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AI 数智驱动,重塑轮胎新产品研发 —— 鑫海智桥 MES+LIMS 一体化 NPD 解决方案

2026-07-07

轮胎行业长期深陷研发 “魔鬼三角” 困境:滚动阻力、湿地抓地力、耐磨三大核心性能相互制衡难以兼顾,传统研发模式依靠工程师经验反复线下试错,实验周期动辄数月、原材料与人力试错成本居高不下;叠加全球市场法规更新加快、客户定制化需求激增、原材料价格持续波动,同质化竞争下企业传统制造红利逐步消退,研发效率、创新速度、成本管控三重压力持续放大。

大连鑫海智桥深耕工业数字化二十余年,依托 MES 生产执行系统与 LIMS 实验室管理系统底座,搭建 ZQAI 轮胎研发 AI 智能体,打造全链路轮胎新产品研发(NPD)数字化解决方案,以数据打通研发全链条,用 AI 双引擎破解行业研发痛点,为轮胎企业构建不可复制的数字化研发壁垒。

【“MES +LIMS,构建轮胎研发AI智能体”解决方案,见文末】

一、行业困局:传统轮胎研发的三重发展瓶颈

轮胎配方、结构、工艺研发的底层矛盾,是制约企业创新升级的核心根源,集中体现在三大痛点:

其一,线下试错成本居高不下。传统新品开发依赖大量物理实验,生胶、填料、助剂配比、混炼时长、硫化温度等数百项变量需要反复试样,单系列配方开发就要开展数十轮实验,原材料损耗、设备占用、人工测试带来巨额消耗,新品落地周期漫长,面对客户紧急定制需求无力快速响应。

其二,性能平衡存在天然矛盾。轮胎行业公认的 “魔鬼三角” 难题无法依靠人工经验调和:降低滚动阻力往往会削弱湿地抓地力,强化耐磨性能又会提升滚阻,人工调试难以实现多目标性能同步优,配方达标率始终存在明显短板。

其三,核心经验难以沉淀传承。轮胎研发高度依赖资深工程师的行业经验,技术人员流失极易造成研发知识断层;材料、工艺、性能数据分散在实验室、产线、检测各环节,数据孤岛无法形成统一知识库,研发缺少量化数据支撑,创新难以标准化、规模化落地。

与此同时,行业外部竞争压力持续加剧:同行数字化转型提速,低端产品同质化严重;REACH、ROHS 等国内外环保法规持续收紧,合规管控成本与罚金风险上升;市场对低碳、耐磨、高安全轮胎需求快速增长,企业亟需一套能够压缩周期、降低成本、平衡性能的智能化研发体系。

二、底层底座:MES+LIMS 打通全链路研发数据图谱

鑫海智桥自 2002 年成立,是国内领先的智慧工厂整体解决方案服务商,拥有 ISO9001、ISO20000、ISO27001、CMMI3 等完善资质,依托二十余年工业系统落地经验,以 MES 生产执行、LIMS 实验室管理两大成熟系统为基础,构建轮胎研发统一数据底座,这也是搭建 AI 智能体的核心先决条件。

方案覆盖原材料入厂、配方调配、混炼挤出、硫化成型、理化检测、成品终检全流程,自动采集全维度研发数据:

  • 原材料配方数据:生胶品类、回收胶占比、填料填充量、各类助剂配比等基础原料参数;

  • 轮胎性能检测数据:滚动阻力、耐磨、耐老化、湿地抓地力等核心性能测试报告;

  • 生产工艺参数:混炼时间、挤出功率、硫化温度、设备转速、流变检测、称重数据;

  • 合规与实验数据:各类理化实验记录、频测报告、REACH/ROHS 合规检测台账。

系统完成多源数据统一归集、清洗、特征提取,搭建覆盖材料、性能、工艺、法规、应用场景的企业专属数据图谱,理清 “原材料 — 配方 — 工艺 — 成品性能” 内在关联,打破实验室与生产车间的数据壁垒,让分散的研发经验转化为可复用、可迭代的数据资产,为 AI 模型训练提供完整、可信的数据支撑。

三、核心引擎:AI 双模型闭环,实现研发全流程智能优化

基于统一数据底座,鑫海智桥 ZQAI 平台搭建正向预测 + 反向优化双 AI 引擎,构建 “性能 - 配方” 智能闭环,搭配实时参数优化模型,形成虚拟 AI 实验加速器,用数字化虚拟仿真替代大量线下物理实验。

