文 | 秦明；編輯 | 石亞瓊；來源 | 數字時氪

重工業製造的數智化未來如何迭代？

也許，我們從“燈塔工廠”專案中可以看到一些線索。這個專案是由達沃斯世界經濟論壇與管理諮詢公司麥肯錫合作開展遴選，被譽為“世界上最先進的工廠”。

當前，全球重工行業僅有兩家“燈塔工廠”，且這兩家均由三一重工打造。

根據公開資訊，三一重工的數字化涉及到了：燈塔工廠建設、電動化無人裝置研發、工業軟體應用、業務流程數字化、數字中臺建設、組織模式創新。過去三年將超過150億元的研發費用投入到新產品、新技術中。這一投入比例在重工業中位居前列。

這樣的投入價值也逐漸小範圍顯現。比如，在近期獲評的長沙18號泵送工廠中，公司透過數智化技術轉型，使得整體產能擴大了123%，生產率提高了98%，單位制造成本降低了29%，2021年人均產值達到1471。13萬元，每1平方米效益達15。4萬元。

正因此，

36氪數字時氪選擇了「三一重工」作為一個研究案例

，嘗試從數字化的視角探索三一重工的變革思路，探求它是如何透過數智化轉型，構建自身競爭力。

這篇文章從數字化建設的系統性邏輯上梳理了三一重工過去的轉型成果；同時結合公司近5年年報與最新進展，包括部分供應商的表述，對背後的故事細節進行了補充。

具體從集團數智化戰略出發，穿插組織文化的變革細節；過渡到研發環節做落地先行支撐，引出燈塔工廠的數智化場景大融合；再針對大量的資料治理工作，談到同步進行的數字中臺建設；最終落到由內部走向外部，推進海外數字化。

01 數智化戰略，從頂層設計到組織建設

“要麼翻身，要麼翻船”，三一集團於2018年全面啟動數智化轉型戰略。

01 數智化戰略，從頂層設計到組織建設

據公開資料顯示，公司研發人員突破10000名，產業工人約有30000名，去年銷售額達1720億元左右。未來5年，三一集團規劃實現“3個3”目標，即透過3萬名工程技術人員，3000名產業工人，來實現3000億元的銷售額。

可見，下一步如何用更少的人員實現更高倍數的產值成為關鍵。這裡面涉及組織模式的變化、產業工人的轉型，過程是透過數字化、智慧化實現效率目標的提升。

具體而言，集團數智化頂層戰略可概括為“1＋5”模式，即一把手躬身入局，緊抓轉型的五個抓手。

具體以燈塔工廠建設為核心，以資料採集與應用、工業軟體應用、流程四化為抓手，透過產品智慧化建設，佈局新賽道，向智慧製造資料驅動型公司發展。

當下公司的產品包括混凝土機械、挖掘機械、起重機械、樁工機械、築路機械，其中包括典型的智慧產品，如5G挖掘機、純電動無人攪拌車與礦車、5G電動智慧重卡……

從技術開發角度看，比如圍繞挖掘機產品，以姿態感測器資料為核心，開發智慧輔助作業系統，打造一鍵平地、迴轉輔助、電子圍牆、防傾倒報警等智慧化功能；圍繞起重機械，研發塔臂捲揚和主臂的協同控制技術、塔臂桅杆安全形度控制模型、安全界限動態計算和故障診斷等技術；圍繞泵送工程車輛，透過無線通訊配對和資料傳輸技術，實施車泵協同施工方案。

其次，也可以看到，透過充分利用工程車輛效能分析資料、專家知識、工程車輛歷史故障等資訊，以語義解析演算法、知識圖譜等技術構建工程車輛知識智慧助手，建立起“千車千面”的問題解答服務能力。

另外，基於產品能力外延建立的施工類智慧排程平臺，可以將場景知識以數字化手段呈現在排程管理的流程中，也在帶來一些價值。目前該排程平臺共7款，涵蓋3大智慧場景，如路橋施工、攪拌站、礦山。

第一是產品的電動化與智慧化，核心是智慧產品與技術開發。

。

比如在研發、計劃、商務、製造、物流等方面自主開發多款軟體，推動製造、供應鏈、採購、研發、營銷等軟體運用與最佳化迭代，關鍵是將標準流程固化，實現流程活動和節點的線上化管控，提升公司的核心業務流程標準化率和線上化率。

