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車(chē)輪滾滾，駛向“工業(yè)4.0”

西門(mén)子數(shù)字化企業(yè)套件助力雙星從“制造”走向“智造”

自2015年起，雙星攜手西門(mén)子，共同打造數(shù)字化工廠，通過(guò)應(yīng)用數(shù)字化解決方案，降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量和靈活性，一舉成為輪胎行業(yè)數(shù)字化浪潮中的領(lǐng)頭羊，實(shí)現(xiàn)了從“制造”到“智造”的成功轉(zhuǎn)型。

在人類(lèi)文明發(fā)展史上，輪子的作用不可不提。從簡(jiǎn)單粗糙的木質(zhì)車(chē)輪到堅(jiān)固耐磨的橡膠輪胎，輪子的出現(xiàn)讓人們的出行效率實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

從19世紀(jì)輪胎的發(fā)明至今，歷史的車(chē)輪已駛過(guò)兩百多年。世界日新月異，輪胎的生產(chǎn)也在經(jīng)歷深刻的變革。然而，由于中國(guó)輪胎行業(yè)的自動(dòng)化與數(shù)字化水平相對(duì)較低，輪胎廠商大多面臨著質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)靈活性欠佳、價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈等重重挑戰(zhàn)。

雙星集團(tuán)有限責(zé)任公司（雙星）是一家具有95年歷史的老橡膠企業(yè)，是全球?yàn)閿?shù)不多的既有輪胎制造經(jīng)驗(yàn)又有輪胎智能裝備制造經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。2014年，雙星開(kāi)啟了“二次創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)雙星輪胎世界”的新征程。面對(duì)行業(yè)困境，雙星抓住全球互聯(lián)網(wǎng)大潮和“第四次工業(yè)革命”等機(jī)會(huì)，*舉起了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大旗并加速智能轉(zhuǎn)型。

自2015年起，雙星攜手西門(mén)子，共同打造數(shù)字化工廠，通過(guò)應(yīng)用數(shù)字化解決方案，降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量和靈活性，一舉成為輪胎行業(yè)數(shù)字化浪潮中的領(lǐng)頭羊，實(shí)現(xiàn)了從“制造”到“智造”的成功轉(zhuǎn)型。

會(huì)“思考”的輪胎工廠

時(shí)代飛速發(fā)展，如今，用戶對(duì)輪胎的需求除了體現(xiàn)在對(duì)耐磨、安全、靜音等性能上以外，還體現(xiàn)在對(duì)輪胎個(gè)性化的追求上。要想生產(chǎn)出定制化的輪胎可并不簡(jiǎn)單，這中間需要經(jīng)過(guò)煉膠、壓出、成型、硫化、檢測(cè)等多道復(fù)雜工序。

由于輪胎的生產(chǎn)工藝既包括物理變化又涵蓋化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合了離散制造與過(guò)程工業(yè)的特點(diǎn)，要讓生產(chǎn)效率更上一層樓，雙星不僅需要提高各流程自身的效率，還要保證流程之間的無(wú)縫對(duì)接。

“我們希望搭建一座會(huì)‘思考’的工廠，它既要對(duì)各生產(chǎn)線的狀態(tài)了如指掌，又要?jiǎng)幼髅艚荩瑢⒚總€(gè)訂單的生產(chǎn)安排得井井有條。”雙星集團(tuán)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理劉宗良說(shuō)。

雙星與西門(mén)子一拍即合，共同成立了輪胎行業(yè)的“工業(yè)4.0”創(chuàng)新中心，打造符合行業(yè)“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)的智能化生產(chǎn)方案。雙方利用數(shù)字化技術(shù)，為工廠配上了智慧的“大腦”與高效全面的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。西門(mén)子根據(jù)輪胎行業(yè)特點(diǎn)為雙星量身定制了一套完整的數(shù)字化企業(yè)套件，包括產(chǎn)品生命周期管理軟件（PLM）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和全集成自動(dòng)化（TIA）解決方案，助力雙星打造“工業(yè)4.0”智能化工廠，實(shí)現(xiàn)數(shù)字制造，成為全球系統(tǒng)最完善、智能化程度最高的輪胎工廠之一。

數(shù)字研發(fā)：讓客戶“心想事成”

在研發(fā)階段，雙星借助西門(mén)子數(shù)據(jù)協(xié)同平臺(tái)Teamcenter支持研發(fā)設(shè)計(jì)與交互式產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝仿真，讓客戶的個(gè)性化需求得以實(shí)現(xiàn)?？蛻糍?gòu)買(mǎi)輪胎時(shí)，可以在星猴網(wǎng)等平臺(tái)上針對(duì)車(chē)型、路況、輪胎性能和心儀顏色，通過(guò)交互式設(shè)計(jì)生成屬于自己的個(gè)性化訂單。通過(guò)企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)，Teamcenter將獲取訂單信息，根據(jù)用戶選擇的幾個(gè)維度，自動(dòng)將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品工藝需求，并制定產(chǎn)品配方和工藝標(biāo)準(zhǔn)，還可以根據(jù)產(chǎn)品在生產(chǎn)執(zhí)行和市場(chǎng)中的表現(xiàn)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝。

研發(fā)過(guò)程中生成的海量資料與數(shù)據(jù)也將儲(chǔ)存在Teamcenter中，供生產(chǎn)部門(mén)調(diào)用。它為研發(fā)與生產(chǎn)部門(mén)提供共享數(shù)據(jù)庫(kù)，可作為涵蓋研發(fā)、工藝、制造的數(shù)據(jù)管理和協(xié)同平臺(tái)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、*、有效，避免研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的信息傳輸壁壘，解決了不同部門(mén)間“信息孤島”的問(wèn)題。

