摘要：通过移动机器人，能够实现轮胎生产所需胶料、半部件、卷帘材料等各种物料的自动转运，按需按时供应各类机台生产所需的物料，从而提高工厂生产效率、降低人员劳动强度、提升轮胎产品质量、优化轮胎生产工艺，助力轮胎生产由传统制造向智能制造转型。

专题目录

移动机器人在轮胎行业的应用与发展（ 机科发展科技股份有限公司 孔祥震等）

轮胎行业 智能物流系统构建要点及EMS的应用（福玻斯（上海）物联网科技有限公司 朱力）

移动机器人在轮胎行业的应用与发展

通过移动机器人，能够实现轮胎生产所需胶料、半部件、卷帘材料等各种物料的自动转运，按需按时供应各类机台生产所需的物料，从而提高工厂生产效率、降低人员劳动强度、提升轮胎产品质量、优化轮胎生产工艺，助力轮胎生产由传统制造向智能制造转型。

CORPORATE

作者：孔祥震 那业丹 张萌

机科发展科技股份有限公司

移动机器人在轮胎企业应用的发展历程

移动机器人在国内轮胎企业的应用始于2011年，初期主要有两个功能，第一个功能是为工厂自动化建设进行尝试性应用，主要用于胶料自动转运工序，移动机器人将胶料托盘从存储区自动搬运至压出压延设备上料站台，这为后期智能工厂建设积累了经验；此外，还有一个辅助功能，移动机器人作为展示企业自动化形象的重点设备，在重点客户考察工厂时安排移动机器人进行应用展示。

随着工业4.0和智能制造的兴起，轮胎行业龙头企业都在积极探索轮胎的生产方式逐步由传统制造向智能制造转型。其实，我国轮胎行业的龙头企业，如中策橡胶集团、三角集团、玲珑轮胎、万力轮胎等，早在21世纪初就已开始实施企业信息化建设，具备一定的信息化基础，这也为移动机器人的使用提供了便利条件。在接下来的几年中，轮胎企业应用移动机器人作业的模式开始进入突飞猛进的发展阶段。

2014年以来，三角轮胎、森麒麟轮胎、万力轮胎、中策橡胶智能工厂建设取得重大突破，成为轮胎行业转型升级、践行智能制造的范例，具有里程碑的意义。其中，森麒麟轮胎青岛工厂获得工业和信息化部“2016年智能制造综合标准化与新模式应用项目”荣誉称号。2017年，多家轮胎企业陆续启动建设智能工厂，并开始在国外建立智能工厂。在此过程中，移动机器人在轮胎行业的应用呈现百花齐放、高歌猛进的趋势。

近年来，越来越多的轮胎智能工厂集成了自动化仓储系统、移动机器人系统、RFID电子标签识别系统、智能供料信息管理系统，以及ERP、MES等企业信息管理系统。移动机器人已经成为新建轮胎智能工厂的标准配置，成为生产物流系统中重要的组成部分。

目前，新建的智能工厂采用移动机器人贯穿轮胎整个生产流程，按需按时供应各类机台生产所需的物料，对于提高工厂的生产效率、降低人员劳动强度、提升轮胎产品质量、优化轮胎生产工艺等诸多方面都有直接或间接的效果，为推动轮胎行业向着智能制造生产模式发展贡献了重要力量。

移动机器人用于轮胎半成品台车的存储及转运作业

移动机器人在轮胎企业的应用场景与功能

移动机器人在轮胎企业的应用主要包括以下几个场景：

1.橡胶密炼工序

在橡胶密炼工序，移动机器人主要用于各类原材料和胶料半成品的自动化配送搬运作业。在配料过程中，移动机器人将天然胶、合成胶、化学小料等原材料，从立体仓库的出库站台自动搬运到密炼车间母炼工序设备旁，确保配料的准确性和及时性。

密炼后的胶片存储在立体仓库中，当终炼工序需要使用这些半成品时，移动机器人将胶片从立体仓库自动运输到密炼车间母炼工序设备。

2.轮胎半部件工序

在轮胎半部件工序，移动机器人主要用于各类半成品台车的自动化配送搬运作业。压出压延后的部分半成品（如大卷帘、钢丝圈等），通过移动机器人从生产机台搬运至半成品台车缓存区，确保生产的高效连续运行。当后续成型工序需要使用各类半成品时，移动机器人将其从立体仓库出库站台或地面缓存区取出，自动运输到成型机的台车工位。

