杭州中策橡胶PLM系统解决方案

在世界轮胎企业排名中位列第10名。公司主要生产各种规格的子午线轮胎、载重轮胎、轿车轮胎、工业轮胎、农业轮胎、摩托车胎、自行车胎、手推车胎、橡胶履带、胶管和橡胶杂件等14大系列2230多个品种规格的产品。

目前已形成年产4600万套一千多个品种规格汽车轮胎的生产能力，其中包括年产1300万套全钢子午线轮胎，2800万套轿车子午线轮胎，500万套斜交轮胎。

此外，还生产了8500万套自行车胎和电动车胎，1500万套摩托车胎，20万条橡胶履带。朝阳公司作为中策橡胶全资子公司，主要生产卡客车轮胎和工业工程轮胎等产品，轮胎技术和生产能力在中国处于领先地位。

中策橡胶作为国内最大全钢轮胎生产企业，产品和管理上都具有自己的特点。中策橡胶最核心的是轮胎产品成型的材料结构、硫化工艺和胶料的配方管理、配方工艺管理。

目前，公司推行企业资源管理系统ERP，在研发设计部门实现成型施工表、硫化工艺及产品设计技术文件管理和相关业务流程管理，正在推行炼胶生产制造信息系统MES。

根据朝阳公司产品特点、生产技术的精确配方和精益生产的要求，结合生产制造系统需求，在配方及工艺设计过程中推行配方数据结构化管理，实现配方数据结构、原材料和工艺管理。

一、成型施工数据管理

公司研发设计人员经过历年开发设计的积累，在EXCEL中已经开发出一套比较实用的系统。实现成型施工结构数据管理，若在PLM系统中重做这部分，从应用的效果和习惯都很难替换原有EXCEL系统，而该系统的缺点是没有数据结构和无法实现后续业务流程管理。因此在此系统基础上PLM系统改用集成和协同这个EXCEL系统。 主要工作为： 1）从EXCEL系统中提出成型数据导入PLM系统,在plm系统中管理成型结构数据和硫化工艺信息，同时给ERP、MES系统数据； 2）在PLM系统中审核EXCEL导入的施工表。

图1 规格BOM清单

二、配方管理

对于轮胎产品数据管理包括：配方管理、硫化管理、压延管理、成型管理等。胶料配方作为轮胎产品命脉，在轮胎产品的性能和品质及各胶料的配方数据起着至关重要的作用。

在配方设计过程中，一方面要满足产品技术条件和高品质的要求；另一方面要结合企业生产现场的生产设备、生产工艺的特点。从PLM系统管理角度分为配方BOM管理、配方工艺管理、设备管理等。用信息化技术手段作为辅助，以技术为中心、兼顾生产，相应考虑技术与经济相结合。

以下将介绍在TiPLM平台中配方BOM结构、配方工艺管理原理及应用效果。以配方业务为示例： 2.1 配方模型构构建

构建配方结构中的最小单元称为原材料，因此在构建PLM系统模型的时侯，需细分物料的分类，并进行管理。在配方实施PLM之前，胶料配方在企业中用配方表单的方式管理各种原材料的配比，如图2所示，在实际生产过程中的各中间件，将作为炼胶过程中的产物作为下一段炼胶的原材料，因此在PLM中抽象出胶段这一物料进行管理。

在做炼胶配方时，根据材料之间的配比构建配方，此时主要考虑的是原料的配比，不同原材料组合所搭建的配方BOM叫基本配方。

图2 配方结构示意图 图3 数据分类管理

因此，在满足设计要求，结合公司保密需求与后续MES系统生产需要，要在PLM平台上实现配方业务管理，必须满足： 1、建立配方原材料分类管理，整理出各类原材料的描述属性信息，如图3所示；     2、抽象出胶段及配方物料，整理满足管理要求的属性信息； 3、配方物料仅配方设计工程师可见，配方中的结构和原材料的配比仅对少部分人员可见； 4、满足PLM与MES系统配方数据集成，以实现配方数据结构及工艺参数直接到达生产设备。

完成系统模型定制后，配方设计人员在系统中构建配方BOM结构，如下图所示。结合实际业务场景应用在系统中绑定业务流程，实现配方BOM结构在系统中审签。

图4 配方结构化数据

2.2 构建统一的原材料库

原材料的基础信息的准确、有效是企业推行信息化成功的基础。实施PLM过程中，企业已经在ERP和MES系统中已经形成自身独有的原材料信息，通过整理企业现有各系统中的原材料，由技术、信息、生产等部门共同整理现有的编码规则，形成了完善的编码规则。

统一旧原材料编码，新编码通过TiPLM系统申请生成，确保原材料编码的有效性和唯一性。同时，编码的新增和更改权限由专人维护，有效控制了数据源头。 2.3 配方工艺管理

上述所说的基础配方是不能直接用于生产的。因为就算炼同一种胶料时，在不同的机台设备、工艺，它们投料量是不一样的。也就是基本配方、生产配方是一对多的关系，如图5所示。

图5 基础配方对应关系图

同一配方中，各胶段均也存在不同机台设备生产的情况，此时配方工程师若在系统中根据各胶段在不同设备中搭建各生产配方，工作量巨大，鉴于后续生产制造系统将根据不同设备管理各生产数据，同时配方设计工程师可给定各设备原材料的投料系数，通过业务讨论和软件的平台开发，我们实现了一个较完整的业务解决方案：从基础配方生成生产配方直到生产工艺。从而解决了配方的关系数据管理和效率管理两大难题。

图6 胶段与机台对应关系图

通过与生产制造系统数据集成，从中间库获取设备清单信息，并维护设备原材料投料系数。当基础配方工程师完成基础配方BOM搭建后，在基础配方BOM上直接创建各胶段对应的加工机台设备，系统根据基础配方原材料信息、结构信息及机台系数自动计算。展开不同的机台，直接维护工艺信息，如图7所示。

图7 机台工艺信息

2.4天然胶快速配置管理

天然胶是胶料配方中不可或缺的基础原料，而在生产过程中可能因为库存、设计替换或其他原因需由其他一种或多种原材料混搭来替代，按照设计要求由配方设计师变更基础配方BOM结构后重新将配方BOM结构及天然胶用量传递给生产制造系统。根据业务调研发现这种变更情况很频繁，且每次变更涉及到现场生产的数百个胶料配方。

为了解决变更频繁且数量较大这一难题。结合现有天然胶一览表管理业务，配方设计工程师在设计配方时选用特定的天然胶，给定天然胶再改配方的配比用量。

然后在技术处由专人每天根据生产情况编制天然胶一览表，指定各胶料在生产过程中投放哪种具体的天然胶；若是由多胶混搭的方式，还需要明确指明各机台的混搭比例，如下图所示。

图8 配方设计

将此数据通过数据集成接口导入到MES系统，生产现场根据此信息来管理不同胶料的天然胶投放。

结束语：

通过PLM系统平台对业务的梳理支撑。大大简化配方设计到生产过程的管理。同时实现配方数据结构化管理。再与生产制造系统MES集成，直接把相关配方结构数据、原材料用量、投料机台系数和生产工艺导入MES系统。工艺参数直接控制设备， 真正实现了设计、工艺、生成一体化。