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专题目录

  • AI与机器人技术赋能橡胶轮胎生产，以智能制造助力行业可持续发展（ 徐鹏 青岛科捷机器人有限公司）

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AI与机器人技术赋能橡胶轮胎生产，以智能制造助力行业可持续发展

轮胎企业对生产过程的智能化要求不断提升，近年来持续加大投入智能工厂与智能物流建设。轮胎生产工艺流程复杂，对物流装备的精度、稳定性、工艺适配性要求很高。科捷机器人基于轮胎生产工艺全过程，可以提供模块化的机器人系统与覆盖全流程的整体解决方案，助力轮胎企业智能化升级。

徐鹏

青岛科捷机器人有限公司

增强质量控制和降低运营成本是橡胶轮胎行业建设智能工厂的主要目标

中国汽车工业协会数据显示，2024年我国汽车产业成绩斐然，汽车产销分别完成3128.2万辆和3143.6万辆，同比分别增长3.7%和4.5%；新能源汽车产销更是增长迅猛，分别完成1288.8万辆和1286.6万辆，同比分别增长34.4%和35.5%。

与汽车密切相关的轮胎等橡胶行业也取得良好发展。根据中国橡胶工业协会对轮胎等11个分会（委员会）395家重点会员企业的统计数据显示，2024年我国橡胶行业现价工业总产值达到5190.96亿元，同比增长7.67%。其中，轮胎、力车胎、乳胶等3个专业领域增幅超10%，展现出强劲的发展动力。出口交货值在2024年也实现了大幅度增长，达到1980.14亿元，增长12.06%，轮胎、力车胎、橡胶制品、乳胶、炭黑和骨架材料等6个专业领域增幅超10%，彰显了在国际市场的竞争力。

面对复杂多变的经济形势，轮胎行业向着低碳、减排、绿色、循环的可持续方向不断进化，轮胎企业以增强质量控制和降低运营成本为目标，对生产过程的智能化要求也不断提升，因此近年来加大投入智能工厂与智能物流建设。

为橡胶轮胎行业提供智能物流和智能工厂解决方案

作为国家级“专精特新”小巨人企业，青岛科捷机器人有限公司（以下简称“科捷机器人”）在工业机器人、智能制造、智能物流等领域已深耕20多年，为橡胶轮胎、消费电子、汽车零部件、智能家居等行业客户打造智能制造示范工厂，践行数智驱动为行业赋能。

董事长陶喜冰作为科捷机器人的掌舵人，2008年离开了就职的知名电器企业，组建团队，开始创业。他对制造业智能化升级有清晰的认知：“我们做的机器人聚焦于生产过程中按照工艺流程规范进行材料成型的关键工序，这些工序往往是客户产品质量保障的重要生产过程。我们在充分理解客户的工艺流程要求以后，用机器人把加工、成型、组装、厂内物流、仓储之间的工序断点打通，带来生产质量、效率的提升，并降低人工成本，目前已在塑料、橡胶、高强钢热冲压、家居人造板材等制造企业中有大量应用。但我们的目的不是单纯的‘机器换人’，这些单元化的机器人只是我们为客户提供的智能制造解决方案中的模块组件。”

EMS空中穿梭车系统

对于如何用创新技术为制造业转型升级提供服务，陶喜冰表达了自己的理解：“我们做智能机器人产品时，智能化由三个要素组成，即感知系统、决策系统以及执行系统。为客户规划建设智能制造示范工厂时，我们把整个工厂定义为一套网络化协同作业的大型机器人系统，也是遵循这样的三要素：传感器和我们自主研制的单元化机器人系统，与客户工厂的主机设备无缝对接，形成了感知与执行的终端节点；物流与信息流如同贯穿整个智能工厂的神经网络，传递着海量的在制品、周转容器、设备等信息与状态；软件系统与智能AI算法是智能工厂的决策系统，除了完成生产过程中设备、人员、物料、制品、容器的调度管理，还得具有数据分析与策略优化能力，把智能工厂打造成一个自适应、自匹配、可升级的柔性制造系统。”

