼胶智能化。

（2）实施轮胎生产车间智能化物流输送，利用包括RGV、AGV小车、输送带、空中悬挂小车、EMS小车等物流手段实现原材料、半成品、胎坯及成品在地面或空中的自动输送，实现成品的自动检验、入库及出库；将轮胎制造高度自动化的各个工序连接起来，并可减少轮胎制造工序间大量的用于半成品转运的辅助人员。

（3）采用成品智能高架立体仓库。高架立体自动库可实现轮胎的自动入库、堆放、出库，仓库高度可达到约32 m，不仅减少人工大量的搬运工作，而且可做到轮胎先进先出，减少人为错误，并且可大大提高单位面积的存放量，提高土地使用效率，实现成品出入库智能化管理。

（4）原材料、半成品到成品按工序利用条码或RFID跟踪，可实现从原材料到成品、从成品到原材料的双向追踪。

（5）生产管理建立一套全过程控制的监控和管理系统（MES系统），增强生产的在线监控，及时调度生产，减少半成品的库存；提高生产效率、提高品质、提高生产物流水平。

1.7 建立以MES系统为中心的信息化工厂

轮胎企业信息化是通过以信息技术为手段，对所有与企业相关的信息进行采集、传输、存储和分析，使企业的决策层、管理层和执行层的人员都能够及时得到完整、准确一致的信息支持的过程，进而不断提高企业的生产、经营、管理、决策、服务的效率和水平，增强企业对内外环境和市场作出迅速响应的能力，达到降低企业生产成本，提高企业运营效率，增强企业核心竞争力的目标。

轮胎企业信息化系统可分为企业资源规划系统（ERP）、制造执行系统（MES）以及电子商务系统（E-Business）三大组成部分。

信息工厂的中心是MES系统（制造执行系统），企业MES系统可以实现对密炼、压出压延、成型、硫化、成品检验工序的全过程智能控制和能源管理。该系统主要包括生产计划的制定、生产数据的收集及管理、生产进度管理、库存管理、设备状况管理、各类生产辅助系统管理（包括公用工程设备、模具胶囊等），数据库（包括轮胎规格、物料清单、设备生产能力、原材料损耗、辅助等）等子系统。

轮胎企业通过建立信息化系统，可实现轮胎生产过程的自动化、企业管理方式的网络化、领导决策支持的智能化、企业商务运营的电子化，从而实现轮胎的绿色智能化制造的目标。

2 现有工厂通过改进实现绿色智能制造

已建工厂由于受到工厂建成后的多种条件制约，要实现绿色智能制造相对较难，但是各工厂可根据已有的情况，有针对性地、有目的地对工厂进行技术升级及改造，也能提高工厂的自动化、信息化水平，达到轮胎的绿色智能化制造。

2.1 积极调整产品结构，追求绿色轮胎制造

现有工厂要不断提升、改进产品档次，以生产高附加值的绿色轮胎产品为目的，不能只是在原有规模上扩产来提高经济效益。

2.2 改造原有建筑物，提升节能效应

现有企业要对原有建筑物进行改造，从节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理等方面考虑，提高绿色建筑节能效果。如将太阳能的设施与建筑设计有机结合，通常利用太阳能收集转换装置，为现有建筑提供生产热水、照明、空调，形成一体化建筑等。

2.3 加强信息化建设，提高自动化、信息化水平

现有企业各级领导要高度重视并积极参与信息化建设当中，充分认识信息化的意义。高层管理者在观念上要先行一步，支持企业信息化建设，参与建设的每个阶段，并在关键的时刻做出适当的决策，信息化建设才可能顺利进行。

现有企业首先要广泛调研，对企业信息化进行总体规划。企业信息化总体规划在战略层面上应与公司发展战略相吻合，应与企业的内部产业结构相适应。其次要有层次地逐步实施信息化。从信息化建设一开始就要真正以企业的效益为根本，分析、规划、有层次地逐步实现企业的信息化，加深应用层次，使信息化全面融入企业发展的方方面面，成为企业发展的“驱动力”。第三、信息化建设结合企业实际进行业务流重组、再造。第四、在考虑当前业务应用基础的同时，还要考虑未来发展。另外，培养信息化队伍，为企业信息化的不断发展提供后续动力。

2.4 使用先进生产工艺技术和设备，提高劳动生产率

现有工厂要根据新出现先进的生产工艺和技术，结合现有工厂的实际状况，积极进行改革创新，不断提高自动化及智能化水平。

这些新技术包括：①串联式密炼系统；②低温连续混炼技术；③胶料复配技术；④电子幅射预硫化技术；⑤胎面、胎侧连续称量控制技术；⑥轮胎自动化成型技术等。

2.5 积极采用先进节能减排技术

现有工厂应响应国家节能减排的技术要求，以实现低碳经济、循环经济，需采用一些先进节能减排技术，包括：①炼胶烟气治理技术；②硫化烟气治理技术；③污水资源化技术；④余热发电技术；⑤无疏水阀蒸汽节能技术；⑥压缩空气节能技术；⑦高压变频技术；⑧节电技术。

