工业4.0开创智能时代

 

    范仁德介绍，美国学者杰里米.里夫金预言了“第三次工业革命”；德国政府则推出定义为“第四次工业革命”的“工业4.0”；日本政府制定了到2020年的5年计划，提出要提高生产效率、实现机器人普及。一时间，工业革命再次成为全球关注的最大焦点，新一轮工业革命的呼声也越来越高。

 

    作为制造业大国，德国2013年开始实施“工业4.0”的国家战略，希望在“工业4.0”中的各个环节应用互联网技术，将数字信息与物理现实社会之间的联系可视化，将生产工艺与管理流程全面融合，由此实现智能工厂，并生产出智能产品。相对于传统制造工业，以智能工厂为代表的未来智能制造业是一种理想状态下的生产系统，能够智能判断产品属性、生产成本、生产时间、物流管理、安全性、信赖性以及可持续性等要素，从而为每位顾客进行最优化的产品定制。

 

    “工业4.0”在德国被认为是第四次工业革命，是德国政府《高技术战略2020》中的一项战略，旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新，保持德国的国际竞争力。

 

    智能工厂的模式是，从供应商处采购原材料后，添加上工艺流程信息，配送至生产制造车间，到产品出厂时打上标签，在售后服务时实现追踪溯源。这个过程将整个生产制造的全价值链环节进行信息化的汇总管理，其制造过程本身就是一直在处理信息。所以说，“工业4.0”消除了“信息”与“原材料”本身的差别，使制造业与信息产业两者同义化，也就是制造业终将是信息产业的一部分。那么，“工业4.0”也将是最后一次工业革命。

 

    “工业4.0”项目主要分为三大主题：一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与，力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者，同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。三是“智能物流”，主要通过互联网、物联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，需求方则能快速获得服务匹配，得到物流支持。

 

    此外，日本政府的新经济增长战略中提出，到2020年使制造业领域的机器人市场规模翻番、非制造业领域扩大至20倍。2014年9月举行的日本“机器人革命实现会议”首次会议主要讨论了如何推进医疗、看护、农业及建筑工地等领域的机器人应用。日本政府提出要积极利用机器人，机器人不仅可应用于制造业，还可以普及到更广泛的领域。采用符合第一线需求的机器人，将成为提高生产效率的王牌。日本首富软银孙正义甚至提出，通过机器人挽救日本。

 

    国内智能制造获得突破

 

    智能制造是《中国橡胶工业强国发展战略研究》提出的十大战略之一。以信息化为基础，以机器人为代表的智能制造在橡胶行业开始受到普遍重视，中橡协提出落实橡胶工业智能制造的10条自动化生产线已经取得重大进展。

 

    轿车胎自动化生产线试运行

 

    国内首条轿车胎自动化生产线已投入试运行。该系统始于轮胎成型过程，结束于轮胎被装载在汽车上投入使用，包括胎胚的自动储存、筛选、打磨、防止堆积、托盘包装、发运等步骤。系统还具有自动卸载系统和自动发运系统。由于所生产轮胎的规格不断加大，轮胎的重量也随之增加，整个生产工艺也越来越难。操作工可以在自动化机械的帮助下提高生产效率，降低操作成本，生产和分配过程中无需操作工花费太多精力。一旦发现轮胎存在质量问题，系统很容易追溯到已批发的轮胎。

 

    该系统亮点是：所有的轮胎可经过全自动打磨和存储过程，并通过轮胎摘取控制系统进行实时控制。轮胎摘取控制系统的主要特点有：灵活高效地存贮、产品跟踪、存货报告、质量管理；适应不同规格和不同类型的产品；整个系统噪声较低；自动适应日常操作功能；通过模件基本理念允许自由扩展；动态储存。WCS储存和摘取控制系统可管理库存，通过机器人控制系统和子系统、主系统界面来控制机器人。

 

    在轿车胎自动化生产线现场看到，多台AGV自动导引车、空中机器人和与硫化机匹配的机械手，通过主系统平台控制生产线有条不紊地自动运行，人员减少一半以上，产品质量稳定提高。

 

    现在国内已经有不少轮胎厂开始采用AGV（自动搬运车机器人）和机器人，提升企业自动化生产水平，这方面已经取得进展。

 

