項目背景

中國擁有全世界最多的輪胎廠(chǎng)，每天為全球提供約260萬(wàn)條輪胎，同時(shí)中國也是全球最大的輪胎市場(chǎng)。近年來(lái)，隨著(zhù)全球輪胎市場(chǎng)競爭愈加激烈，中國輪胎企業(yè)正面臨著(zhù)高端產(chǎn)品不足、低端產(chǎn)品嚴重產(chǎn)能過(guò)剩和反傾銷(xiāo)制裁的三重壓力。相關(guān)數據顯示，中國的輪胎產(chǎn)量已占全球輪胎產(chǎn)量的35%，但收入卻只占全球同行業(yè)的15%。要實(shí)現對國際輪胎巨頭的趕超，必須建立世界級的研發(fā)體系和制造體系。圍繞“中國制造2025”，智能制造已成為輪胎行業(yè)新一輪產(chǎn)業(yè)變革的突破口和主攻方向，中國輪胎行業(yè)的優(yōu)秀代表一直在積極探索和實(shí)踐。

世界第一的巨大市場(chǎng)，必將催生世界級的品牌。萬(wàn)力輪胎是廣州萬(wàn)力集團有限公司和廣州市華南橡膠輪胎有限公司共同合資組建的全資大型國有企業(yè)。2015年，萬(wàn)力輪胎與江淮汽車(chē)決定共同投資建設世界級輪胎制造工廠(chǎng)——萬(wàn)力合肥工廠(chǎng)。該工廠(chǎng)計劃總投資19.88億元，占地面積500畝，于2015年6月26日開(kāi)始建設工程動(dòng)工，計劃2016年底達到一期100萬(wàn)條全鋼子午胎產(chǎn)能，2017年年中形成年產(chǎn)全鋼子午胎200萬(wàn)條的生產(chǎn)能力。

圍繞打造世界級制造體系的目標，萬(wàn)力集團決定以萬(wàn)力合肥工廠(chǎng)的建設為契機，按照“中國制造2025”的總體要求和“工業(yè)4.0”的標準，建設國內領(lǐng)先、世界一流的輪胎智能制造工廠(chǎng)。而這其中，打破企業(yè)中的信息孤島是關(guān)鍵所在，需要設計出全流程貫通的MES系統，打造驅動(dòng)工廠(chǎng)所有生產(chǎn)線(xiàn)的“最強大腦”。

項目挑戰

輪胎是處于傳統制造業(yè)的高科技產(chǎn)品。輪胎的傳統在于它的歷史悠久，應用廣泛；而輪胎的高科技則體現在它的生產(chǎn)復雜性，輪胎生產(chǎn)的配方設計與結構設計十分復雜，生產(chǎn)環(huán)節兼有化工品生產(chǎn)及汽車(chē)組裝生產(chǎn)的特性，既有配方工藝又有流程組裝，再加上輪胎規格種類(lèi)繁多，對柔性生產(chǎn)要求非常高，實(shí)現全流程貫通智能化的難度很大。

萬(wàn)力輪胎希望部署覆蓋輪胎制造全生產(chǎn)流程的MES系統，從原材料、密煉、半制品、成型、硫化、終檢到最后入庫，統籌管理生產(chǎn)制造、技術(shù)管理、質(zhì)量跟蹤、倉儲物流等全方位數據信息。

MES系統被萬(wàn)力輪胎視為工廠(chǎng)的智慧大腦，需要指揮工廠(chǎng)生產(chǎn)管理的全部工作，工廠(chǎng)的生產(chǎn)將是這樣的場(chǎng)景：銷(xiāo)售接到訂單后，可以通過(guò)智能排產(chǎn)，轉化為生產(chǎn)指令，由MES系統下發(fā)到各機臺，指揮機臺進(jìn)行作業(yè)，從而實(shí)現全生產(chǎn)流程的信息化管控，并能夠為萬(wàn)力輪胎構建數字生態(tài)系統奠定良好的基礎。

