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2021年09月30日 星期四
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一个工人如何创造千万产值
——探访全球重工行业首家“灯塔工厂”三一重工桩机工厂

  湖南日报·新湖南客户端记者 曹娴

  9月27日,世界经济论坛(WEF)发布新一期全球制造业领域“灯塔工厂”名单,三一重工北京桩机工厂成功入选,成为全球重工行业首家获权威认证的“灯塔工厂”。

  桩机抵达地层的深度,决定了摩天大楼向天空伸展的高度。9月29日,记者来到北京市昌平区南口产业园,探访全球重工行业首家“灯塔工厂”,寻找一个工人如何创造千万产值的答案。

  智能生产水平成全球“灯塔”,工厂人均产值达1072.8万元

  在三一重工桩机工厂,柔性装配岛上的重载机器人,不仅可以将重达16吨的桩机动力头,准确抓举送入机台,还能在几分钟内实现动力头与其他部件的精准装配,误差不超过0.3毫米。

  “这样超大部件的无人化装配,在行业尚无先例。”三一智能制造研究院院长董明楷介绍,机器人上装有5G高清传感器,每秒产生100万个三维数据坐标,无论何种大小、型号的零件,机器人都能实时得到场景深度信息和三维模型,从而在作业时自动修复偏差,做到“不差毫厘”。

  桩工机械作为重型装备,多品种、小批量导致其生产模式属于典型的离散制造。尤其是工件复杂,又大又重又长,如170多种钻杆中,最长的达27米,重8吨。机器视觉系统,让工业机器人有了“慧眼”,真正具备机器适应环境、柔性完成任务的能力。

  不光有无处不在的“慧眼”,桩机工厂还有一个“智慧大脑”——FCC(工厂控制中心),订单可快速分解到每条柔性生产线、每个工作岛、每台设备、每个工人,实现从订单到交付的全流程数据驱动。

  8个柔性工作中心,16条智能化产线,375台全联网生产设备,让生产制造要素实现全连接,整个工厂成为深度融合互联网、大数据和人工智能的“智慧体”。

  数字制造技术赋能,生产潜能得到极大发挥。相比于改造前,三一桩机工厂在同样的厂房面积下,产值翻了一番。

  灯塔工厂,被誉为“世界上最先进的工厂”,是由达沃斯世界经济论坛和麦肯锡咨询公司共同遴选的“数字化制造”和“全球化4.0”示范者,代表当今全球制造业领域智能制造和数字化最高水平。

  世界经济论坛官网这样介绍三一桩机工厂的入选理由:面对多品种、小批量的工程机械市场不断变化、日益复杂的需求,三一利用先进的人机协同、自动化、人工智能和物联网技术,将劳动生产率提高85%,将生产周期从30天缩短至7天,减少77%。

  2020年,三一桩机工厂的人均产值达到1072.8万元,是全球重工行业智能化程度最高、人均产值最高、单位能耗最低的工厂之一,成为全球重工行业当之无愧的“灯塔标杆”。

  数字化转型,人让机器变得更好,机器也让人变得更好

  大型结构件的焊接,不是一个简单的体力活,它还是一种技能。

  三一集团董事、高级副总裁代晴华讲述了这样一个故事:桩机工厂原来1000多名员工中有400多名焊工,而能够把桩机钻杆上一处关键焊缝焊好的工人,仅有两名。一到生产高峰期,这两名工人必须加班加点,否则整个工厂的生产都跟不上。

  在实施数字化转型之前,类似的故事在三一还有不少。

  2018年,在十三届全国人大一次会议的“代表通道”上,全国人大代表、三一重工董事长梁稳根表示,面对工程机械和制造业数字化,三一“要么翻船,要么翻身”。

  彼时的三一桩机工厂,面对数字化转型,就如同大象般庞大且笨重,困难重重。

  两年前,三一桩机工厂还是传统制造工厂的样子:4万平方米的厂房内,物料堆放无序,工人们爬上爬下、满身油污,月产能仅150台。

  “工厂里面的设备是‘聋、哑、傻’,听不懂什么指令,是‘聋’;没有数据输出,是‘哑’;更不要说智能化的系统,就是‘傻’。”代晴华笑言。

  2019年,作为集团首批灯塔工厂示范基地,三一桩机工厂全面启动智能制造升级,探索数字化技术与工业领域的深度融合。

  要建成行业内首个世界级“灯塔工厂”,在技术上没有先例,也没有成熟的供应商。为此,三一专门成立了智能研究院。

  先把各类设备连接起来,提高设备的利用率。在后台,由树根互联打造的“根云平台”日夜不停计算,利用设备连接后3600多个数据采集点收集的工业大数据,为每一道工序、每一个机型、甚至每一把刀具等匹配最优参数,优化生产节拍。

  借助5G技术,很多受限于传统网络不稳定、速度慢、时延高等而无法实现的功能得以一一落地,“大象”打通“任督二脉”。

  如今,在焊接工作岛,“聪明”的机器人早已取代熟练的工人,通过激光“观察”坡口环境,自适应调整参数,一次性实现厚40毫米、宽60毫米的高强钢多层单道焊接,解决了钻杆方头焊接这一全球行业难题。

  桩机工厂内,机器人干得热火朝天,在机器连成的生产线间偶尔可以看见一两名工程师。整个工厂的生产节拍加快了不止4倍,7天就能交付一台旋挖钻机,月产能达到300台。

  “在灯塔工厂建设中,培养了一批人才,也为行业提供了三一对智能制造落地的经验和思考。”代晴华表示。比如,三一工业职业技术学院专门成立了机器人培训基地,现在三一90%以上的现场工人会操作机器人;通过强大的人机协同,机器人AI能学习熟练工人的技能和手法,并作为教具“以老带新”,实现“老师傅”的技能传授和精神传承。

  “灯塔工厂最大的意义,就是人让机器变得更好,机器也让人变得更好。”代晴华说。

  是起点而不是终点,世界级“灯塔工厂”领航出发

  桩机工厂的蝶变,是三一过去3年推进数字化战略转型的一个缩影。

  目前,除北京桩机工厂外,三一已投资超过120亿元在长沙、昆山、重庆等产业园,先后启动46个智能制造灯塔工厂及智能产线项目,实现近万台生产设备、十几万种物料的实时互联,各关键生产环节无人化、智能化大幅提升。在成功将设备总数由1.2万台优化降低至7782台的背景下,三一集团的年产值由752亿元“飙升”至1368亿元。

  业界认为,获评世界“灯塔工厂”,体现出三一在先进制造、数字化转型的卓越成果和“领头羊”实力,标志着三一在第四次工业革命的竞争中赢得先机。

  在不久前世界经济论坛的访谈中,三一掌门人梁稳根说:“灯塔工厂只是起点,不是终点。”

  走过曾经的低谷与“寒冬”,三一清晰地认识到:数字化转型,就是对抗行业周期、应对风险挑战的“不二法宝”。

  代晴华表示,三一桩机工厂将继续深化数字化转型,打造重工行业“百人百亿”灯塔工厂。同时,把三一全国乃至全球的30多家工厂,一个一个升级到三一桩机灯塔工厂的水平,最终助力三一集团实现“三个三”战略目标:在“十四五”末,全集团达成3000亿销售额、3000名工人、30000名工程师。

  “三一桩机‘灯塔工厂’的诸多经验还将实现能力外溢,对产业链伙伴、行业乃至‘中国智造’赋能,切实发挥世界级‘灯塔工厂’的领航作用。”代晴华说。

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