從2014年開(kāi)始，我國(guó)輪胎行業(yè)進(jìn)入了低速發(fā)展的“冰河時(shí)期”，人力成本的飛速上漲，原材料的日益短缺，輪胎產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，環(huán)保要求日益嚴(yán)苛等等都使輪胎企業(yè)步履蹣跚、舉步維艱。在輪胎企業(yè)積極應(yīng)對(duì)不利局面的各種舉措中，對(duì)輪胎生產(chǎn)設(shè)備提出更高的性能要求也是一項(xiàng)重要措施。這就逼迫著輪胎生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商也要積極的進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)以應(yīng)對(duì)用戶不斷升級(jí)的各種要求。薩馳華辰機(jī)械（蘇州）有限公司副總裁馬雙華先生分析了輪胎生產(chǎn)設(shè)備中十分重要的輪胎成型機(jī)的未來(lái)發(fā)展方向，那么下一代的輪胎成型機(jī)的發(fā)展將是怎樣的呢？馬雙華先生認(rèn)為，未來(lái)的輪胎成型機(jī)將具備以下幾個(gè)主要特點(diǎn)。

一、智能化
智能化是指利用現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對(duì)某一個(gè)方面的應(yīng)用。根據(jù)定義，為使設(shè)備具備智能化功能，需要采用先進(jìn)的通訊技術(shù)、智能技術(shù)，并將這些技術(shù)與行業(yè)技術(shù)相結(jié)合才能夠?qū)崿F(xiàn)，智能化是現(xiàn)代技術(shù)與行業(yè)技術(shù)、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的融合。具體而言，智能化輪胎成型機(jī)應(yīng)該具備以下特性：
1.智能網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控
網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、遠(yuǎn)程服務(wù)是當(dāng)今技術(shù)發(fā)展潮流，通過(guò)最前沿的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)實(shí)施及服務(wù)的集成管理，使得產(chǎn)品的質(zhì)量及開(kāi)發(fā)速度得到大幅提升，設(shè)備服務(wù)及時(shí)有效。
企業(yè)聯(lián)網(wǎng)：通過(guò)先進(jìn)的智能網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)可以在企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)(ERP)、生產(chǎn)控制系統(tǒng)、制造系統(tǒng)(成型現(xiàn)場(chǎng))及供應(yīng)商系統(tǒng)自由的傳輸，保證管理人員時(shí)刻了解生產(chǎn)設(shè)施的使用情況及產(chǎn)品質(zhì)量信息。
設(shè)備聯(lián)網(wǎng)：通過(guò)先進(jìn)的智能網(wǎng)絡(luò)，將成型機(jī)的各個(gè)元器件建立連接，使設(shè)備全數(shù)字化，使信息通訊與物理器件相融合，同時(shí)通過(guò)管理軟件可以對(duì)整機(jī)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控與管理。如果再將服務(wù)與器件通過(guò)智能網(wǎng)絡(luò)連接，就形成了物與服務(wù)聯(lián)網(wǎng)，將形成IoTS（Internet of Things & Services）網(wǎng)絡(luò)。
遠(yuǎn)程服務(wù)：通過(guò)先進(jìn)的智能網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程操作軟件，管理人員或技術(shù)服務(wù)人員可以在辦公室連接全球任意一家聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，并可借助視頻工具監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)狀況，并提供相應(yīng)服務(wù)。
2.智能故障診斷，減少非計(jì)劃性停機(jī)
眾所周知，計(jì)劃外停機(jī)往往會(huì)打斷整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，造成巨大損失，并為現(xiàn)場(chǎng)車(chē)間管理帶來(lái)困擾。因此，愈發(fā)盡早的發(fā)現(xiàn)潛在故障，及時(shí)采取預(yù)防措施，效果愈明顯。根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況，還能夠制定出設(shè)備的最佳服務(wù)周期和維護(hù)保養(yǎng)周期。