由于國內輪胎行業(yè)尚無(wú)覆蓋全流程的MES系統實(shí)例，沒(méi)有固定的模式和經(jīng)驗可以借鑒，這對于萬(wàn)力輪胎和設計實(shí)施MES系統的供應商企業(yè)都提出了巨大挑戰。

解決方案

2016年初，萬(wàn)力合肥工廠(chǎng)正式啟動(dòng)MES項目，經(jīng)過(guò)對多家MES系統性能及實(shí)施經(jīng)驗等方面的綜合比較，萬(wàn)力輪胎最終決定采用羅克韋爾自動(dòng)化的MES制造執行系統解決方案。這一方面基于羅克韋爾自動(dòng)化在輪胎行業(yè)擁有超過(guò)30年的豐富經(jīng)驗，曾幫助全球領(lǐng)先的幾大國際知名輪胎品牌實(shí)施智能工廠(chǎng)建設；此外，萬(wàn)力集團此次與MES供應商的合作，不是簡(jiǎn)單的購買(mǎi)軟件，而是共同開(kāi)發(fā)的伙伴關(guān)系，需要項目團隊具有超高的專(zhuān)業(yè)水平。羅克韋爾自動(dòng)化在輪胎行業(yè)擁有專(zhuān)業(yè)的團隊幫助企業(yè)落地智能制造方案，可以在方案開(kāi)發(fā)和實(shí)施過(guò)程中與客戶(hù)實(shí)現緊密配合。

作為國內輪胎行業(yè)首套導入覆蓋全生產(chǎn)流程的MES系統，萬(wàn)力合肥工廠(chǎng)的智能化建設是一個(gè)不斷打破、不斷推翻、不斷創(chuàng )新的過(guò)程，雙方共同克服了眾多行業(yè)難題。

在部署MES系統前，羅克韋爾自動(dòng)化的項目組成員對萬(wàn)力輪胎的生產(chǎn)制造、品質(zhì)管理、設備維修和倉儲物流等多部門(mén)進(jìn)行了詳盡的調研工作，對企業(yè)整個(gè)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了全面的梳理及改善。

在此基礎之上定制化開(kāi)發(fā)了整套的MES解決方案——集所有的功能系統在同一個(gè)軟件平臺的FactoryTalk ProductCenter（FTPC），最終實(shí)現了對萬(wàn)力合肥工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的全覆蓋，從原材料、密煉、半制品、成型、硫化、終檢到最后入庫，包括以下六大模塊：

（1）原材料/產(chǎn)品模塊可實(shí)現存儲管理，訂單處理，庫存管理和補貨，資源跟蹤，并具備防錯機制。

（2）密煉模塊具備工廠(chǎng)設備的接口，可實(shí)現對整個(gè)過(guò)程的監測和控制，可實(shí)現在制品跟蹤，配方和標準作業(yè)程序管理，并具備防錯機制，集成了RFID系統。

（3）半制品模塊可實(shí)現基于PlantPAx系統的流程監控、生產(chǎn)路徑控制、固化監測（Curing Monitoring）、工藝流程和應用程序的模塊化解決方案。

（4）成型模塊可實(shí)現操作跟蹤，輪胎制造監測，生產(chǎn)監控，設備綜合效率分析，并集成了RFID系統。

（5）硫化模塊可實(shí)現視覺(jué)檢查、設備綜合效率分析、監測/控制和PDA操作。

（6）終檢模塊可實(shí)現質(zhì)量狀態(tài)和缺陷跟蹤、生產(chǎn)數據收集等功能。

集所有功能系統為一體的FactoryTalk ProductCente（FTPC）是可擴展的模塊化MES系統，其內置的圖形建?？s短了系統開(kāi)發(fā)的周期，用戶(hù)無(wú)需編程環(huán)境即可配置實(shí)現，也為用戶(hù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)提供了便利。FTPC基于J2EE的企業(yè)級系統技術(shù)使得軟件平臺運行得更可靠更穩定；多層次的數據存儲模式優(yōu)化了數據管理的方式和提高了數據挖掘的能力。FTPC還有諸多如支持多系統和基于服務(wù)結構SOA等優(yōu)勢。

