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制造供應(yīng)鏈數(shù)智化建設(shè)與發(fā)展

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三一集團(tuán)：發(fā)展智能物流賦能離散制造業(yè)智慧轉(zhuǎn)型

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由點(diǎn)至面的制造業(yè)數(shù)智化升級(jí)路徑

作為中國離散制造業(yè)代表企業(yè)的三一集團(tuán)，在全球邁入工業(yè)4.0之時(shí)，積極探索傳統(tǒng)制造業(yè)與新一代信息技術(shù)的深度融合，由此帶來公司生產(chǎn)模式的智慧化升級(jí)發(fā)展。在這個(gè)過程中，三一機(jī)器人作為三一集團(tuán)智慧轉(zhuǎn)型發(fā)展的急先鋒，迅速發(fā)展壯大，并形成三大業(yè)務(wù)體系和能力，在滿足三一集團(tuán)智能制造發(fā)展的基礎(chǔ)上，更是要將業(yè)務(wù)向集團(tuán)外拓展，為整個(gè)中國離散制造業(yè)智慧轉(zhuǎn)型賦能。

三一集團(tuán)智能制造布局及成效

三一集團(tuán)創(chuàng)建于1989年，如今已成為全球知名的以工程機(jī)械制造為主體的裝備制造企業(yè)。目前，三一混凝土機(jī)械穩(wěn)居世界第一品牌，大噸位起重機(jī)械、履帶起重機(jī)械、樁工機(jī)械、掘進(jìn)機(jī)械、港口機(jī)械穩(wěn)居中國第一。在工程機(jī)械制造細(xì)分的挖掘機(jī)制造領(lǐng)域，在2020年三一重工單年銷售達(dá)98705臺(tái)，首奪全球銷量冠軍，占據(jù)全球挖掘機(jī)市場(chǎng)15%的份額。三一集團(tuán)取得如此優(yōu)異的成績，積極探索數(shù)字化和智能化的發(fā)展是其成功的重要因素之一。

三一集團(tuán)廠房外景

三一的數(shù)字化、智能化發(fā)展之路，最早可以追溯到2007年。當(dāng)年，三一就開始在生產(chǎn)中嘗試使用焊接機(jī)器人，并于2008年后大規(guī)模推廣使用。事實(shí)證明，在使用機(jī)器人后，三一生產(chǎn)的挖掘機(jī)的使用壽命翻了約兩番，售后問題下降了四分之三。一個(gè)機(jī)器人的效率相當(dāng)于四、五個(gè)焊工，而且質(zhì)量更加穩(wěn)定。

2008年，三一集團(tuán)發(fā)布《三一集團(tuán)制造技術(shù)方案大綱》，開始數(shù)字化工廠建設(shè)。同年，三一18號(hào)工廠籌建，2012年全面投產(chǎn)，當(dāng)年即實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品研制周期縮短20%、生產(chǎn)效率提高20%、產(chǎn)能提升23%、不良品率降低15%、整體運(yùn)營成本降低24%，被業(yè)界稱為“最聰明的廠房”。三一也由此成為工程機(jī)械行業(yè)首家國家級(jí)智能制造示范企業(yè)。2018年，三一集團(tuán)對(duì)外發(fā)布了“數(shù)字化”轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。目標(biāo)是用數(shù)字化驅(qū)動(dòng)公司全面轉(zhuǎn)型，對(duì)企業(yè)的商業(yè)模式、管理、組織、流程等各個(gè)方面進(jìn)行重構(gòu)。在三一高層的設(shè)想里，2025年完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型之后，集團(tuán)目前的人員結(jié)構(gòu)也將發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，由現(xiàn)在的20000名工人、8000名工程師變?yōu)?000名工人、30000名工程師，銷售額則要超過3000億元。目前這一變革仍在進(jìn)行當(dāng)中。三一機(jī)器人科技有限公司（以下簡稱“三一機(jī)器人”）總經(jīng)理郭承志向記者披露：三一集團(tuán)預(yù)算投資170億元，要建設(shè)46座智能制造燈塔工廠。目前，三一已完成投資近100億元，已建成投產(chǎn)的有22座，在建的有16座，有8座還在規(guī)劃當(dāng)中。

