三一集團：發展智能物流賦能離散制造業智慧轉型

文/本刊記者 喜崇彬

作為中國離散制造業代表企業的三一集團，在全球邁入工業4.0之時，積極探索傳統制造業與新一代信息技術的深度融合，由此帶來公司生產模式的智慧化升級發展。在這個過程中，三一機器人作為三一集團智慧轉型發展的急先鋒，迅速發展壯大，并形成三大業務體系和能力，在滿足三一集團智能制造發展的基礎上，更是要將業務向集團外拓展，為整個中國離散制造業智慧轉型賦能。

三一機器人公司的機器人系統集成聚焦八大工藝產線，集倉儲物流、下料、成型、焊接、熱處理、機加、噴涂、裝配八大工藝應用于一體，專注智能工廠與智能產線規劃，讓生產更高效，讓制造更聰明。

三一集團智能制造布局及成效

三一集團創建于1989年，如今已成為全球知名的以工程機械制造為主體的裝備制造企業。目前，三一混凝土機械穩居世界第一品牌，大噸位起重機械、履帶起重機械、樁工機械、掘進機械、港口機械穩居中國第一。在工程機械制造細分的挖掘機制造領域，在2020年三一重工單年銷售達98705臺，首奪全球銷量冠軍，占據全球挖掘機市場15%的份額。三一集團取得如此優異的成績，積極探索數字化和智能化的發展是其成功的重要因素之一。

三一的數字化、智能化發展之路，最早可以追溯到2007年。當年，三一就開始在生產中嘗試使用焊接機器人，并于2008年后大規模推廣使用。事實證明，在使用機器人后，三一生產的挖掘機的使用壽命翻了約兩番，售后問題下降了四分之三。一個機器人的效率相當于四、五個焊工，而且質量更加穩定。

2008年，三一集團發布《三一集團制造技術方案大綱》，開始數字化工廠建設。同年，三一18號工廠籌建，2012年全面投產，當年即實現了產品研制周期縮短20%、生產效率提高20%、產能提升23%、不良品率降低15%、整體運營成本降低24%，被業界稱為“最聰明的廠房”。三一也由此成為工程機械行業首家國家級智能制造示范企業。2018年，三一集團對外發布了“數字化”轉型戰略。目標是用數字化驅動公司全面轉型，對企業的商業模式、管理、組織、流程等各個方面進行重構。在三一高層的設想里，2025年完成數字化轉型之后，集團目前的人員結構也將發生巨大轉變，由現在的20000名工人、8000名工程師變為3000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行當中。三一機器人科技有限公司（以下簡稱“三一機器人”）總經理郭承志向記者披露：三一集團預算投資170億元，要建設46座智能制造燈塔工廠。目前，三一已完成投資近100億元，已建成投產的有22座，在建的有16座，有8座還在規劃當中。

三一集團廠房外景

在被譽為“中國最聰明的工廠”的三一重工樁機燈塔工廠中，處處可見三一機器人科技有限公司各種類型的AGV（自動導引運輸車）。通過5G與工業互聯網的深度融合，AGV成為工廠下料成型、焊接、機加、涂裝、裝配等各工藝環節的智慧物流擔當。尤其是行業首創的重載AGV“雙車夢幻聯動”，讓曾經不敢想象的27米超長超重物料的同步搬運和自動上下料成為現實，在超大尺寸和超重工件運輸工況下，實現安全穩定轉運、不同工裝間的精準接駁。

在三一的上海臨港工業產業園廠區，兩條獨立的生產線分布在花園左右。看不到幾個工人，大噸位的零部件從地下通道自動輸送過來，較輕的零部件則從空中吊運過來。大屏幕上可以隨時調取某地某臺機器的作業狀態，甚至廠區地上的一灘積水都會被敏銳地實時監控到。整個廠區安靜、有序、無異味，全然迥異于傳統印象中的機械制造工廠。

在三一長沙18號燈塔工廠，10萬平方米的廠房聚集齊了八大工藝，實現了一塊鋼板進入，一臺整車開出，大大降低場內物流成本。工廠內，100多臺機器人，70多臺AGV小車，全部通過系統實現連接，可以實現機群與各道工序之間的統一調度與聯動。燈塔工廠建設中，解決了一千多個難題，成功實現了20多項原創技術，整體產能翻倍。在機器替代人工方面，引進百余臺機器人，50余臺AGV，建立近20余條自動化產線，形成6大高度自動化作業島，實現500余名工人由機器操作者向機器看護者和研究者的轉型。這樣不但實現了產能翻番，還保障了質量穩定，更極大降低了工人的作業強度，使他們能夠更加輕松愉快地工作。

