項目背景
中國擁有全世界最多的輪胎廠，每天為全球提供約260萬條輪胎，同時中國也是全球最大的輪胎市場。近年來，隨著全球輪胎市場競爭愈加激烈，中國輪胎企業正面臨著高端產品不足、低端產品嚴重產能過剩和反傾銷制裁的三重壓力。相關數據顯示，中國的輪胎產量已佔全球輪胎產量的35%，但收入卻只佔全球同行業的15%。要實現對國際輪胎巨頭的趕超，必須建立世界級的研發體系和製造體系。圍繞“中國製造2025”，智能製造已成為輪胎行業新一輪產業變革的突破口和主攻方向，中國輪胎行業的優秀代表一直在積極探索和實踐。
世界第一的巨大市場，必將催生世界級的品牌。萬力輪胎是廣州萬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。2015年，萬力輪胎與江淮汽車決定共同投資建設世界級輪胎製造工廠——萬力合肥工廠。該工廠計劃總投資19.88億元，佔地面積500畝，於2015年6月26日開始建設工程動工，計劃2016年底達到一期100萬條全鋼子午胎產能，2017年年中形成年產全鋼子午胎200萬條的生產能力。
圍繞打造世界級製造體系的目標，萬力集團決定以萬力合肥工廠的建設為契機，按照“中國製造2025”的總體要求和“工業4.0”的標準，建設國內領先、世界一流的輪胎智能製造工廠。而這其中，打破企業中的信息孤島是關鍵所在，需要設計出全流程貫通的MES系統，打造驅動工廠所有生產線的“最強大腦”。
項目挑戰
輪胎是處於傳統制造業的高科技產品。輪胎的傳統在於它的歷史悠久，應用廣泛；而輪胎的高科技則體現在它的生產複雜性，輪胎生產的配方設計與結構設計十分複雜，生產環節兼有化工品生產及汽車組裝生產的特性，既有配方工藝又有流程組裝，再加上輪胎規格種類繁多，對柔性生產要求非常高，實現全流程貫通智能化的難度很大。
萬力輪胎希望部署覆蓋輪胎製造全生產流程的MES系統，從原材料、密煉、半製品、成型、硫化、終檢到最後入庫，統籌管理生產製造、技術管理、質量跟蹤、倉儲物流等全方位數據信息。
MES系統被萬力輪胎視為工廠的智慧大腦，需要指揮工廠生產管理的全部工作，工廠的生產將是這樣的場景：銷售接到訂單後，可以通過智能排產，轉化為生產指令，由MES系統下發到各機臺，指揮機臺進行作業，從而實現全生產流程的信息化管控，並能夠為萬力輪胎構建數字生態系統奠定良好的基礎。
由於國內輪胎行業尚無覆蓋全流程的MES系統實例，沒有固定的模式和經驗可以借鑑，這對於萬力輪胎和設計實施MES系統的供應商企業都提出了巨大挑戰。
解決方案
2016年初，萬力合肥工廠正式啟動MES項目，經過對多家MES系統性能及實施經驗等方面的綜合比較，萬力輪胎最終決定採用羅克韋爾自動化的MES製造執行系統解決方案。這一方面基於羅克韋爾自動化在輪胎行業擁有超過30年的豐富經驗，曾幫助全球領先的幾大國際知名輪胎品牌實施智能工廠建設；此外，萬力集團此次與MES供應商的合作，不是簡單的購買軟件，而是共同開發的夥伴關係，需要項目團隊具有超高的專業水平。羅克韋爾自動化在輪胎行業擁有專業的團隊幫助企業落地智能製造方案，可以在方案開發和實施過程中與客戶實現緊密配合。
作為國內輪胎行業首套導入覆蓋全生產流程的MES系統，萬力合肥工廠的智能化建設是一個不斷打破、不斷推翻、不斷創新的過程，雙方共同克服了眾多行業難題。
在部署MES系統前，羅克韋爾自動化的項目組成員對萬力輪胎的生產製造、品質管理、設備維修和倉儲物流等多部門進行了詳盡的調研工作，對企業整個的業務流程進行了全面的梳理及改善。
在此基礎之上定製化開發了整套的MES解決方案——集所有的功能系統在同一個軟件平臺的FactoryTalk ProductCenter（FTPC），最終實現了對萬力合肥工廠生產過程的全覆蓋，從原材料、密煉、半製品、成型、硫化、終檢到最後入庫，包括以下六大模塊：