第二是流程四化，聚焦從概念到產品、線索到回款、訂單到交付、問題到解決四大主線，核心將業務流程分析重構，實現標準化、線上化、自動化和智慧化

具體場景如無人下料、自動分揀、中小件自動開坡口、大件自動折彎、自動組隊焊接、全自動機加工、機器人噴塗、自動化物流等。

此過程的重點之一是將“老師傅”的所擁有的專業技能引數化、軟體化為機器人程式。當然解決這一問題，除了引進外部人才推動外，讓集團內部的人懂數字化，也是一個很大的挑戰。

為了推進學習數字化，三一集團從CIO統一講解、個人自學、小組討論、提問答疑、閉卷考試等環節促進內部人員向數字化人才轉型。比如三一近期颳起一股“DAMA”風，即《DAMA資料管理知識體系指南》，屬於資料治理的標準工具書。

包括集團常提的理念——“胡服騎射”，即向外部原生態數字化企業不斷學習。三一集團CIO呂青海表示，目前三一的作息時間已改為彈性工作制，包含薪酬結構甚至是評定體系，都會去對比科技企業做最佳化調整。

同時，三一集團在推行關鍵崗位有償學習的制度，這是在很多企業無法想象的。簡而言之，

第三是八大軟體的應用，推動工業軟體的研發落地與深度應用。

。這也是產業工人轉為工程技術人員的一個關鍵措施。

也有觀察到，三一重工建立了OLM（線上學習）平臺，運用機器人AI技術把成熟的技能透過程式化傳授給新員工；在管理上，設立了“雲之家”移動平臺，作為員工投訴申訴的平臺，形成暢通的溝通渠道。

公司所有的關鍵崗位人員每週都會有脫產不脫薪的時間，去學習軟體、大資料、程式語言等

。這裡面涉及資料的整合、治理與應用，關鍵是數字中臺的構建，後面將進一步展開描述。

值得一提的是，三一的資料中臺建立與大多企業不同，即三一將內部幾乎所有的資料均進行了入戶儲存整合。呂青海在公開採訪中談到，在他們看來，雖然有些資料目前沒有發現它的價值，但是相信探索之後會逐漸將其利用起來。

其中，三一集團董事，執行總裁易小剛也提到一個推行理念，即凡是計算機能做的，絕不允許人來做；凡是計算機當中有的資料，絕不允許人來輸，反映出三一數字化轉型敢為人先的“湖南特色”。

第四是資料的採集應用，用資料來驅動業務發展

三一重工目前已獲評的世界燈塔工廠有兩家，也是全球重工行業僅有的2座，均悉數包攬，即北京樁機工廠與長沙18號泵送工廠。

呂青海表示，三一大概40家工廠建設，都是按照燈塔工廠的標準在同步推進。當然，未來從燈塔工廠1。0到4。0，很多關鍵軟體技術或者硬體技術是需要逐步自研的。

第五是燈塔工廠的建設。

在組織架構層面，三一集團有總體的數字化規劃，然後從集團職能部門到旗下二級子公司或事業部，每年都有相應的數字化規劃，內容會比較多。

在此之中，要實現以燈塔工廠建設為核心的數智化轉型戰略，研發環節的支撐非常關鍵。

一個是研發資金與方向的支撐。比如三一每年將銷售收入的 5%以上投入研發，並且推行“銷售一代、儲備一代、研發一代”的三代研發政策。過去三年投入研發費用151。51億元，包括2022年上半年也投入了29。36 億元，占上半年總營收的7。4%。

另一個是人才團隊的建立。從招聘角度可以看到，目前三一除了工業技術的研發人員，還有大量的資料科學家與軟體工程師。

三一集團CIO呂青海表示，

02 研發環節，離不開人才與數字化的支撐

他談到，過去研發做PLM主要是將研發過程管理起來，如今更關注將研發過程的設計知識線上化，包括每個研發人員的設計工作均在雲端進行，逐漸完成從產品研發到管理過程的數字化環境。當然，此種方式也有資訊保安的考慮。

模擬雲是透過線下建立虛擬模擬，完成產品模擬計算。比較特別的是，三一將模擬環境與雲上資源進行了打通，也就是在工作量飽滿的時候，模擬可以自動彈性擴充到雲上進行計算；在工作量有餘量時，模擬計算又自動迴歸線下，透過這種方式可最大限度上滿足研發模擬環節對計算資源的要求。

同時也看到，2021年6月，三一集團模擬資料管理平臺（SDM）成功上線。其中，數巧科技作為36氪曾報道的國產雲端CAE軟體公司，其線上輕量視覺化模組也成了該平臺的核心模組之一。

