以智能創(chuàng)新
——提升膠管膠帶企業(yè)的綜合競爭力

柳宏偉

以智能創(chuàng)新
——提升膠管膠帶企業(yè)的綜合競爭力

Intelligent innovation to improve the overall competitiveness of rubber hose and belt enterprises

柳宏偉

編者按：今天，傳統(tǒng)的制造業(yè)進(jìn)入了經(jīng)濟(jì)增速開始調(diào)整、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)開始轉(zhuǎn)型、傳統(tǒng)技術(shù)開始升級的時(shí)代。所面臨的外部競爭環(huán)境、市場環(huán)境在不斷變化，我國膠管膠帶企業(yè)同樣遇到了大而不強(qiáng)、品牌影響力弱、自主創(chuàng)新能力不足、產(chǎn)能過剩、生產(chǎn)效率低、信息化與工業(yè)化融合程度低的結(jié)構(gòu)性問題。為此，本刊特邀請青島橡六集團(tuán)有限公司副總工程師柳宏偉先生，談?wù)勗诋?dāng)今的大環(huán)境下，企業(yè)如何提高綜合競爭力，提升企業(yè)管理水平，持續(xù)創(chuàng)新，在轉(zhuǎn)型升級中把企業(yè)做大做強(qiáng)！

柳宏偉青島橡六輸送帶有限公司副總工程師，畢業(yè)于山東化工學(xué)院（現(xiàn)青島科技大學(xué)），先后從事輸送帶專用機(jī)械的設(shè)計(jì)、管理及建設(shè)項(xiàng)目工作至今。

我國膠管膠帶行業(yè)由于產(chǎn)能過剩、同質(zhì)化競爭激烈以及資源環(huán)境的約束等，已經(jīng)成為轉(zhuǎn)型升級、上臺(tái)階發(fā)展、向世界橡膠強(qiáng)國進(jìn)軍的羈絆。因此，必須加快我國膠管膠帶企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、智能制造，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展，以高新技術(shù)、信息化、智能化改造傳統(tǒng)膠管膠帶企業(yè)，實(shí)施智能創(chuàng)新企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，提升膠管膠帶企業(yè)綜合競爭力。

以創(chuàng)新為依托，由傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型。利用信息化、智能化手段改造膠管膠帶企業(yè)制造工序和管理模式，再造企業(yè)和市場之間的關(guān)系。如今，政府正在大力推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代制造業(yè)行動(dòng)計(jì)劃，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成了智能創(chuàng)新的載體。通過充分利用信息通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)相結(jié)合以及智能創(chuàng)新手段，推進(jìn)信息技術(shù)與傳統(tǒng)的膠管膠帶制造業(yè)深度融合，使生產(chǎn)與設(shè)備、生產(chǎn)與管理、生產(chǎn)與物流、生產(chǎn)與系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)化的形式向互聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn)，將傳統(tǒng)的膠管膠帶制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。實(shí)現(xiàn)膠管膠帶生產(chǎn)制造過程自動(dòng)化、流程管理過程數(shù)字化、企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)化、智能制造云端化，形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)橫向、縱向的全價(jià)值鏈集成。可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率更高、生產(chǎn)周期更短、對客戶定制產(chǎn)品的反應(yīng)更快、生產(chǎn)成本更低、資源更優(yōu)化、能源效率更高，綜合競爭力更強(qiáng)。

1 建設(shè)MES平臺(tái)是推進(jìn)兩化融合的有效手段

通過引進(jìn)和充分利用在輪胎行業(yè)應(yīng)用比較成熟的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES——manufacturing execution system ），推進(jìn)膠管膠帶企業(yè)的信息化與工業(yè)化融合，對生產(chǎn)流程進(jìn)行再造。

1.1 MES給企業(yè)帶來的變化

MES能夠建立起規(guī)范的生產(chǎn)管理信息平臺(tái)，優(yōu)化膠管膠帶生產(chǎn)制造管理模式，強(qiáng)化過程管理和控制，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

MES能夠?qū)崿F(xiàn)對膠管膠帶生產(chǎn)制造現(xiàn)場各工序（配方、原材料、配料、稱量、密煉、檢測、壓延復(fù)合、成型、硫化、質(zhì)檢、倉儲(chǔ)等）的網(wǎng)絡(luò)化控制，對各工序的計(jì)劃、原材料、半成品、工藝、技術(shù)、倉儲(chǔ)、設(shè)備和質(zhì)量進(jìn)行有效的信息管理和控制。

MES能夠收集生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)據(jù)，將質(zhì)量控制集成到生產(chǎn)過程中，以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分析,有效控制生產(chǎn)質(zhì)量，降低不良品率；

MES能夠在生產(chǎn)過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和分析，提高生產(chǎn)的靈活性、計(jì)劃的準(zhǔn)確性和設(shè)備的利用率；

