2021年9月29日，北京市昌平区南口镇李流路。走进三一重工南口家当园一号工厂，四万平米的偌大车间中，现场事情职员不过十来人，而这些事情职员的角色也不是人们熟知的流水线上的工人。一些高达3米多的机器人摆动动手臂，在代替他们夜以继日地“上班”。过去，这里的工人曾一度达到1000余人。
这可能是中国亿万计的制造企业中智能化水平最高的车间之一。就在半个月前，它刚刚被天下经济论坛评为环球重工行业的首家“灯塔工厂”。
那些拥有弘大身躯的数百万吨级的旋挖钻机便是从这里生产并运往海内市场和外洋。多品种、小批量的生产特点给这个工厂的智能化带来了很高的难度，但只管如此，这家工厂依然在两年多的韶光里以出人意料的速率洗面革心。
三一集团董事、高等副总裁代晴华主导三一集团多达三十多个工厂的生产智能化。大约在三年前，这家机器巨子开启了一项伟大同时期价不菲的智能化改造操持，昌平的这家工厂只是一个出发点，三一操持后续将这家工厂智能化履历移植到更多的工厂。
三人集团的创始人兼董事长梁稳根旗帜光鲜地提出数字化改革。数天之前，他在一次会上判断说：“我们认为智能制造是三一奇迹发展的一个良好的机会和基座，并且它是一种非常新的工业文明。智能制造将深刻地改变人类社会，改变这个天下。”“工业机器人的技能和本钱、工业互联网、5G等成分，已经让制造业的深度数字化和智能化变成了现实。”代晴华认为。
代晴华有一个明确的预言：三、五年之后，中国大量的工厂，包括那些中小规模的工厂，都将经历一番智能化带来的显著改变，一些平台性的工业互联网技能的发展，将会使这统统以一种越来越“轻松”的办法实现。
或许有些不雅观念的确须要更新了：在中国，黑灯工厂已经不再勾留于观点，而技能正在让人和机器的角色在车间内重置。
“海陆空”机器人
从西边进入一号工厂内部，是部件装备和主机装置生产线。不同于从前的流水线，这里的产线由一个个“事情岛”组成，这些事情岛既相互独立，也通过一些移动机器人（AGV）相互联结。
在一个事情岛中，长着一个巨大“抓手”的桁架机器手（不同于枢纽关头臂机器手的其余一种机器手），通过安装在机器上的眼睛——摄像头，来探求和确定数吨重的工件在半空中的精准方位，并进行抓取，再将之与十多吨重的桅杆实现准确对接。
三一重工智能制造研究院院长董明楷在车间内先容，桁架机器手就像机床一样，也是利用数控设备精准识别位置并进行精准抓取，它的精度在毫米级，这就像掌握一台机床一样掌握装置过程中的每一个位置、每一个动作。不同于电子厂中固定且位置很低的摄像头，这里的摄像头是移动的，且高度很高，同时，空旷的厂房内不断变革的光芒，这些都对目标物的精准识别带来了更大的寻衅。
“先拍照，再做改动，这里的视觉包括2D和3D，2D是平面的，3D还会识别它的轮廓，知道这个位置在其余一个截面还是其余一个平面，以是能够精准识别。拍完照并算出位置后，系统会辅导机器手若何抓取，抓取的速率哀求慢且平稳，这都须要掌握。”董明楷说。
人们熟知的汽车行业、3C、家电等行业，也在一定程度上实现了自动化妆配，但差异在于，和工程机器比起来，它们的工件小，且为批量化生产。对付一台弘大的钻挖钻机来说，车间的摄像机达不到一定高度就拍不全每一个工件，但高度高了，精度又随意马虎达不到，这对视觉识别的精度要提出了很高的哀求。
桁架机器手的阁下是其余两台枢纽关头臂机器手，它们彼此合营，互不干涉，董明楷将下面的两台机器手成为“陆军”，空中的桁架机器手则称为“空军”——至于“海军”，则是指地面上来回穿梭于不同事情岛的AGV，通过AGV将上一个事情岛的中桅杆驮到现在的工位，在这个地方自动高下料，跟两边的变位机协同完成装甲，海陆空三军如此在这个岛内协同作战，完成这个环节的装置。
这个面积4万平米的工厂，在2021年生产了代价78亿元的桩机设备，比2019年增长了59%，这统统都是由大大小小的数百台机器人在这个厂房内“创造”。数百万吨级的旋挖钻机从这里运往中国海内以及外洋的高层楼宇以及桥梁等建筑工地。
“工厂里有8个柔性制造工程中央，10多条自动化产线，375台大型设备，个中机器人超过150台，现在还在不断升级改造。”董明楷先容说。
9月27日，天下经济论坛正式发布新一期的环球制造业领域“灯塔工厂”名单，三一重工北京桩机工厂成功入选，成为环球重工行业首家获认证的“灯塔工厂”。