    此外，工业机器人轮胎硫化自动化生产线正式投入使用。资料显示，该自动化线以50千克六轴工业机器人、机器人电控柜、胎坯定位机构、胎坯车物流线、条码识别仪等部件组成，线体可满足胎坯的自动运输、自动装车、胎坯车自动更换等功能。最为关键的是，该自动化线能够与巨轮股份自主研发的硫化机等设备有机结合，在整个轮胎生产流程中形成一体化应用模式，由此将有效减少生产企业的人工，提高搬运效率，同时避免了因人工失误造成的产品质量问题。

 

    摩托车胎内胎硫化机器人上岗

 

    橡胶是一种粘弹性的高分子柔性材料，与金属等硬性材料不同，采用机器人生产极易对半成品和成品造成损伤，这一直是摩托车胎行业的难题。经过计算机软件编程、机械设计等方面专业人员两年研发，国内首条摩托车胎硫化机器人开始上岗，成功实现了内胎硫化生产机器人智能化控制。4条机器人生产线可日产2万条内胎，大幅提高了生产效率，降低了劳动强度。另外，工业机器人对生产过程中的各种技术指标把握更准确，产品品质更稳定。

 

    除了内胎硫化环节，目前还在研发成型环节的全自动控制，以实现整个内胎生产过程“不见人”，成品由传送带送至检验包装区。同时，还将进一步应用到外胎生产等环节中，彻底实现轮胎生产由工业机器人代替人工生产的变革，达到生产完全自动化、智能化。

 

    V带自动化生产线试产成功

 

    V带生产厂作为劳动密集型企业,用工成本日益攀升、用工荒等问题成为这些工厂的“紧箍咒”。某公司2014年初开始策划V带自动化生产线，至今第一条V带自动化生产线已经试产成功，现在又在实施全面规划自动化工厂。年初以来,该公司部分车间已进行了初步改造,生产效率大幅提高,减少了约13%的人工成本。下一步，将进一步推进全厂生产线的智能化改造,并将实现部分车间无人化。V带的生产过程需要通过10多个环节,其中很多环节具有自动化生产的潜力。例如使用自动机械臂搬运笨重的天然胶原料块,把工人从繁重的纯体力劳动中解放出来；通过自动化精确称料机进行多种助剂辅料的备料工序,既能杜绝人工称料的误差又避免了粉尘污染；在裁料环节利用自动化裁剪机精确切边，减少人工伤害等。

 

    除此之外，常温机械自动化再生胶生产线、橡胶助剂自动化包装运输线、轮胎模具自动化生产线等已经投入生产。智能轮胎、防儿童走失智能鞋等智能橡胶产品开始投入市场。

 

    电商冲击传统营销方式

 

    2001年就提出轮胎等橡胶产品销售向电商发展，经过十几年的酝酿、探讨、实践、失败和总结，终于在2014年迎来了轮胎等橡胶产品电商的元年，初步走出了符合轮胎特点和国情的轮胎电商发展之路。

 

    目前，不仅有天猫等通用网络平台，还有专业的途虎养车网、轮库网和麦轮胎等电商网站，新的轮胎等橡胶产品电商网站不断出现，可以说是风起云涌，对轮胎传统营销既形成了有效补充，也产生了巨大冲击。这里面有网络起家的，一个月销售10万多条轮胎，一年100多万条。据估测2014年全国轮胎电商销售超过500万条。

 

    传统轮胎销售商坐不住了，联合成立以电商为主的联合轮胎股份后，引起连锁反应，相继又有几家联合轮胎销售公司成立，涉足轮胎电商。几家大轮胎厂不甘落后，纷纷以各种电商形式销售轮胎。除了轮胎电商外，非轮胎产品电商也受到关注，已经出现以橡胶管带为主的橡胶制品电商平台。

 

    资本运作开始发力

 

    玲珑、赛轮、中策、森麒麟等轮胎企业已相继在东南亚建厂，并陆续投产。国内轮胎并购开始加快。非轮胎行业继安徽中鼎收购美国公司后，株洲新材收购了德国ZF公司，两家企业一跃成为销售额超过百亿元的国际汽车橡胶配件公司。一些上市公司开始多元化经营，取得很大进展。

 

    今年国家加大金融改革力度，推进股票发行注册制改革是改革重点，最近证监会表示今年要加快实行注册制。 这将进一步加快推进轮胎橡胶行业的兼并重组。