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自2015年起，雙星攜手西門子，共同打造數(shù)字化工廠，通過應用數(shù)字化解決方案，降低生產成本、提高生產質量和靈活性，一舉成為輪胎行業(yè)數(shù)字化浪潮中的*，實現(xiàn)了從“制造”到“智造”的成功轉型。

在人類文明發(fā)展*，輪子的作用不可不提。從簡單粗糙的木質車輪到堅固耐磨的橡膠輪胎，輪子的出現(xiàn)讓人們的出行效率實現(xiàn)了質的飛躍。

從19世紀輪胎的發(fā)明至今，歷史的車輪已駛過兩百多年。世界日新月異，輪胎的生產也在經歷深刻的變革。然而，由于中國輪胎行業(yè)的自動化與數(shù)字化水平相對較低，輪胎廠商大多面臨著質量不穩(wěn)定、生產靈活性欠佳、價格競爭激烈等重重挑戰(zhàn)。

雙星是一家具有95年歷史的老橡膠企業(yè)，是為數(shù)不多的既有輪胎制造經驗又有輪胎智能裝備制造經驗的企業(yè)。2014年，雙星開啟了“二次創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)雙星輪胎世界”的新征程。面對行業(yè)困境，雙星抓住互聯(lián)網(wǎng)大潮和“第四次工業(yè)革命”等機會，*舉起了數(shù)字化轉型的大旗并加速智能轉型。

自2015年起，雙星攜手西門子，共同打造數(shù)字化工廠，通過應用數(shù)字化解決方案，降低生產成本、提高生產質量和靈活性，一舉成為輪胎行業(yè)數(shù)字化浪潮中的*，實現(xiàn)了從“制造”到“智造”的成功轉型。

會“思考”的輪胎工廠

時代飛速發(fā)展，如今，用戶對輪胎的需求除了體現(xiàn)在對耐磨、安全、靜音等性能上以外，還體現(xiàn)在對輪胎個性化的追求上。要想生產出定制化的輪胎可并不簡單，這中間需要經過煉膠、壓出、成型、硫化、檢測等多道復雜工序。

由于輪胎的生產工藝既包括物理變化又涵蓋化學反應，結合了離散制造與過程工業(yè)的特點，要讓生產效率更上一層樓，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縫對接。

“我們希望搭建一座會‘思考’的工廠，它既要對各生產線的狀態(tài)了如指掌，又要動作敏捷，將每個訂單的生產安排得井井有條。”雙星集團有限責任公司副總經理劉宗良說。

雙星與西門子一拍即合，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”標準的智能化生產方案。雙方利用數(shù)字化技術，為工廠配上了智慧的“大腦”與高效全面的“神經網(wǎng)絡”。西門子根據(jù)輪胎行業(yè)特點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）和全集成自動化（TIA）解決方案，助力雙星打造“工業(yè)4.0”智能化工廠，實現(xiàn)數(shù)字制造，成為系統(tǒng)完善、智能化程度高的輪胎工廠之一。

數(shù)字研發(fā)：讓客戶“心想事成”

在研發(fā)階段，雙星借助西門子數(shù)據(jù)協(xié)同平臺Teamcenter支持研發(fā)設計與交互式產品設計和工藝仿真，讓客戶的個性化需求得以實現(xiàn)?？蛻糍徺I輪胎時，可以在星猴網(wǎng)等平臺上針對車型、路況、輪胎性能和心儀顏色，通過交互式設計生成屬于自己的個性化訂單。通過企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)，Teamcenter將獲取訂單信息，根據(jù)用戶選擇的幾個維度，自動將其轉化為產品工藝需求，并制定產品配方和工藝標準，還可以根據(jù)產品在生產執(zhí)行和市場中的表現(xiàn)，改進生產工藝。

研發(fā)過程中生成的海量資料與數(shù)據(jù)也將儲存在Teamcenter中，供生產部門調用。它為研發(fā)與生產部門提供共享數(shù)據(jù)庫，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，保證數(shù)據(jù)的準確、*、有效，避免研發(fā)和生產環(huán)節(jié)之間的信息傳輸壁壘，解決了不同部門間“信息孤島”的問題。

此外，雙星還搭建了一個與用戶交互的平臺“創(chuàng)客網(wǎng)”。*的用戶和專家都可以參與交互、設計，并對方案進行評估。在用戶認可設計方案后，雙星可利用PLM系統(tǒng)，整合專家，對用戶認可的方案進行研發(fā)，并利用3D打印和虛擬仿真技術對方案進行設計仿真和工藝仿真，以滿足用戶的個性化需求。