此外，雙星還搭建了一個(gè)與全球用戶交互的平臺(tái)“創(chuàng)客網(wǎng)”。全世界的用戶和專家都可以參與交互、設(shè)計(jì)，并對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估。在用戶認(rèn)可設(shè)計(jì)方案后，雙星可利用PLM系統(tǒng)，整合全球?qū)＜?，?duì)用戶認(rèn)可的方案進(jìn)行研發(fā)，并利用3D打印和虛擬仿真技術(shù)對(duì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真和工藝仿真，以滿足用戶的個(gè)性化需求。

數(shù)字制造：心中有“數(shù)”，靈動(dòng)快速

研發(fā)完成后，Teamcenter將成熟的工藝文件與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)連同物料清單一起下發(fā)至MES。在MES方面，雙星與西門(mén)子根據(jù)輪胎行業(yè)的特點(diǎn)，以西門(mén)子Simatic IT為核心，聯(lián)合開(kāi)發(fā)了適合行業(yè)的MES系統(tǒng)。它是車(chē)間“大腦”的核心，負(fù)責(zé)智能排產(chǎn)與智能制造。它既有不放過(guò)任何細(xì)節(jié)的精明，又對(duì)大局心中有數(shù)。

Simatic IT將來(lái)自Teamcenter的工藝信息與來(lái)自ERP的產(chǎn)品訂單進(jìn)行綁定，并通過(guò)其高級(jí)生產(chǎn)規(guī)劃及排程系統(tǒng)（APS）模塊將訂單信息拆解為一個(gè)個(gè)具體的生產(chǎn)方案（包括原料、生產(chǎn)線、設(shè)備和時(shí)間等），下發(fā)到不同機(jī)器設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)智能排產(chǎn)。Simatic IT覆蓋了從投料到產(chǎn)品出廠的整個(gè)生產(chǎn)流程，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)執(zhí)行和物料追溯，為產(chǎn)品的后續(xù)服務(wù)提供數(shù)據(jù)支持，可謂“無(wú)所不知，無(wú)所不曉”。

APS是工廠實(shí)現(xiàn)高效有序生產(chǎn)的大功臣。以前，工廠的排產(chǎn)一般由經(jīng)驗(yàn)豐富的計(jì)劃員來(lái)完成。但由于排產(chǎn)需要充分考慮產(chǎn)品庫(kù)存、模具等多個(gè)實(shí)時(shí)變化的因素，人工作業(yè)難免出現(xiàn)疏漏。雙星與西門(mén)子聯(lián)合開(kāi)發(fā)了適合輪胎行業(yè)的APS系統(tǒng)。它就像一位心算高手，在訂單信息到達(dá)系統(tǒng)后可以結(jié)合雙星的實(shí)際生產(chǎn)狀況，在排產(chǎn)時(shí)充分考慮工裝、工序等各項(xiàng)因素，盡最大可能提高產(chǎn)能利用率，減少資源浪費(fèi)，讓生產(chǎn)接續(xù)更緊密。

在生產(chǎn)過(guò)程中，能夠準(zhǔn)確、靈活執(zhí)行大腦命令的四肢也至關(guān)重要。TIA就是雙星生產(chǎn)線上靈活的關(guān)節(jié)。西門(mén)子的可編程邏輯控制器、工控觸屏、伺服驅(qū)動(dòng)器和工業(yè)交換機(jī)等自動(dòng)化產(chǎn)品覆蓋雙星自主研發(fā)的遍布全廠的智能化裝備。TIA可通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、通訊、組態(tài)和編程環(huán)境，讓這些自動(dòng)化設(shè)備與系統(tǒng)無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，不僅縮短工程時(shí)間、提高生產(chǎn)效率，也降低設(shè)備運(yùn)行和維修成本。

此外，TIA也是雙星工廠里的高效“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，可負(fù)責(zé)智能采集與智能輸送。它可以將來(lái)自Simatic IT的指令下發(fā)到各個(gè)西門(mén)子數(shù)字控制產(chǎn)品上，再由這些產(chǎn)品控制設(shè)備完成高效生產(chǎn)。TIA中的WinCC與WinCC OA還能廣泛采集底層數(shù)據(jù)，與Simatic IT進(jìn)行無(wú)縫集成。

生產(chǎn)完成后，Simatic IT會(huì)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給ERP，方便其對(duì)物流系統(tǒng)下達(dá)指令。同時(shí)，它還會(huì)通過(guò)Teamcenter將相關(guān)工藝數(shù)據(jù)反饋給研發(fā)部門(mén)，方便研發(fā)部門(mén)對(duì)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，形成信息流的閉環(huán)。

此外，在信息采集方面，雙星通過(guò)自主研發(fā)的智能信息匹配系統(tǒng)（MEP）解決了在制造過(guò)程中，由于無(wú)法利用標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)識(shí)而難以對(duì)微小物料或液體和粉體原料進(jìn)行信息采集的難題。MEP系統(tǒng)可對(duì)顆粒狀原材料或液體等各種物料、人員、設(shè)備和位置進(jìn)行信息智能匹配。它向上連接MES，可根據(jù)APS排產(chǎn)計(jì)劃拉動(dòng)物料調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)人、設(shè)備、工裝、位置等信息的全程管控。它還可橫向?qū)覶IA，協(xié)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。