構(gòu)建綠色智能化工廠，探索橡膠行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)新模式
鄧文忠 王東明 陳杰
（中國(guó)化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司）
摘要： 簡(jiǎn)要分析了橡膠行業(yè)的現(xiàn)狀，提出了行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向是構(gòu)建綠色智能化工廠，強(qiáng)調(diào)構(gòu)建綠色智能化工廠的關(guān)鍵是以工程設(shè)計(jì)方案和工藝流程創(chuàng)新為基礎(chǔ)，綜合考慮了工藝布局、公用工程、工藝設(shè)備、全廠物流、綠色節(jié)能、智能管理的整體解決方案。并從智能化管理、智能化工藝設(shè)備、智能化倉(cāng)儲(chǔ)物流、綠色工廠四個(gè)方面對(duì)綠色智能化工廠構(gòu)想進(jìn)行了部分描述。然后舉例介紹了智能化煉膠中心、成型車間智能化物流方案、無疏水閥節(jié)能技術(shù)、橡膠廢氣處理技術(shù)等解決方案，可作為綠色智能化工廠的技術(shù)基礎(chǔ)，為橡膠行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供參考。
關(guān)鍵詞：綠色 智能化 工藝創(chuàng)新 轉(zhuǎn)型升級(jí) 新模式
1 行業(yè)現(xiàn)狀分析
中國(guó)橡膠行業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來這十幾年快速的發(fā)展，包括輪胎行業(yè)、管帶行業(yè)和制品行業(yè)均取得了舉世矚目的成就。以輪胎行業(yè)為例，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，子午胎產(chǎn)量由2004年1.1億條增至2013年的4.76 億條，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為 17.72%。預(yù)計(jì) 2015年，乘用車胎、輕型載重車胎和載重車胎的子午化率將分別達(dá)到 100%、85%和90%的水平。中國(guó)早已成為世界輪胎工業(yè)第一生產(chǎn)大國(guó)，已建成各種規(guī)格系列產(chǎn)品齊全的完整工業(yè)體系，并獲得了一系列具有原始創(chuàng)新特性的國(guó)際前沿技術(shù)成果。我國(guó)載重子午胎經(jīng)過了高速、高載的考驗(yàn)，已達(dá)到世界先進(jìn)水平；轎車子午胎已實(shí)現(xiàn)無內(nèi)胎、寬斷面、扁平化、高速化；緊跟國(guó)際潮流的安全、節(jié)能、環(huán)保輪胎也已穩(wěn)步推向國(guó)際市場(chǎng)并獲得認(rèn)可。
然而2014年以來，中國(guó)輪胎行業(yè)的發(fā)展卻面臨著巨大的挑戰(zhàn)，表現(xiàn)在輪胎企業(yè)庫存增加，工廠開工率不足，特別是進(jìn)入2015年，這種現(xiàn)象更加普遍。究其原因有：⑴美國(guó)的“雙反”調(diào)查以及由此引發(fā)的多國(guó)連鎖反應(yīng)所形成的貿(mào)易壁壘嚴(yán)重影響著國(guó)內(nèi)輪胎的出口；⑵國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委發(fā)布的《復(fù)合橡膠通用技術(shù)規(guī)范》要求，從2015年7月起，現(xiàn)有的97%及99%天膠含量的復(fù)合膠將被視為原膠，每噸進(jìn)口需繳納1500元/噸的關(guān)稅，又大幅增加了輪胎企業(yè)的原材料成本；⑶中國(guó)人口紅利的消失以及不斷提高的環(huán)保要求也使輪胎企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本不斷增加。經(jīng)過多年快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)輪胎產(chǎn)能早已過剩，在出口受阻、內(nèi)需增長(zhǎng)緩慢、生產(chǎn)成本不斷增加的背景下，如何轉(zhuǎn)型升級(jí)是擺在輪胎企業(yè)面前最大的難題。相同的問題同樣也擺在管帶企業(yè)面前。
