项目背景

中国拥有全世界最多的轮胎厂，每天为全球提供约260万条轮胎，同时中国也是全球最大的轮胎市场。近年来，随着全球轮胎市场竞争愈加激烈，中国轮胎企业正面临着高端产品不足、低端产品严重产能过剩和反倾销制裁的三重压力。相关数据显示，中国的轮胎产量已占全球轮胎产量的35%，但收入却只占全球同行业的15%。要实现对国际轮胎巨头的赶超，必须建立世界级的研发体系和制造体系。围绕“中国制造2025”，智能制造已成为轮胎行业新一轮产业变革的突破口和主攻方向，中国轮胎行业的优秀代表一直在积极探索和实践。

世界第一的巨大市场，必将催生世界级的品牌。万力轮胎是广州万力集团有限公司和广州市华南橡胶轮胎有限公司共同合资组建的全资大型国有企业。2015年，万力轮胎与江淮汽车决定共同投资建设世界级轮胎制造工厂——万力合肥工厂。该工厂计划总投资19.88亿元，占地面积500亩，于2015年6月26日开始建设工程动工，计划2016年底达到一期100万条全钢子午胎产能，2017年年中形成年产全钢子午胎200万条的生产能力。

围绕打造世界级制造体系的目标，万力集团决定以万力合肥工厂的建设为契机，按照“中国制造2025”的总体要求和“工业4.0”的标准，建设国内领先、世界一流的轮胎智能制造工厂。而这其中，打破企业中的信息孤岛是关键所在，需要设计出全流程贯通的MES系统，打造驱动工厂所有生产线的“最强大脑”。

项目挑战

轮胎是处于传统制造业的高科技产品。轮胎的传统在于它的历史悠久，应用广泛；而轮胎的高科技则体现在它的生产复杂性，轮胎生产的配方设计与结构设计十分复杂，生产环节兼有化工品生产及汽车组装生产的特性，既有配方工艺又有流程组装，再加上轮胎规格种类繁多，对柔性生产要求非常高，实现全流程贯通智能化的难度很大。

万力轮胎希望部署覆盖轮胎制造全生产流程的MES系统，从原材料、密炼、半制品、成型、硫化、终检到最后入库，统筹管理生产制造、技术管理、质量跟踪、仓储物流等全方位数据信息。

MES系统被万力轮胎视为工厂的智慧大脑，需要指挥工厂生产管理的全部工作，工厂的生产将是这样的场景：销售接到订单后，可以通过智能排产，转化为生产指令，由MES系统下发到各机台，指挥机台进行作业，从而实现全生产流程的信息化管控，并能够为万力轮胎构建数字生态系统奠定良好的基础。

由于国内轮胎行业尚无覆盖全流程的MES系统实例，没有固定的模式和经验可以借鉴，这对于万力轮胎和设计实施MES系统的供应商企业都提出了巨大挑战。

解决方案

2016年初，万力合肥工厂正式启动MES项目，经过对多家MES系统性能及实施经验等方面的综合比较，万力轮胎最终决定采用罗克韦尔自动化的MES制造执行系统解决方案。这一方面基于罗克韦尔自动化在轮胎行业拥有超过30年的丰富经验，曾帮助全球领先的几大国际知名轮胎品牌实施智能工厂建设；此外，万力集团此次与MES供应商的合作，不是简单的购买软件，而是共同开发的伙伴关系，需要项目团队具有超高的专业水平。罗克韦尔自动化在轮胎行业拥有专业的团队帮助企业落地智能制造方案，可以在方案开发和实施过程中与客户实现紧密配合。

作为国内轮胎行业首套导入覆盖全生产流程的MES系统，万力合肥工厂的智能化建设是一个不断打破、不断推翻、不断创新的过程，双方共同克服了众多行业难题。

在部署MES系统前，罗克韦尔自动化的项目组成员对万力轮胎的生产制造、品质管理、设备维修和仓储物流等多部门进行了详尽的调研工作，对企业整个的业务流程进行了全面的梳理及改善。

