本文为“2023年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。本次活动将评选出2023年度，为中国智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程，全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等，分享建设过程中的经验，供广大制造业行业企业学习供鉴。
一、企业简介
雄鹰轮胎集团有限公司（简称“雄鹰轮胎”）是世界500强企业-物产中大集团旗下一家橡胶轮胎企业。雄鹰轮胎目前拥有雄鹰（青州）、新豪克、新途、雄鹰（东营）四家生产基地和雄鹰（青岛）、雄鹰（香港）、雄鹰（杭州）三家销售中心，并与清华大学、吉林大学、青岛科技大学等院校开展产学研合作，年营业额约60亿元。
目前公司生产规模已达到年产550万套全钢卡客车轮胎、1500万套乘用车轮胎和5万套工程轮胎、巨胎、农子午胎的生产规模。公司已通IATF16949:2016认证、ISO9001:2015认证质量管理体系认证，产品通过国家CCC认证、美国DOT认证、欧洲ECE认证和德国TUV认证。
公司以成为中国知名品牌轮胎制造商为发展目标，现已在全国建立了300多个经销渠道，形成了覆盖全国30多个省市自治区的销售网络，产品在满足国内市场的同时远销欧洲、中东、非洲、澳洲、拉丁美洲等170个国家和地区。公司以卓越的品质和完备的售后服务体系赢得了国内外客户的高度信赖，在市场上享有较高的声誉。
二、企业在智能制造方面的现状
为落实集团数字化智能工厂建设规划，雄鹰轮胎青州工厂细化梳理了3年和5年计划，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，建设5G专网和电路专线，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35%，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%，能源利用率提高8% 。
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，雄鹰轮胎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
雄鹰轮胎青州工厂作为一座高标准建设的PCR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和立体仓库。雄鹰青州智能工厂项目是在已有工厂的基础上进行的数字化转型升级项目。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。下面将从三个方面对雄鹰轮胎青州智能工厂项目进行详细介绍。
2.1 基础硬件建设
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1 雄鹰轮胎IT基础架构
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2 雄鹰轮胎智能监控架构
3）RFID智慧物流系统建设
通过在密炼、半部件及成型车间建设超高频RFID网络，在各类物流工装安装RFID超高频芯片，在物料产出和投入工位安装读写器及报警装置。在三个工序使用RFID技术实现物料信息绑定和物料验证，有效的保证了数据的实时性，降低了工人的劳动强度，也实现了无纸化作业。
2.2 软件系统建设
1）ERP系统
ERP项目规划10个月实现4家生产工厂2家销售公司及集团层面全面财务智能化管理，要求建立面向事务的综合业务平台，满足橡胶轮胎板块的核心业务管理和运营，灵活配置满足变化管理，扩展性好，适应未来不断的发展需求，搭建包括财务、成本、采购、仓储、制造、销售、接口等所有模块的核心应用。
借助ERP系统建设实施对公司的业务流程进行优化调整和固化，使之能够在各部门之间自动、高效流转，实现业务流程控制，风险点控制，提升管理效率。
ERP系统的主要模块分为生产管理、销售管理、采购与物流管理、财务管理模块。生产管理以“ERP系统”为核心、通过集成其他第三方系统，实现“精细化、与财务高度集成”的管理目标，打造以产品主数据管理、主生产计划编制、生产执行、材料定额管控、生产进度反馈为主线的“智能制造生产管理平台”；销售管理关注端到端的销售运营平台建设、打通信息孤岛，确保系统的可扩展性，通过数据来支撑销售业务的决策；采购与物流管理实现对物资需求、采购执行，发票处理，库存管理，车间领料，仓库发料等物资管理业务的全流程管理；财务管理建立集团纵横一体化的财务管理体系和信息平台，实现成本精细化管理，从财务管控一体化和财务业务一体化两个维度提升财务综合管理水平。
图3 雄鹰轮胎ERP系统
2）CRM销售系统
规划6个月内实现完成雄鹰轮胎全钢600万套、半钢1600万套、工程胎5万套的销售条线数字化系统项目，包含从客户管理到售后服务管理，包括客户关系管理、内外销订单管理、返利管理、信用管理、订船订舱、海关报关、小程序、ERP接口、以及WMS接口。
通过销售条线数字化系统的实施，实现销售的可视化管理，对客户关系管理、订单模拟、订单管理、返利管理、信用管理、对账管理、订船订舱、海关报关、小程序等全部数字化管理，有效的促进运输管理的先进性，体现以客户为中心的价值观
销售条线数字化系统的主要模块分为客户管理模块、内贸管理模块、外贸管理模块、理赔管理模块。客户管理模块实现客户的生命周期管理内贸管理模块实现客户自主下单，信贷控制客户单据发货减少人工核对，客户返利使用及计算，客户自主查看订单状态，到货后自助签收；外贸管理模块实现单据认证管控，信贷控制客户单据发货减少人工核对，订舱、手册及报关流程，为客户提供箱单发票功能；理赔管理模块实现客户自助登记理赔胎信息，公司人员核对校验，轮胎返厂复检确认的全流程管理。
图4 雄鹰轮胎云销售条线数字化系统功能