近年來，“工業(yè)4.0”、“中國(guó)制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“大數(shù)據(jù)”等概念越來越火熱，第四次工業(yè)革命已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)的開始了。這些概念實(shí)際上是不同的國(guó)家、不同的行業(yè)從不同的領(lǐng)域、不同的視角描述的同一個(gè)未來——工業(yè)的未來、制造業(yè)的未來，具體來說就是通過橫向集成、縱向集成、端對(duì)端的集成來架設(shè)物理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建綠色智能工廠，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)、智能物流、智能服務(wù)。
橡膠行業(yè)目前面對(duì)的困難正是所有傳統(tǒng)制造業(yè)都面對(duì)的挑戰(zhàn)，而轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向也必然是第四次工業(yè)革命的方向——綠色智能化。充分利用新工業(yè)革命的技術(shù)成就，構(gòu)建綠色智能化橡膠工廠，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化生產(chǎn)，提供智能化服務(wù)，可以有效的提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
但橡膠行業(yè)還有著自身的特點(diǎn)，復(fù)雜的工藝加工流程、品種眾多的化學(xué)材料和結(jié)構(gòu)材料、工藝指標(biāo)控制、復(fù)雜的半成品和成品物流、各類能源的需求，以及污染物發(fā)生點(diǎn)的低濃度分散性等特點(diǎn)，使得橡膠行業(yè)的綠色智能化推進(jìn)難度很大，單純生產(chǎn)設(shè)備的智能化并不是綠色智能化工廠的全部，關(guān)鍵是應(yīng)以工程方案策劃和工藝流程創(chuàng)新為基礎(chǔ)，在工廠立項(xiàng)之初就全盤考慮整體工藝布局，協(xié)調(diào)好公用工程、工藝設(shè)備、全廠物流系統(tǒng)的布局，融入綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)，并據(jù)此搭建全廠的智能化管理系統(tǒng)，一個(gè)滿足上述要求的綠色智能化工廠整體解決方案才是橡膠工廠轉(zhuǎn)型升級(jí)的基礎(chǔ)。
中國(guó)化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司（CGEC）作為新中國(guó)橡膠工業(yè)的先行者之一，伴隨著中國(guó)橡膠工業(yè)走過了六十年從無到有、由弱變強(qiáng)的發(fā)展道路。近年來，CGEC積極在智能化物流、節(jié)能環(huán)保、智能化控制等領(lǐng)域布局，結(jié)合其橡膠工程設(shè)計(jì)咨詢和橡機(jī)裝備研發(fā)兩方面的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，提出綠色智能化工廠整體解決方案，為橡膠行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供技術(shù)支持。
2 綠色智能化工廠構(gòu)想
以輪胎廠為例，要構(gòu)建一個(gè)綠色智能化的輪胎工廠，首先需要進(jìn)行工藝流程創(chuàng)新，優(yōu)化工藝布局，并進(jìn)行針對(duì)性的工程方案設(shè)計(jì)，然后以智能化的工藝設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)，以智能化物流系統(tǒng)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度，以MES、ERP等信息化、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)智能化管理，同時(shí)融入綠色環(huán)保解決方案，將傳統(tǒng)松散的生產(chǎn)組織升級(jí)成一個(gè)有機(jī)高效整體，并通過分析工廠大數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化生產(chǎn)過程，這就是一個(gè)綠色智能化輪胎工廠的基本構(gòu)想。以下從幾個(gè)方面對(duì)綠色智能化工廠構(gòu)想進(jìn)行描述。
2.1 智能化管理
