解析倍耐力高端轮胎自动化生产背后的秘密

背景

轮胎是高科技产品 —— 特别是赛车运动使用的轮胎。几十年来在轮胎行业，倍耐力一直就是高质量与可靠的代名词。倍耐力在全球总共拥有19座工厂，雇佣了超过37000名员工，用于生产高性能轮胎。而坐落于布罗伊贝尔格的倍耐力德国工厂拥有超过2300名员工，目前该工厂每年生产超过800万个轮胎。

布罗伊贝尔格工厂主要为德国及全球著名汽车厂商，提供一系列高性能和超高性能轮胎。2013年是倍耐力在德国成立50周年。

挑战

对于轮胎来讲，许多人可能认为不就是个圆型的黑色橡胶么。实际上轮胎的结构十分复杂，需要通过极其复杂的生产流程才能制造出来。这就使得轮胎成为了高科技含量的产品，需要具备丰富的生产知识和经验。

面对轮胎复杂的生产过程，轮胎工厂需要通过智能工具对其生产过程和产品数据实现可视化与控制。多年来倍耐力一直采用GE智能平台的Proficy iFIX软件来应对这些挑战，并且这已经成为了倍耐力全球的一个标准。

轮胎的制造

各种原材料的交付是轮胎复杂制造流程的开始。其中包括了天然橡胶、合成橡胶、添加剂和填料。第一步是在混调室将不同的橡胶混合在一起，随后压实成平面形成宽橡胶板。半成品橡胶薄板由挤出机生产出来。其他的一些半成品包括了多种材料，通过压延机生产出来。胎壳和环带就是这样制作的。拥有超高拉强度的钢丝与合成纤维外套橡胶，以确保产成轮胎的各个部分能够良好的结合在一起。

根据轮胎尺寸，经过挤出机和压延机处理的材料将被剪成相应的尺寸，作为最后工作步骤。在传统生产过程中，最先开始的是初始材料准备阶段，随后是挑选阶段，也就是说将各个半成品组装成一个绿色轮胎。

绿色轮胎随后被送到加热的模具 —— 热压机进行硫化。高分子链将各种类型的橡胶结合在一起作为硫化的一部分，一个具有永久弹性的轮胎是由可塑性橡胶制成的。这是作为轮胎最后成形的一步。在经过热压机处理后，轮胎将进行最后的质检，随后垫以托盘送入仓库。

GE解决方案

倍耐力早在15年前就开发了积木式集成自动化系统，并在2000年投入使用。这项技术可以说是现代轮胎制造的里程碑，它完全颠覆了整个生产流程。专项开发的制造执行系统（MES）与积木式集成自动化系统相互配合，覆盖了工厂从最初的订单计划，到批量计划，到配方监控，到机器控制。

每个轮胎都包含了一个数据包，记录了它从原材料开始的所有信息。工艺参数也被应用到制造过程中。在布罗伊贝尔格工厂下一代的生产设施中，每个轮胎还将被赋予一个与它历史数据相连接的条形码。这样一来，工作人员就可以方便地追踪到每个轮胎的所有信息。每批原材料和辅助材料都将被赋予唯一的条形码标识。

作为优质产品，质量始终是轮胎的核心。因此倍耐力的每条生产流水线在最后阶段都会由资深的专家进行检查，相关数据将被记录到轮胎的文档中。测量检查包括检查轮胎最重要的几项指标，如几何结构和轮胎的均匀性。

在每天的生产过程中，仅产品文档一项就会产生数百万字节的信息。除此之外还有大量系统和工艺参数。可视化系统Proficy HMI/SCADA iFIX负责为倍耐力工作人员提供所需要的数据。

最后系统能够利用存储在历史数据库中的数据，“iFIX可以无缝地作为实时数据系统运行，它能够为众多控制系统提供标准的操作界面，并且具有出色的兼容性”。GE智能平台销售经理Erdal Kara说到。

“在需要处理大量数据的情况下，实时处理能力是iFIX最大的优势” Kara强调，高性能算法加上先进的硬件设备，确保了能够在线观察到生产过程。

这几年来，iFIX已经成为倍耐力工作人员不可或缺的工具，因为它为高度复杂的生产设备提供了概览。“我们没有人再想面对小尺寸，低分辨率的监视器，iFIX使得我们的运营管理变得如此简单，下拉菜单取代了原本容易出错的键盘输入”。同时倍耐力方面还赞扬了GE智能平台的专家们高度敬业精神和在系统安装过程中提供的支持。