2.6 优化原有工艺流程和物流运输方式

现有工厂应结合工艺研发和技术创新，对工艺流程和物流运输方式进行优化，结合现有工厂的实际情况，优化工艺布局。

现有工厂可能由于厂房所限，要完成实现工厂物流自动化有较大的难度，但各个工厂可结合实际情况，应用最新的物流技术和信息技术，形成一条基于现有传统工艺的，并符合工厂实际，实现从原材料入库到成品出库的绿色智能化制造。

2.7 大胆引进、利用国外先进技术

现有工厂要对一些国内还未使用，但国外轮胎公司已采用的先进技术要认真研究，逐步试用推广，以提高劳动生产率，包括：①轮胎无胶囊硫化技术；②无人操作机器人技术等。

3 对轮胎工厂绿色智能制造的一些合理化建议

绿色智能化制造是一项长期的工作，不要只看到短期的投资，而忽略了工厂整体的效益，要以轮胎生产全寿命周期成本最低作为衡量标准。

各个工厂管理层要加强认识，绿色智能化制造符合国家长远政策，是有利于子孙后代，有利于企业和国家长远发展的需求。

绿色智能制造要求要打破固有的传统思维，不断地创新和改革，采用先进的技术和装备，不断提升工厂的自动化、智能化水平。

橡胶行业协会要多方将企业的先进技术和先进方法收集、推广，组织相关企业进行交流，提高国内轮胎企业总体绿色智能化制造水平。

要加强建设科研院所、大学、企业的产学研联盟，将科研院所、大学等创造的新技术、新装备应用在企业中，将发明创造尽快转化为生产力，提高企业的制造水平。

企业要有一定的预见性，要为今后出现的新技术、新装备留有改造、提升的空间。某些技术、装备可能在现阶段不完善、不成熟，但是是今后发展的趋势，在工厂建设时就要考虑预留这些技术装备成熟后应用的条件，这样才能保持工厂智能化制造水平的不断提升。

根据《绿色轮胎技术规范》的要求，提出新建绿色智能轮胎工厂时应考虑的几个重要因素及如何实现绿色智能化，如厂址的选择，生产工艺的选择，土建工程的选项等。另外，论述了对现有的轮胎工厂，如何通过各项改进措施，实现绿色智能化。最后，对绿色智能制造提出了一些建议。

绿色；智能；轮胎工厂；生产工艺；节能；环保；物流

(R-01)

2015年12月4日，工信部电子信息研究院第五研究所、广州赛宝认证中心与山东省经信局领导一行莅临玲珑，对玲珑集团的两化融合管理体系贯标工作进行第一阶段的审核验收。

通过对玲珑集团的SAP-ERP项目实施情况的现场考察以及管理体系文件的审查，审核组专家对玲珑集团两化融合工作的开展情况给予了高度肯定，并一致认定玲珑集团通过了一阶段的审查。

玲珑集团自2000年开始，便把信息化、工业化建设作为公司发展战略的重要组成部分，公司拥有从炼胶、挤出、压延、裁断、钢丝圈、成型、硫化和成品检测等一套完整且先进的生产设备，设备智能化与自动化水平均处于国内领先水平（参见图1）。并先后引进SAP系统、MES系统、产品PDM、硫化群控、信息集成、模拟仿真、大数据应用等信息技术，利用现有系统的数据信息，打通轮胎生产过程中各个环节之间的壁垒，实现轮胎全生命周期的质量追溯和全流程柔性自动化生产。促进工业化和信息化的深度融合，全面提升企业的制造水平，推动公司生产、经营、管理向智能化、无人化迈进。

图1 玲珑集团的智能化系统

未来，玲珑集团将继续根据两化融合体系的要求开展内部的标准完善和效率提升工作，在十三五期间，大力推进工业4.0建设，通过“互联网+工业”的新模式提升企业核心竞争力，并积极准备迎接第二阶段的最终审查。

本刊摘编自“玲珑轮胎”

(R-01)

Consideration to the construction of green intelligent tire factory

Consideration to the construction of green intelligent tire factory

Jiang Jianping,Wang Dongming,Li Zhi
(China Guilin Chemical Industry Engineering Co., Ltd., Guilin 541004, Guangxi)

According to the requirements of technical specification for the green tire , put forward several important factors that new green intelligent tire factory should consider that how to realize the green intelligentization, such as site selection, production technology, the choice of civil engineering options, etc. In addition, Discussed how to implement green intellectualization through various measures,.Finally, put forward some suggestions.

green; intelligent; tyre plant; production process; energy saving; environmental protection; logistics

全国首批两化融合试点企业“玲珑集团”一阶段审核顺利通过

TQ330.8 F270.7

1009-797X(2016)01-0001-06

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.01.001