采用管理信息網(wǎng)和過程控制網(wǎng)一體化統(tǒng)籌規(guī)劃，依據(jù)工廠對(duì)多網(wǎng)合一、互聯(lián)互通的需求，根據(jù)現(xiàn)代化工廠過程控制系統(tǒng)、電信系統(tǒng)、安保系統(tǒng)的特點(diǎn)，盡可能將其中的音頻、視頻、數(shù)據(jù)，甚至各種傳感器采集的信號(hào)，統(tǒng)一匯聚到以TCP/IP技術(shù)為基礎(chǔ)的管理信息網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)交換與共享，從而滿足管理信息網(wǎng)所承載的工廠信息系統(tǒng)對(duì)全廠生產(chǎn)和管理的需要。在綜合布線系統(tǒng)實(shí)施的基礎(chǔ)上，布置ERP、MES、PCS系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為企業(yè)提供生產(chǎn)制造、倉(cāng)儲(chǔ)物流等信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程一體化管控、條碼信息追溯等，與上級(jí)及平級(jí)部門各類信息系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，完善企業(yè)信息化管理平臺(tái)系統(tǒng)。工廠智能化管理模型如圖1所示。
通過建立信息化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、企業(yè)管理方式的網(wǎng)絡(luò)化、領(lǐng)導(dǎo)決策支持的智能化、企業(yè)商務(wù)運(yùn)營(yíng)的電子化，從而實(shí)現(xiàn)綠色智能化制造的目標(biāo)。
總之，信息化是通過以信息技術(shù)為手段，對(duì)所有與企業(yè)相關(guān)的信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)和分析，使企業(yè)的決策層、管理層和執(zhí)行層的人員都能夠及時(shí)得到完整、準(zhǔn)確、一致的信息支持的過程，進(jìn)而不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、決策、服務(wù)的效率和水平，增強(qiáng)企業(yè)對(duì)內(nèi)外環(huán)境和市場(chǎng)做出迅速響應(yīng)的能力，達(dá)到降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率，增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)。
圖1 工廠智能化管理模型
2.2 智能化工藝裝備
智能化工藝裝備主要體現(xiàn)指以下三個(gè)方面：⑴傳統(tǒng)工藝設(shè)備的智能化升級(jí)：傳統(tǒng)工藝設(shè)備自動(dòng)化程度低，一般也未預(yù)留與工廠智能化管理系統(tǒng)對(duì)接的接口，也基本沒有考慮與上、下工序的對(duì)接。在硬件和軟件兩方面都是一座孤島，無法滿足智能化工廠的要求。因此需要進(jìn)行升級(jí)，提高自動(dòng)化程度，增設(shè)接口，以便融入智能化工廠整體解決方案。⑵典型智能化產(chǎn)品的應(yīng)用：典型智能化產(chǎn)品如工業(yè)機(jī)器人、全自動(dòng)立體庫、AGV（自動(dòng)導(dǎo)引小車）、RGV（有軌制導(dǎo)小車）、EMS(電動(dòng)單軌系統(tǒng))等的應(yīng)用，可有效解決現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中的一些半成品輸送難題，減少人為因素影響，有利于工廠智能化管理。⑶智能化新工藝設(shè)備的應(yīng)用：以工藝創(chuàng)新為基礎(chǔ)，研發(fā)應(yīng)用智能化的新工藝設(shè)備，達(dá)到優(yōu)化傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的目的。如生膠破碎復(fù)配系統(tǒng)設(shè)備、一次法低溫?zé)捘z設(shè)備、電子束預(yù)硫化設(shè)備、智能一次法成型設(shè)備、加熱硫化設(shè)備等。
電磁圖2 輪胎胎坯空中智能輸送系統(tǒng)設(shè)備
圖3 生膠破碎復(fù)配系統(tǒng)設(shè)備
2.3 智能化倉(cāng)儲(chǔ)物流
智能化倉(cāng)儲(chǔ)物流是集機(jī)電光技術(shù)為一體的系統(tǒng)工程，具有代表性的現(xiàn)代物流技術(shù)主要包括條碼識(shí)別技術(shù)，GPS定位與追蹤系統(tǒng)，自動(dòng)化分揀技術(shù)，自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，自動(dòng)輸送系統(tǒng)等。橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有大量的原材料、半制品及成品需要在廠內(nèi)運(yùn)輸、停放、存儲(chǔ)，傳統(tǒng)方式需耗費(fèi)大量人力、場(chǎng)地，產(chǎn)生大量的運(yùn)營(yíng)成本，要降本增效、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，智能化倉(cāng)儲(chǔ)物流是必然選擇。