3.轮胎成型工序

在轮胎成型工序，移动机器人主要用于各类半成品台车的自动化配送搬运作业。移动机器人将压出压延后的半成品（如胎面、胎侧、内衬层等），从存储立库出库站台自动搬运到成型机台。在成型过程中，移动机器人可以将不同的半成品按照生产要求准确地放置到成型机缓存位置上，同时将用空的台车搬运回上道工序，确保成型机生产的高效连续运行。

移动机器人与MES系统集成，根据生产计划自动调度物料供应，当成型机需要更换规格型号时，移动机器人能够提前进行半部件的更换，确保成型机切换品牌时不影响整体的生产效率。

移动机器人系统运行监控图像

4.轮胎硫化工序

在轮胎硫化工序，移动机器人主要用于胎胚至硫化机台的自动化配送，以及模具仓储和搬运作业。

移动机器人承载胎胚送至硫化机边，一次可以承载2个胎胚。移动机器人可以直接和硫化机机器手对接，提高搬运效率。

硫化模具仓储采用高位货架多层形式，移动机器人结合自有的仓储管理系统实现模具存储及收发智能化管理。收到模具更换信息时，移动机器人自动叉取模具托盘送至模具组装区域，并将换下的模具送至存储货位。

值得一提的是，移动机器人控制管理系统与MES系统的集成是关键。移动机器人在各工序作业时，控制管理系统能够根据生产计划自动调度各类物料供应，确保密炼车间、半部件车间、成型车间、硫化车间设备的连续运转。移动机器人控制管理系统与下游车间的信息联动，可以实现拉动式生产，及时将上一工序的半成品物料供应给后续工序的生产设备，从而彻底解决传统人工搬运效率低、差错率高、劳动强度大等问题，提高各类原料、半成品的存储作业效率和管理准确度，降低各类可能出现的差错情况概率，对于提高轮胎成品合格率起到非常重要的作用。

移动机器人方案设计的要点与难点分析

轮胎行业的生产作业模式中，生产强度大，效率要求高，全天24小时生产，年生产时间在300天以上，部分工厂甚至达到330天以上。在方案设计时，要充分考虑移动机器人本体的承载强度和结构强度，要做到在长时间使用过程中，移动机器人结构稳定可靠，承载后变形量保持在可控的范围之内。

轮胎行业的生产作业模式中，工艺流程分支多，物料单元种类和形式多，在有限的运行区域内需要尽可能实现“一车多用”的模式。在方案设计时，移动机器人既要完成多种形式物料单元的自动转运，包括胶料托盘、半部件台车、工字轮、胎面格栅车等不同形式、不同重量的物料单元，同时还要综合考虑移动机器人通用性和差异性的优化设计，做到尽可能增加通用型移动机器人的设计基础因素，进而减少移动机器人类型的数量。

轮胎行业的生产作业模式中，单位时间内物流量大，个别物料单元要求的实时性非常高。在成型车间，如果某一种半部件未能及时运送至成型机台，即便在其余的近十种半部件都已准备就绪的情况下，依旧会导致成型机生产的暂停。因此在方案设计时，既要充分考虑整体作业效率满足要求，同时也要顾及针对个别情况进行优先通行的作业模式，以确保紧急情况下，能够将急需的物料单元及时运送到需要用料的生产机台位置。

此外，轮胎行业使用移动机器人项目，一般具有作业区域大、物流量大、实时性要求高、移动机器人数量多且多种车型协同运行的特点，项目高度集成密炼车间、半部件车间、成型车间、硫化车间等多种设备。移动机器人能够实现轮胎生产所需的胶料、半部件、卷帘材料等各种物料的托盘和台车的自动转运，按需供应各类机台生产所需的物料。

智能工厂移动机器人作业场景

机科股份在轮胎行业的技术优势

从20世纪80年代以来，机科发展科技股份有限公司（以下简称“机科股份”，前身为机械科学研究院的4个研究所）一直以行业需求为指引，根据客户的个性化需求，提供定制化的装备和整体解决方案，几十年来累计承担及参与近百项国家级、省部级科技攻关项目，拥有丰富的项目规划和项目实施经验。

