在汽車(chē)工業(yè)高速發(fā)展的背景下，作為汽車(chē)工業(yè)關(guān)鍵部件的輪胎生產(chǎn)廠商也隨之迎來(lái)了難得的發(fā)展機(jī)遇和激烈的競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)龐大的汽車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)需求，從事輪胎生產(chǎn)的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行著包括技術(shù)上和管理上的大量投資和革新：在保證產(chǎn)量的同時(shí)，狠抓輪胎生產(chǎn)質(zhì)量，如重點(diǎn)強(qiáng)化貫徹TS16949體系，并逐步引入CAD、CAE、CAM、PDM、MES以及ERP等信息化工具來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、工藝和制造過(guò)程的管理，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，以增加企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。本文將從輪胎產(chǎn)品特點(diǎn)分析入手，針對(duì)國(guó)內(nèi)某大型汽車(chē)輪胎制造企業(yè)對(duì)輪胎產(chǎn)品研發(fā)管理的需求，提供一套輪胎產(chǎn)品研發(fā)管理應(yīng)用模式，一方面優(yōu)化現(xiàn)有TS16949體系，規(guī)范企業(yè)研發(fā)管理工作，提高研發(fā)管理效率；另一方面，為后續(xù)MES系統(tǒng)過(guò)程管理提供了源頭數(shù)據(jù)，為MES系統(tǒng)全面應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、輪胎產(chǎn)品特點(diǎn)

    從輪胎產(chǎn)品所適用的車(chē)型來(lái)看，可以分為工程車(chē)輪胎、貨車(chē)輪胎以及轎車(chē)輪胎等，每類(lèi)產(chǎn)品隨著參數(shù)的變化衍生出不同的小類(lèi)，通過(guò)系列化方式進(jìn)行管理，而且不同類(lèi)型的產(chǎn)品對(duì)于舒適度、安全性等有不同的側(cè)重要求，如：轎車(chē)輪胎更看重舒適度和安全性方面，因此對(duì)于制造工藝方法也就提出很高的要求；工程車(chē)和貨車(chē)輪胎重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)安全性方面的要求，因此制造工藝方面要更多考慮輪胎的耐磨、承重等。從輪胎產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，可以分為普通斜交輪胎和子午線輪胎。普通斜交輪胎為有內(nèi)胎的普通斜交輪胎的構(gòu)造，斜交輪胎主要由胎面、簾布層、緩沖層和胎圈組成。普通斜交輪胎的簾布層和緩/中層各相鄰層簾線交叉，且與胎面中心線呈小于90°角排列。子午線輪胎的簾布層與胎面中心線呈90°角或接近90°角排列，與簾布層輪胎的子午斷面一致，由于簾布層的這種排列特點(diǎn)，使子午線輪胎簾布層數(shù)比普通斜交輪胎可減少約40%—50%。子午線輪胎產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中主要采取大規(guī)模批量生產(chǎn)模式，既有離散制造過(guò)程特點(diǎn)，又有流程制造過(guò)程特點(diǎn)，煉膠過(guò)程與結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過(guò)程分開(kāi)進(jìn)行，對(duì)車(chē)間制造過(guò)程要求很高，因此需要從原材料（包括橡膠、原料和簾線等）入廠加工，到形成半制品（包括鋼絲圈、胎肩膠和膠簾布等），到最終輪胎成品等過(guò)程的跟蹤，研發(fā)部門(mén)都需要按照輪胎生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行整體規(guī)劃，包括結(jié)構(gòu)、硫化工藝和配方等過(guò)程。

二、產(chǎn)品研發(fā)管理信息系統(tǒng)應(yīng)用模式

    輪胎產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程遵循TS16949管理體系，研發(fā)部門(mén)按階段進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，從產(chǎn)品策劃、方案設(shè)計(jì)和試驗(yàn)等過(guò)程進(jìn)行跟蹤。通過(guò)多年的產(chǎn)品研發(fā)實(shí)踐，本企業(yè)形成了一套針對(duì)子午線輪胎產(chǎn)品有效的研發(fā)管理應(yīng)用模式，將多年積累的產(chǎn)品研發(fā)知識(shí)融入到研發(fā)管理信息系統(tǒng)中，借助于信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的管理模式，主要從輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模板化管理應(yīng)用模式、按系列管理的生胎BOM實(shí)例化管理應(yīng)用模式、半制品管理應(yīng)用模式、配方管理應(yīng)用模式和施工表管理應(yīng)用模式等方面進(jìn)行了研究，形成了相應(yīng)的解決方案，結(jié)合PLM系統(tǒng)支持企業(yè)輪胎產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)管理，為MES系統(tǒng)提供了源頭數(shù)據(jù)。圖1所示為備信息系統(tǒng)間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)示意。

圖1 信息系統(tǒng)間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)圖

    1.輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模板化管理應(yīng)用模式

    對(duì)于子午線輪胎產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)成來(lái)看，第一層大部分是由半成品物料構(gòu)成的復(fù)合件，第二層一般包括原材料和通過(guò)擠壓成型的半成品，第三層為原材料，圖2所示為輪胎產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成示意，結(jié)構(gòu)構(gòu)成能夠表達(dá)出各型輪胎產(chǎn)品通用結(jié)構(gòu)管理模式�？梢越柚鷻C(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的管理模式，通過(guò)BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)來(lái)管理。

圖2 輪胎產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成示意圖

    每種輪胎產(chǎn)品隨生產(chǎn)制造方式不同，結(jié)構(gòu)構(gòu)成也會(huì)有差異，結(jié)構(gòu)中半制品用量也會(huì)有差異，而每種產(chǎn)品所用半制品用量由相應(yīng)的公式計(jì)算得到，因此通過(guò)上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖可在PLM系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換成模板化的BOM結(jié)構(gòu)。

