智造标杆 三一重工18号工厂数字化转型经验分享

　　集团始创于1989年，是全球领先的工程机械制造企业。2021年5月13日，三一重工入围福布斯全球企业2000强榜单，排名第468位，首次济身全球企业500强，是榜单中排名中国第一、全球第二的工程机械企业。

　　作为重工领域的标杆，三一集团以其18号厂房和北京桩机工厂成为智能制造应用基础的示范。18号厂房更像是一个大型计算系统加上传统的操作工具、大型生产设备的智慧体，每一次生产过程、每一次质量检测、每一个工人劳动量都记录在案。装配区、高精机加区、结构件区、立库区等几大主要功能区域都是智能化、数字化模式的产物。

　　三一是一个高度离散型制造企业，这种制造模式分散且独立，需要大量的人力物力，造成企业成本提高，这种制造模式显然不能满足企业高质量的发展需求。三一积极借助信息化时代的优势，导入智能制造模式，优化运行系统，提升设备生产制造能力，积极应对工程机械企业多品种、高效率、高质量、低成本方面的压力与挑战。

　　本项目建设实体18号厂房建筑面积10万平方米，是亚洲最大的单体生产厂房，有混凝土机械、路面机械、港口机械等多条装配线，是三一重工总装车间，年产能300亿元，生产的混凝土机械全球第一，港口机械中国第一。

　　18号智能工厂从产品设计→工艺→工厂规划→生产→交付，打通产品到交付的核心流程，总体架构如图1所示。

　　◉全三维环境下的数字化工厂建模平台、工业设计软件，以及产品全生命周期管理系统的应用，实现数字化研发与协同；

　　◉多车间协同制造环境下计划与执行一体化、物流配送敏捷化、质量管控协同化，实现混流生产与个性化产品制造，以及人、财、物、信息的集成管理；

　　◉自动化立体库/ AGV、自动上下料等智能装备的应用，以及设备的M2M 智能化改造，实现物与物、人与物之间的互联互通与信息握手；

　　◉基于物联网技术的多源异构数据采集和支持数字化车间全面集成的工业互联网络，驱动部门业务协同与各应用深度集成。

　　通过对整个生产工艺流程建模，在虚拟场景中试生产，优化规划方案。在规划层面的仿真模型实验过程中实现产能分析与评估，通过预测未来可能的市场需求，动态模拟厂房生产系统的响应能力；在装配计划层面的仿真模型中，通过仿真实验进行节拍平衡分析与优化，规划最优的装配任务和资源配置。

　　利用智能装备实现生产过程自动化、机器换人，提升生产效率；同时搭建工业生产物联网，通过网络连入机台，实现机台的生产信息采集、机台互联，以及自动控制与数据传输，使机台使用率最大化。

　　基于物联网平台集成的现场设备数据、生产管理数据和外部数据，运用机器学习、人工智能等大数据分析与挖掘技术，建立产品、工艺、设备、产线等数字化模型，提供生产工艺与流程优化、设备预测性维护、智能排产等新型工业应用。

　　集成MES系统与ERP系统，实现了客户订单下达到生产制造、产品交付以及售后追踪的全流程信息化，实现了生产制造现场与客户的实时交互。客户的个性化需求可以第一时间到达计划、制造、商务等相关部门，制造人员就能直接按照客户的要求进行快速生产和交付，客户也可以随时了解所购买设备的生产进度。

　　生产现场以MES系统为主线，辅助智能派工、现场LED看板等可视化信息，集成化计划/物流/质量等控制系统，从生产计划下达、物料配送、作业标准查询、质量管理等维度进行在线管控，实现了人员、资源实时调度，生产制造现场与生产管控中心的实时交互。

　　公共资源定位系统是18号智能工厂的一个重要支撑。公共制造资源定位平台融合不同的定位方式并满足不同的业务需求的同时，实现基础设施的共用，达到减少重复建设、提高基础设施利用率的目的。

　　◉实时获取物料和运输工具的状态和位置等信息，并可以通过对这些信息的分析实现对物料的高效调度；

　　智能化立体仓库和物流运输系统实现泵车拖泵车载泵装配线及部装线所需物料的暂存、拣选、配盘功能，并与AGV配套实现工位物料自动配送至各个工位。

　　仓储模式采用自动化立体仓库存储（主要储存中小件为主）+垂直升降库存储（主要储存小件为主）+平面仓库储存（主要储存大件等其他特殊物资），配合全自动化的AGV小车，把工人从繁复的运输工作中解放出来，使装配区内整个物流通畅有序，改变将近总量30%的物料种类的储存和出入库作业模式，很大程度地缓和了自动化立体仓库的出入库作业压力，有效地提高了整个系统的作业能力。

