一、企业简介
山东新豪克轮胎有限公司（简称“新豪克”）成立于2019年12月，正式独立运行于2020年5月。山东新豪克轮胎有限公司是雄鹰轮胎集团有限公司的一级子公司。雄鹰轮胎集团有限公司控股股东物产中大化工集团有限公司，隶属于世界五百强、浙江省属特大型国有控股企业——物产中大集团股份有限公司（股票代码：600704.SH）。公司占地面积50余万平方米，现有职工1100人，公司产品主要有全钢载重子午线轮胎、全钢工程机械轮胎、全钢巨胎及农业子午胎等多系列规格型号轮胎。公司年设计轮胎产能152万套。
公司以先进的技术及设备为支撑，不断加大科技创新投入力度，集团公司与青岛科技大学、清华大学苏州汽车研究院、吉林大学青岛汽车研究院共同成立轮胎研究院，进一步加强科技创新、开发合作、产学研用的深度融合。现拥有国家发明、实用新型、外观等专利共33项。公司生产的雄鹰、鹰霸、豪克、SUPERHAWK等品牌轮胎，深受国内外用户的信赖，产品畅销全国各地，并为陕西重汽、三一重工等众多知名汽车制造厂配套，远销美国、澳大利亚、比利时、墨西哥、智利、马来西亚、印度等国家，产品供不应求。
图1 山东新豪克轮胎有限公司
二、企业在智能制造方面的现状
新豪克轮胎为落实集团数字化智能工厂建设规划，详细落地数字化建设工作。基础硬件建设方面，集团数据中心和生产网及办公网的建设，采用先进的模块化机房和光网络的敷设，增加各类网络安全设备保证集团网络信息安全；基础软件系统建设方面，先后建设ERP系统、销售条线CRM系统、供应商管理SRM系统、仓储管理WMS系统、RDM研发系统、2D/3D设计及仿真系统、生产运营MOM系统、目视化系统、能源管理EMS系统、设备管理EAM系统、轮胎智慧互联云平台等系统。
MOM系统下接PCS控制层，横向接通SRM系统实现原料、备件管理，横向接通CRM系统实现客户自主下单，上接ERP系统实现产品报工及移库数据转移，上接研发系统实现物料基础信息同步和产品工艺BOM等数据同步。实现按需进料，按订单生产，并且生产过程可查可控，质量正反向追溯。最终通过缩小研发周期，数智化生产，以及全程质量管控，快速实现生产一线的数字化转型。
在PCS层实现设备互联，在车间层采用光网络和5G网络同传统网络架构相结合方式，建立稳健的工业物联网络，并通过搭建模块化数据中心，实现生产数据和检测图像的集中安全保存。通过增上防火墙、企业杀毒、网络探针、网闸等专业设备保证企业信息安全。在各生产基地之间通过互联网和电路专线以及切片技术，实现集团内网高效互联互通，为集团级智能制造数字化平台搭建基石。
通过智能制造数字化软件系统的推进，实现客户订单直达率提升50%，生产效率提高15%，数据实时性提升35%，产品研制周期缩短25%，产品不良品率降低0.02%。
三、参评智能制造项目详细情况介绍
1.项目背景介绍
近年来随着橡胶轮胎产品研发步伐的加快，轮胎企业的规模逐年扩大，竞争愈加激烈。为了提高雄鹰轮胎集团产品质量和市场竞争力，提升公司多生产基地多销售区域的集团化管理优势，必须对各生产基地的生产过程及管理过程进行智能制造数字化转型。相对于国外企业，公司综合自动化水平和信息网络技术应用水平还相对落后，已有系统相对独立形成信息孤岛。信息反馈和生产调度存在脱节现象，大量的工作还需要人工处理，领导层决策所需的综合信息无法及时准确的提取和分析，设备基本处于单机作业状态，无法通过有效的联动提升效率。信息化的现状严重制约了公司的发展，不能更好的适应当前全球化竞争的市场经济模式。
