全球重工行業(yè)第一座燈塔工廠,。

這是三一重工對中國裝備制造的貢獻(xiàn)，也是對世界重工行業(yè)的貢獻(xiàn),。

按照達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇和麥肯錫咨詢公司共同的遴選標(biāo)準(zhǔn),，燈塔工廠意味著是“數(shù)字化制造”和“全球化4.0”示范者，代表當(dāng)今全球制造業(yè)領(lǐng)域智能制造和數(shù)字化最高水平,。

9月27日,，世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）正式發(fā)布新一期全球制造業(yè)領(lǐng)域燈塔工廠名單，三一重工北京樁機(jī)工廠（下稱“北京樁機(jī)工廠”）成功入選,，成為全球重工行業(yè)首家獲認(rèn)證的燈塔工廠,。獲評世界燈塔工廠，體現(xiàn)出三一重工在先進(jìn)制造,、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的卓越成果和“領(lǐng)頭羊”實(shí)力,，標(biāo)志著三一重工在第四次工業(yè)革命的競爭中贏得先機(jī)。

三一集團(tuán)董事,、高級副總裁代晴華表示,，燈塔工廠的建設(shè)只是一個起點(diǎn)，未來希望三一能夠代表中國制造的最高水平,，也希望三一能夠站在世界之巔,。

目前，三一重工已是全球領(lǐng)先的裝備制造企業(yè),，2020年以利潤全球行業(yè)第二,、人均產(chǎn)值全球行業(yè)第一的業(yè)績邁入高質(zhì)量發(fā)展通道,，三一集團(tuán)整體銷售額達(dá)到1368億元。面對洶涌而來的工業(yè)4.0浪潮,，三一集團(tuán)董事長梁穩(wěn)根認(rèn)為,，三一的新使命，就是要成為智能制造的先驅(qū),，用新的行動推動中國從制造大國變成制造強(qiáng)國,。

三一集團(tuán)董事、高級副總裁代晴華

“我們的目標(biāo)是100名工人,，100億產(chǎn)值”

2018年3月13日,，三一集團(tuán)董事長梁穩(wěn)根對外公開表示：“三一的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，要么翻身,，要么翻船,！”

2019年6月，三一集團(tuán)引入三現(xiàn)數(shù)據(jù)集控,，柔性生產(chǎn)島等新型生產(chǎn)方式,，啟動燈塔工廠等智能單位的建設(shè)，推動互聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)、人工智能和制造業(yè)深度融合,。

這是一場轟轟烈烈,、極為不易的變革。

三一重工智能制造研究院院長董明楷介紹,，作為重型裝備工廠,，北京樁機(jī)工廠改造之前的生產(chǎn)模式屬于典型的離散制造，各零部件加工過程相互獨(dú)立,、互不配合,，生產(chǎn)線之間無法銜接。同時,，工廠生產(chǎn)設(shè)備繁多,，內(nèi)網(wǎng)主要使用WiFi、老舊五類線,、光纖,，布線復(fù)雜，往往牽一發(fā)而動全身,，部署和調(diào)整周期長,，成本高。

2019年6月,，北京樁機(jī)工廠啟動改造項目,，全面引入5G技術(shù),，探索5G技術(shù)與工業(yè)領(lǐng)域的深度融合。

通過部署上行容量在1Gpbs/萬平方米以上,、單終端達(dá)到300Mbps以上,、時延在20ms左右的5G虛擬專網(wǎng)，北京樁機(jī)工廠將8個柔性工作中心,、16條智能化產(chǎn)線,、375臺全聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備、上千臺水電油氣儀表實(shí)現(xiàn)全連接,，整個工業(yè)制造全流程高效互聯(lián)互通,。

樹根互聯(lián)股份有限公司是三一集團(tuán)燈塔工廠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務(wù)商，樹根互聯(lián)副總裁劉偉光介紹：“在北京樁機(jī)工廠大概有36000多數(shù)據(jù)點(diǎn)實(shí)時接入,，通過大數(shù)據(jù)的算力,，實(shí)時計算，我們?yōu)槊恳坏拦ば?、每一種機(jī)型,，甚至每一個道具來匹配最優(yōu)的參數(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)能力,?！?/span>