三一集团董事、高等副总裁代晴华认为，“灯塔工厂”实质上即智能制造，是屈服于第四次工业革命提出来的以柔性制造为根本的生产办法。劳动者在农耕时期是重体力劳动，蒸汽机的发明以及电器化时期让重体力劳动变成了轻体力劳动，智能制造在数字时期将进一步解放了劳动者。灯塔工厂让人和机器之间形成了一种协同关系，而不仅仅是体力的替代关系。
代晴华主导这家企业集团海内外多达三十多个工厂的智能化升级。大约在三年前，三一集团在内部启动了一项推动智能制造的数字化改革，并投入了高达一百几十亿元的资金。
从2019年开始方案到2020年投产，这个桩机工厂战胜了大量的问题。“这样的工厂必须采取柔性制造，”董明楷说，“由于单台价格高，全体工厂一年产量大概也便是两千多台，是范例的多品种、小批量产品，有几十个品种，有的型号，比如235型号或者285型号，一次下线至多五、六台，这么小的批量，机器人要用不同的工桩去做，如何去做适配，也磨练能力。”
产线之以是不称产线，而是改成“事情岛”，这便是为了更加灵巧地适配生产而形成的生产单元。每个事情岛相对独立，根据分配的工序灵巧配置，并通过移动机器人实现事情岛之间的物流联结，以实现任务的实时安排，使生产更具备灵巧性。
若何做出一家黑灯工厂
代晴华回忆起三年前这个工厂的样子。在2018年改造之前，车间里的景象一眼看去凌乱无章，堆满物料和各种各样的工具，彼时厂房内没有任何设备的互联。
2018年5月1日，根据三一集团的支配，这个工厂给工业互联网做事平台“树根互联”递交了一项任务，即须要将车间内大量的“聋、哑、傻”的老旧设备，进行智能化改造。“聋、哑、傻”意谓这些设备既没有数据输出，也不能说话，也听不懂什么指令，代晴华将之称为工业1.0版本。到2019年，三一实现了对集团各工厂各种设备的连接，所有设备的整体利用率提升了100%。
代晴华提到，中国的机床实际均匀利用率有23%。2019年他参不雅观了中航最前辈的机件工厂，利用率能够达到83%。“83%是过去30多位院士做了大量的事情，三一没有这样集中的顶尖资源，但也很快提升到了67%。”代晴华说。
代晴华认为，在三一浩瀚的工厂中，这个工厂在规模上算是中小型，这能够给中国的大部分中小规模企业带来启示。在2020年举办的乌镇天下互联网大会上，代晴华做了一个大胆的预测，他认为，在三到五年内，中国的中小企业普遍都能够利用工业互联网，5G技能将给智能制造带来巨大的改变。这统统都将不再勾留于设想。
“未来的大量中小企业，4G、5G的发展将给工业互联网带来巨大的好处。它们不须要自建机房，聘任专业的IT职员，小企业乃至利用手机就能实现对设备的管理自己的设备，这背后，一些大型公司的工业互联网的“根平台”可以为这些中小企业低本钱供应智能制造的成果运用，供应成熟的工业APP。”代晴华说。
在变身黑灯工厂之前，这家工厂有1000多名员工，个中有大约400名焊工。
“像转杆上面的工位对接焊口，在生产很忙的时候，个中的两位焊接工人就成为了重点保护工具。这两位工人必须加班加点事情，否则全体工厂生产不出来了。现在机器人则将他们的技能转移到了软件当中，他们则转而学习机器人的操作，机器人的性能在人机磨合中不断得以优化，经此改变，这个工厂的核心焊接工序产能得到了数十倍的增长。”代晴华先容。
这家工厂位于北京西北郊区，在这个寸土寸金的城市，人工的本钱同样昂贵，更关键的是，犹如中国所有城市的制造车间一样，技能工人的招工变得越来越难。代晴华坦言，在北京这样的地方做制造业，唯一的出路只能是机器替代人、生产管理智能化。人工本钱的支出以及招工本身的难度，这是制造业的普遍问题，不是某一家工厂能够办理的。
不止北京，十年前三一在上海也建了一个厂，上海市政府部门卖力人问彼时的代晴华怎么应对大城市的本钱和人工问题，代晴华的回答是，他们用300台机器人替代了600名工人。
“北京的这个工厂现在也用了数百台机器人，但未来可能会更多，以替代大量的劳动力和企业发展的问题。”代晴华说。
不过，机器人同样须要本钱，这也是工厂智能化改造中不得不面对的问题：让机器人进场，从养人变成养机器人，企业就能够包袱得起吗？
代晴华的回答是肯定的：就像餐厅中已经涌现机器人送餐、酒店利用机器人做事一样，机器人是中国制造业转型的一个主要工具。并且，对付中小企业来说，这是能够接管的本钱。“机器人价格在逐年低落，现在已经比十年前有了大幅低落。十年前一个机器手要30-50万，国产化机器人时期的来临，会将机器人的价格降到10万元以下。”代晴华说。