目前國(guó)內(nèi)外成型機(jī)設(shè)備的故障診斷多數(shù)僅具備后報(bào)警功能，即設(shè)備出現(xiàn)故障后發(fā)出警示。顯然，當(dāng)設(shè)備發(fā)出警示時(shí)，設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)異常，非計(jì)劃停機(jī)在所難免，如果異常部件沒(méi)有庫(kù)存，停機(jī)時(shí)間將被迫延長(zhǎng)。
智能故障診斷可以檢測(cè)和分析設(shè)備潛在的問(wèn)題，比如動(dòng)態(tài)檢測(cè)和分析電機(jī)和齒輪箱的各項(xiàng)參數(shù)，如震動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速、扭矩等參數(shù)指標(biāo)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸并記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)專(zhuān)用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并提供設(shè)備運(yùn)行狀況及潛在故障信息報(bào)告。該檢測(cè)可以是本地的單個(gè)部件，也可檢測(cè)整個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈狀態(tài)。比如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輪胎成型機(jī)物料輸送帶電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)主軸電機(jī)及減速機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等。
借助此技術(shù)，我們可以獲取零部件的使用狀況，并獲知哪個(gè)零件即將發(fā)生故障，然后在最合適的時(shí)候更換下來(lái)，這樣可以盡量貼近零件的生命周期節(jié)點(diǎn)，避免非計(jì)劃性停機(jī)與額外的維護(hù)費(fèi)用。
3.FID技術(shù)在成型系統(tǒng)中應(yīng)用
RFID(Radio Frequency IDentification)是一種無(wú)線通信技術(shù)，可以通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。
無(wú)線電的信號(hào)是通過(guò)調(diào)成無(wú)線電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)，目前RFID技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。具體在成型機(jī)中的應(yīng)用如下：
物料小車(chē)。在成型機(jī)設(shè)備中，將每個(gè)物料小車(chē)上安裝RFID電子標(biāo)簽，用于存儲(chǔ)該物料的基本信息，比如物料規(guī)格、物料生產(chǎn)信息、物料儲(chǔ)存狀態(tài)、物料流通信息等，當(dāng)物料小車(chē)裝置到成型機(jī)時(shí)，通過(guò)射頻讀取器將電子標(biāo)簽內(nèi)的物料參數(shù)傳輸給成型系統(tǒng)，成型系統(tǒng)會(huì)將物料信息與成型配方比對(duì)，以確保物料選用準(zhǔn)確無(wú)誤。同時(shí)，輪胎成型機(jī)可以動(dòng)態(tài)監(jiān)控物料使用狀況，并向物料配送環(huán)節(jié)發(fā)送物料需求，這樣可以大大提高車(chē)間物流效率。
關(guān)鍵工裝及關(guān)鍵零件。在輪胎成型機(jī)的關(guān)鍵工裝及關(guān)鍵零件中預(yù)置RFID電子標(biāo)簽，用于存儲(chǔ)該裝置的關(guān)鍵信息，當(dāng)這些裝置被安裝到設(shè)備后，輪胎成型機(jī)系統(tǒng)讀取相關(guān)信息，以確保工裝及零件選用無(wú)誤。RFID電子標(biāo)簽同時(shí)記錄零件的使用狀態(tài)數(shù)據(jù)、維修記錄、保養(yǎng)記錄等信息，根據(jù)使用狀況，輪胎成型機(jī)系統(tǒng)會(huì)動(dòng)態(tài)提供潤(rùn)滑、保養(yǎng)、更換等相關(guān)預(yù)警信息。RFID電子標(biāo)簽會(huì)伴隨整個(gè)零件的生命周期。
輪胎。輪胎內(nèi)部嵌入RFID電子標(biāo)簽技術(shù)目前已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，在輪胎生產(chǎn)過(guò)程中，將電子標(biāo)簽植入輪胎內(nèi)部，并將輪胎規(guī)格、生產(chǎn)信息、流通信息、維修記錄等存儲(chǔ)到電子標(biāo)簽，并建立一套輪胎的信息管理系統(tǒng)。RFID技術(shù)在輪胎的倉(cāng)儲(chǔ)管理、質(zhì)量跟蹤、輪胎安全等方面起到重要的作用，目前法國(guó)米其林集團(tuán)正在加快推廣RFID智能輪胎的技術(shù)，國(guó)內(nèi)的主要廠商也在加速對(duì)智能輪胎技術(shù)的研究。
4.智能機(jī)器人應(yīng)用
智能機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表，是最典型的機(jī)電一體化、數(shù)字化裝備，目前已廣泛應(yīng)用到多種行業(yè)，但在輪胎成型裝備上卻鮮有機(jī)器人的身影。隨著人力成本的日趨提高，設(shè)備自動(dòng)化、信息化的提升及工廠自動(dòng)化的需求，將智能機(jī)器人技術(shù)引入成型機(jī)勢(shì)在必行。