(一)正向预测模型:大幅压缩实验轮次,缩短研发周期

将原材料配比、工艺参数作为输入,AI 模型基于历史海量实验数据自主学习材料基因规律,直接预测轮胎成品滚阻、耐磨、抗湿滑等各项性能输出。企业无需每一组配方都线下试制,通过 AI 虚拟仿真快速筛除不合格方案,大幅减少物理实验数量,缩短新品开发周期,紧急订单响应效率显著提升,同时降低原材料浪费、减少设备占用时长,可持续新材料验证周期同步缩短。

(二)反向优化模型:精准匹配目标性能,提升配方达标率

以客户或市场指定的目标性能指标为输入,AI 反向推演优配方组合、配套工艺参数,自动输出优化方案与完整优化报告。针对轮胎 “魔鬼三角” 多目标平衡难题,模型可多维度权衡滚阻、耐磨、抓地力指标,减少材料冗余配比,原材料综合成本可优化 12%;同时快速输出合规配方方案,规避环保法规风险,大幅降低企业合规管控成本与违规罚金隐患。

(三)实时参数优化模型:联动产线降低废品损耗

AI 打通研发与量产数据,将实验室优工艺同步至成型、硫化、挤出产线,实时监控生产参数波动,自动给出工艺微调建议,减少因工艺偏差产生的不合格品,有效降低产线非计划停机 60%,非生产类物料消耗减少 25%,长期可累计节约超千万元人力、物料综合成本。

四、多维价值落地,为轮胎企业打造数字化核心竞争力

依托 MES+LIMS+AI 一体化 NPD 解决方案,企业研发能力实现从线性增长向指数级跃升,直接落地经济、技术、市场多重价值:

1. 成本端:全方位削减研发与生产消耗

大幅减少线下实验带来的原材料、能耗、人工损耗,原材料成本优化 12%;减少实验室设备占用,节约厂房空间;降低废品率与非计划停机,累计可节约人力成本超亿元,全方位控制企业综合运营成本。

2. 效率端:研发周期大幅压缩,响应市场更快

AI 虚拟筛选替代大量试错实验,新品配方开发周期显著缩短,面对车企配套、特种轮胎定制等碎片化需求可快速输出可行方案;新材料、新规格轮胎迭代速度提升,抢占市场新品窗口期。

3. 技术端:沉淀专属知识资产,构筑竞争壁垒

企业所有配方、工艺、性能 AI 模型均为数据训练生成,形成竞争对手难以复制的技术壁垒;研发经验数字化存储,彻底解决工程师经验流失问题,实现技术知识标准化传承,研发能力持续迭代升级。

4. 合规与可持续:降低风险,适配绿色发展趋势

自动匹配 REACH、ROHS 全球环保法规要求,前置规避合规风险;通过 AI 优化配方减少高损耗材料使用,降低生产能耗与废弃物,助力轮胎企业实现低碳可持续生产,契合全球绿色轮胎发展趋势。

5. 拓展 AI 全域应用,赋能工厂全链路运营

除研发场景 AI 智能体外,方案配套全工厂数字化 AI 能力:智能数据问答、AI 高级排产、生产瓶颈智能诊断、企业运营辅助决策等模块同步落地,实现从研发创新到生产制造、经营管理的全链条数智融合。

五、落地保障:专业交付体系,全球化服务布局

大连鑫海智桥拥有专业技术研发团队,具备完整软件实施与落地服务能力,获评国家高新技术企业、5A 级信用企业,完善的体系认证保障系统稳定、安全、标准化交付。国内布局大连、济南、南京、青岛、合肥、西安等服务网点,海外覆盖泰国、越南、摩洛哥、柬埔寨等轮胎产业集中区域,提供本地化上门实施、运维服务,400 专属服务热线快速响应客户需求。

结语

轮胎行业已经告别依靠人工经验试错的传统研发时代,数智化、AI 驱动是企业突破增长瓶颈、拉开行业差距的核心抓手。鑫海智桥 MES+LIMS 轮胎 NPD 新产品研发解决方案,以数据为根基、AI 为核心引擎,打通材料、配方、工艺、性能全价值链,用正向预测与反向优化双闭环破解行业 “魔鬼三角” 难题,帮助轮胎企业实现研发降本、提质、提速、创新四大目标,以数字化技术构筑长期核心竞争力,助力企业在激烈市场竞争中抢占先机,以数智科技领跑轮胎产业未来。

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