    2.按系列的生胎BOM實(shí)例化管理應(yīng)用模式

    新產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)到達(dá)時(shí)，研發(fā)人員可以選擇一種事先定義好的模板快速生成實(shí)例化結(jié)構(gòu)樹(shù)，從PLM系統(tǒng)中為結(jié)構(gòu)樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)選擇相應(yīng)的半制品（事先根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要跟蹤管理的內(nèi)容已整理完畢）物料。PLM系統(tǒng)能夠根據(jù)模板號(hào)自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)公式，并快速計(jì)算出輪胎重量以及結(jié)構(gòu)樹(shù)中所用半制品用量（圖3）。

圖3 生胎BOM實(shí)例化后結(jié)構(gòu)示意圖

    3.半制品管理應(yīng)用模式

    按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)作業(yè)管理模式，對(duì)于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程需要跟蹤的內(nèi)容已經(jīng)非常清楚，可以將事先整理好的半制品物料數(shù)據(jù)，全部初始化到PLM系統(tǒng)中，形成半制品庫(kù)，后續(xù)需要新增時(shí)，由專(zhuān)職人員負(fù)責(zé)。半制品描述信息中除了本身信息外，還需要增加對(duì)子件的描述信息，這些信息分別由相應(yīng)的關(guān)鍵屬性構(gòu)成。

    PLM系統(tǒng)根據(jù)模板實(shí)例化BOM結(jié)構(gòu)后，研發(fā)人員即可從半制品庫(kù)中選擇相應(yīng)的半制品填寫(xiě)到結(jié)構(gòu)樹(shù)上的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上，同時(shí)再指定所需半制品裁切參數(shù)（如裁切長(zhǎng)度）后，PLM系統(tǒng)能夠根據(jù)對(duì)應(yīng)的公式自動(dòng)計(jì)算出用量。

    4.施工表管理應(yīng)用模式

    針對(duì)每種類(lèi)型輪胎產(chǎn)品，形成了對(duì)應(yīng)不同結(jié)構(gòu)的模板，根據(jù)模板生成了實(shí)例化的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，作為后續(xù)指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程的源頭數(shù)據(jù)，一方面可以將數(shù)據(jù)傳遞給MES系統(tǒng)，供MES系統(tǒng)排產(chǎn)，另一方面需要為現(xiàn)場(chǎng)操作人員提供施工指導(dǎo)書(shū)。如何充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)生成施工指導(dǎo)書(shū)成為后續(xù)應(yīng)用的重點(diǎn)，根據(jù)格式要求，形成施工表和半制品施工表模板，每種產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)完成后，調(diào)用模板自動(dòng)生成施工表。

    5.配方管理應(yīng)用模式

    如何將天然膠加工成輪胎產(chǎn)品各部分所需的膠料，同時(shí)還需要滿足輪胎整體性能的要求?這就屬于輪胎設(shè)計(jì)工作中配方設(shè)計(jì)管理內(nèi)容，配方管理涉及到基礎(chǔ)配方和生產(chǎn)配方，研發(fā)人員首先進(jìn)行基礎(chǔ)配方設(shè)計(jì)，將基礎(chǔ)配方按照工藝要求分成多段，此時(shí)的配方與設(shè)備無(wú)關(guān)，重要參數(shù)為PHR，每段由相應(yīng)的原材料構(gòu)成，基礎(chǔ)配方結(jié)構(gòu)樹(shù)如圖4所示。

圖4 基礎(chǔ)配方結(jié)構(gòu)示意圖

    當(dāng)基礎(chǔ)配方設(shè)計(jì)完成后，需要指定到相應(yīng)設(shè)備上進(jìn)行生產(chǎn)，此時(shí)需根據(jù)設(shè)備容量的不同，相應(yīng)變化計(jì)算系數(shù)：直接從基礎(chǔ)配方轉(zhuǎn)換成面向具體設(shè)備的生產(chǎn)配方，對(duì)應(yīng)的PHR值乘以計(jì)算系數(shù)（滿足某臺(tái)設(shè)備所需的原材料重量），同時(shí)相應(yīng)的原材料誤差范圍也能根據(jù)規(guī)則自動(dòng)計(jì)算出來(lái)。

三、應(yīng)用效果

    對(duì)于輪胎產(chǎn)品行業(yè)的特殊性，兼具有離散制造和流程制造的特點(diǎn)，需要從產(chǎn)品研發(fā)階段就要考慮到制造過(guò)程要求，才能設(shè)計(jì)出符合輪胎產(chǎn)品研發(fā)管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模式。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品特點(diǎn)分析，結(jié)合企業(yè)研發(fā)管理模式，圍繞著產(chǎn)品研發(fā)重點(diǎn)業(yè)務(wù)管理需求，形成了輪胎產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、半制品管理、配方結(jié)構(gòu)管理方案，并得到了實(shí)際應(yīng)用，目前企業(yè)產(chǎn)品已歸納梳理形成90余種輪胎產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模板、2000余種半制品物料及90余種計(jì)算公式模板，全面涵蓋公司當(dāng)前及未來(lái)幾年的產(chǎn)品規(guī)劃內(nèi)容。通過(guò)這些模板設(shè)計(jì)生成了1000余種產(chǎn)品系列規(guī)格及100余種配方。企業(yè)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的施工表全部通過(guò)PLM系統(tǒng)輸出，同時(shí)通過(guò)接口向MES系統(tǒng)傳遞相應(yīng)數(shù)據(jù)，大大提高了企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)管理效率。

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本文標(biāo)題：輪胎產(chǎn)品研發(fā)管理信息系統(tǒng)應(yīng)用模式研究

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