对于科捷机器人从熟悉的消费电子、家电行业的自动化领域，开辟第二赛道，进入橡胶轮胎行业的智能制造。陶喜冰认为这是在行业领军专家的指导下，公司发展的里程碑。2010年，科捷机器人成为国家橡胶与轮胎工程技术研究中心的成员单位，并承担了橡胶轮胎行业国产化机器人开发的课题任务，围绕高精度控制、大重量负载和本体轻量化结构等多个科研目标逐项攻关，科捷机器人自主研发的“全钢重载轮胎龙门机器人分拣码垛系统”顺利通过科技部机器人专家组成员等权威专家的评审，该成果填补国内空白，达到国际先进水平。

龙门机器人

借助龙门机器人等核心装备产品，科捷机器人顺利切入橡胶轮胎行业。科捷机器人副总裁张江伟谈起公司自主研发的产品时，充满了自信：“龙门机器人产品我们已经迭代研发了7个版本，目前科捷机器人的kingerobot品牌已经成为国内外许多橡胶轮胎生产企业采购龙门机器人的指定品牌。在轮胎成型到硫化的生产工序，因复杂工艺流程的要求，对输送、仓储、搬运、拣选、配送等物流装备的精度、稳定性、工艺适配性要求很高。针对这类场景，我们开发了高速堆垛机、EMS空中穿梭车输送系统，并努力把这些产品做成行业的标杆产品，把橡胶轮胎等行业的整厂自动化做深做透，为客户做好服务。”

中国轮胎产业发展面临的挑战与应对之道

虽然经历了天然橡胶原材料成本起伏波动、欧美轮胎双反事件、疫情等一些因素的冲击影响，但正如同轮胎这种产品的物理特性一样，中国轮胎制造业展现了良好的韧性。据统计，2015～2024年，中国轮胎外胎每年产量均保持在8亿条以上，近两年国内新能源汽车配套需求增长及海外产能释放，我国轮胎产量稳步上升。但从长期可持续发展来看，中国轮胎产业发展仍面临四大挑战：

1.原材料高度依赖进口，成本波动风险大

中国天然橡胶年消费量约650万吨，其中80%依赖东南亚进口，地缘政治和极端天气易导致供应中断。高端合成橡胶（如溶聚丁苯橡胶）仍依赖进口，国产化率不足50%，制约新能源轮胎性能优化。原材料成本占轮胎生产成本70%以上，企业议价能力弱，利润稳定性差。

2.国际贸易壁垒高筑，出口承压

美国对华乘用车胎征收反倾销税，导致2023年对美出口量较峰值下降40%；欧盟2026年实施“碳关税”，对高碳排放轮胎额外征税（预计增加成本8%～12%）；而泰国、越南凭借更低关税和劳动力成本优势，吸引外资建厂。随着传统出口市场萎缩，中国轮胎企业被迫转向中东、非洲等低利润新兴市场，今后还要积极探索新的海外市场。

3.技术研发滞后，高端市场突破难

米其林、普利司通等外资品牌占据国内高端轮胎市场60%以上份额，本土品牌仍以中低端市场为主，高端市场利润丰厚但难以渗透；新能源车需专用轮胎（低滚阻、高载重、静音），国内企业研发投入不足（国内头部企业研发费用率约3%，而外资企业超5%），关键技术如自修复胎面、智能传感器胎尚未成熟，新能源车配套订单多被外资抢占。

4.环保政策倒逼绿色转型，加大技术投入

欧盟标签法（滚阻/湿滑/噪音分级）要求2025年所有出口轮胎达到B级以上，国内企业需升级配方工艺（如添加白炭黑替代炭黑），成本增加10%～15%；国内“双碳”目标下，轮胎企业面临限产减排压力。环保合规严格外加技术升级需求，使企业投入增加，落后的中小产能加速出清。

陶喜冰认为，为了应对挑战，中国轮胎行业应将技术创新与智能化升级作为武器，进一步实现提质降本增效，增强市场竞争优势。对于科捷机器人来说，要把橡胶轮胎智能制造解决方案做成可移植、可复制、可组合的灵活模式，以AI和机器人技术来实现更加智能化、动态化的管理，机器人装备产品应该从追随式创新演变为引领式创新，具有规范化、标准化的物理与通讯接口，具备简便易行的再组合能力，以内部系统的智慧灵活，助力客户更好地应对产业布局、商业秩序、上下游分工等外部重构因素带来的变化。