MES能夠應(yīng)用系統(tǒng)手段實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)和工藝路線的自動(dòng)導(dǎo)入，實(shí)現(xiàn)操作工作業(yè)指導(dǎo)書電子化管理，對現(xiàn)場工藝生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集和控制，使得生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)的情況都能夠真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)地得到反映，降低各環(huán)節(jié)人為因素的干擾，提高工作效率和現(xiàn)場執(zhí)行效率、降低生產(chǎn)成本；

MES能夠?qū)⒐芾硇畔⑦M(jìn)行優(yōu)化，自動(dòng)下傳到生產(chǎn)部門和控制系統(tǒng)去執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)車間管理的動(dòng)態(tài)化、規(guī)范化、可視化和生產(chǎn)過程的合理化；并且根據(jù)工藝要求實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的控制管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的可追溯性和物料跟蹤功能，形成一套以條碼為信息載體，實(shí)現(xiàn)車間管控一體化的系統(tǒng)，達(dá)到質(zhì)量追溯和工藝跟蹤追溯的目標(biāo)。

MES能夠?yàn)镋RP提供生產(chǎn)計(jì)劃的完成率和制造成本。

—CRM提供客戶準(zhǔn)確的訂單生產(chǎn)進(jìn)程；

—SCM提供完成生產(chǎn)計(jì)劃所需的物料配送；

—PDM返饋產(chǎn)品質(zhì)量信息，支持產(chǎn)品的改進(jìn)和新產(chǎn)品的開發(fā)；

—設(shè)備層提供具體制造參數(shù)和生產(chǎn)時(shí)間。

以輸送帶生產(chǎn)流程為例，各管理系統(tǒng)及功能模塊示意圖如圖1～6所示。

1.2 MES實(shí)施原則

在實(shí)施MES過程中，要充分考慮到企業(yè)的現(xiàn)有資源和實(shí)際情況，可總體規(guī)劃，分布實(shí)施，先簡后難，分工序、分層次實(shí)施，突出重點(diǎn)，持續(xù)優(yōu)化，確保項(xiàng)目實(shí)施能夠有計(jì)劃、有步驟地開展，實(shí)現(xiàn)循序漸進(jìn)的信息化建設(shè)，從而降低風(fēng)險(xiǎn)。

（1）技術(shù)先進(jìn)性

系統(tǒng)整體從資源配置，包括系統(tǒng)軟件、設(shè)備選型到功能實(shí)現(xiàn)等在同行業(yè)間具有先進(jìn)水準(zhǔn)。采用國際或國內(nèi)目前的先進(jìn)技術(shù)，并考慮到今后將會(huì)出現(xiàn)的新技術(shù)，應(yīng)具有一定的前瞻性，確保系統(tǒng)在建成運(yùn)行后的較長時(shí)間內(nèi)不落后。

（2）技術(shù)成熟性

設(shè)備選型和相關(guān)的系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理方式、系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)采用國際上先進(jìn)、成熟的、實(shí)用的技術(shù)，選用已經(jīng)被市場證明了的配置方式。避免盲目相信產(chǎn)品參數(shù)所導(dǎo)致的失誤，使之建成后就能很快地投入實(shí)際使用，提高工作效率。

（3）技術(shù)可靠性

系統(tǒng)的各項(xiàng)資源包括硬件設(shè)備、應(yīng)用軟件等可靠性要高 ，工作穩(wěn)定，易于維護(hù)。在出現(xiàn)硬件故障和軟件故障時(shí)，有可靠的恢復(fù)手段。同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)有足夠的容錯(cuò)能力，同時(shí)能夠自動(dòng)進(jìn)行故障檢測與隔離，關(guān)鍵設(shè)備達(dá)到100%不間斷工作。系統(tǒng)選用的技術(shù)或配套設(shè)備采用主流技術(shù)和產(chǎn)品，應(yīng)采用在實(shí)際工程廣泛應(yīng)用的成熟可靠的先進(jìn)技術(shù)或產(chǎn)品，以保證系統(tǒng)的長期正常運(yùn)行。

（4）安全性

系統(tǒng)服務(wù)于制造現(xiàn)場的生產(chǎn)，對安全級別要求較高。系統(tǒng)應(yīng)能提供可靠的安全管理機(jī)制，可防止系統(tǒng)外部成員的非法侵入以及內(nèi)部操作人員的越級操作，保護(hù)實(shí)施方的合法利益，所有應(yīng)用項(xiàng)目和軟硬件都應(yīng)當(dāng)具有比較好的安全方案。

圖1 輸送帶流程鏈條

圖2 MESIT架構(gòu)圖

（5）開放性

采用國際及行業(yè)開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，能提供與其它信息系統(tǒng)（包含但不限于ERP、SCM、CRM）和設(shè)備（包含但不限于條碼打印設(shè)備、打刻設(shè)備、檢測設(shè)備、機(jī)加設(shè)備等）的集成接口，無需開發(fā)或少量開發(fā)即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通。避免系統(tǒng)集成、互聯(lián)或擴(kuò)展出現(xiàn)障礙。