面前的这家黑灯工厂看起来远不是这家工程机器巨子为了“展示”而树立的“示范工程”，三一在打造这样的一家工厂之前曾对本钱进行过考量：代晴华说，只管数字化改造的总支出达到一百几十亿元，但分解到每个单元依然是能够承受的。以在北京的本钱为例，一位工人工本钱加上五险一金和福利，基本上要20万公民币，三年静态本钱60万，动态还不止。机器人便宜的大概10多万，贵的60-70万，一个机器人事情站造价便宜的五六十万，贵的一百多万，算下来一样平常三年旁边可以收回工厂改造的用度。
只管机器人替代了流水线上的工人，但新型的工厂意味着须要新型的工厂人才：他们既须要懂工业技能，又要懂软件，还要熟习业务流程。董明楷先容，三一为此花了很大的力气，既做内部培养，也包括人才引进。
过去三年中，这家公司从阿里巴巴、腾讯、百度、华为、京东等互联网公司以及西门子这样的有名国际公司挖掘了大量IT和其他干系高端人才，其智能研究总院的大部分人才都来自于IT领域或者工业企业。
董明楷本人即是从西门子过来。他认为，三一的几十个工厂虽都属于传统制造业，但这家公司本身具有较好的根本，并供应了一种让数字化技能在这里进行改造的良好环境。
全面的改造
代晴华提到，一年前，灯塔工厂在启动培植之后，举办了一项弘大的培训操持，给他留下留下深刻印象的是，不管是工人还是工地职员，都要学习机器人操作作业。为此，三一集团在长沙三一工学院专门成立了机器人培训基地。为鼓励员工学习机器人操作的积极性和成效，该公司订定了可不雅观的褒奖性政策：工人学会机器人作业，就可以褒奖一万元，人为也可以上涨一级。
培训的效果是显著的，工人的技能得到大幅的提升，凡在生产现场的工人，90%以上都会操作机器人，三一智能工厂作业的水平也得以大幅的提升。但同时也涌现一个伴生的征象：这家公司的诸多智能制造人才，开始被外界关注并以更高的“诱惑”“挖”走。
三一操持，未来将其分布于环球的30多家工厂，终极一个一个全部升级到像桩机灯塔工厂一样的水平，同时这家桩机工厂也还要连续不短优化，使其制造的过程更加地流畅，对人的依赖越来越少。
代晴华认为，从订单到末了的交付全流程，制造业的决策过程可以做到更加智能化。
为什么要不惜代价在全体集团进行这一旷日持久的改革？
数天之前，在一次会上，三一集团创始人兼董事长梁稳根判断说：“我们认为智能制造是三一奇迹发展的一个良好的机会和基座，并且它是一种非常新的工业文明。智能制造将深刻地改变人类社会，改变这个天下。”
代晴华表示，撤除招工难、以及人工本钱的考量之外，制造企业也不得不考虑外部环境的风险。事实上，做智能制造也在帮助抵御经济、政治壁垒增加的国际贸易环境。2020年之后，叠加新冠疫情这样的突发事宜，国际货运本钱骤增，这些成分都给国际贸易带来了寻衅，对一家逐渐走向天下的中国制造企业而言，外部环境变革的影响在加大。
代晴华还提到，工程机器是周期性产品，智能制造也在一定程度上对冲了周期带来的风险。“上一个周期中，在发卖旺季时，生产高峰须要大量招聘工人，低谷则又要大量解聘工人，这给企业带来巨大的包袱。那时候三一集团的员工7万名，个中5万多人是工人。智能制造让我们对家当的把握不再依赖于人力，这个周期，我们的发卖额是上个周期的一倍以上，达到1368亿元（2020年），但工人的数量在大幅减少。如果未来3000人能够完成3000亿元的产值，那基本上企业不会再受周期的影响。”
三一对外洋工厂的改造操持目前已经进行了方案。代晴华透露，包括美国工厂在内的外洋工厂都将采取这家灯塔工厂的办法来进行培植。
这样一个的黑灯工厂，其设计和培植完备由三一集团内部的力量完成，并没有倚赖外部单位的帮忙。
代晴华提到，几天前，他所在的事情组评审三一美国工厂提出的一个方案，该方案涉及的智能化改造由当年的日本专家做出，但代晴华创造，和三一目前在北京的这家灯塔工厂比较，前者已经开始后进。“他们的方案中，光是管理职员，便是我们设计管理职员的3-5倍。”
但对付中国工厂眼下的智能制造道路而言，并不是没有BUG。代晴华坦言，目前制造业智能化真的问题还是工业软件，目前海内利用的软件紧张还是来自美国、德国等。
代晴华提到了云原生技能。“要对这些软件进行替代，我们也找到了方向，新一代云原生技能给我们带来了机会，这让我们在构建新一代工业软件上具备了后发上风，不管是制造过程掌握，5G云化掌握，我们的云打算都是同一起跑线，乃至在某些领域还可以做到领先。核心在于，这些繁芜的工业软件要转化成云原生的工业软件，还须要投入大量的人力物力，还须要中国一大批高等人才来作出共同的努力，这个是我们面临的最大的寻衅。”他说。
经济不雅观察报 李紫宸
编辑/樊宏伟