以樁機(jī)下料區(qū)切割機(jī)為例，改造前,，工廠中5臺等離子切割機(jī)需要5名人員現(xiàn)場操作,，不僅作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境差，而且存在人身安全方面的風(fēng)險,。

通過5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建立管理駕駛艙后,，8臺激光切割機(jī)只需兩人巡檢，而且現(xiàn)場情況通過5G視頻和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時回傳,，加工任務(wù)的開始,、復(fù)位等操作均可遠(yuǎn)程無人化操作，遠(yuǎn)程控制延時低于10ms,，實(shí)現(xiàn)切割下料安全,、高效的無人化作業(yè)。

在裝配柔性島,，重達(dá)數(shù)噸的樁機(jī)動力頭正在這里組裝,，依托5G高清傳感器，重載機(jī)器人準(zhǔn)確地將大件送入機(jī)臺,，幾分鐘內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)組對,，誤差僅0.3毫米。而在過去,，這道工序只能靠人工“吊龍門”完成,，不僅勞動強(qiáng)度大,，效率也比較低。

“這樣超大部件的無人化裝配,，在行業(yè)尚無先例,。”董明楷介紹,，5G高清傳感器就是機(jī)器的“慧眼”,，每秒可產(chǎn)生100萬個三維數(shù)據(jù)坐標(biāo)，擁有強(qiáng)大的感知和運(yùn)算能力,，“有了它,，無論什么型號的大大小小零件，機(jī)器人都能實(shí)時得到場景深度信息和三維模型,，作業(yè)時自動修復(fù)偏差”,。

目前，這一條柔性裝配線可以滿足3噸到16噸所有動力頭的生產(chǎn),，自動化率達(dá)70％,，產(chǎn)能翻倍，因磕碰導(dǎo)致的質(zhì)量缺陷已全部杜絕,。

在焊接工作島內(nèi)也是同樣的場景,。機(jī)器人通過激光“觀察”坡口環(huán)境，自動適應(yīng)調(diào)整參數(shù),，一次性實(shí)現(xiàn)厚40mm,、寬60mm的高強(qiáng)鋼多層單道焊接，解決了鉆桿方頭焊接這一全球行業(yè)難題,。

現(xiàn)場工人表示，機(jī)器人相當(dāng)聰明,，焊縫的位置存在偏差,，焊接方法就會立即調(diào)整，且質(zhì)量不會有任何偏差,。

目前,，工廠里小到一塊鋼板的分揀，大到10多噸桅桿裝配,，已全部可由機(jī)器人自動化完成,。北京樁機(jī)工廠工藝工程師侯勤華介紹：“機(jī)器視覺系統(tǒng)，真正賦予了機(jī)器適應(yīng)環(huán)境,、柔性完成任務(wù)的能力,。”數(shù)據(jù)顯示,，較改造前,，工廠焊接,、裝配、機(jī)加等核心工序作業(yè)效率分別提升130％,、100％,、68％，在同樣的廠房面積產(chǎn)值翻了一番,。

18年前,，當(dāng)時年僅18歲就來這里做鉗工的北京樁機(jī)制造管理經(jīng)理夏聞世表示，以前裝配螺栓靠人一個一個地放上去,，一個一個地擰緊,，再一個一個地手動檢測，一個力矩不到位就要返工,，“現(xiàn)在,，從螺栓抓取、放置,、擰緊,，實(shí)現(xiàn)全自動化，而且自動化防錯,，那效率翻了不知道多少倍”,。

智能制造帶來的是生產(chǎn)效率的飛躍。北京樁機(jī)燈塔工廠生產(chǎn)節(jié)拍加快了不止4倍,，7天就能交付一臺旋挖鉆機(jī),，月產(chǎn)能更是翻了一番達(dá)到300臺，現(xiàn)代化,、無人化,、自動化、數(shù)字化,、智能化在這里得到了集中的搭配與融合,。

