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工业4.0浪潮之下,是什么困住了国产轮胎的技术发展?

发布时间:2020-07-17

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汽车制造业,一直是站在人类工业革命浪潮之巅的代表。随着制造业迎来新一轮智能化升级,各大汽车主机厂都在生产方式和工艺上不断革新,努力向自动化、智能化的工业4.0目标迈进,诞生了诸如特斯拉这样高度自动的工厂。

细分到汽车零部件的制造,或许是受传统汽车工业模式太深的影响,它们在转型步伐上,已明显落后于主机厂。其中轮胎行业就是最典型的代表。

场内物流,国产轮胎制造业的瓶颈

2019年4月,中国橡胶工业协会轮胎分会在对中国轮胎行业现状进行分析时指出,现有国内轮胎企业绝大多数还停留在传统水平阶段,自动化和数字化的水平都相对较低,仍属于劳动密集型企业。

伴随着汽车市场规模的持续扩大,中国已经成为了全球最大的轮胎生产国和消费国。但在个性化追求愈加凸显的轮胎市场里,尤其是高端产品领域,中国轮胎厂商一直很难打破外资品牌的垄断。

我国轮胎制造由劳动力密集型向精益化生产的转型已迫在眉睫,这不仅出于降本增效提升质量的考量;更是因为传统的模式、经验和生产方式,已无法适应小批量、定制化的市场需求。

毋庸置疑,以“智能化”、“大规模个性化生产”为特点的工业4.0,是轮胎行业最佳的前进方向。但问题是,对于轮胎这个特殊的制造行业,怎样的智能化才是合适的呢?

轮胎的制造过程极为复杂,需要经过密炼—准备—成型—硫化—检测等多个生产工艺环节。同一个轮胎厂里会有众多不同型号的轮胎同时混线生产,而且不同于汽车主机厂,轮胎生产没有连续的主流水线,每道工序都要在不同车间进行。

这种典型离散制造特点,决定了轮胎生产会涉及大量场内物料流转和信息确认的工序。

以密炼工序为例,轮胎中每一种部件所使用的胶料都有特定性能,不同胶料的配比决定了轮胎具有差异化的性能(如牵引力、干湿地性能、路面情况)。配比好的胶料,会被输送至不同生产线,用于生产不同的半成品胶部件。

作为轮胎制造的基础工序,生产什么型号的轮胎,需要什么胶部件,胶部件又对应什么胶料配比,这些都有严格的工艺,该环节一旦出错,后续工作全部浪费。

此前,大部分国产轮胎厂商都借助条形码来协助物流,这项技术成本低廉且已成熟,但受到轮胎厂脏乱的条件限制,条码追踪很难达到高准确度,并且需要依赖大量人工的扫描确认,与自动化智能化的革新方向有背离。因此,如何用信息化管理方式优化物流传输,实现物料流转时的自动跟踪管理,提升流转效率和准确率,就成为国产轮胎从“制造”到“智造”转型的关键问题。

国产轮胎,智慧物流升级之路

在这个方面,一些国产轮胎厂已经迈出了转型的步伐,比如被中国石油与化工联合会评为2017年技术创新示范企业的万力轮胎。这家企业的场内物流解决方案来自TBL华清科盛,后者是一家以柔性灵活轻量级智慧物流系统而见长的物联网物流技术企业。

针对轮胎制造行业的特点,TBL为万力轮胎提供了一套从密炼—预备—成型的全局物流解决方案,解决了在制品厂内运输时,跟踪物料信息困难、流转效率低、成型机错装等主要痛点。

首先,用读写更高效的超高频RFID技术取代传统的条形码,还可结合手环、PTL、UWB高精度定位等技术手段,将传统场内物流设施智能化。随后,通过RFID读取信息、定位信息、亮灯指引等方式,TBL打造出一套“会思考的物流系统”,让操作工人无需动脑,就能完成具体物流作业,提高执行效率和精确度;结合自动化输送线或者AGV,还可以进一步提升效率。

与此同时,整个生产过程中的作业行为数据也会被RFID芯片记录,并上传到Noah物联网平台,为生产业务系统和物流优化系统分别提供业务数据和物流行为数据,后者还可以进一步对当前物流场景进行分析和提供优化建议。

在上层业务系统中,一方面能实现对生产的统一管理和配置,例如智能线边补货。根据云端数据分析,工作人员能实时监控线边物料的消耗状态,及时备料,保证生产线供应,避免缺货,或是在有限的线边空间内堆积大量零件。

另一方面则能实现生产过程的全程透明可视化。一旦预备线或者成型机在生产中出现物料错漏,系统将及时报警,把错误消灭在萌芽状态;而当下线的产品出现质量问题时,则可通过系统数据追溯整个生产过程,进而优化完善生产管理。

区别于完全机械物流自动化改造,这套轻量级智慧物流系统并依赖于昂贵的机器人设备,而是将人与机器高效结合,优化作业配置,改造成本和落地周期都要低得多。就我国制造业现状而言,这套方案无疑有更广泛的适用价值。

根据TBLCEO王凡介绍,通过物流信息化流程自动化的升级,万力轮胎已将单个轮胎的全工艺流程生产时间由此前的48个小时,缩短到30个小时,产能大幅提高,人均产值也提升至传统模式的三倍。

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其实不止是轮胎,包括汽车、汽配、机械加工等离散式装配制造也都普遍面临着类似的场内物流困境。在过去,我们将大量注意力投入到机械化改造中,期待用机器能带来比人更高的物流效率。但与此同时,很多工厂对物流过程的管理还停留在纸质单据、Excel表格的阶段。

对这些缺乏硬件方案支持和信息化手段的公司来说,这样的轻量级智慧物流方案,提供了技术升级的新选项


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