在全球工程機(jī)械制造商中，三一重工是絕對(duì)的行業(yè)巨頭，其混凝土機(jī)械產(chǎn)品穩(wěn)居世界第一品牌，大噸位起重機(jī)械、港口機(jī)械等產(chǎn)品穩(wěn)居中國(guó)第一，業(yè)務(wù)覆蓋全球150多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。為提高生產(chǎn)效率，三一重工很早就啟動(dòng)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，但由于早期網(wǎng)絡(luò)和信息化技術(shù)的限制，存在很多問(wèn)題難以解決。

2019年，三一重工決定投資近百億元對(duì)旗下數(shù)十座工廠進(jìn)行數(shù)字化改造。截止2021年上半年，三一重工已有11座工廠建成達(dá)產(chǎn)，產(chǎn)能提升70%、制造周期縮短50%、自動(dòng)化率提升至90%，成為了中國(guó)制造業(yè)實(shí)至名歸的“燈塔工廠”。此外，三一重工還與中國(guó)移動(dòng)和中興通訊合作，發(fā)布了業(yè)界首個(gè)CUBE 3×3行業(yè)云網(wǎng)一體解決方案，為國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)提供了一條經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的數(shù)字化升級(jí)之路。

勇為工業(yè)數(shù)字化先鋒

作為全球領(lǐng)先的工程機(jī)械制造商，三一重工在產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型上極具前瞻性。2007年三一重工開(kāi)始使用焊接機(jī)器人，2008年啟動(dòng)數(shù)字化工廠建設(shè)并在2012年建成投產(chǎn)。在此期間，三一重工遇到了不少挑戰(zhàn)，比如網(wǎng)絡(luò)能力弱、改造困難，設(shè)備之間難以互聯(lián)互通，制造數(shù)據(jù)難以及時(shí)采集并傳輸，數(shù)據(jù)孤島制約了設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)等等。

三一重工智能制造研究院院長(zhǎng)董明楷表示，過(guò)去三一重工是典型的離散制造模式，主要特點(diǎn)是離線(xiàn)為主、流程為輔、裝配為重點(diǎn)，在實(shí)際運(yùn)行中存在四個(gè)問(wèn)題。首先是設(shè)備種類(lèi)多、互聯(lián)難度大，很難實(shí)時(shí)獲取設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和確定性也不容易控制；其次是設(shè)備狀態(tài)不透明，開(kāi)機(jī)、空轉(zhuǎn)、作業(yè)等實(shí)際狀態(tài)不能實(shí)時(shí)掌控；三是數(shù)據(jù)整合度低，設(shè)備之間無(wú)法交互數(shù)據(jù)，工藝流程連接、設(shè)備維護(hù)等相互隔離，無(wú)法進(jìn)行整體優(yōu)化管控；四是智能化程度不足，缺乏故障分析模型，沒(méi)有設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)工作。

5G商用后，人工智能、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算等技術(shù)得以通過(guò)高速無(wú)線(xiàn)連接融為一體，為工業(yè)數(shù)字化、智能化升級(jí)提供了高效底座。為提升常熟三一產(chǎn)業(yè)園內(nèi)華威履帶等下屬企業(yè)的生產(chǎn)效率，三一重工與中國(guó)電信、中興通訊聯(lián)合建設(shè)了基于5G基站引擎的數(shù)字化工廠項(xiàng)目。該項(xiàng)目依托5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬、大連接、低時(shí)延、高可靠等特性，實(shí)現(xiàn)了工廠內(nèi)部設(shè)備互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)和感知設(shè)備快速組網(wǎng)、數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)采集。

“5G+”帶來(lái)高收益

在常熟工廠項(xiàng)目中，三一重工采用了中國(guó)電信的“比鄰模式”搭建了5G專(zhuān)網(wǎng)，能夠確保業(yè)務(wù)的高可用性和通信的安全性。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，采用了中興通訊業(yè)界獨(dú)有的輕量化“NodeEngine”基站，能夠確保專(zhuān)網(wǎng)數(shù)據(jù)不出園區(qū)，保障數(shù)據(jù)安全。

董明楷表示，基于5G專(zhuān)網(wǎng)，三一重工常熟工廠實(shí)現(xiàn)了5G+數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、機(jī)器視覺(jué)、智慧倉(cāng)儲(chǔ)等功能。