以輪胎廠為例，從原材料進(jìn)廠開始，有各種天然膠、合成膠、化工粉料、炭黑及骨架等原材料需要存放和輸送；接著又有各種配方的母煉膠、終煉膠需要存放和輸送；批量生產(chǎn)的胎面、胎側(cè)、三角膠、墊膠、內(nèi)襯層、鋼絲大卷、簾布卷、胎體大卷、帶束層等等輪胎部件不能及時(shí)在下一道工序使用，需要存放和再輸送；成型生產(chǎn)的胎坯需要存放和再輸送；硫化后經(jīng)過檢驗(yàn)合格的成品胎更需要存放和再輸送。采用全自動(dòng)立體庫對(duì)上述貨物進(jìn)行智能化管理，可以完全按照工藝要求進(jìn)行進(jìn)出庫操作，同時(shí)大量減少占地和操作人員數(shù)量，操作人員可減少約50%以上。
采用智能化物流方案、按工藝流程連接各智能化工藝設(shè)備和立體庫，使工廠變成一個(gè)有機(jī)高效整體，在智能化管理系統(tǒng)的控制下，可以使各工藝設(shè)備生產(chǎn)效率最大化、中間流程最簡(jiǎn)化、中轉(zhuǎn)存儲(chǔ)最小化，從而創(chuàng)造出更多的價(jià)值。
2.4 綠色工廠
綠色工廠的核心主題就是節(jié)能減排，與智能化解決方案不同，綠色工廠解決方案有著具體的指標(biāo)。中國(guó)橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)已發(fā)布了《綠色輪胎技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）。該《規(guī)范》為我國(guó)首部綠色輪胎行業(yè)自律標(biāo)準(zhǔn)?！兑?guī)范》除了對(duì)綠色輪胎提出了產(chǎn)品性能要求外，還對(duì)原材料的使用提出了要求，同時(shí)也提出了綠色輪胎的清潔生產(chǎn)和污染物排放要求，例如對(duì)產(chǎn)品綜合能耗、水污染物和大氣排放物的排放標(biāo)準(zhǔn)等都有具體規(guī)定。此外，《規(guī)范》還推薦了綠色輪胎生產(chǎn)工藝技術(shù)，比如煉膠/硫化廢氣除臭、低溫連續(xù)混煉、鍋爐煙氣脫硫/除塵/脫硝、高溫充氮硫化、炭黑管道輸送、橡膠助劑造粒、輪胎自動(dòng)化成型及半成品部件大卷化、壓出/壓延電子束預(yù)硫化等技術(shù)；并建議逐步取消胎面底面涂膠漿工藝。該《規(guī)范》對(duì)我國(guó)發(fā)展綠色輪胎具有指導(dǎo)作用。
而綠色工廠評(píng)價(jià)體系則由可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)場(chǎng)地、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用、環(huán)境保護(hù)與污染物控制、室內(nèi)環(huán)境與職業(yè)健康、運(yùn)行管理七類指標(biāo)及要求構(gòu)成。國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)已建立了本行業(yè)的綠色工廠評(píng)價(jià)體系，而橡膠行業(yè)還沒有相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系，這也制約了橡膠行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和轉(zhuǎn)型升級(jí)。CGEC本著對(duì)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和國(guó)家的現(xiàn)實(shí)要求出發(fā)，已著手組織力量收集、分析和整理行業(yè)的有關(guān)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上編制本行業(yè)的綠色輪胎工廠指標(biāo)體系，同時(shí)也可為其他橡膠行業(yè)提供參考，而制定相關(guān)的綠色技術(shù)規(guī)范就是行業(yè)下一步需要進(jìn)行的提升工作。
3 綠色智能化解決方案示例
3.1 智能化煉膠中心
智能化的煉膠中心將從根本上解決傳統(tǒng)煉膠車間的一系列問題，例如操作人員多、工作環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、物流量大造成的管理混亂、高出錯(cuò)率和安全隱患等。智能化煉膠中心通過生膠破碎復(fù)配、一次法低溫?zé)捘z等先進(jìn)工藝的應(yīng)用，可大幅提高混煉膠質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低能耗；通過智能化倉(cāng)儲(chǔ)物流方案的應(yīng)用可大幅減少操作人員數(shù)量，降低出錯(cuò)率，并與后續(xù)工序?qū)崿F(xiàn)無縫對(duì)接；通過ERP、MES與基層PCS、WMS的對(duì)接可大幅提升煉膠中心的管理效率和管理質(zhì)量。以下簡(jiǎn)單介紹幾項(xiàng)智能化煉膠中心應(yīng)用的解決方案。