三一集團(tuán)高級副總經(jīng)理、北京三一智造科技有限公司總經(jīng)理李梁健表示,，2020年,，北京樁機(jī)工廠銷售78億元，比2019年增長59%,，總體生產(chǎn)設(shè)備作業(yè)率從66.3%提升到86.7%,，平均故障時間下降58.5%，“現(xiàn)在還在不斷升級改造”,。

2020年,，三一重工利潤居行業(yè)全球第二，人均產(chǎn)值超過全球工程機(jī)械“老大”卡特彼勒,，躍居行業(yè)第一,，北京樁機(jī)工廠的人均產(chǎn)值更是高達(dá)1072.8萬元,。

三一重工遠(yuǎn)不滿足于此。代晴華稱,，未來,，在北京樁機(jī)燈塔工廠要實(shí)現(xiàn)百人百億的高效率目標(biāo)。

三一重工總裁向文波介紹,，三一集團(tuán)正在加速推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型,，3000名產(chǎn)業(yè)工人，實(shí)現(xiàn)3000億元銷售額,，是未來5年的目標(biāo),。

三一重工北京樁機(jī)“燈塔工廠”實(shí)景

燈塔工廠最大的意義是

機(jī)器讓人變得更好，人讓機(jī)器變得更好

燈塔工廠帶來的不僅是效率的提升和產(chǎn)能的翻倍,。值得重視的是,，在三一的燈塔工廠里，工人與機(jī)器設(shè)備的關(guān)系正在悄然發(fā)生著改變,。

代晴華認(rèn)為,，燈塔工廠最大的意義，并不是讓機(jī)器取代人,，而是機(jī)器讓人變得更好,，人讓機(jī)器變得更好。

夏聞世說：“以前做裝配鉗工,，干的是重體力活,，人確實(shí)很累，效率也不高,，隨著機(jī)器設(shè)備不斷升級,，人也越來越輕松，現(xiàn)在做裝配,，主要是看機(jī)器,。”

董明楷告訴《中國經(jīng)濟(jì)周刊》記者,，2018年時,，焊工裹得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí),，帶著焊槍和噴槍,，在高溫、粉塵的環(huán)境里工作,，“他們是真的不容易”,。改造以后，“稍微有點(diǎn)操作經(jīng)驗的工人,，通過培訓(xùn),，適當(dāng)學(xué)一些編程,，就可以操作機(jī)械手，工作環(huán)境已經(jīng)非常好了”,。

“在工廠內(nèi),，基于5G+AR設(shè)備的‘人機(jī)協(xié)同’技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。物料分揀,、銷軸裝配等傳統(tǒng)勞累活,、危險活不再需要人力操作，全部由機(jī)器人高效完成,?！倍骺f。

不光是讓工人從繁重的體力勞動中解放出來,，代晴華指出：“現(xiàn)在,，智能制造在數(shù)字時代幫助我們的生產(chǎn)效能得到了極大的提升，解決了很多的勞動力問題,，而與此同時,，節(jié)省下來的勞動力，又可以把重點(diǎn)放在人工智能的維護(hù)和運(yùn)用以及人類經(jīng)驗的傳承上,?！?/span>

代晴華介紹，旋挖鉆機(jī)轉(zhuǎn)桿上面的一個對接焊口焊接難度非常高,，原來的400多名焊工中只有兩位工人能夠承擔(dān)這項任務(wù),，因此，他們成為全廠重點(diǎn)保護(hù)對象,，生產(chǎn)很忙的時候,，這兩位工人必須加班加點(diǎn)工作，否則轉(zhuǎn)桿就會供不應(yīng)求,，整個工廠的生產(chǎn)進(jìn)度就被拖住,。“他退休以后誰來干這個活呢,？老工人的技巧怎么傳承下去呢,？”代晴華說。