三一機(jī)器人科技有限公司總經(jīng)理郭承志

在被譽(yù)為“中國最聰明的工廠”的三一重工樁機(jī)燈塔工廠中，處處可見三一機(jī)器人科技有限公司各種類型的AGV（自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車）。通過5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，AGV成為工廠下料成型、焊接、機(jī)加、涂裝、裝配等各工藝環(huán)節(jié)的智慧物流擔(dān)當(dāng)。尤其是行業(yè)首創(chuàng)的重載AGV“雙車夢(mèng)幻聯(lián)動(dòng)”，讓曾經(jīng)不敢想象的27米超長超重物料的同步搬運(yùn)和自動(dòng)上下料成為現(xiàn)實(shí)，在超大尺寸和超重工件運(yùn)輸工況下，實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定轉(zhuǎn)運(yùn)、不同工裝間的精準(zhǔn)接駁。

在三一的上海臨港工業(yè)產(chǎn)業(yè)園廠區(qū)，兩條獨(dú)立的生產(chǎn)線分布在花園左右?？床坏綆讉€(gè)工人，大噸位的零部件從地下通道自動(dòng)輸送過來，較輕的零部件則從空中吊運(yùn)過來。大屏幕上可以隨時(shí)調(diào)取某地某臺(tái)機(jī)器的作業(yè)狀態(tài)，甚至廠區(qū)地上的一灘積水都會(huì)被敏銳地實(shí)時(shí)監(jiān)控到。整個(gè)廠區(qū)安靜、有序、無異味，全然迥異于傳統(tǒng)印象中的機(jī)械制造工廠。

三一集團(tuán)上海臨港產(chǎn)業(yè)園

在三一長沙18號(hào)燈塔工廠，10萬平方米的廠房聚集齊了八大工藝，實(shí)現(xiàn)了一塊鋼板進(jìn)入，一臺(tái)整車開出，大大降低場(chǎng)內(nèi)物流成本。工廠內(nèi)，100多臺(tái)機(jī)器人，70多臺(tái)AGV小車，全部通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)群與各道工序之間的統(tǒng)一調(diào)度與聯(lián)動(dòng)。燈塔工廠建設(shè)中，解決了一千多個(gè)難題，成功實(shí)現(xiàn)了20多項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù)，整體產(chǎn)能翻倍。在機(jī)器替代人工方面，引進(jìn)百余臺(tái)機(jī)器人，50余臺(tái)AGV，建立近20余條自動(dòng)化產(chǎn)線，形成6大高度自動(dòng)化作業(yè)島，實(shí)現(xiàn)500余名工人由機(jī)器操作者向機(jī)器看護(hù)者和研究者的轉(zhuǎn)型。這樣不但實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能翻番，還保障了質(zhì)量穩(wěn)定，更極大降低了工人的作業(yè)強(qiáng)度，使他們能夠更加輕松愉快地工作。

據(jù)三一集團(tuán)披露：2011年，三一實(shí)現(xiàn)750億元的銷售高峰，公司共有7萬人；2020年，銷售額是1368億元，人員卻減到了一半。同時(shí)，關(guān)鍵性設(shè)備也從當(dāng)時(shí)的11000臺(tái)降到8000臺(tái)。以泵車為例，燈塔工廠達(dá)產(chǎn)后，產(chǎn)能從400臺(tái)增加到822臺(tái)。最經(jīng)典的案例是加工一個(gè)轉(zhuǎn)塔的時(shí)間，從之前的11.5小時(shí)縮短到3.5小時(shí)。在2019年，三一通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在毛利率、凈利率和人均產(chǎn)值這三項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上，已經(jīng)全面超越工程機(jī)械巨頭卡特彼勒和小松。一名三一員工創(chuàng)造的產(chǎn)值，就高達(dá)410萬元。

