“AI数字平台”颠覆轮胎“魔鬼三角”
双星集团在研发设计、生产制造、循环利用等全环节围绕绿色低碳加速布局
来到双星集团位于董家口的“工业4.0”生产基地,仿若“钢铁森林”般的工厂内,各种高大的设备和智能机器人忙碌地工作着。这里不仅能高效地出产高性能、高品质的轮胎,还能够将废旧轮胎“吃干榨净”变废为宝,完成轮胎从生产到裂解的绿色循环。
双星轮胎“工业4.0”智能化工厂。
曾经,轮胎行业是高污染、高能耗的代名词。如今,随着全球能源革命和我国“双碳”目标的提出,绿色低碳发展成为轮胎行业未来重要的进化方向之一。
双星坚持全产业链科技创新,在研发设计、生产制造、循环利用等全环节围绕绿色低碳加速布局,成为引领中国橡胶轮胎行业未来绿色航向的先行者。
近段时间,双星在一系列榜单中的表现从侧面佐证了其在行业中的引领力——轮胎行业唯一入选工业和信息化部首批质量管理能力高等级企业名单;连续三年上榜“中国制造业企业500强”,且今年在去年首次进入“前400强”的基础上再跃升10位,位列383位;位列“亚洲品牌500强”第305位,比去年前进5位,位居中国轮胎行业第一位,持续领跑中国轮胎品牌。
破解“低滚阻”难题
有测算显示,交通运输约占全球二氧化碳排放量的五分之一。而在汽车行驶过程中,作为轮胎核心性能之一的轮胎滚动阻力是影响碳排放的一大主要因素。
但要降低轮胎滚阻却并不容易。“轮胎行业有一个众所周知的‘魔鬼三角’,即滚动阻力、抗湿滑性能以及耐磨性三大关键性能指标在轮胎设计中往往存在相互制约的关系。如何能在降低滚阻的同时,不牺牲另外两项性能是行业面临的共同课题。”双星轮胎中央研究院院长王君说。
双星依托全球领先的AI数字孪生设计平台,在轮胎三大指标的协同提升上取得了关键进展。据王君介绍,该设计平台实现了从现实世界的物理轮胎开发向数字空间的虚拟轮胎开发的重大转变,不仅能够大幅缩短产品开发的试验验证周期,还让颠覆性设计方案能够更容易“触发”。
以双星的拳头产品之一“稀土金”轮胎为例,轮胎滚阻可以降低到4.5—3.8。根据可比数据和专家分析,一辆大挂车如果按照行驶100万公里计算,使用滚阻达到4.5的“稀土金”轮胎,一辆车节省的油耗大约相当于减少碳排放168吨。
当前,全球汽车产业加速动力变革,新能源汽车成为主流趋势。顺应全球汽车产业绿色低碳转型浪潮,更好为新能源汽车配套同样是轮胎企业的重要使命。
王君介绍,新能源车较燃油车重10%,扭矩翻倍,且无发动机声响,对轮胎的耐磨性、抓地力、静音性等提出了更高要求。双星从花纹、结构、配方设计等众多维度入手,开发出更适合新能源汽车的EV轮胎。比如针对新能源车起步加速快、刹车惯性大导致的快速磨损问题,双星通过改进低滚阻胎面配方,将新能源汽车轮胎磨损寿命大幅度提升至接近燃油车水平。
目前,双星创新的“全防爆”EV95安全轮胎,专门针对新能源汽车“车身重、响应快、无备胎”等特点而开发,在“Safort”魔性支撑体等多项核心技术上,实现安全性、滚动阻力和静音等关键性能整体均衡最优,不仅成为奇瑞、吉利、长城等车企高端新能源车型的主要供货商,也是众多新能源车主的安全轮胎首选。
智能制造让生产更“绿色”
曾经,有人用“人除了牙是白的,其他都是黑的”这句话来形容轮胎工厂。但今天,双星的轮胎工厂早已改变了人们的这一传统印象。
智能化的生产线、干净明亮的车间,工厂看起来不再“黑乎乎”的同时,生产组织方式也变得更高效、更绿色。
双星打破了传统轮胎企业的生产工艺和集中式的生产方式,融“产品定制化、企业互联化、制造智能化”于一体,搭建了一个由用户(订单)指挥、数据驱动、软件运行的智能生态系统。
其中,工厂采用自主研发的智能物理信息系统,实现物、人、设备、位置的信息智能匹配,解决了全球以液体和粉体为原料无法实现全流程制造的难题。“工厂中80%的智能装备(包括11种机器人)都是由双星自主研发和制造的。相较过去,工厂生产效率提高近3倍,产品不良率降低80%以上。”双星轮胎制造本部总经理孙庆江介绍。
与此同时,双星瞄准工厂用能各个环节“挖潜”,提升工厂绿色化水平。如在成型车间,采用磁悬浮制冷机制冷,能效比较普通制冷机组高,并且启动电流低,免维护。年用电量相比使用传统空调减少约30%;大规模应用光伏发电等清洁能源,让普通生产车间变成“头顶会发电”的车间,年可发电2000万度,节约标煤5500吨。
此外,双星搭建了“研发4.0”+“工业4.0”+“服务4.0”相互融合的产业互联网生态体系,推进产品研发、质量提升、生产制造等各个环节实现轮胎全寿命周期绿色化管理。
让“黑色污染”变废为宝
在轮胎的全生命周期中,废旧轮胎对环境的影响一直是困扰社会的一大难题。
在业界,废旧轮胎又被称为“黑色污染”,很强的抗热、抗机械和抗降解性让废旧轮胎数十年不会自然消解。
要让轮胎真正变得“绿色”,就要破解废旧轮胎的难题。
双星创新独具特色的废旧轮胎低碳高值化循环利用技术和模式,构建绿色循环产业链,实现全产业链和全寿命周期的绿色管理。
据双星伊克斯达控股总经理周平介绍,双星攻克了全球废旧轮胎循环利用领域的17大关键共性技术难题,开发了填补全球空白的废旧轮胎绿色裂解和炭黑再生技术及智能化装备,可以将废旧轮胎转化为约40%油、30%炭黑、20%钢丝和10%可燃气,实现了“零排放、零残留、零污染、全利用”,获得国家科技部该领域唯一重大科技专项。
依托技术创新和产业化实践,双星形成了废旧轮胎绿色低碳高值化循环利用可推广、可复制的经验和模式,极大地推动了行业的技术进步和产业价值链升级。
以炭黑为例,双星通过推动高值化炭黑应用创新的产研结合,加速炭黑在橡胶、建筑、道路建设等方面的应用推广,彻底打破了热裂解炭黑应用范围小、产品附加值低的局面,引领了废旧轮胎综合利用行业加快向高值化迈进。
目前,双星已在全国建成3个废旧轮胎循环利用“工业4.0”智能化工厂,废旧轮胎循环利用规模位居全球第一。
科技创新是企业发展的引擎。在“高质量发展”成为时代主旋律的当下,双星积极实施“生态化、高新化、当地化、数智化”的“新四化”战略,加速发展新质生产力,推动科技成果高效转化,重塑轮胎产业链价值,为中国轮胎行业绿色转型提供了有力支撑。(青岛日报/观海新闻记者 孙欣)
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