三一重工：数字化转型“不翻身，就翻船”

在全球工程机械制造商中，三一重工是绝对的行业巨头，其混凝土机械产品稳居世界第一品牌，大吨位起重机械、港口机械等产品稳居中国第一，业务覆盖全球150多个国家和地区。为提高生产效率，三一重工很早就启动了数字化转型，但由于早期网络和信息化技术的限制，存在很多问题难以解决。

2019年，三一重工决定投资近百亿元对旗下数十座工厂进行数字化改造。截止2021年上半年，三一重工已有11座工厂建成达产，产能提升70%、制造周期缩短50%、自动化率提升至90%，成为了中国制造业实至名归的“灯塔工厂”。此外，三一重工还与中国移动和中兴通讯合作，发布了业界首个CUBE 3×3行业云网一体解决方案，为国内工业企业提供了一条经过实践验证的数字化升级之路。

勇为工业数字化先锋

作为全球领先的工程机械制造商，三一重工在产业升级转型上极具前瞻性。2007年三一重工开始使用焊接机器人，2008年启动数字化工厂建设并在2012年建成投产。在此期间，三一重工遇到了不少挑战，比如网络能力弱、改造困难，设备之间难以互联互通，制造数据难以及时采集并传输，数据孤岛制约了设备的预测性维护等等。

三一重工智能制造研究院院长董明楷表示，过去三一重工是典型的离散制造模式，主要特点是离线为主、流程为辅、装配为重点，在实际运行中存在四个问题。首先是设备种类多、互联难度大，很难实时获取设备运行数据，数据传输的稳定性和确定性也不容易控制；其次是设备状态不透明，开机、空转、作业等实际状态不能实时掌控；三是数据整合度低，设备之间无法交互数据，工艺流程连接、设备维护等相互隔离，无法进行整体优化管控；四是智能化程度不足，缺乏故障分析模型，没有设备的预测性维护工作。

5G商用后，人工智能、大数据、边缘计算等技术得以通过高速无线连接融为一体，为工业数字化、智能化升级提供了高效底座。为提升常熟三一产业园内华威履带等下属企业的生产效率，三一重工与中国电信、中兴通讯联合建设了基于5G基站引擎的数字化工厂项目。该项目依托5G网络高带宽、大连接、低时延、高可靠等特性，实现了工厂内部设备互联互通，实现了生产和感知设备快速组网、数据信息精准采集。

“5G+”带来高收益

在常熟工厂项目中，三一重工采用了中国电信的“比邻模式”搭建了5G专网，能够确保业务的高可用性和通信的安全性。在具体实现时，采用了中兴通讯业界独有的轻量化“NodeEngine”基站，能够确保专网数据不出园区，保障数据安全。

董明楷表示，基于5G专网，三一重工常熟工厂实现了5G+数据采集、视频监控、机器视觉、智慧仓储等功能。

5G+数据采集的优势在于以无线的方式实现了内部设备的数据采集、互联互通，提升数据采集效率同时还减少了布线和维护成本。系统建成后，生产流程中的海量数据得以实时传输到本地数据中心，经过分析、诊断后制定维护、管控策略，从而优化生产工艺、减少设备等待时间。

5G+视频监控使得企业可以智能识别、调度人员、物料、设备，提升管理和生产效率，并且能在出现意外时自动告警，保障人员和生产安全。5G+机器视觉则帮助工厂实现了智能下料、多机协同作业、危险生产环节无人化、自动装配、智能质量检测等功能，人工成本降低了64%，产品不良率也下降了14%。5G+智慧仓储提升了无人AGV小车的连接质量，能确保时延不超过10ms，实现了AGV运输作业、调度控制的高速稳定运行，将仓储管理效率增加了50%，整体成本降低了20%-30%。

据测算，数字化升级后设备的故障停机时间减少了50%，设备作业率从35%提升到75%。“在没有新购设备的情况下，我们实现了产能翻番。”董明楷说。

加速“灯塔工厂”推广复制

常熟工厂等项目的成功让三一重工真切地感受到了数字化转型的好处。董明楷告诉记者，转型后三一重工的设备作业率从2018年的35%提升到了2020年的75%，在没有新购设备的情况下实现了产能翻番，人均产值也提升了68%。正是在2020年，三一重工夺得了全球销量冠军。2021年上半年，三一重工共有11家“灯塔工厂”建成达产，实现产能提升70%，制造周期缩短50%，自动化率提升至90%。

“接下来三一重工将继续推动‘灯塔工厂’经验的推广复制，加速上海临港、江苏昆山等多地的工厂数字化升级，并尝试对产业链外协厂家进行赋能，共同成长。”董明楷说。

5G在国内商用后，大数据、AI、边缘计算等新技术依托高速无线网络融合为一体，为制造业的转型提供了优越的基础条件。2021年7月，工信部又牵头发布了《5G应用“扬帆”行动计划》，明确地提出要鼓励5G+工业互联网的发展，为工业行业的数字化升级提供了良好的政策条件。天时地利人和齐备，可以期待的是，中国工业制造业的数字化转型必将迎来高速发展时期。

制造业是立国之本、兴国之器、强国之基，因此中国从建国之初就将做大做强制造业树立为长期国策。三一重工的实践证明，数字化、智能化升级可以大幅度提升企业生产效率，由此积累的经验推广应用之后，将极大地促进中国制造业进步，为建设制造业强国奠定坚实基础。