三一機(jī)器人成探索數(shù)智化發(fā)展急先鋒

三一集團(tuán)要向數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展，就需要改變和升級(jí)自己的生產(chǎn)制造體系，需要建設(shè)大量的智能工廠甚至無人工廠。郭承志向記者介紹，三一集團(tuán)最初也嘗試通過尋找外部智能制造解決方案供應(yīng)商來實(shí)現(xiàn)公司本身的數(shù)智化發(fā)展，但是效果不是很理想，主要有以下兩點(diǎn)原因：

第一，工程制造業(yè)是典型的離散制造業(yè)，生產(chǎn)是多品種、小批量，與家電和汽車等制造行業(yè)相比，其制造工藝流程的自動(dòng)化成熟度不是很高，在行業(yè)里也沒有標(biāo)桿可以參照，因此很少有供應(yīng)商能夠完全理解三一集團(tuán)制造的流程工藝，提出令三一滿意的解決方案。例如，如今市場(chǎng)上AGV廠家雖然很多，但是真正能夠滿足重型和非標(biāo)定制工業(yè)領(lǐng)域的卻不多，能夠提供整體解決方案的也不是特別多。

第二，沒有哪家企業(yè)能夠?yàn)槿患瘓F(tuán)提供完整一體化的解決方案。三一集團(tuán)發(fā)展智能制造的目標(biāo)是形成從訂單到產(chǎn)品的全流程的智能化。但是，之前的供應(yīng)商提供的都是某一個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，相當(dāng)于一個(gè)又一個(gè)的“孤島”。因此，三一如果采購?fù)獠糠桨感纬梢惑w化的智能制造體系，就需要很多家供應(yīng)服務(wù)商，他們之間的協(xié)調(diào)和接口對(duì)接非常復(fù)雜，使用和維護(hù)都非常不經(jīng)濟(jì)。

三一集團(tuán)生產(chǎn)的挖掘機(jī)

“因此，我們董事長要求我們要打造自己的智能工廠。我們更加了解自己的工藝，了解自己的產(chǎn)品，因此能夠更好地規(guī)劃和設(shè)計(jì)整個(gè)燈塔工廠的流程。我們自己去做，能夠更好地去溝通，去滿足自己工廠的需求。”由此可以看出，在三一集團(tuán)智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，三一機(jī)器人科技有限公司自誕生之日起便肩負(fù)著公司“智能制造急先鋒”的重要使命。而三一集團(tuán)在智能制造領(lǐng)域的大量投資與布局，使得三一機(jī)器人的智能產(chǎn)品、智能產(chǎn)線在集團(tuán)內(nèi)部得到充分的技術(shù)沉淀和場(chǎng)景應(yīng)用技術(shù)積累。

三一機(jī)器人的業(yè)務(wù)布局和技術(shù)發(fā)展

目前，三一機(jī)器人公司有三大業(yè)務(wù)板塊——智慧倉儲(chǔ)物流（立體庫、AGV）、智能產(chǎn)線（機(jī)器人系統(tǒng)集成）、智能叉車（鋰電叉車）。2022年1月7日，三一機(jī)器人在湖南長沙召開了“三一機(jī)器人科技有限公司2022年合作伙伴大會(huì)”。在本次會(huì)議上，三一機(jī)器人發(fā)布最新的賦能離散智能制造一體化解決方案、2噸堆垛式叉車AGV新品及3噸高壓鋰電平衡重載叉車新品。