數(shù)字制造：心中有“數(shù)”，靈動快速

研發(fā)完成后，Teamcenter將成熟的工藝文件與質量標準連同物料清單一起下發(fā)至MES。在MES方面，雙星與西門子根據(jù)輪胎行業(yè)的特點，以西門子Simatic IT為核心，聯(lián)合開發(fā)了適合行業(yè)的MES系統(tǒng)。它是車間“大腦”的核心，負責智能排產與智能制造。它既有不放過任何細節(jié)的精明，又對大局心中有數(shù)。

西門子的制造執(zhí)行系統(tǒng)是車間“大腦”的核心，負責智能排產與智能制造

Simatic IT將來自Teamcenter的工藝信息與來自ERP的產品訂單進行綁定，并通過其高級生產規(guī)劃及排程系統(tǒng)（APS）模塊將訂單信息拆解為一個個具體的生產方案（包括原料、生產線、設備和時間等），下發(fā)到不同機器設備上，實現(xiàn)智能排產。Simatic IT覆蓋了從投料到產品出廠的整個生產流程，可以實現(xiàn)生產執(zhí)行和物料追溯，為產品的后續(xù)服務提供數(shù)據(jù)支持，可謂“無所不知，無所不曉”。

APS是工廠實現(xiàn)高效有序生產的大功臣。以前，工廠的排產一般由經驗豐富的計劃員來完成。但由于排產需要充分考慮產品庫存、模具等多個實時變化的因素，人工作業(yè)難免出現(xiàn)疏漏。雙星與西門子聯(lián)合開發(fā)了適合輪胎行業(yè)的APS系統(tǒng)。它就像一位心算高手，在訂單信息到達系統(tǒng)后可以結合雙星的實際生產狀況，在排產時充分考慮工裝、工序等各項因素，盡大可能提高產能利用率，減少資源浪費，讓生產接續(xù)更緊密。

“目前，雙星是第二家將APS運用到實際生產中的輪胎企業(yè)，是真真正正走在了世界前列，了世界輪胎行業(yè)智能制造的方向。”西門子中國數(shù)字化工廠集團青島銷售業(yè)務區(qū)域高級*王哲說。

雙星“工業(yè)4.0”智能化工廠中的硫化機安裝了西門子的可編程邏輯控制器和伺服驅動等，TIA可通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、通訊、組態(tài)和編程環(huán)境，讓這些自動化設備與系統(tǒng)無縫連接，不僅縮短工程時間、提高生產效率，也降低設備運行和維修成本。

在生產過程中，能夠準確、靈活執(zhí)行大腦命令的四肢也至關重要。TIA就是雙星生產線上靈活的關節(jié)。西門子的可編程邏輯控制器、工控觸屏、伺服驅動器和工業(yè)交換機等自動化產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，讓這些自動化設備與系統(tǒng)無縫連接，實現(xiàn)智能化生產，不僅縮短工程時間、提高生產效率，也降低設備運行和維修成本。

此外，TIA也是雙星工廠里的高效“神經網(wǎng)絡”，可負責智能采集與智能輸送。它可以將來自Simatic IT的指令下發(fā)到各個西門子數(shù)字控制產品上，再由這些產品控制設備完成高效生產。TIA中的WinCC與WinCC OA還能廣泛采集底層數(shù)據(jù)，與Simatic IT進行無縫集成。

生產完成后，Simatic IT會將生產數(shù)據(jù)實時反饋給ERP，方便其對物流系統(tǒng)下達指令。同時，它還會通過Teamcenter將相關工藝數(shù)據(jù)反饋給研發(fā)部門，方便研發(fā)部門對工藝設計進行優(yōu)化，形成信息流的閉環(huán)。

此外，在信息采集方面，雙星通過自主研發(fā)的智能信息匹配系統(tǒng)（MEP）解決了在制造過程中，由于無法利用標簽進行標識而難以對微小物料或液體和粉體原料進行信息采集的難題。MEP系統(tǒng)可對顆粒狀原材料或液體等各種物料、人員、設備和位置進行信息智能匹配。它向上連接MES，可根據(jù)APS排產計劃拉動物料調度，實現(xiàn)對人、設備、工裝、位置等信息的全程管控。它還可橫向對接TIA，協(xié)調整個生產過程。