3.1.1 生膠破碎復(fù)配系統(tǒng)
生膠由于樹齡、批次、產(chǎn)地等客觀因素的影響，同一種類的生膠其性能往往有較大的波動(dòng)，傳統(tǒng)煉膠工藝中，生膠采用逐塊使用的方式，使得生膠性能的不穩(wěn)定性被帶入橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，最終影響著橡膠產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
生膠破碎復(fù)配工藝就是將不同批次、不同產(chǎn)地的生膠采用自動(dòng)碎膠機(jī)破碎成大小基本均勻（60-100克）的碎膠塊，取消了生膠烘膠工序，然后送入大容積的拌勻罐（4-5噸）拌勻均化，再按配方重量投入密煉機(jī)密煉，這樣每車投入密煉機(jī)的生膠性能整體保持穩(wěn)定。同時(shí)從碎膠機(jī)上料到密煉機(jī)投料的全過程采用智能化物流解決方案，通過全自動(dòng)復(fù)配稱量、多元化配送等技術(shù)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能化生產(chǎn)。
目前，由CGEC研發(fā)的國(guó)內(nèi)首條智能化生膠破碎復(fù)配物流系統(tǒng)已正式投入生產(chǎn)。根據(jù)實(shí)際使用效果來看，采用生膠破碎復(fù)配系統(tǒng)可有效提高混煉膠質(zhì)量的穩(wěn)定性，門尼粘度指標(biāo)可控制在±2.5以內(nèi)，門尼標(biāo)準(zhǔn)偏差可控制在1-3，混煉膠性能穩(wěn)定可使橡膠半成品更加均勻一致，對(duì)橡膠產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的提升有重要意義；密煉能耗（包含碎膠能耗）可下降10%；同時(shí)可減少操作人員及叉車數(shù)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善密煉車間環(huán)境。生膠破碎復(fù)配系統(tǒng)的基本工藝流程如圖4所示。
圖4 生膠破碎復(fù)配系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖
3.1.2 小料自動(dòng)稱量輸送系統(tǒng)
小粉料自動(dòng)存儲(chǔ)輸送系統(tǒng)是橡膠工廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化煉膠的關(guān)鍵模塊，該系統(tǒng)與小料自動(dòng)配料系統(tǒng)配套，將小粉料自動(dòng)配料系統(tǒng)配好的袋裝小料自動(dòng)裝入周轉(zhuǎn)箱，通過運(yùn)輸系統(tǒng)將周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)輸送至小料立體倉(cāng)庫存放；按照生產(chǎn)計(jì)劃的指令，立體庫自動(dòng)輸出周轉(zhuǎn)箱，通過空中轉(zhuǎn)運(yùn)線將周轉(zhuǎn)箱輸送至指定密煉機(jī)臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投料至密煉機(jī)。
配備的物流監(jiān)控與信息管理系統(tǒng)基于物流和信息流控制的緊密結(jié)合，設(shè)置了一套對(duì)物流進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤的信息流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)貨物搬運(yùn)、存取機(jī)械化、管理自動(dòng)化，使材料和配件的貯存、管理、周轉(zhuǎn)聯(lián)成一體，確立合理的貯存量，減少倉(cāng)貯費(fèi)用。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)小粉料的全自動(dòng)儲(chǔ)存和輸送，大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，相比傳統(tǒng)手工配料節(jié)省80%的人員，相比自動(dòng)配料節(jié)省30%的人員，減少了物料在投料和稱量中的人工錯(cuò)誤率。小料自動(dòng)稱量輸送系統(tǒng)工藝流程如圖5所示。
