数“智”转型 一台起重机的柔性制造之路

  制造起重机这样的“钢铁巨兽”也能举重若轻、刚中带柔？三一重起的秘诀是深度推动数智化转型，引领行业前进新方向。在高度数控化的条件下，不仅劳动生产效率提升了将近一倍，生产周期也大幅度缩短为按天计算，让三一重起在全球市场上走得更稳更有力。

  从“国内首台”到“世界首台”，三一重起的发展历史，见证了我国工程机械行业从市场、技术各方面实现逆袭、引领世界领先水平，成为一颗耀眼的东方启明星。

  走进位于湖南省宁乡市的三一重起焊接车间，六个用于焊接车架的巨大工作站一字排开，延展出上百米的纵深。早上十点，正是生产的高峰时段，但在这座焊接车间内，每个工作台却只有一两名工人。每个工作台上，两个大型的焊接机器人从数米高的桁架上悬挂下来，牵引着两根焊丝，在长近10米、宽超2米、重达数吨的巨大车架上高效忙碌着。

  焊花闪烁，机械手舞动，在经历了一系列高度自动化的生产流程之后，一台50吨载重的起重机在14天内，就能够实现从钢板到整机的华丽转型，售往全世界上百个国家与地区的建筑工地、港口码头中，其中向欧洲和北美市场的销售表现尤为突出，销量持续以按年翻倍的速度快速增长。

  “我们的这种桁架式双机协作技术，在全国乃至全球范围内都是率先使用，对于效率的提升是非常巨大的。”三一重起工艺院副院长薛玉田和记者说，“过往这个环节需要四个工人进行一整天的焊接工作，如今两台在4个小时内就可以高质量的完工。”

  因为极大、极重的工件体型和上千种零部件的组成，自动化率超七成的焊接车间还不是三一重起产业园内自动化率最高的车间。在三一重起的支腿车间，自动化率超过了九成，涂装车间的自动化率更是高达100%。

  各个制造环节也受益于自动化技术的引入，产品一致性和工人安全保障也有大幅度的提升。

  在焊接车间，以前工人们一定要通过工装登高焊接，作业不便，占用场地大。如今，焊枪握在机器人手中，激光眼顶替了肉眼去确定焊接的位置。在高科技的加持下，车架各个位置的焊接精度能够达到0.01毫米——不足头发丝的1/10。而涂装车间的100%自动化，既规避了工人吸入有毒有害的喷涂粉尘，也将喷涂材料的利用率提升到了接近100%。

  从“人辅助机器”变成“机器辅助人”，慢慢的变多对智能设备的引入，让三一重起的人力资源结构也一并发生了巨大的变化。机器编程、设备运维，成为三一重起产业工人普遍具备的技能，记者在园区走访的过程中，已经非常困难再现场区分谁是工人，谁是工程师。来自于985和211高校的高材生与老师傅同场，工程师与技术工人混搭，三一重起的新工人队伍正在进一步加速推进着生产的基本工艺智能化的进程。

  如果说突破了全自动下料、焊接、组队的自动化硬件，是数智化变革的“血肉”，那么以基于制造运营管理平台为核心的智能工厂大脑，就是三一重起数智化变革的“灵魂”，帮助公司实现从“刚”到“柔”的转变，生产潜能得到极大发挥。

  在远古时代就已经有结构雏形的起重机，虽然以单纯的起升重物为核心功能，但在丰富的应用场景中衍生出了多样化的产品品种类型和形态，对智能引导下的柔性化生产能力的需求非常强烈。

  在三一起重机的产品体系中，既有卡车大小起重量仅12吨的汽车起重机，也有最大起重量4500吨的“世界第一吊”，两者的体型对比似蚂蚁与大象。这款价值上亿元的“世界第一吊”，占地近4200平方米，约等于10个篮球场大小，主机四履带八驱动，双臂打开长216米，一次吊起的重量相当于3000多辆小轿车，是扎扎实实的巨无霸。

  “起重机是一个典型的多品种、小批量的产品，市场又在不断的变化，需求复杂多样。因此唯有利用人机一体化智能系统的手段，提高我们敏捷交付的能力，提升产品质量，降低我们产品成本，才能够很好的满足市场需求。”三一重起事业部总经理谢涛告诉记者。

  在三一重起一次典型的生产环节中，生产计划会传输到以MOM为首的中枢智能大脑，再传送到终端机器人程序中，等待搬运机器人将工件运送到位之后，终端机器人通过机器视觉系统确定工件，并自动根据工件的尺寸，在数十款制造方案中调试出相应的焊接程序。

  过往，来自世界各地的客户根据施工场景定制的非标型号，一年下来也生产不了几台。这类非标品，往往是现代工业流水线生产的“大敌”，但在智能化改造之后的三一重起工厂，对其依然可以“从容”接单。事实上，在数智化技术的支持下，三一重起并不满足于“能接单”，而是更可以“能做好”“能节能”。