在此基础之上定制化开发了整套的MES解决方案——集所有的功能系统在同一个软件平台的FactoryTalk ProductCenter（FTPC），最终实现了对万力合肥工厂生产过程的全覆盖，从原材料、密炼、半制品、成型、硫化、终检到最后入库，包括以下六大模块：

（1）原材料/产品模块可实现存储管理，订单处理，库存管理和补货，资源跟踪，并具备防错机制。

（2）密炼模块具备工厂设备的接口，可实现对整个过程的监测和控制，可实现在制品跟踪，配方和标准作业程序管理，并具备防错机制，集成了RFID系统。

（3）半制品模块可实现基于PlantPAx系统的流程监控、生产路径控制、固化监测（Curing Monitoring）、工艺流程和应用程序的模块化解决方案。

（4）成型模块可实现操作跟踪，轮胎制造监测，生产监控，设备综合效率分析，并集成了RFID系统。

（5）硫化模块可实现视觉检查、设备综合效率分析、监测/控制和PDA操作。

（6）终检模块可实现质量状态和缺陷跟踪、生产数据收集等功能。

集所有功能系统为一体的FactoryTalk ProductCente（FTPC）是可扩展的模块化MES系统，其内置的图形建模缩短了系统开发的周期，用户无需编程环境即可配置实现，也为用户进行二次开发提供了便利。FTPC基于J2EE的企业级系统技术使得软件平台运行得更可靠更稳定；多层次的数据存储模式优化了数据管理的方式和提高了数据挖掘的能力。FTPC还有诸多如支持多系统和基于服务结构SOA等优势。

在MES系统平台上，万力合肥工厂可以统筹管理生产制造、技术管理、质量跟踪、仓储物流和销售经营等全方位数据信息，同时打破各个车间的信息孤岛，实现全生产流程的信息化管控。此外，通过MES系统这座桥梁，生产控制系统与ERP系统的数据实现了双向无缝对接，与集团各类信息系统平台进行数据交互，完善了企业信息化管理平台系统。

效果

2016年11月，随着万力合肥工厂的顺利投产，罗克韦尔自动化的MES系统也正式上线运营，为合肥万力轮胎实现200万年产能，打造智能“梦工厂”提供有力保障。

作为一个真正意义上的智能工厂，万力合肥工厂不是简单地将机器人和机械手集成到生产线，而是通过“最强大脑”MES系统，将所有的设备、机器人以及工艺流程“全线打通”，从而成为国内首个全领域智能化、全流程自动化、全方位绿色化的轮胎工厂，是一座“快、好、省”的智慧型工厂。

其中的“快”，是指将单个轮胎全工艺流程生产时间从48小时降低至30小时，人均年产值达332.58万元，是传统模式的三倍，其生产效率在国内轮胎行业处于领先地位。“好”，是指产品一致性大幅提升，产品合格率高达99.99%，质量控制体系得到更好保障。“省”，是指实现工业废水零排放、废气低排放，每年可节水40万吨，节电2600万度。

合肥万力轮胎对此次与罗克韦尔自动化的合作非常满意，并对罗克韦尔自动化项目团队为实现“梦工厂”这一目标而做出的努力表示高度肯定和感谢：“罗克韦尔自动化的项目团队非常专业和敬业，一心为我们提供最优化的解决方案而努力。项目团队在推动整体MES项目正常有序进行的同时，还对其他供应商在现场调试中出现的疑难问题进行支持，并对公司相关技术人员进行多次培训指导，帮助我们大大提升了员工的技术和设计能力。在项目整体上线时，项目团队全员无休，春节期间仍在提供保障，牺牲了宝贵的与家人团聚的机会。对罗克韦尔自动化团队的客户至上精神，我们表示由衷的感谢。衷心希望在未来的项目中与罗克韦尔自动化继续合作，共同为实现“中国制造2025”的目标，共建互联企业而奋斗。”

据统计，目前我国只有15%的轮胎生产企业拥有MES制造执行系统。智能制造和互联企业之路在中国轮胎行业才刚刚开启。未来，罗克韦尔自动化将致力于帮助更多的中国轮胎企业通过智能制造提高生产效率和产品品质，以更低的成本生产更好的轮胎，帮助中国轮胎企业在全球市场中获得竞争优势。

摘自《自动化博览》2019年3月刊