圖5 小料自動(dòng)稱量輸送系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖
3.1.3 混煉膠立體庫及自動(dòng)物流系統(tǒng)
混煉膠的生產(chǎn)工藝是橡膠工廠的技術(shù)核心之一，其重要程度不言而喻，鑒于混煉膠種類的繁多和中間生產(chǎn)過程工藝的復(fù)雜，混煉膠存儲(chǔ)和輸送的管理難度很大，在投入大量的人力、場(chǎng)地、叉車輸送的情況下，任然有很高的出錯(cuò)率和安全隱患。
采用全自動(dòng)立體庫對(duì)混煉膠進(jìn)行管理，采用AGV來完成混煉膠在工藝設(shè)備和立體庫之間的輸送，并對(duì)密煉機(jī)上料設(shè)備和膠片冷卻設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出料的全自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)混煉膠存儲(chǔ)和流轉(zhuǎn)無人化。此外，還通過智能化的輸送設(shè)備實(shí)現(xiàn)了與下一道橡膠生產(chǎn)車間的無縫對(duì)接；通過采用智能化的管理系統(tǒng)，大幅提高了生產(chǎn)效率，降低了出錯(cuò)率?；鞜捘z立體庫及自動(dòng)物流系統(tǒng)工藝流程如圖6所示。
圖6 混煉膠立體庫及自動(dòng)物流系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖
3.2成型車間智能化物流方案
成型是橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最復(fù)雜的一道工序，以全鋼子午胎為例，用于胎坯成型的部件就超過10種，大量部件以及胎坯的輸送，結(jié)合成型機(jī)的快速生產(chǎn)節(jié)拍，使得成型的物流量非常大，工人數(shù)量也非常多。特別是在生產(chǎn)過程中往往需要頻繁的進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)格的更換，很容易造成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的混亂，影響生產(chǎn)效率。
采用智能化的物流解決方案，充分利用立體空間進(jìn)行部件和胎坯的自動(dòng)化物流輸送，利用立體庫來協(xié)調(diào)不同工藝設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍，可有效的提高成型機(jī)生產(chǎn)效率，減少操作人員數(shù)量。
同樣以全鋼子午胎生產(chǎn)為例，可采用“立體庫+AGV”的方案實(shí)現(xiàn)鋼絲壓延與鋼絲簾布裁斷的對(duì)接；采用“AGV+立體庫+EMS”的方案實(shí)現(xiàn)胎體簾布、內(nèi)襯層大卷的存儲(chǔ)和至成型機(jī)的輸送；采用AGV自動(dòng)輸送胎面車；而大卷化、模塊化的胎側(cè)、墊膠卷取小車同樣采用AGV實(shí)現(xiàn)在擠出線與成型機(jī)之間的自動(dòng)流轉(zhuǎn)；而成型后的胎坯直接采用架空輸送線送至立體庫。成型車間智能化物流解決方案流程如圖7所示。
圖7 成型車間智能化物流流程簡(jiǎn)圖
3.3無疏水閥節(jié)能技術(shù)
綠色工廠的一個(gè)重要標(biāo)志就是節(jié)能，橡膠行業(yè)屬于高耗能行業(yè)，橡膠產(chǎn)品的硫化過程是伴隨的是蒸汽的大量消耗，而無疏水閥節(jié)能技術(shù)可大量減少硫化過程的蒸汽消耗。
無動(dòng)力閉式集中疏水硫化是在硫化蒸汽供熱系統(tǒng)中采用新型無動(dòng)力集中疏水系統(tǒng)，替代疏水閥疏水等傳統(tǒng)疏水技術(shù)，從根本上解決了疏水閥管理困難等諸多蒸汽供熱過程中存在的難題。
新型無動(dòng)力集中疏水技術(shù)可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)疏水系統(tǒng)對(duì)多臺(tái)用熱設(shè)備進(jìn)行集中疏水的功能。由此，系統(tǒng)中的蒸汽無法穿越凝結(jié)水而產(chǎn)生泄漏，實(shí)現(xiàn)阻汽疏水的效果。其原理如圖8所示。
圖8 無動(dòng)力閉式集中疏水系統(tǒng)工藝原理圖
采用新型無動(dòng)力集中疏水技術(shù)后，凝結(jié)水回收無需凝結(jié)水泵，充分利用凝結(jié)水自身壓力進(jìn)行輸送即可；系統(tǒng)完全密閉、帶壓運(yùn)行，無二次蒸汽泄漏，無空氣混入凝結(jié)水，系統(tǒng)熱能效率近100%，管道不存在氧腐蝕；與傳統(tǒng)蒸汽疏水方式相比，節(jié)汽率可達(dá)20%以上。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便實(shí)用，并能改善工人工作環(huán)境和消除現(xiàn)場(chǎng)原疏水閥直排汽的情況，同時(shí)大大降低了大量疏水閥頻繁更換所需費(fèi)用及維修工作量。