在輪胎成型機(jī)設(shè)備中，機(jī)器人可以替代員工從事的工作包括胎圈預(yù)置、物料更換及卸胎工作。隨著機(jī)器人智能化的提升，越來(lái)越重要的成型作業(yè)將由智能機(jī)器人完成，發(fā)展空間廣闊。屆時(shí)，員工的職責(zé)將從簡(jiǎn)單的執(zhí)行層面轉(zhuǎn)為更加復(fù)雜而重要的控制、操作和規(guī)劃等工作。
5.自優(yōu)化系統(tǒng)
自優(yōu)化功能是設(shè)備智能化的一個(gè)重要的體現(xiàn)。比如，在輪胎成型機(jī)系統(tǒng)中增加智能影像傳感器，對(duì)物料敷貼到貼合鼓上的接頭進(jìn)行拍照，通過(guò)影像分析軟件，對(duì)接頭質(zhì)量進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)自優(yōu)化處理，以確保輪胎貼合效果。同樣道理，在物料預(yù)裁斷輸送環(huán)節(jié)，通過(guò)智能傳感器，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)預(yù)裁斷物料的長(zhǎng)度，并與配方數(shù)據(jù)比較，出現(xiàn)偏差時(shí)，自優(yōu)化系統(tǒng)啟動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)物料與配方的最佳匹配。
二、高柔性
柔性指快速、低成本地從提供一種產(chǎn)品或服務(wù)轉(zhuǎn)換為提供另一種產(chǎn)品或服務(wù)的能力。目前輪胎規(guī)格品種繁多，半鋼子午線輪胎規(guī)格就高達(dá)幾百種，另外隨著生活的提高，定制化、個(gè)性化輪胎需求逐年增加。為滿足市場(chǎng)需求，如果按照成型機(jī)現(xiàn)有技術(shù)，只能通過(guò)增加機(jī)臺(tái)數(shù)量或增加單臺(tái)設(shè)備工裝來(lái)實(shí)現(xiàn)。增加機(jī)臺(tái)數(shù)量無(wú)疑將大大增加企業(yè)成本，而同一機(jī)臺(tái)頻繁的工裝切換又會(huì)帶來(lái)時(shí)間的浪費(fèi)，另外過(guò)多的工裝會(huì)對(duì)生產(chǎn)管理帶來(lái)麻煩。高柔性輪胎成型機(jī)通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)，操作人員只需在軟件中做簡(jiǎn)單的修改或設(shè)定，就可以在不同輪胎規(guī)格之間快速切換，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該具備以下特點(diǎn)：
1.物料自動(dòng)切換
為了減少設(shè)備在規(guī)格更換中的停機(jī)時(shí)間，物料的供料方式至關(guān)重要?，F(xiàn)有成型機(jī)結(jié)構(gòu)不能滿足需求，設(shè)備在規(guī)格間切換時(shí)，勢(shì)必需要更換物料，因此不同規(guī)格物料之間的自動(dòng)切換必不可少。
2.成型機(jī)組
如果在單臺(tái)成型機(jī)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格間物料自動(dòng)切換，必然會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜與占地面積的增加，同時(shí)會(huì)帶來(lái)投資成本的增加及設(shè)備利用率的降低。如果將多臺(tái)成型機(jī)設(shè)計(jì)成成型機(jī)組，成型系統(tǒng)與供料系統(tǒng)之間可以自由組合，多種規(guī)格同時(shí)生產(chǎn)，這樣即能滿足輪胎規(guī)格間的快速切換，又能夠提升設(shè)備利用率。
3.模塊化
為充分利用設(shè)備資源，將不同功能的結(jié)構(gòu)模塊化成為必要，模塊之間通過(guò)智能網(wǎng)絡(luò)連接，模塊可單獨(dú)完成一項(xiàng)任務(wù)，又可協(xié)同工作。
4.智能軟件及虛擬模擬技術(shù)
高柔性輪胎成型機(jī)較通用成型機(jī)復(fù)雜很多，每個(gè)部件必須高效的協(xié)同工作，才能發(fā)揮其作用，因此成型機(jī)控制軟件變得尤為復(fù)雜。為提高柔性系統(tǒng)的利用率，降低故障率，虛擬模擬軟件技術(shù)將被采用，通過(guò)建立虛擬成型機(jī)模擬系統(tǒng)，將設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、生產(chǎn)狀況、生產(chǎn)環(huán)境與虛擬系統(tǒng)建立關(guān)聯(lián)，使虛擬模擬系統(tǒng)實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)狀態(tài)。當(dāng)需要變換輪胎規(guī)格或?qū)嶒?yàn)新規(guī)格時(shí)，技術(shù)人員首先在虛擬系統(tǒng)中模擬生產(chǎn)效果，確保無(wú)誤后，將虛擬系統(tǒng)與實(shí)際系統(tǒng)同步，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的變更。
