熱文回顧 | 移動機器人在輪胎行業的應用與發展

頭部廣 告

通過移動機器人，能夠實現輪胎生產所需膠料、半部件、卷簾材料等各種物料的自動轉運，按需按時供應各類機臺生產所需的物料，從而提高工廠生產效率、降低人員勞動強度、提升輪胎產品質量、優化輪胎生產工藝，助力輪胎生產由傳統制造向智能制造轉型。

CORPORATE

作者：孔祥震 那業丹 張萌

機科發展科技股份有限公司

移動機器人在輪胎企業應用的發展歷程

移動機器人在國內輪胎企業的應用始于2011年，初期主要有兩個功能，第一個功能是為工廠自動化建設進行嘗試性應用，主要用于膠料自動轉運工序，移動機器人將膠料托盤從存儲區自動搬運至壓出壓延設備上料站臺，這為后期智能工廠建設積累了經驗；此外，還有一個輔助功能，移動機器人作為展示企業自動化形象的重點設備，在重點客戶考察工廠時安排移動機器人進行應用展示。

隨著工業4.0和智能制造的興起，輪胎行業龍頭企業都在積極探索輪胎的生產方式逐步由傳統制造向智能制造轉型。其實，我國輪胎行業的龍頭企業，如中策橡膠集團、三角集團、玲瓏輪胎、萬力輪胎等，早在21世紀初就已開始實施企業信息化建設，具備一定的信息化基礎，這也為移動機器人的使用提供了便利條件。在接下來的幾年中，輪胎企業應用移動機器人作業的模式開始進入突飛猛進的發展階段。

2014年以來，三角輪胎、森麒麟輪胎、萬力輪胎、中策橡膠智能工廠建設取得重大突破，成為輪胎行業轉型升級、踐行智能制造的范例，具有里程碑的意義。其中，森麒麟輪胎青島工廠獲得工業和信息化部“2016年智能制造綜合標準化與新模式應用項目”榮譽稱號。2017年，多家輪胎企業陸續啟動建設智能工廠，并開始在國外建立智能工廠。在此過程中，移動機器人在輪胎行業的應用呈現百花齊放、高歌猛進的趨勢。

近年來，越來越多的輪胎智能工廠集成了自動化倉儲系統、移動機器人系統、RFID電子標簽識別系統、智能供料信息管理系統，以及ERP、MES等企業信息管理系統。移動機器人已經成為新建輪胎智能工廠的標準配置，成為生產物流系統中重要的組成部分。

目前，新建的智能工廠采用移動機器人貫穿輪胎整個生產流程，按需按時供應各類機臺生產所需的物料，對于提高工廠的生產效率、降低人員勞動強度、提升輪胎產品質量、優化輪胎生產工藝等諸多方面都有直接或間接的效果，為推動輪胎行業向著智能制造生產模式發展貢獻了重要力量。

移動機器人用于輪胎半成品臺車的存儲及轉運作業

移動機器人在輪胎企業的應用場景與功能

移動機器人在輪胎企業的應用主要包括以下幾個場景：

1.橡膠密煉工序

在橡膠密煉工序，移動機器人主要用于各類原材料和膠料半成品的自動化配送搬運作業。在配料過程中，移動機器人將天然膠、合成膠、化學小料等原材料，從立體倉庫的出庫站臺自動搬運到密煉車間母煉工序設備旁，確保配料的準確性和及時性。

密煉后的膠片存儲在立體倉庫中，當終煉工序需要使用這些半成品時，移動機器人將膠片從立體倉庫自動運輸到密煉車間母煉工序設備。

2.輪胎半部件工序

在輪胎半部件工序，移動機器人主要用于各類半成品臺車的自動化配送搬運作業。壓出壓延后的部分半成品（如大卷簾、鋼絲圈等），通過移動機器人從生產機臺搬運至半成品臺車緩存區，確保生產的高效連續運行。當后續成型工序需要使用各類半成品時，移動機器人將其從立體倉庫出庫站臺或地面緩存區取出，自動運輸到成型機的臺車工位。

3.輪胎成型工序

在輪胎成型工序，移動機器人主要用于各類半成品臺車的自動化配送搬運作業。移動機器人將壓出壓延后的半成品（如胎面、胎側、內襯層等），從存儲立庫出庫站臺自動搬運到成型機臺。在成型過程中，移動機器人可以將不同的半成品按照生產要求準確地放置到成型機緩存位置上，同時將用空的臺車搬運回上道工序，確保成型機生產的高效連續運行。