3.4橡膠廢氣處理技術(shù)
橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢氣及異味，如輪胎生產(chǎn)過程中，在煉膠、擠出壓延、膠漿房，特別實(shí)在硫化工段，有著大量的廢氣產(chǎn)生。無組織的自由排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成惡劣影響，只有通過有組織的集中處理，按照綠色工廠指標(biāo)體系要求進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放，才符合綠色工廠的要求。
橡膠廢氣中含有非甲烷總烴及苯系衍生物等大量的有機(jī)物，臭氣濃度高，對(duì)車間及周邊的空氣質(zhì)量造成了影響。針對(duì)橡膠廢氣的特點(diǎn)， 采用了“光電裂解+吸附過濾”聯(lián)合工藝的技術(shù)路線進(jìn)行處理。其工藝流程如圖9所示。
圖9 “光電裂解+吸附過濾”工藝流程簡(jiǎn)圖
采用該技術(shù)路線進(jìn)行廢氣處理其技術(shù)特點(diǎn)如下：⑴光電裂解：利用高能臭氧UV光束照射并裂解有機(jī)廢氣，使有機(jī)或無機(jī)高分子有機(jī)化合物分子鏈，在高能光束照射下，降解轉(zhuǎn)變成低分子化合物，如CO2、H2O等等。同時(shí)，利用高能UV光束裂解有機(jī)廢氣中細(xì)菌的分子鍵，破壞細(xì)菌的核酸（DNA）,再通過臭氧分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)，徹底達(dá)到脫臭及滅殺細(xì)菌的目的。⑵吸附過濾：利用褐煤活性焦吸附劑具有較多的微孔和較大的比表面積，以及且其表面具有較多羥基、羧基等活性基團(tuán)的性質(zhì)，將多種氣體中極性和非極性的離子和分子吸附，與此同時(shí)通過過濾將細(xì)小的吸附劑濾除，從而排出潔凈氣體。當(dāng)吸附劑達(dá)到飽和狀態(tài)后，用壓縮空氣振動(dòng)清灰，使之抖落至灰斗中，運(yùn)至固廢處理單位燃燒，使有害氣體分解為二氧化碳和水，最終實(shí)現(xiàn)硫化煙氣的無害化處理。
根據(jù)使用效果來看，其處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際使用數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 “光電裂解+吸附過濾”聯(lián)合工藝處理數(shù)據(jù)
3.5 其它節(jié)能技術(shù)
◆ 壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
◆ 深冷制氮技術(shù)
◆ 高壓變頻技術(shù)
◆ 導(dǎo)光管照明技術(shù)
◆ 硫化廢氣高效收集系統(tǒng)技術(shù)
◆ 余熱制冷及采暖系統(tǒng)技術(shù)
以上的節(jié)能技術(shù)已在行業(yè)內(nèi)得到推廣應(yīng)用，并取得較好的節(jié)能效果。
4 結(jié)語
橡膠行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)需要充分利用高端智能制造技術(shù)，加快“兩化”深度融合步伐，實(shí)現(xiàn)過程智能化、生產(chǎn)裝備數(shù)字化和經(jīng)營(yíng)管理網(wǎng)絡(luò)信息化，逐步走向綠色、高端、智能制造。以集中集成、智能應(yīng)用為原則，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)等信息技術(shù)，以生產(chǎn)運(yùn)行自動(dòng)化、物流管理智能化和企業(yè)管理信息化為切入點(diǎn)，開展數(shù)據(jù)中心和智能工廠建設(shè)，實(shí)現(xiàn)各類資源“高利用、低排放、減量化、低污染”的利用目標(biāo)，建設(shè)一批綠色智能化橡膠工廠。
CGEC將充分利用其在橡膠工程設(shè)計(jì)咨詢和橡機(jī)裝備研發(fā)方面的資源優(yōu)勢(shì)，以工程設(shè)計(jì)策劃和工藝流程創(chuàng)新為基礎(chǔ)，融合在智能化物流、綠色能源、智能化控制等領(lǐng)域的技術(shù)成果，提出綠色智能化工廠整體解決方案，并不斷完善，為橡膠行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供高附加值的技術(shù)支持和服務(wù)。