據三一集團披露：2011年，三一實現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，關鍵性設備也從當時的11000臺降到8000臺。以泵車為例，燈塔工廠達產后，產能從400臺增加到822臺。最經典的案例是加工一個轉塔的時間，從之前的11.5小時縮短到3.5小時。在2019年，三一通過數字化轉型，在毛利率、凈利率和人均產值這三項關鍵指標上，已經全面超越工程機械巨頭卡特彼勒和小松。一名三一員工創造的產值，就高達410萬元。

三一機器人成探索數智化發展急先鋒

三一集團要向數字化轉型升級發展，就需要改變和升級自己的生產制造體系，需要建設大量的智能工廠甚至無人工廠。郭承志向記者介紹，三一集團最初也嘗試通過尋找外部智能制造解決方案供應商來實現公司本身的數智化發展，但是效果不是很理想，主要有以下兩點原因：

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

第二，沒有哪家企業能夠為三一集團提供完整一體化的解決方案。三一集團發展智能制造的目標是形成從訂單到產品的全流程的智能化。但是，之前的供應商提供的都是某一個環節的智能化，相當于一個又一個的“孤島”。因此，三一如果采購外部方案形成一體化的智能制造體系，就需要很多家供應服務商，他們之間的協調和接口對接非常復雜，使用和維護都非常不經濟。

“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，了解自己的產品，因此能夠更好地規劃和設計整個燈塔工廠的流程。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，在三一集團智能化、數字化轉型的關鍵時期，三一機器人科技有限公司自誕生之日起便肩負著公司“智能制造急先鋒”的重要使命。而三一集團在智能制造領域的大量投資與布局，使得三一機器人的智能產品、智能產線在集團內部得到充分的技術沉淀和場景應用技術積累。

三一機器人的業務布局和技術發展

目前，三一機器人公司有三大業務板塊— —智慧倉儲物流（立體庫、AGV）、智能產線（機器人系統集成）、智能叉車（鋰電叉車）。2022年1月7日，三一機器人在湖南長沙召開了“三一機器人科技有限公司2022年合作伙伴大會”。在本次會議上，三一機器人發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。

會上，據郭承志介紹，三一機器人公司的機器人系統集成聚焦八大工藝產線，集倉儲物流、下料、成型、焊接、熱處理、機加、噴涂、裝配八大工藝應用于一體，專注智能工廠與智能產線規劃，讓生產更高效，讓制造更聰明。此外，三一機器人還依托三一集團多年來的技術沉淀， 自主研發了工業級虛擬仿真、遠程監控、歸一化設計三大數字化平臺。其中，工業級虛擬仿真平臺主要對自動化單元、產線、工廠進行虛擬仿真，現場安裝調試時間縮短50%；遠程監控平臺實現智能維保、快速預警與遠程診斷，提升穩定運行時長；而通過打造非標部件參數化、非標產線模塊化、非標行業標準化的歸一化設計平臺，可縮短設計周期，提高設計質量、實現快速交付。

三一機器人在本次大會上發布的超高精準度的AGV系列新產品，采用三一自主研發、行業領先的智能調度管理系統，可實現多路徑規劃、自學習任務優化，數字化遠程運維平臺實時遠程監控設備狀態，智能化運維更主動、更精準。由于三一AGV具備“高效率、大負荷、定位準、輕量化、智能化”五大特點，可滿足離散制造業各工位間的自動化、智能化轉運，實現智能、安全、高效的生產管理模式，從而降低人工勞動成本，提升轉運效率，保障工藝精度，加快生產速率。

未來目標，向外賦能

對于三一機器人未來的發展，郭承志表示：雖然三一機器人現在的業務還是以三一集團內部項目為主，但是已經開始積極拓展對外業務。對外業務主要發力領域，包括鐵路、新能源、鋼結構等的離散制造業。三一機器人在這個領域已經有了很深的技術和豐富經驗的積累，如三一機器人AGV一般采用多種導航方式，更適應工業領域，尤其是離散制造業的應用。離散制造業的工作場景相比普通物流作業更加復雜，物料更加多樣化，作業環境布局也比較復雜，需要更先進的導航方式。三一的機器人由于采用了先進的組合導航方式，在行走時可以依靠激光導航，在識別物料時可以利用視覺識別系統，由此滿足了離散制造作業的需求。

隨著人口紅利消失，勞動力會持續緊張，尤其做基層體力勞動的勞力供給更是銳減，離散制造業亟需無人化的物流和無人化的產線技術。三一機器人決心致力于依托5G、工業互聯網、AI等先進技術，賦能離散制造業智能化、電動化、無人化的轉型升級，為行業及社會進行智能制造賦能，推動中國制造業數字化轉型發展。