移動機器人與MES系統集成，根據生產計劃自動調度物料供應，當成型機需要更換規格型號時，移動機器人能夠提前進行半部件的更換，確保成型機切換品牌時不影響整體的生產效率。

移動機器人系統運行監控圖像

4.輪胎硫化工序

在輪胎硫化工序，移動機器人主要用于胎胚至硫化機臺的自動化配送，以及模具倉儲和搬運作業。

移動機器人承載胎胚送至硫化機邊，一次可以承載2個胎胚。移動機器人可以直接和硫化機機器手對接，提高搬運效率。

硫化模具倉儲采用高位貨架多層形式，移動機器人結合自有的倉儲管理系統實現模具存儲及收發智能化管理。收到模具更換信息時，移動機器人自動叉取模具托盤送至模具組裝區域，并將換下的模具送至存儲貨位。

值得一提的是，移動機器人控制管理系統與MES系統的集成是關鍵。移動機器人在各工序作業時，控制管理系統能夠根據生產計劃自動調度各類物料供應，確保密煉車間、半部件車間、成型車間、硫化車間設備的連續運轉。移動機器人控制管理系統與下游車間的信息聯動，可以實現拉動式生產，及時將上一工序的半成品物料供應給后續工序的生產設備，從而徹底解決傳統人工搬運效率低、差錯率高、勞動強度大等問題，提高各類原料、半成品的存儲作業效率和管理準確度，降低各類可能出現的差錯情況概率，對于提高輪胎成品合格率起到非常重要的作用。

移動機器人方案設計的要點與難點分析

輪胎行業的生產作業模式中，生產強度大，效率要求高，全天24小時生產，年生產時間在300天以上，部分工廠甚至達到330天以上。在方案設計時，要充分考慮移動機器人本體的承載強度和結構強度，要做到在長時間使用過程中，移動機器人結構穩定可靠，承載后變形量保持在可控的范圍之內。

輪胎行業的生產作業模式中，工藝流程分支多，物料單元種類和形式多，在有限的運行區域內需要盡可能實現“一車多用”的模式。在方案設計時，移動機器人既要完成多種形式物料單元的自動轉運，包括膠料托盤、半部件臺車、工字輪、胎面格柵車等不同形式、不同重量的物料單元，同時還要綜合考慮移動機器人通用性和差異性的優化設計，做到盡可能增加通用型移動機器人的設計基礎因素，進而減少移動機器人類型的數量。

輪胎行業的生產作業模式中，單位時間內物流量大，個別物料單元要求的實時性非常高。在成型車間，如果某一種半部件未能及時運送至成型機臺，即便在其余的近十種半部件都已準備就緒的情況下，依舊會導致成型機生產的暫停。因此在方案設計時，既要充分考慮整體作業效率滿足要求，同時也要顧及針對個別情況進行優先通行的作業模式，以確保緊急情況下，能夠將急需的物料單元及時運送到需要用料的生產機臺位置。

此外，輪胎行業使用移動機器人項目，一般具有作業區域大、物流量大、實時性要求高、移動機器人數量多且多種車型協同運行的特點，項目高度集成密煉車間、半部件車間、成型車間、硫化車間等多種設備。移動機器人能夠實現輪胎生產所需的膠料、半部件、卷簾材料等各種物料的托盤和臺車的自動轉運，按需供應各類機臺生產所需的物料。

智能工廠移動機器人作業場景

機科股份在輪胎行業的技術優勢

從20世紀80年代以來，機科發展科技股份有限公司（以下簡稱“機科股份”，前身為機械科學研究院的4個研究所）一直以行業需求為指引，根據客戶的個性化需求，提供定制化的裝備和整體解決方案，幾十年來累計承擔及參與近百項國家級、省部級科技攻關項目，擁有豐富的項目規劃和項目實施經驗。

機科股份擁有系列化的智能輸送裝備，建有移動機器人、機器視覺、檢測技術和電機性能檢測4個實驗室，長期致力于我國智能輸送裝備及其配套智能裝備的科技創新成果產業化培育工作。

機科股份的移動機器人產品兼顧多種導航方式，具有多種車體形式、多種充電方式的系列產品，在輪胎行業內已完成多個單系統100臺以上移動機器人的項目，具有豐富成熟的項目經驗。