現(xiàn)在,，人工智能徹底突破這一瓶頸,。

董明楷介紹：“我們的做法是把所有工人的經(jīng)驗，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化和軟件化,，固化到機(jī)器人里,。”同時，通過強(qiáng)大的人機(jī)協(xié)同,，機(jī)器人AI還能學(xué)習(xí)熟練工人的技能和手法,，并作為教具“以老帶新”，最終實(shí)現(xiàn)技能傳授和工廠“老師傅”工匠精神的傳承,?！斑@個核心焊接工序的產(chǎn)能，取得了數(shù)十倍的增長,?！贝缛A接受《中國經(jīng)濟(jì)周刊》記者采訪時說。他表示,，走過這一步之后,，原來的工人轉(zhuǎn)型成為工程師，機(jī)器負(fù)責(zé)干活,，人負(fù)責(zé)創(chuàng)新,，而人的創(chuàng)新為機(jī)器的效率提供了持續(xù)不斷的進(jìn)步的可能?！八?，我們說燈塔工廠讓人和機(jī)器之間形成了一種協(xié)同關(guān)系，而不僅僅是一個體力的替代關(guān)系,?！彼f。

三一提出的目標(biāo)是,，從現(xiàn)在的30000名工人向30000名工程師轉(zhuǎn)變,，培養(yǎng)出歷史上最優(yōu)秀的產(chǎn)業(yè)工程師。

三一重工北京樁機(jī)“燈塔工廠”實(shí)景

穿越周期,，“‘中國制造’已經(jīng)開始領(lǐng)先了”

在三一集團(tuán)董事長梁穩(wěn)根看來,，北京樁機(jī)工廠成為世界燈塔工廠,是三一的新名片,是三一數(shù)字化轉(zhuǎn)型的里程碑,是三一成為智能制造先驅(qū)的關(guān)鍵一步。

自2018年啟動數(shù)字化轉(zhuǎn)型以來,，三一集團(tuán)燈塔工廠建設(shè)已經(jīng)投入達(dá)150億元,。代晴華介紹：“燈塔工廠的未來發(fā)展，我們已經(jīng)做了很詳細(xì)的規(guī)劃,，首先是把三一集團(tuán)全國乃至全球的40多家工廠,，一個一個升級到北京樁機(jī)燈塔工廠一樣的水平。同時,，還要啟動重點(diǎn)工廠,，比如說北京樁機(jī)工廠，進(jìn)一步升級到3.0的水平,，也就是從制造生產(chǎn)的智能化,，要全面走向以數(shù)字驅(qū)動的生產(chǎn)管理的智能化，以及物流配送的智能化,，這是已經(jīng)啟動的燈塔工廠3.0規(guī)劃,。”

身處工程機(jī)械這一周期性比較強(qiáng)的行業(yè),，梁穩(wěn)根還指出,，數(shù)字化是穿越周期的法寶。

董明楷對《中國經(jīng)濟(jì)周刊》說：“工程機(jī)械是典型的離散制造,，在行業(yè)周期里面,，繁榮期需要大量人員，低谷期往往需要控制人員數(shù)量,。這就導(dǎo)致制造成本高,，市場響應(yīng)速度慢。當(dāng)市場需求起來的時候,，生產(chǎn)能力跟不上,；當(dāng)生產(chǎn)能力上來，市場需求可能過去了,?！?/span>

初步完成智能制造改造以后，北京樁機(jī)工廠在市場波動前就頗為淡定,。董明楷表示,，樁工機(jī)械今年前幾個月都是淡季，工廠不需要裁員,；四季度生產(chǎn)旺季來了,，也不需要招人，只要開動機(jī)器,，產(chǎn)能就上來了,。

代晴華指出，完成智能制造改造以后,，三一就擺脫了周期的束縛,。2011年，三一集團(tuán)的員工7萬余名,，其中一半以上是工人,，銷售額最高是750億元。隨著智能制造程度的不斷深化,，2020年銷售額是上個周期峰值的一倍以上,，達(dá)到了1368億元，一線工人卻減少了一半多,?！叭绻磥?000人完成3000億元,，我們基本上不會受周期的影響了?！?/span>

梁穩(wěn)根認(rèn)為,，穿越工程機(jī)械行業(yè)周期的另一個法寶是國際化。

2021年上半年,，三一集團(tuán)國際銷售收入同比大幅增長80％,，其中，增幅超過100％的國家地區(qū)有50個,，包括法國,、俄羅斯、印度,、越南等,。