轮胎行业已经进入以技术创新为核心的转型发展时期，对设备自动化、数据联接及数据采集需求是必然趋势，同时对设备如压延、密炼、成型、硫化等精度、效率、功能及可靠性也提出更高要求。建设更加完善的智能制造数字化软件系统,具备产品缺陷分析、产品质量预测、生产优化动态调控等功能，提升了生产的智能化水平，既符合工业智能转型升级的发展趋势，又提升企业的管理水平，提升产品的市场竞争力。
基于以上背景，雄鹰轮胎规划在集团实施信息化转型。主要涵盖硬件建设、软件建设、人员素质提升三个方面。硬件建设主要是搭建数据中心和组件各级网络；软件主要包括ERP、MOM、SRM、CRM、APS、OA、RDM、PLM、QMS、LIMS、ABAQUS、CATIA、CAD、EMS等系统；人员方面，成立集团数字化转型小组，从上往下贯彻转型思维，同时与内外训相结合，迅速提升人员的信息化思维。规划三年内将工厂所有条线实现数字化贯通，打造为智能制造工厂，成为行业标杆信息化企业。并通过数字化创新中心和研发中心的建立，广招行业内顶尖人才，把雄鹰轮胎打造为绿色环保、科技赋能的高新技术企业。
2.项目实施与应用情况详细介绍
山东新豪克轮胎有限公司作为一座高标准建设的BTR、OTR、GOTR轮胎企业，拥有现代化厂房，车间布局合理，拥有成熟的成套设备生产，在各个工序均采用国内外最先进的橡胶装备，拥有自动分拣物流线。新豪克智能制造软件项目是贯穿前后工序的MOM系统。通过基础硬件建设、软件系统建设和人员素质提升三个方面，进行系统性数字化转型。下面将对此工业软件应用项目进行详细介绍。
1）基础IT架构建设
雄鹰集团的业务系统采用混合云架构。建设主机房和工厂级机房内的私有云系统，完成与阿里云无缝集成，数据自动跨机房、跨云汇集及分析。实现对计算资源、存储资源和网络资源的集中管控和利用。
规划建设网络安全，通过配置防火墙、入侵防御、工业网闸、日志审计、工业防火墙、VPN设备、杀毒软件、网络威胁检测、堡垒机，对生产数据的传输、管理进行全面安全防护。私有云架构设计采用专用虚拟化备份服务器，针对关键生产数据进行本地备份、异地备份，容灾机制保留长达10个点的恢复位置，保护生产数据的完整性、可用性。
图2 整体逻辑架构图
2）工厂智能监控建设
工厂智能监控规划两个阶段，第一阶段是完成视频监控的集中管理，把所有录像数据集中到机房，通过有线网络打通所有区域视频监控摄像头，对四工厂的安全防护进行集中管控，第二阶段是完成对每个生产设备、能源设备的精细化监控，涵盖安全、工艺、生产、办公、仓储、生活等，实现仓储视频存储6个月要求，便于发货过程追溯。
通过超脑设备的智能AI算法，对人员脱岗睡岗、劳保着装不规范、违规闯入受限区域、翻越围栏、打电话、未佩戴安全帽、人员聚集、明火检测、烟雾检测进行实时检测，便于快速发现危险行为，实时预警，预防事故发生，保障员工人身安全和工厂正常运行。
图3 工厂智能监控规划
3）制造运营MOM系统
MOM系统项目规划按两期完成，一期完成成型工序到成品出库工序，二期完成从原材料到成型工序。一期用时6个月，二期项目用时8个月，完成从原材料到成品出库的流程和数据打通。项目采用雄鹰轮胎集团自行规划，采用外包和自研相结合的实施方式，业务现场采用CS架构，物联数据采集使用上位机和物联盒子，通过实时数据库汇集到生产库；条码数据交换采用PDA、蓝牙扫描枪；管理平台使用BS架构，便于操作人员在多地点使用。
集团数据中心同各生产基地数据中心之间使用安全的电路专线互联，并通过充足的冗余备份保证数据迁移、保存的安全性。通过接口连接外围系统。
MOM系统的主要模块主要包括智能密炼系统、智能半部件系统、智能成型系统、智能硫化系统、智能检测系统，MOM系统还集成了能源管理系统、模具管理系统、设备管理系统以及研发系统，在人、机、料、法、环各要素进行管控运营。
图4 MOM系统
4）智能BI系统建设