在MES系統平臺上，萬(wàn)力合肥工廠(chǎng)可以統籌管理生產(chǎn)制造、技術(shù)管理、質(zhì)量跟蹤、倉儲物流和銷(xiāo)售經(jīng)營(yíng)等全方位數據信息，同時(shí)打破各個(gè)車(chē)間的信息孤島，實(shí)現全生產(chǎn)流程的信息化管控。此外，通過(guò)MES系統這座橋梁，生產(chǎn)控制系統與ERP系統的數據實(shí)現了雙向無(wú)縫對接，與集團各類(lèi)信息系統平臺進(jìn)行數據交互，完善了企業(yè)信息化管理平臺系統。

效果

2016年11月，隨著(zhù)萬(wàn)力合肥工廠(chǎng)的順利投產(chǎn)，羅克韋爾自動(dòng)化的MES系統也正式上線(xiàn)運營(yíng)，為合肥萬(wàn)力輪胎實(shí)現200萬(wàn)年產(chǎn)能，打造智能“夢(mèng)工廠(chǎng)”提供有力保障。

作為一個(gè)真正意義上的智能工廠(chǎng)，萬(wàn)力合肥工廠(chǎng)不是簡(jiǎn)單地將機器人和機械手集成到生產(chǎn)線(xiàn)，而是通過(guò)“最強大腦”MES系統，將所有的設備、機器人以及工藝流程“全線(xiàn)打通”，從而成為國內首個(gè)全領(lǐng)域智能化、全流程自動(dòng)化、全方位綠色化的輪胎工廠(chǎng)，是一座“快、好、省”的智慧型工廠(chǎng)。

其中的“快”，是指將單個(gè)輪胎全工藝流程生產(chǎn)時(shí)間從48小時(shí)降低至30小時(shí)，人均年產(chǎn)值達332.58萬(wàn)元，是傳統模式的三倍，其生產(chǎn)效率在國內輪胎行業(yè)處于領(lǐng)先地位?！昂谩?，是指產(chǎn)品一致性大幅提升，產(chǎn)品合格率高達99.99%，質(zhì)量控制體系得到更好保障?！笆　?，是指實(shí)現工業(yè)廢水零排放、廢氣低排放，每年可節水40萬(wàn)噸，節電2600萬(wàn)度。

合肥萬(wàn)力輪胎對此次與羅克韋爾自動(dòng)化的合作非常滿(mǎn)意，并對羅克韋爾自動(dòng)化項目團隊為實(shí)現“夢(mèng)工廠(chǎng)”這一目標而做出的努力表示高度肯定和感謝：“羅克韋爾自動(dòng)化的項目團隊非常專(zhuān)業(yè)和敬業(yè)，一心為我們提供最優(yōu)化的解決方案而努力。項目團隊在推動(dòng)整體MES項目正常有序進(jìn)行的同時(shí)，還對其他供應商在現場(chǎng)調試中出現的疑難問(wèn)題進(jìn)行支持，并對公司相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行多次培訓指導，幫助我們大大提升了員工的技術(shù)和設計能力。在項目整體上線(xiàn)時(shí)，項目團隊全員無(wú)休，春節期間仍在提供保障，犧牲了寶貴的與家人團聚的機會(huì )。對羅克韋爾自動(dòng)化團隊的客戶(hù)至上精神，我們表示由衷的感謝。衷心希望在未來(lái)的項目中與羅克韋爾自動(dòng)化繼續合作，共同為實(shí)現“中國制造2025”的目標，共建互聯(lián)企業(yè)而奮斗?！?/p>

據統計，目前我國只有15%的輪胎生產(chǎn)企業(yè)擁有MES制造執行系統。智能制造和互聯(lián)企業(yè)之路在中國輪胎行業(yè)才剛剛開(kāi)啟。未來(lái)，羅克韋爾自動(dòng)化將致力于幫助更多的中國輪胎企業(yè)通過(guò)智能制造提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，以更低的成本生產(chǎn)更好的輪胎，幫助中國輪胎企業(yè)在全球市場(chǎng)中獲得競爭優(yōu)勢。

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年3月刊