（6）成長性

隨著系統(tǒng)、辦公用途的變更，通過跳線靈活跳接，系統(tǒng)可平滑過渡到新系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)充分考慮到未來技術(shù)發(fā)展和使用要求的變化，系統(tǒng)功能擴(kuò)展和技術(shù)提升的可能性，保證可持續(xù)發(fā)展的要求，并且網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮15～20年效益，使原有的投資得到保護(hù)。

圖3 密煉工序MES業(yè)務(wù)流程圖

圖4 功能結(jié)構(gòu)圖

1.3 產(chǎn)生的效益

通過MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生實(shí)時(shí)事件時(shí)，MES能對此及時(shí)做出反應(yīng)、報(bào)告，并對現(xiàn)場生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)和處理，減少企業(yè)內(nèi)部附加值的活動(dòng)，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運(yùn)作過程，從而提高工廠及時(shí)交貨能力，改善物料的流通性能，提高生產(chǎn)效率。

由美國先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)AMR（www. amrresearch.com） 和 工 業(yè) 周 刊 雜 志（www. industryweek.com）的聯(lián)合市場調(diào)研活動(dòng)表明，實(shí)施了MES系統(tǒng)并且應(yīng)用良好的公司，其在公司利潤、生產(chǎn)率和流程效率方面，均取得了較好的效益（圖7）：

（1）交貨周期平均降低了45% ；

（2）數(shù)據(jù)錄入時(shí)間平均降低75% ；

圖5 生產(chǎn)計(jì)劃模塊功能圖

圖6 MESIT總規(guī)劃圖

圖7 實(shí)施MES系統(tǒng)取得的效益示意圖

（3）在制品庫存平均降低了24%；

（4）產(chǎn)品次品率平均降低了18%的。

通過MES的建立和實(shí)施，優(yōu)化了企業(yè)內(nèi)部的管理體系，提升了信息化管理水平，可實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內(nèi)部的計(jì)劃、調(diào)度、生產(chǎn)、質(zhì)量、工藝、設(shè)備運(yùn)行等信息情況，使各相關(guān)部門能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，使企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)場控制層與管理層之間的信息互聯(lián)互通，以此實(shí)現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和核心競爭力。

2 兩化融合應(yīng)用實(shí)例——鋼絲繩錠子自動(dòng)上料系統(tǒng)

2.1 現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)各輸送帶生產(chǎn)廠家的鋼絲繩芯輸送帶平板硫化機(jī)的錠子架全部是人工上錠子，生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，要接近2個(gè)班才能換完錠子進(jìn)行生產(chǎn)。

2.2 實(shí)施方案

自動(dòng)換錠子就是采用AGV小車將錠子盤從立體料倉送到錠子架旁，自動(dòng)抓取裝置將錠子抓取、翻轉(zhuǎn)90°，按程序要求送到相應(yīng)的錠子軸上，自動(dòng)安裝就位。自動(dòng)抓取裝置返回時(shí)，將空錠子盤卸下，送回到接料盤。

在設(shè)計(jì)或改造錠子架時(shí)，可按設(shè)備的生產(chǎn)能力，用雙倍的錠子數(shù)量，這樣，一排錠子投入生產(chǎn)，同時(shí)自動(dòng)安裝另一排錠子，節(jié)省安裝錠子的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率（參見圖8～11）。

圖8 平板硫化機(jī)錠子架設(shè)備布局

圖9 鋼絲繩錠子運(yùn)送

圖10 機(jī)械手取料圖

11 鋼絲繩錠子安裝

3 輸送帶設(shè)備的發(fā)展趨勢

隨著輸送帶新配方、新骨架材料、新工藝、新品種的研制和應(yīng)用，輸送帶生產(chǎn)設(shè)備也會(huì)向高速、高精度、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。

（1)密煉機(jī)會(huì)向大容量、高速無級變速、投料自動(dòng)化、操作程序化、配方自動(dòng)管理、混煉智能化方向發(fā)展。

（2）壓延機(jī)及寬幅膠片擠出壓延設(shè)備會(huì)向高速、高精度、大寬度、聯(lián)動(dòng)化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

（3）成型機(jī)會(huì)向恒張力、自動(dòng)定中心、大張力、大寬度、聯(lián)動(dòng)化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

（4）平板硫化機(jī)會(huì)向大硫化壓力、高硫化精度、熱板大長度、寬度、聯(lián)動(dòng)化、上壓式、連續(xù)化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

通過多層次、全方位的技術(shù)和管理創(chuàng)新，對傳統(tǒng)的制造過程實(shí)施智能化轉(zhuǎn)型，將信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與先進(jìn)的膠管膠帶制造技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)創(chuàng)新、生產(chǎn)過程層面進(jìn)行深度融合，是膠管膠帶制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、由大到強(qiáng)的重要手段，也是提升膠管膠帶生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)環(huán)境能力、市場競爭能力、研究和開發(fā)能力、持續(xù)創(chuàng)新能力、資本運(yùn)營能力及核心競爭力的有效手段。