  在高度数控化的背景下，关键技术、生产流程全都在线可控。在品质层面，即便是一颗螺丝的拧紧程度，也实现了登记在册，确保完全可追溯。在节能减排方面，通过实时监测和管理各个生产环节的能耗情况，确保了生产的全部过程中的精准控制和优化，在减少水、电和生产原材料浪费的同时，降低了生产的全部过程中的碳排放。

  值得一提的是，这一整套智能工厂大脑全部由三一重起自主研发，也就成为了公司的秘密宝典。薛玉田表示：“作为行业内推动人机一体化智能系统的标杆，我们每天都吸引着大量的同行来参观学习，但是软件的系统是学不会的，这种东西没有标准化的体系只能自研。如果不知道控制逻辑是如何提炼出来的，那么是永远也学不会的。”

  三一重起的数字化转型，是在三一整体长期将“数智化”作为第一大战略的努力下实现的。在回顾公司推动数智化转型的历程中，谢涛也不由感慨，“数字化转型就是一把手工程，一把手必须要亲自下场，统一思想，全力推动才可以在一定程度上完成数字化的深度变革。”在三一内部一直有一句话在员工间口口相传，“三一的数字化转型，要么翻身，要么翻船。”这句话正是三一集团董事长梁稳根，在公司2018年全面推动数字化转型时提出的，不能够实现数字化升级肯定就“翻船”，转变发展方式与经济转型成功就会“翻身”变得更强大。从那以后，三一重工每年都将5％以上的出售的收益投入于研发技术，数智化正是研发投向的大头。

  在过去的三年，三一重起迎来了海外业务发展的黄金时期，海外销售额实现了逐年的倍增。谢涛介绍，在基本的产品中，其履带起重机市场地位持续保持了全球第一，汽车吊、全地面吊、越野吊等产品的市占率也大幅度上升，出口量中国第一。

  在今年前四个月，三一重起海外销售占比已和国内持平，某些月份甚至超出国内销售量，且呈现出持续上涨的趋势，生产订单已排至年底。其中，销往传统强国欧洲和北美尤为突出，同比增长高达一倍。为满足日渐增长的生产需求，三一重起也启动了又一批技改与智能化设备，提升生产效率与产品质量。

  其实，由于工业化起步较晚，我国的行业的发展长期落后于欧美国家。在起重机领域，我国的首台汽车起重机直至上世纪50年代，才通过仿制前苏联产品而诞生。不过，因为市场驱动力不足，导致国产大吨位起重设备严重滞后，我国彼时履带式起重机的起重能力仅仅达到了50吨，是德国同种类型的产品的1/16。

  是内需的动力，牵引着包括三一重起在内的企业慢慢地增加研发，突破制造极限，跻身世界机械制造强企的行列。近年来我国在石化、电力、钢铁、建筑、交通、基础设施等领域的建设高潮，带动了超大型起重机不断升级换代。

  国内首台千吨级全路面起重机、国内首台400吨履带起重机，世界首台4500吨级履带起重机先后在三一面世。而从“国内首台”到“世界首台”，三一重起的发展历史，见证了我国工程机械行业在市场、技术各方面从追赶到引领的历史进程。

  三一重起在海外的高速拓张，是中国工程机械行业向海外扩张的缩影。中国工程机械工业协会多个方面数据显示，2023年，中国工程机械累计出口额3414亿元，同比增长15.8%。而有突出贡献的公司的出海表现远远好于行业平均，包括在内的一批企业，实现了海外市场的营收规模高于国内市场的历史性突破。

  以上市公司为例，该公司2023年来自海外市场营业收入达到432.58亿元，在总营收的占比已经接近六成，而在2020年这一比例尚仅为11%。同时，三一重工国际业务毛利率，也较上年同期上升4.42个百分点，达30.78%。销售规模与盈利能力的双提升，佐证了相关企业在海外市场高水平发展的现状。

  谢涛分析称，下一阶段国内市场起重设备的需求将继续呈现两极化，风电、桥梁的大型化将继续带动超大型起重机设备的需求；而受益于乡村全面振兴和旧城改造政策，紧凑型、灵活型的起重设备需求也将逐渐兴起。目前针对国内市场，三一重起一方面持续迭代大型起重机的研发技术，同时加快开发小轴距、小转弯半径产品，以适应新的市场环境。

  海外市场，仍将是三一重起开拓的重点领域。谢涛认为，在近五年内公司在海外市场还会保持高速的增长。“我们将持续加大走出去的步伐，在本土经营服务先行的理念下，从过去的产品出口变成整合全球的资源，全力开拓全球化的业务。在重点的海外市场，公司投资兴建起重机的生产线，将国内智能制造技术推广到海外制造。”谈及未来，谢涛踌躇满志。