橡胶轮胎智能工厂

科捷机器人副总裁杜银明近期刚刚完成了对东南亚、欧洲、非洲客户的拜访，作为已在工厂内部物流、仓储物流领域从业20多年的资深专家，他对企业物流的常态化问题和升级必要性具有丰富的认识：“很多生产企业的领导对物流升级的重要性还没有深刻体会。今后随着机器人与自动化设备的应用越来越普遍，各个生产单元的满负荷生产，会让各工序之间的产能不匹配现象更加明显，工厂内部生产物流、仓储物流的智能化升级就是解决这种前后工序产能不匹配的问题，让整个工厂尽可能的满负荷达产，让企业高价购置的生产设备得到充分利用。但我们也不建议所有轮胎客户都一蹴而就地升级物流系统或者建设智能工厂，不同的工厂有各自的发展历程、产能现状、工艺布局和升级规划，应该量力而行。”

他为不同企业提出了多种智能化升级策略：“对于一些老工厂的智能化升级，可以进行一些龙门机器人、堆垛机、EMS空中穿梭车、AGV等单元化设备的安装应用，以自动化改造类项目为主；而一些跨国企业的新建工厂，为了快速达产并避免人工作业产生的质量问题，往往会接受投资金额较大的智能工厂整体方案。我们在分析客户的各项需求后，会为客户提供定制化的方案，机器人装备硬件和软件系统也可以根据客户需求定制，通过此类轮胎智能工厂建设，可以显著提高客户的生产效率和质量合格率，降低人工成本。”

轮胎自动化立体仓储

在橡胶轮胎生产工厂中，成型、硫化、检测、成品等几个工序之间存在明显的产能差异问题，而且工序衔接过程中还涉及在制品物理状态特性的变化，对物流系统的运动稳定性、时效性、不同物理特性时的搬运取放均有特殊要求。科捷机器人针对不同工序提供了模块化的机器人系统：

（1）半成品：胎圈搬运龙门机器人、胶片堆垛机立体库；

（2）半制品：半制品AGV搬运机器人、堆垛机立体库；

（3）成型：成型胎胚搬运桁架机器人、成型EMS空中穿梭车、胎胚暂存库龙门机器人、高速堆垛机胎胚暂存库；

（4）硫化：EMS空中穿梭车；

（5）检测：成品轮胎暂存库龙门机器人、自动投入搬运机器人；

（6）成品库出入库分拣：自动分拣搬运龙门机器人、成品轮胎龙门搬运组盘机器人、拆码垛与装笼机器人。

用机器人装备完成各工序的单元化作业如同是智能工厂建设的地基，在此基础上，科捷机器人还为客户提供了基于轮胎生产工艺全过程物流自动化的系统解决方案，包含六个组成部分：生胶仓储自动化、半制品仓储自动化、轮胎成型-硫化自动化输送、轮胎硫化后成品检测自动化输送、轮胎自动化立体仓储、轮胎分拣与配送。

以产业群合作来共谋共建中国橡胶轮胎行业的未来

“除了为轮胎生产客户规划建设智能物流系统和智能工厂，我们还把解决方案延伸到了轮胎生产工厂上游的轮胎骨架材料工厂。”陶喜冰认为这是互联工厂模式的一种表现,“橡胶轮胎企业在不同省份甚至不同国家建设工厂是比较普遍的现象。当一个工厂实现了智能化建设，生产数据和工厂状态都可以实时通过云平台进行访问交互。”

除了这种集团级的工厂横向互联，科捷机器人也为部分钢帘线头部企业建设了智能工厂，解决了拉丝、捻股、时效暂存、检测、包装发货等工序之间的流程断点与产能不匹配问题，为钢帘线工厂生产的质量、效率带来了明显提升。此外，这也实现了橡胶轮胎行业上下游不同企业之间的纵向互联，在企业允许信息授权的前提下，可以实现上下游智能工厂的排产计划、产线实时产量、产线机台异常、产品质量合格率等数据的共享，支持汽车主机厂、橡胶轮胎上下游企业组合构建更加灵活、联动的产业群供应链模式。

中国橡胶轮胎产业已经在全球橡胶轮胎产业布局中占据了重要地位，在材料、工艺、装备、生产技术、供应链等方面形成了行业竞争力。随着AI与机器人等技术的应用，中国企业的智造竞争力还将进一步提升，让中国轮胎在高速疾驰的产业发展道路上行得更稳，跑得更远。

———— 物流技术与应用 ————

编辑、排版：王茜

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