李梁健認(rèn)為，之所以能實(shí)現(xiàn)如此高速的增長,，智能制造提升三一產(chǎn)品的全球競爭力是重要因素,。“跟國際同行來比,，三一的制造與數(shù)字化水平已經(jīng)處于領(lǐng)先水平,，至少是同一位置?！崩盍航≌f,。

向文波表示：“我們希望通過三五年的努力在海外再造一個三一重工。過去我們重點(diǎn)放在發(fā)展中國家,，像非洲,、東南亞、南美的一些國家,；下一步,，我們將把重點(diǎn)放到發(fā)達(dá)國家，包括美國,、澳大利亞,、加拿大和一些歐洲國家?！?/span>

在談到三一數(shù)字化轉(zhuǎn)型的未來規(guī)劃時,，代晴華透露，三一集團(tuán)的智能制造模式已經(jīng)開啟了全球化的布局,，包括美國工廠都會采用三一樁機(jī)的燈塔工廠方式來建設(shè),。

代晴華還談到，不久前,，三一美國工廠建設(shè)方案來了一次中外PK,。一個方案是由日本企業(yè)的專家做出來的,，另一個是三一自己的燈塔工廠方案?！耙槐?，我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，‘中國制造’已經(jīng)開始領(lǐng)先了,。他們做的方案里面光是管理人員，就是我們設(shè)計方案里管理人員的3～5倍,?！?/span>

目前，中國已經(jīng)是全球燈塔工廠數(shù)量最多的國家,，三一重工北京樁機(jī)燈塔工廠是重工行業(yè)第一座燈塔工廠,。

基于這一成功模式，李梁健說：“不僅是在三一集團(tuán)鋪開智能制造燈塔工廠的建設(shè),，我們也在向行業(yè)輸出智能制造,，為供應(yīng)鏈端、客戶端提供智能制造的升級服務(wù),。幫助他們?nèi)ヌ嵘?，幫助他們降低成本，幫助他們改善質(zhì)量,。事實(shí)上,，降低他們的成本，提升他們的質(zhì)量,，也是幫助我們提升了競爭力,。”

然而,，相對于三一集團(tuán)150億元的投入規(guī)模,，眾多中小型制造企業(yè)能否承擔(dān)向智能制造升級的成本？

代晴華算了一筆賬,，三一集團(tuán)的150億元看起來投入很大,，但是分解到每個單元是能承受的。在北京,，一個工人的人工成本,，工資加上五險一金等福利，一年基本上要20萬元,，3年就是60萬元,，而且工資每年還上漲?！拔覀儥C(jī)器人是多少價格呢,？便宜的大概10多萬,，貴的60萬～70萬。一個機(jī)器人工作站造價便宜的五六十萬,，貴的100多萬,，算下來一般3年左右可以收回改造的費(fèi)用?！贝缛A說,。

在樹根互聯(lián)股份有限公司副總裁劉偉光看來，無論是三一集團(tuán),，還是處于1.0狀態(tài)的中小企業(yè),，都能夠享受到智能制造的賦能。

事實(shí)上,，北京樁機(jī)燈塔工廠也可以說是在1.0狀態(tài)起步,。代晴華坦言，2019年改革之前,，工廠大量的設(shè)備都是老舊設(shè)備,，是“聾、啞,、傻”,，“既沒有數(shù)據(jù)輸出不能說話，也聽不懂什么指令,，是‘聾’,，更不要說它有什么系統(tǒng)，就是‘傻’”,。

通過樹根互聯(lián)的“根云平臺”連接起這些“聾,、啞、傻”設(shè)備之后,，代晴華說：“連起來還是有巨大的作用,，把所有設(shè)備的利用率提升到了67%?！?/span>

代晴華預(yù)測,，3到5年內(nèi)，中國的中小企業(yè)將普遍能夠享受工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),，特別是5G技術(shù)帶來的無線工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造的成果,，真正實(shí)現(xiàn)由制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國。