會(huì)上，據(jù)郭承志介紹，三一機(jī)器人公司的機(jī)器人系統(tǒng)集成聚焦八大工藝產(chǎn)線，集倉儲(chǔ)物流、下料、成型、焊接、熱處理、機(jī)加、噴涂、裝配八大工藝應(yīng)用于一體，專注智能工廠與智能產(chǎn)線規(guī)劃，讓生產(chǎn)更高效，讓制造更聰明。此外，三一機(jī)器人還依托三一集團(tuán)多年來的技術(shù)沉淀， 自主研發(fā)了工業(yè)級(jí)虛擬仿真、遠(yuǎn)程監(jiān)控、歸一化設(shè)計(jì)三大數(shù)字化平臺(tái)。其中，工業(yè)級(jí)虛擬仿真平臺(tái)主要對(duì)自動(dòng)化單元、產(chǎn)線、工廠進(jìn)行虛擬仿真，現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試時(shí)間縮短50%；遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能維保、快速預(yù)警與遠(yuǎn)程診斷，提升穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)長；而通過打造非標(biāo)部件參數(shù)化、非標(biāo)產(chǎn)線模塊化、非標(biāo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的歸一化設(shè)計(jì)平臺(tái)，可縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)快速交付。

三一智能制造運(yùn)用大量機(jī)器人

三一機(jī)器人在本次大會(huì)上發(fā)布的超高精準(zhǔn)度的AGV系列新產(chǎn)品，采用三一自主研發(fā)、行業(yè)領(lǐng)先的智能調(diào)度管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)多路徑規(guī)劃、自學(xué)習(xí)任務(wù)優(yōu)化，數(shù)字化遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，智能化運(yùn)維更主動(dòng)、更精準(zhǔn)。由于三一AGV具備“高效率、大負(fù)荷、定位準(zhǔn)、輕量化、智能化”五大特點(diǎn)，可滿足離散制造業(yè)各工位間的自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)運(yùn)，實(shí)現(xiàn)智能、安全、高效的生產(chǎn)管理模式，從而降低人工勞動(dòng)成本，提升轉(zhuǎn)運(yùn)效率，保障工藝精度，加快生產(chǎn)速率。

未來目標(biāo)，向外賦能

對(duì)于三一機(jī)器人未來的發(fā)展，郭承志表示：雖然三一機(jī)器人現(xiàn)在的業(yè)務(wù)還是以三一集團(tuán)內(nèi)部項(xiàng)目為主，但是已經(jīng)開始積極拓展對(duì)外業(yè)務(wù)。對(duì)外業(yè)務(wù)主要發(fā)力領(lǐng)域，包括鐵路、新能源、鋼結(jié)構(gòu)等的離散制造業(yè)。三一機(jī)器人在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)有了很深的技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn)的積累，如三一機(jī)器人AGV一般采用多種導(dǎo)航方式，更適應(yīng)工業(yè)領(lǐng)域，尤其是離散制造業(yè)的應(yīng)用。離散制造業(yè)的工作場(chǎng)景相比普通物流作業(yè)更加復(fù)雜，物料更加多樣化，作業(yè)環(huán)境布局也比較復(fù)雜，需要更先進(jìn)的導(dǎo)航方式。三一的機(jī)器人由于采用了先進(jìn)的組合導(dǎo)航方式，在行走時(shí)可以依靠激光導(dǎo)航，在識(shí)別物料時(shí)可以利用視覺識(shí)別系統(tǒng)，由此滿足了離散制造作業(yè)的需求。

隨著人口紅利消失，勞動(dòng)力會(huì)持續(xù)緊張，尤其做基層體力勞動(dòng)的勞力供給更是銳減，離散制造業(yè)亟需無人化的物流和無人化的產(chǎn)線技術(shù)。三一機(jī)器人決心致力于依托5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、AI等先進(jìn)技術(shù)，賦能離散制造業(yè)智能化、電動(dòng)化、無人化的轉(zhuǎn)型升級(jí)，為行業(yè)及社會(huì)進(jìn)行智能制造賦能，推動(dòng)中國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 三一集團(tuán) 工程機(jī)械 解決方案