　　2.7/ SPC质量在线号智能工厂通过GSP、MES、CSM及QIS的整合应用，实现了涵盖供应商送货、零件制造、整机装配、售后服务等全生命周期的质检数字化，以及SPC分析、质量追溯等功能。

　　质检员所使用的设备，以工业级平板电脑和PDA为载体，在总装及部装线全面应用，实现了图形化质检，指导质检员快速、准确定位质检部位及质检标准。质检项图形化率达90%以上，质检电子化率100%，全面提升了质检效率。

　　实施智能化改造后，18号厂房实现了厂内物流、装配、质检各环节自动化，一个订单可逐级快速精准地分解至每个工位，创造了一小时下线一台泵车的“三一速度”，实现“产品混装+流水”线的高度柔性生产。对整个生产过程的精益管控，大大提高了产品制造过程的质量、物流、生产管控程度，企业生产效率提高24%以上，生产周期缩短28%，减少生产误操作40%，不良品率下降14%，物流运作效率提高18%以上，送货速度提高12%；节省人力成本约20%，总体制造运营成本降低28%，生产节能7%。

　　作为机械制造行业领军者，三一集团对智能制造积极配合和大力推进，从传统的粗放型工业生产模式到积极探索互联网+工业的新型生产模式，用信息技术对制造业进行升级，建立先进的制造和管理系统，做大做强中国制造业。继18号智能工厂建成运营后，三一相继建成了国内领先的长沙宁乡汽车起重机智能工厂、北京南口桩机智能工厂、上海临港挖掘机

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　　三一重工股份有限公司由三一集团投资创建于1994年，总部坐落于长沙经济技术开发区。自公司成立以来，三一重工每年以50%以上的速度增长。2008年，尽管受金融危机影响，三一重工仍然延续了以往的增长，全年实现营业收入137.45亿元，较上年增长50.3%。2009年公司实现销售收入164.96亿元，同比增长20.01％，利润总额26.29亿元，同比增长70.65%。2010年上半年，公司实现营业收入169.46亿元，同比增长98.43%；利润总额36.18亿元，较上年同期增长159.33%；净利润28.75亿元，同比增长162.39%。三一重工主要从事工程机械的研发、制造、销售，产品包括建筑机械、筑路机械、起重机械等26大类200多个品种，主导产品有混凝土输送泵、混凝土输送泵车、混凝土搅拌站、沥青搅拌站、压路机、摊铺机、平地机、履带起重机等。目前，三一混凝土输送机械、搅拌设备、履带起重机械、旋挖钻机已成为国内第一品牌，混凝土输送泵车、混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率居国内首位，泵车产量居世界首位，是全球最大的长臂架、大排量泵车制造企业。2002年，三一重工在香港国际金融中心创下单泵垂直泵送混凝土406米的世界纪录。2007年12月，三一重工在上海环球金融中心以492米再次创造单泵垂直泵送的世界新高。三一重工还研制出世界第一台全液压平地机、世界第一台配混凝土输送泵、世界第一台无泡沥青砂浆车。2007年10月，由三一重工自主研制的66米臂架泵车问鼎吉尼斯世界纪录。2008年底，三一推出72米世界最长臂架泵车，实现了对混凝土泵送技术的又一次跨越。三一秉承“品质改变世界”经营理念，将销售收入的5%-7%用于研发。拥有国家级技术开发中心和博士后流动工作站，目前共申请专利2040项，拥有授权有效专利1000项。荣获国家科技进步二等奖，被认定为中国驰名商标、全国“免检产品”、中国名牌产品、中国工程机械行业标志性品牌。在国内，三一重工建有遍布全国的100多个营销、服务机构，拥有56个服务网点仓库、6条800绿色服务通道。其自营的机制、完善的网络、独特的理念，将星级服务和超值服务贯穿于产品的售前、售中、售后全过程。在全球，三一建有30个海外子公司，业务覆盖达150个国家，产品出口到110多个国家和地区。目前，三一已在印度、美国、德国、巴西相继投资建设工程机械研发制造基地。三一重工已通过国家ISO9000质量体系认证、ISO14001环境管理体系认证、OHSAS18001职业健康安全体系认证和德国TUV认证。三一重工于2003年7月3日上市；2005年6月10日，三一重工成为首家股权分置改革成功并实现全流通的企业，被载入中国资本市场史册。2003年10月3日中央总、国家主席视察三一，亲切鼓励三一人：“你们已经取得了辉煌的过去，希望你们团结一心，有一个更加美好的未来！”此后，、、曾、、周永康等党和国家主要相继视察三一。董事长梁稳根先生是三一集团的主要创始人，代表，八、九、十届全国代表，全国劳动模范、全国优秀民营企业家，优秀中国特色社会主义事业建设者，“中国经济年度人物”、福布斯“中国上市公司最佳老板”、“蒙代尔•世界经理人成就奖”获得者。