通过工厂级、车间级、产线级、工位级，四级目视化系统建设，有效展示各级信息，为决策提供理论依据，以及产线作业指导书指导目视化作业。
图5 密炼车间数字孪生
图6 质检车间数据可视化
5）数字孪生机系统搭建
通过汇总物联采集底层数据和MOM系统大量生产数据汇总分析，使得雄鹰轮胎具备了建设数字孪生程序的条件。雄鹰轮胎通过建设集团级数据中心、5G工业物联网应用及使用虚拟化技术，构建夯实的CPS信息物理系统，为数字孪生系统的诞生奠定数据基座。
通过增上MOM和DCS系统实现制造执行和物联数采；通过PMC和APS系统平衡订单交付、物料需求和计划排程；利用WMS系统实现库位管理和物流指引；使用TPM系统保养维护设备状态，QMS系统保障产品过程质量。使用MOM系统，综合运营工厂人、机、料、法、环、测的分项管理。
广泛收集各维度数据，雄鹰轮胎建成L2层级的数字孪生系统。
数字孪生系统直观展示，在密炼、半部件、成型、硫化、质检工序的业务流转；查看具体机台的计划执行率及生产实况、线边库状态等信息；观测物流小车在各工序间的的物流轨迹。
直观的数据洞察，帮助生产运营直观一线物理实体状态；便捷而真实高效的进行员工培训；通过远程监控和维护，及时发现和解决设备故障，保障生产效率。
雄鹰轮胎已实现单向映射和动态可视的“以虚映实”，随着技术的不断进步，我们的数字孪生系统也将不断进化，下一步我们将向双向交互、闭环迭代的“以虚控实”推进，赋能轮胎智造！
图7 智能制造数字孪生工厂
系统项目实施方法与步骤
项目的实施过程依据集团信息类项目管理规定，遵循项目管理规范。主要分为以下几个阶段：项目立项、可行性报告编写、招标过程相关资料输出、商务合同及技术协议签订、项目启动会、项目详细调研、蓝图确认、系统开发及测试、系统实施上线、系统上线总结会、系统试运行、项目验收。其中软件系统和硬件网络部分两个项目并行实施，硬件和网络提前完成，是软件项目上线实施的先决条件。
系统项目难点
项目主要难点一：一套系统需要满足四家生产基地运行，因历史原因造成，四家企业有些业务管理流程不一致，需要开会梳理统一意见。例如班次的问题，有的以自然天的早中夜为一日周期，有的以夜早中为一个周期，统计口径不一致。目前已统一修改为夜早中为统计口径。
项目主要难点二：数据采集难问题，设备多而杂、老而旧，我们创新的使SCADA层和MOM执行层相结合，根据轮胎企业的业务流程做了优化，以制造示方书为指导，结合生产过程同数采相结合，不同的时间段采用不同的采集频率。另外通过同人参与相结合的方式，采集过程数据。
项目主要难点三：人员的问题。项目初期执行层的人员素养参差不齐，数字化转型的概念并不是十分普及。通过召开项目启动会宣贯，任命项目领导小组，建立一把手领导工程，过程中反复培训的方式，逐渐将系统使用起来。总之，人的因素对项目的推行和使用影响很大，数字化转型的一个前提是人意识的转型。
3.效益分析
新豪克智能制造软件系统的应用，实现从原材料、密炼、半部件、成型、硫化及质检全工序的数字化连通，在各个方面对生产基地的运营助力。具体表现在以下几个方面：
○订单实时率实现100%，通过客户在自主下单，实现0延迟；
○原材料、半部件库存、成品库存的先入先出控制，成品实现按照年周号等个性化发货设置，提高了半部件库存周转率减少了半部件库存流动资金的占用；
○通过RDM系统的应用，实现工艺执行正确率100%；
○通过能源管理系统，有效降低能耗8%；
○通过设备管理系统，停机率降低20%；
○通过MOM系有效协同各生产模块，降低协同时间，保证日产量的稳定性；
○通过对生产过程首中末件产品的管控，提高产品的在途质量管控；
○通过对模具上机进行管控，管控模具库存、组装、维修的管控。