机科股份拥有系列化的智能输送装备，建有移动机器人、机器视觉、检测技术和电机性能检测4个实验室，长期致力于我国智能输送装备及其配套智能装备的科技创新成果产业化培育工作。

机科股份的移动机器人产品兼顾多种导航方式，具有多种车体形式、多种充电方式的系列产品，在轮胎行业内已完成多个单系统100台以上移动机器人的项目，具有丰富成熟的项目经验。

针对轮胎行业的智能化工厂解决方案，机科股份的移动机器人产品能够兼容多个生产工艺段、多种物料单元的自动搬运作业，为智能化工厂进行大批量、多品种、多规格轮胎同时生产提供可靠的物流保障措施，有效解决企业以销定产模式下，按照精准BOM清单组织生产的需求。

自2011年以来，机科股份已经服务轮胎行业14年，完成移动机器人项目数十个，遍布中国、泰国、越南、马来西亚、塞尔维亚等多个国家，在轮胎厂内使用的各类移动机器人超500台。

移动机器人应用案例与效果

以机科股份所承接的山东某轮胎工厂移动机器人输送系统项目为例，作为轮胎智能工厂的核心物流输送产品，移动机器人承担着密炼工序、压出压延工序、裁断工序、成型工序之间物料单元承上启下的连接纽带作用，为轮胎生产过程中的物料自动化转运提供有力保障。

该项目系统包括近50台移动机器人，同时还集成了存储库区WMS软件系统、移动机器人调度管理系统、RFID信息识别系统等系统设备。该项目已投产使用10年，整个系统定位精度高、稳定性强、运行效率高、各类物料信息的实时性和可追溯性非常友好，助力企业实现了较高水平的智能化生产作业模式，为企业的高效生产和高质量生产提供了强有力的物流保障。

再如，机科股份和中化曙光院深度协同，根据航空轮胎特种生产工艺和高性能、高可靠的产品需求，规划设计了国内航空轮胎行业首套全流程、立体化、精益化的智能制造解决方案，专门定制开发了近30台套以移动机器人为核心设备的智能生产运输系统，结合10余台套多关节机器人组成的装配系统和质检系统，形成多组智能化生产作业岛，为全新轮胎和翻新轮胎的高效生产提供有力保障。

在该项目中，移动机器人、关节机器人、物流仓储系统的组合使用，为航空轮胎生产从原材料到成品的全流程自动化、智能化、数字化奠定了坚实的技术和装备基础，实现了航空轮胎日常生产所需的小批量、多品种的各类物料自动化供应。生产过程物料信息实现全过程识别绑定与追溯，为成品航空轮胎质量管控和成品档案管理提供实时可靠的基础数据依据。

我国首条民用航空轮胎生产线

移动机器人在轮胎行业的应用前景

中国作为全球最大的轮胎生产国和消费国，市场规模巨大，中国轮胎企业的年总产能已超过10亿条，体现了中国轮胎行业的强大生产能力。同时，中国轮胎产品在国际市场上也具有较强的竞争力。根据中国海关总署的数据，2024年前11个月，中国橡胶轮胎出口量达851万吨，同比增长4.8%；按条数计算，新充气橡胶轮胎出口量达62000万条，同比增长10.1%。

结合国家改革政策的推动，不少低质落后的轮胎企业未来可能会在市场竞争中被淘汰，这倒逼很多轮胎企业加快转型升级的步伐，智能制造、绿色轮胎成为行业内的关注热点。提高轮胎产品制造过程中的生产效率、降低人员劳动强度的要求势必更高，采用先进技术装备的需求将显著提升。

移动机器人以其柔性灵活、性价比持续提升的特点，必将在轮胎工厂智能化升级改造的建设过程中，更具竞争力与发展潜力。随着传感器、计算能力、机器学习和人工智能等技术的快速发展，移动机器人能够更好地感知和适应复杂环境，提高自主性和智能化水平。随着技术不断进步和市场需求增加，移动机器人将在轮胎制造的各个环节发挥越来越重要的作用，其应用范围也将进一步扩大。

未来几年，移动机器人将以更新的技术能力、更高的性价比优势，助力中国轮胎企业进一步提高生产效率、降低劳动成本、提升产品质量，进而在全球市场竞争中占据更有利的位置。

———— 物流技术与应用 ————

编辑、排版：王茜

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来源：汽车俱乐部