針對輪胎行業的智能化工廠解決方案，機科股份的移動機器人產品能夠兼容多個生產工藝段、多種物料單元的自動搬運作業，為智能化工廠進行大批量、多品種、多規格輪胎同時生產提供可靠的物流保障措施，有效解決企業以銷定產模式下，按照精準BOM清單組織生產的需求。

自2011年以來，機科股份已經服務輪胎行業14年，完成移動機器人項目數十個，遍布中國、泰國、越南、馬來西亞、塞爾維亞等多個國家，在輪胎廠內使用的各類移動機器人超500臺。

移動機器人應用案例與效果

以機科股份所承接的山東某輪胎工廠移動機器人輸送系統項目為例，作為輪胎智能工廠的核心物流輸送產品，移動機器人承擔著密煉工序、壓出壓延工序、裁斷工序、成型工序之間物料單元承上啟下的連接紐帶作用，為輪胎生產過程中的物料自動化轉運提供有力保障。

該項目系統包括近50臺移動機器人，同時還集成了存儲庫區WMS軟件系統、移動機器人調度管理系統、RFID信息識別系統等系統設備。該項目已投產使用10年，整個系統定位精度高、穩定性強、運行效率高、各類物料信息的實時性和可追溯性非常友好，助力企業實現了較高水平的智能化生產作業模式，為企業的高效生產和高質量生產提供了強有力的物流保障。

再如，機科股份和中化曙光院深度協同，根據航空輪胎特種生產工藝和高性能、高可靠的產品需求，規劃設計了國內航空輪胎行業首套全流程、立體化、精益化的智能制造解決方案，專門定制開發了近30臺套以移動機器人為核心設備的智能生產運輸系統，結合10余臺套多關節機器人組成的裝配系統和質檢系統，形成多組智能化生產作業島，為全新輪胎和翻新輪胎的高效生產提供有力保障。

在該項目中，移動機器人、關節機器人、物流倉儲系統的組合使用，為航空輪胎生產從原材料到成品的全流程自動化、智能化、數字化奠定了堅實的技術和裝備基礎，實現了航空輪胎日常生產所需的小批量、多品種的各類物料自動化供應。生產過程物料信息實現全過程識別綁定與追溯，為成品航空輪胎質量管控和成品檔案管理提供實時可靠的基礎數據依據。

我國首條民用航空輪胎生產線

移動機器人在輪胎行業的應用前景

中國作為全球最大的輪胎生產國和消費國，市場規模巨大，中國輪胎企業的年總產能已超過10億條，體現了中國輪胎行業的強大生產能力。同時，中國輪胎產品在國際市場上也具有較強的競爭力。根據中國海關總署的數據，2024年前11個月，中國橡膠輪胎出口量達851萬噸，同比增長4.8%；按條數計算，新充氣橡膠輪胎出口量達62000萬條，同比增長10.1%。

結合國家改革政策的推動，不少低質落后的輪胎企業未來可能會在市場競爭中被淘汰，這倒逼很多輪胎企業加快轉型升級的步伐，智能制造、綠色輪胎成為行業內的關注熱點。提高輪胎產品制造過程中的生產效率、降低人員勞動強度的要求勢必更高，采用先進技術裝備的需求將顯著提升。

移動機器人以其柔性靈活、性價比持續提升的特點，必將在輪胎工廠智能化升級改造的建設過程中，更具競爭力與發展潛力。隨著傳感器、計算能力、機器學習和人工智能等技術的快速發展，移動機器人能夠更好地感知和適應復雜環境，提高自主性和智能化水平。隨著技術不斷進步和市場需求增加，移動機器人將在輪胎制造的各個環節發揮越來越重要的作用，其應用范圍也將進一步擴大。

未來幾年，移動機器人將以更新的技術能力、更高的性價比優勢，助力中國輪胎企業進一步提高生產效率、降低勞動成本、提升產品質量，進而在全球市場競爭中占據更有利的位置。

專題目錄

主持人/本刊記者 趙皎云

• 移動機器人在輪胎行業的應用與發展（ 機科發展科技股份有限公司 孔祥震等）

• 輪胎行業智能物流系統構建要點及EMS的應用（福玻斯（上海）物聯網科技有限公司 朱力）

———— 物流技術與應用融媒 ————

編輯、排版：王茜

本文內容源自，有刪改。

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