雙星的數(shù)字化紅利

西門子PLM、MES與TIA三大系統(tǒng)自頂而下，天然集成。以這三大系統(tǒng)為核心，雙星建立了從客戶定制到研發(fā)設計、生產執(zhí)行，再到產品交付后的服務保障的*管控。通過對制造的全生命周期管理，西門子的數(shù)字化企業(yè)套件讓各個環(huán)節(jié)無縫銜接，搭建了一條暢通無阻的信息通道。

“數(shù)字化工廠中重要的就是研發(fā)與生產的雙向信息通道。若在搭建這條信息通道時全部使用同一品牌的系統(tǒng)，不僅兼容性更佳，客戶也更省心。”王哲說，“西門子是世界上一家能搭建從研發(fā)端到底層硬件自動化全流程信息通道的企業(yè)。”

全面數(shù)字化解決方案讓雙星工廠煥然一新，實現(xiàn)了生產、管理和服務方面的飛躍。

工廠的生產流程變得更加高效、規(guī)范，不僅生產成本降低，效率也大大提高。例如，以前，如果操作員發(fā)現(xiàn)原材料不足，需要先填寫物料單，再去倉庫運回物料投入生產，效率較低?，F(xiàn)在，Simatic IT可自動監(jiān)測原材料的使用情況，一旦物料不足，會自動呼叫無人駕駛小車將材料送出，大大節(jié)約了物料的運輸時間。在排產方面，如果依靠人工拆解訂單、檢查庫存和設備狀態(tài)等，通常需要耗費一天，而由APS完成則只要1分鐘。

在生產管理方面，覆蓋全廠的Simatic IT上承PLM與ERP，下接TIA和MEP，眼觀六路，把控全局。一旦生產線上某處發(fā)生問題，信息能夠實時反饋給Simatic IT以做出自動響應，或提醒工作人員進行決策，調整生產，幫助工作人員實現(xiàn)高效生產管理。

雙星的業(yè)務模式也發(fā)生了*變革。以前的輪胎銷售遵循傳統(tǒng)模式，即消費者到實體店購買成品輪胎，此后如果遇到問題再回到實體店進行維修。如今，雙星的客戶可以直接在星猴網(wǎng)等平臺上提交個性化訂單，自由選擇輪胎性能和顏色，由系統(tǒng)為客戶生成3D虛擬輪胎。訂單生成后，相應信息即刻被傳回雙星數(shù)據(jù)中心，由數(shù)字化工廠完成研發(fā)、生產制造等。此外，客戶在使用輪胎的過程中還會定期收到輪胎保養(yǎng)的提醒，享受長期的貼心服務。

新的業(yè)務模式帶來了可喜的變化。雙星“工業(yè)4.0”智能化工廠內勞動強度降低了60%以上，產品不良率降低80%以上，而勞動生產率則達到了過去的3倍以上。工廠的環(huán)保水平和能效更是達到了水平。同時，雙星的產品也實現(xiàn)了、高差異化和高附加值。雙星輪胎品牌價值連續(xù)兩年榮登“亞洲品牌500強”中國輪胎*名，并被稱為“中國輪胎智能制造者”，實現(xiàn)了由傳統(tǒng)制造企業(yè)向智能制造企業(yè)的轉型。

“在通向‘工業(yè)4.0’的路上，我們也有摸著石頭過河的時候。”劉宗良表示，“而與西門子的合作則讓我們在改革時更加踏實、有信心。”

跨領域的通力合作

雙星的數(shù)字化工廠可以被稱為輪胎行業(yè)內真正意義上的“工業(yè)4.0”工廠，了世界輪胎智能制造的趨勢。

為幫助雙星對工廠進行全面規(guī)劃，西門子組建了一支跨部門的三十多人的團隊。由于雙星工廠地處青島，而西門子業(yè)務專家大多在上海和北京，為聚齊所有人員制定方案，專家們經常需要在晚上11點后召開電話會議，討論至凌晨2、3點。經過數(shù)年的精心打磨，雙星數(shù)字化工廠的藍圖才真正變?yōu)榱爽F(xiàn)實。

為保證項目效果，西門子專家還特意為雙星一線員工進行了大量生產培訓，悉心細致地教導工人進行現(xiàn)場操作。

所謂有“智”者事竟成，雙星通過三年潛心，終得一身“數(shù)字化”神功。未來，雙星將進一步實現(xiàn)線上線下無縫對接，車輪滾滾，駛向“工業(yè)4.0”新時代。