（1）原材料/產品模塊可實現存儲管理，訂單處理，庫存管理和補貨，資源跟蹤，並具備防錯機制。
（2）密煉模塊具備工廠設備的接口，可實現對整個過程的監測和控制，可實現在製品跟蹤，配方和標準作業程序管理，並具備防錯機制，集成了RFID系統。
（3）半製品模塊可實現基於PlantPAx系統的流程監控、生產路徑控制、固化監測（Curing Monitoring）、工藝流程和應用程序的模塊化解決方案。
（4）成型模塊可實現操作跟蹤，輪胎製造監測，生產監控，設備綜合效率分析，並集成了RFID系統。
（5）硫化模塊可實現視覺檢查、設備綜合效率分析、監測/控制和PDA操作。
（6）終檢模塊可實現質量狀態和缺陷跟蹤、生產數據收集等功能。
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，其內置的圖形建模縮短了系統開發的週期，用戶無需編程環境即可配置實現，也為用戶進行二次開發提供了便利。FTPC基於J2EE的企業級系統技術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於服務結構SOA等優勢。
在MES系統平臺上，萬力合肥工廠可以統籌管理生產製造、技術管理、質量跟蹤、倉儲物流和銷售經營等全方位數據信息，同時打破各個車間的信息孤島，實現全生產流程的信息化管控。此外，通過MES系統這座橋樑，生產控制系統與ERP系統的數據實現了雙向無縫對接，與集團各類信息系統平臺進行數據交互，完善了企業信息化管理平臺系統。
效果
2016年11月，隨著萬力合肥工廠的順利投產，羅克韋爾自動化的MES系統也正式上線運營，為合肥萬力輪胎實現200萬年產能，打造智能“夢工廠”提供有力保障。
作為一個真正意義上的智能工廠，萬力合肥工廠不是簡單地將機器人和機械手集成到生產線，而是通過“最強大腦”MES系統，將所有的設備、機器人以及工藝流程“全線打通”，從而成為國內首個全領域智能化、全流程自動化、全方位綠色化的輪胎工廠，是一座“快、好、省”的智慧型工廠。
其中的“快”，是指將單個輪胎全工藝流程生產時間從48小時降低至30小時，人均年產值達332.58萬元，是傳統模式的三倍，其生產效率在國內輪胎行業處於領先地位。“好”，是指產品一致性大幅提升，產品合格率高達99.99%，質量控制體系得到更好保障。“省”，是指實現工業廢水零排放、廢氣低排放，每年可節水40萬噸，節電2600萬度。
合肥萬力輪胎對此次與羅克韋爾自動化的合作非常滿意，並對羅克韋爾自動化項目團隊為實現“夢工廠”這一目標而做出的努力表示高度肯定和感謝：“羅克韋爾自動化的項目團隊非常專業和敬業，一心為我們提供最優化的解決方案而努力。項目團隊在推動整體MES項目正常有序進行的同時，還對其他供應商在現場調試中出現的疑難問題進行支持，並對公司相關技術人員進行多次培訓指導，幫助我們大大提升了員工的技術和設計能力。在項目整體上線時，項目團隊全員無休，春節期間仍在提供保障，犧牲了寶貴的與家人團聚的機會。對羅克韋爾自動化團隊的客戶至上精神，我們表示由衷的感謝。衷心希望在未來的項目中與羅克韋爾自動化繼續合作，共同為實現“中國製造2025”的目標，共建互聯企業而奮鬥。”
據統計，目前我國只有15%的輪胎生產企業擁有MES製造執行系統。智能製造和互聯企業之路在中國輪胎行業才剛剛開啟。未來，羅克韋爾自動化將致力於幫助更多的中國輪胎企業通過智能製造提高生產效率和產品品質，以更低的成本生產更好的輪胎，幫助中國輪胎企業在全球市場中獲得競爭優勢。
摘自《自動化博覽》2019年3月刊
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