5G+數(shù)據(jù)采集的優(yōu)勢(shì)在于以無(wú)線(xiàn)的方式實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、互聯(lián)互通，提升數(shù)據(jù)采集效率同時(shí)還減少了布線(xiàn)和維護(hù)成本。系統(tǒng)建成后，生產(chǎn)流程中的海量數(shù)據(jù)得以實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖镜財(cái)?shù)據(jù)中心，經(jīng)過(guò)分析、診斷后制定維護(hù)、管控策略，從而優(yōu)化生產(chǎn)工藝、減少設(shè)備等待時(shí)間。

5G+視頻監(jiān)控使得企業(yè)可以智能識(shí)別、調(diào)度人員、物料、設(shè)備，提升管理和生產(chǎn)效率，并且能在出現(xiàn)意外時(shí)自動(dòng)告警，保障人員和生產(chǎn)安全。5G+機(jī)器視覺(jué)則幫助工廠實(shí)現(xiàn)了智能下料、多機(jī)協(xié)同作業(yè)、危險(xiǎn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)無(wú)人化、自動(dòng)裝配、智能質(zhì)量檢測(cè)等功能，人工成本降低了64%，產(chǎn)品不良率也下降了14%。5G+智慧倉(cāng)儲(chǔ)提升了無(wú)人AGV小車(chē)的連接質(zhì)量，能確保時(shí)延不超過(guò)10ms，實(shí)現(xiàn)了AGV運(yùn)輸作業(yè)、調(diào)度控制的高速穩(wěn)定運(yùn)行，將倉(cāng)儲(chǔ)管理效率增加了50%，整體成本降低了20%-30%。

據(jù)測(cè)算，數(shù)字化升級(jí)后設(shè)備的故障停機(jī)時(shí)間減少了50%，設(shè)備作業(yè)率從35%提升到75%。“在沒(méi)有新購(gòu)設(shè)備的情況下，我們實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能翻番?！倍骺f(shuō)。

加速“燈塔工廠”推廣復(fù)制

常熟工廠等項(xiàng)目的成功讓三一重工真切地感受到了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的好處。董明楷告訴記者，轉(zhuǎn)型后三一重工的設(shè)備作業(yè)率從2018年的35%提升到了2020年的75%，在沒(méi)有新購(gòu)設(shè)備的情況下實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能翻番，人均產(chǎn)值也提升了68%。正是在2020年，三一重工奪得了全球銷(xiāo)量冠軍。2021年上半年，三一重工共有11家“燈塔工廠”建成達(dá)產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能提升70%，制造周期縮短50%，自動(dòng)化率提升至90%。

“接下來(lái)三一重工將繼續(xù)推動(dòng)‘燈塔工廠’經(jīng)驗(yàn)的推廣復(fù)制，加速上海臨港、江蘇昆山等多地的工廠數(shù)字化升級(jí)，并嘗試對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈外協(xié)廠家進(jìn)行賦能，共同成長(zhǎng)。”董明楷說(shuō)。

5G在國(guó)內(nèi)商用后，大數(shù)據(jù)、AI、邊緣計(jì)算等新技術(shù)依托高速無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合為一體，為制造業(yè)的轉(zhuǎn)型提供了優(yōu)越的基礎(chǔ)條件。2021年7月，工信部又牽頭發(fā)布了《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃》，明確地提出要鼓勵(lì)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為工業(yè)行業(yè)的數(shù)字化升級(jí)提供了良好的政策條件。天時(shí)地利人和齊備，可以期待的是，中國(guó)工業(yè)制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型必將迎來(lái)高速發(fā)展時(shí)期。

制造業(yè)是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基，因此中國(guó)從建國(guó)之初就將做大做強(qiáng)制造業(yè)樹(shù)立為長(zhǎng)期國(guó)策。三一重工的實(shí)踐證明，數(shù)字化、智能化升級(jí)可以大幅度提升企業(yè)生產(chǎn)效率，由此積累的經(jīng)驗(yàn)推廣應(yīng)用之后，將極大地促進(jìn)中國(guó)制造業(yè)進(jìn)步，為建設(shè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。