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、蓝牙扫描枪及RFID固定式读写器；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5 雄鹰轮胎MOM系统
4）OA办公系统
OA协同办公管理平台项目规划4个月实现集团公司的流程电子化，有助于加快流转效率，便于数据统计，通过管理矩阵与流程的关键节点的结合，实现业务过程的控制，流程在线审批实现多公司跨地域审批及时性；通过建立知识库方便知识信息的统一管理与分享，知识共享数据分析；建立统一的信息发布平台，包含企业的战略思想、文化宣传、信息发布的重要渠道、各项重大规章制度以及企业动态、企业文化的宣传阵地。
OA协同办公管理平台主要模块分为流程管理、知识管理、门户管理、人事管理、预算管理、建模管理、报表管理；流程管理根据各部门管理要求建立相关流程审批，可快速搭建流程，方便领导异地审批，审批流程可追溯，提高办公效率，提高无纸化办公程度；知识管理模块可以根据部门单独设置文件夹，设置不同权限，细化管理知识，文件查看水印标识防止文件泄漏；通过门户管理建立公司门户信息，体现公司人文风采；人事管理不同组织不同架构人员管理，人员信息查找方便，方便沟通，领导行程维护方便查看；预算管理通过维护预算信息，报销及付款时严格按照预算执行，全面预算管控；建模管理高效快速搭建模型，方便流程引用，提高流程搭建速度；报表管理多维度数据分析，给领导决策提供支持。
图6 雄鹰轮胎OA系统
5）供应商管理SRM系统
供应商关系管理系统规划3个月实现和供应商之间的高效协同，其主要功能有：供应商全生命周期管理、寻源管理、招标竞价、采购需求分配、订单协同、送货协同、财务协同等功能。通过建立统一的供应商关系管理系统实现了采购流程自动化，从申请到购买，只需要少许人力的参与，企业可以根据系统来监督整个采购流程，消除了过度消费，也能很好的控制预算，改善核心企业与供应商上游供应商的关系，实现和供应商建立和维持长久、稳定紧密的伙伴关系，从而达到降低采购成本、提升工作效率的目的。
供应商关系管理SRM系统的主要模块分为供应商管理模块、采购计划模块、采购定价模块、采购订单模块、财务协同模块。供应商管理模块实现供应商自主注册，公司审核，供应商评价等全生命周期管理；采购计划模块实现业务类型的采购计划申请对接OA审批管理；采购定价模块实现采购业务的多种定价方式线上管理；采购订单管理实现采购计划转换为采购订单，采购订单引用定价管理的单价，基于采购订单收货的全流程管理；财务协同模板实现订单收货后基于订单制作发票，根据发票信息直接生成客户付款申请，申请审批完成后对接到ERP系统进行付款事项，真正实现采购业务流程全面一体化管理。
图7 雄鹰轮胎SRM系统
6）轮胎智慧互联云平台
轮胎智慧互联云平台规划4个月实现胎压、胎温数据的采集、监控、分析，为研究院进行轮胎质量提升及设计改造提供依据；轮胎信息全流程管理，为客户提供轮胎胎温胎压全方位掌控，轮胎作业安全有保障，出现异常及时报警，降低安全事故发生。
轮胎智慧云平台的主要模块分为轮胎管理、车辆管理、设备管理、监测管理。轮胎管理通过与MOM系统的连通实现轮胎生产信息同步；车辆管理按照车队信息维护，车辆轮位轮胎绑定，方便胎温胎压数据获取；设备管理实现芯片数据维护；监测管理实现多维度车辆监测，通过电子围栏实现车辆位置管控等；报表按需定制开发，为相关部门数据整理提高效率。
图8 轮胎智慧互联云平台
7）智能设计类软件建设
通过增上中望CAD、CATIA 3DE设计软件、HYPERMESH、ABAQUS设计仿真软件，以及对仿真软件的二次开发，降低了技术人员的操作门槛，大大提高了轮胎基础结构和花纹的设计效率。并通过噪音、热传导、侧滑等仿真测试，提高了轮胎试验效率，提升轮胎品质。
通过增上RDM研发系统，对物料基础数据和产品工艺BOM进行版本迭代管控。实现对试验品的流程管理，通过严格的PS审批流程，有效控制在用的工艺版本。并与MOM系统有效结合，实现在下传计划的同时，亦将工艺设置和示方书传输到终端电脑。指导工作按单生产，按示方书执行，实现作业示方书无纸化传输。
8）智能在线质检建设
在关键工序增加在线检测传感器，实现在线检测数据实时反馈给逻辑控制器，控制不良品的产生。在外观检测工序根据病疵外观，实时反馈到成型或硫化工序，避免批量生产事故产生。
9）设备管理系统建设
通过设备管管理系统实现预测性维保，通过电机测温、震动检测、热成像检查、疏水阀检测、危险气体泄露检测等基础数据手持，根据算法实现预测性维保。在故障发生前完成设备整改，减少停机时间。
系统实现点巡检、润滑、及特种设备和计量器具管理，同时实现备品备件管理，停机管理和工装模具管理。
10）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9 雄鹰轮胎BI系统
图10 数据可视化
2.3 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。
2.4 系统项目难点
项目主要难点之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。
项目主要难点之二，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。
项目主要难点之三，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
雄鹰轮胎青州智能工厂的建设，实现从产、供、销、存的数字化连通，在各个方面对生产基地的运营有了助力。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；
通过SRM系统和备件系统优化采购结构，降低库存量20%；
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5%；
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。
文章