三、節(jié)能性
日前，世界能源需求的不斷攀升和自然資源的日益枯竭，對(duì)能源供應(yīng)商、工業(yè)企業(yè)及消費(fèi)者都提出了新的挑戰(zhàn)，盡可能以高效和可持續(xù)的方式使用能源成為了當(dāng)務(wù)之急，輪胎行業(yè)是一個(gè)高能耗行業(yè)，隨著資源的短缺及環(huán)保意識(shí)的深入，能源在生產(chǎn)中的成本比重會(huì)越來(lái)越大，提高能源利用率、降低能耗、能量回收等措施勢(shì)在必行，節(jié)能不僅是改善生產(chǎn)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的要求，也是提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的需求。現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)給我們帶來(lái)巨大的節(jié)能潛力，針對(duì)輪胎成型機(jī)裝備，具體措施包括：
1.引進(jìn)能源管理系統(tǒng)，高效采集、計(jì)算、記錄設(shè)備各項(xiàng)能源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)能源使用優(yōu)化。
2.采用最新節(jié)能驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品
輪胎成型機(jī)設(shè)備上主要能耗產(chǎn)品為伺服電機(jī)，變頻電機(jī)等驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，約占整機(jī)能耗的80%以上，因此降低驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的能耗是首要選擇。
采用具有能源回收功能的伺服系統(tǒng)及變頻器，如西門(mén)子的共直流母線多軸系統(tǒng)中的SLM(智能型電源模塊)與ALM(調(diào)節(jié)型電源模塊)電源模塊具有能量回饋功能，當(dāng)伺服電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，該模塊可將直流電回饋給電網(wǎng)或內(nèi)部平衡，節(jié)能可高達(dá)20%~30%。新型的變頻器采用創(chuàng)新的能量回饋技術(shù)，將制動(dòng)能量回饋到電網(wǎng)，在升降型負(fù)載等部位使用，可降低能源成本高達(dá)50%。
采用高效電機(jī)，一臺(tái)電機(jī)的能耗成本在整個(gè)電機(jī)生命周期成本中占97%以上，而其采購(gòu)和安裝維護(hù)成本僅占不到3%。高效電機(jī)產(chǎn)品在原有的基礎(chǔ)上，通過(guò)電、磁、機(jī)械和通風(fēng)的優(yōu)化，優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)制造工藝的使用，并結(jié)合先進(jìn)全面的實(shí)驗(yàn)及測(cè)試手段，可以切實(shí)有效地降低電動(dòng)機(jī)的各方面損耗，幫助用戶降低運(yùn)行成本，加快投資回收。目前西門(mén)子的高效電機(jī)可將電機(jī)功率損耗降低高達(dá)45%，并且由于溫度降低，延長(zhǎng)了電機(jī)和潤(rùn)滑劑的使用壽命。
3.優(yōu)化控制系統(tǒng)，節(jié)約能源
設(shè)備上多數(shù)部件為間歇性工作，每個(gè)輪胎循環(huán)工作一次，因此優(yōu)化設(shè)備動(dòng)作、改進(jìn)控制方式可有效的節(jié)約能源，具體措施如下：
增加待機(jī)功能，設(shè)備在規(guī)格更換，班組切換，異常處理等期間，設(shè)備處于非連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，這種情況下，系統(tǒng)可將設(shè)備的部分運(yùn)動(dòng)部件切換至待機(jī)狀態(tài)。在待機(jī)狀態(tài)下，伺服驅(qū)動(dòng)將關(guān)斷使能，釋放保持扭矩，提升性負(fù)載將使用抱閘保持其位置代替電機(jī)扭矩保持。
采用瞬時(shí)裁刀加熱技術(shù)，目前設(shè)備上主要部件裁切方式多為熱刀裁切，即通過(guò)加熱管將熱刀加熱，現(xiàn)有裁刀的加熱方式大多24小時(shí)不間斷加熱?？紤]到裁刀工作為間歇性，單次工作時(shí)間大約十幾秒，然后間隔幾十秒。瞬間加熱裁刀技術(shù)可以在裁刀使用時(shí)瞬間將裁刀加熱到需要溫度，裁切完成后關(guān)斷加熱。這樣可以大幅度降低裁刀加熱的能源損耗。
優(yōu)化設(shè)備動(dòng)作，減少設(shè)備空運(yùn)轉(zhuǎn)。裝配能量采集器，采集多余能源。能量采集器可以是熱電偶等通過(guò)溫差產(chǎn)生電能的小型發(fā)電機(jī)，也可以使用電能動(dòng)能轉(zhuǎn)換器或包含特殊壓電晶體的元器件。比如，目前成型機(jī)設(shè)備中，大量采用氣動(dòng)元件，常規(guī)做法是將氣缸排出的氣體直接排出到大氣中，如果我們將這部分排氣集中起來(lái)，在出風(fēng)口增加小型發(fā)電機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)能量采集。這部分能量足夠?yàn)椴糠謧鞲衅鞴╇姟?