02 研發環節，離不開人才與數字化的支撐

工程機械等重型裝置，其生產模式屬於典型的離散製造，多品種、小批次、工藝複雜。瞭解產品裝置的生產製造流程是認識燈塔工廠透過各類技術實現“柔性”工作的前提。

一般而言，不少機械裝置可直接拆解成底部結構、上部結構與各類功能的“手臂”這三部分。

底部結構是從若干鋼板開始，經過除鏽、切割、焊接、打磨、噴塗與裝配等多種工藝工序形成底盤；上部結構包含座椅、液壓泵、空調系統、柴油發動機、全景天窗以及電子裝置（如記錄機器運營資料的黑匣子）；“手臂”若不考慮特殊功能型零部件，它形成的工藝粗略與底部結構類似。

目前公司也在做研發數字化平臺，擁有研發雲與模擬雲。

不過，對三一而言，那時要建成行業內首個世界級“燈塔工廠”，在技術上沒有先例，也沒有成熟的供應商。三一集團董事代晴華談到，三一重工隨後成立了智慧製造總院與智慧研究總院，從董事高管，到工藝員、設計員、程式設計師、檢驗員和技術工人一起實施應用諸多工藝，開發整體的軟體技術，逐步從點到線實現關鍵的突破。

目前從三一的披露與實踐來看，“燈塔工廠”主要是圍繞這三方面不斷髮力。

03 “柔性”燈塔工廠，數智化場景大融合

比如在過去要實現超長超重物料的搬運和上下料，只能靠人工“吊龍門”完成，勞動強度大，效率比較低，危險係數也很高。

如今透過智慧立庫，AGV小車等工具可實現物料的智慧分揀和精準配送，包括使用5G高畫質感測器，組裝作業時可以自動修復偏差，因磕碰導致的質量缺陷也基本杜絕。

以北京樁機工廠為例，一條柔性裝配線可以滿足3到16噸所有動力頭的生產，自動化率達到70％，產能也實現翻倍。工廠裡小到一塊鋼板的分揀，大到十多噸零件裝配，已全部可由機器人自動化完成。

03 “柔性”燈塔工廠，數智化場景大融合

即依託工業機器人、視覺識別等數字技術，實現如機加、焊接等生產工藝的數智化。比如針對鑽桿方頭焊接這一全球行業難題，如今透過機器視覺“觀察”坡口環境，自適應調整引數，可一次性實現高強鋼多層單道焊接。

包括樁機下料區切割機場景，改造前的工廠中5臺等離子切割機需要5名人員現場操作，不僅作業現場環境差，且人身安全存在風險。改造後，8臺切割機只需2人巡檢，且加工任務的開始、復位、尋邊操作均可遠端無人化操作，實現切割下料安全、高效的無人化作業。

整個生產製造過程涉及複雜的物流系統、工藝控制系統與工業網際網路系統等。

比如三一推進了製造運營系統MOM、物聯網管理平臺IOT、車間物流管理系統WMS、遠端控制系統RCS、智慧搬運機器人AGV等系統最佳化運用與深度融合。

由華天軟體基於MOM平臺打造的“智慧大腦”——FCC（工廠控制中心），這是整個工廠智慧製造的核心。它打通了與ERP、PLM等資訊系統和裝置自動化系統之間的鴻溝，形成企業統一的數字化生產管理平臺。

透過FCC，每臺產品裝置從原材料開始就有了一張專屬“身份證”，同時訂單可快速分解到每條柔性生產線、每臺裝置、每個工人，實現從訂單到交付的全流程資料驅動，實現“一張鋼板進，一臺裝置出”的智慧製造全要素落地。

另外，由樹根互聯打造的“根雲平臺”也在後臺不停運轉，它要根據工廠裡數千個數據採集點收集的工業大資料，為每一道工序，每一個機型、甚至每一把刀具匹配最優引數，最佳化生產節拍。

一是分揀裝配的智慧化、無人化。

據公司2022年H1業務報告，上半年三一在推進28家燈塔工廠的建設，累計已實現18家燈塔工廠建成達產，包括中國工程機械行業第一座海外“燈塔工廠”——三一印尼燈塔工廠也已投產。

在最新獲評的長沙18號泵送工廠中，一方面透過工業網際網路可實現全部9大工藝、32個典型場景的“聰明”作業；另一方面，遍佈工廠的1540個感測器和200臺全聯網機器人，每天能產生超過30TB的大資料，相當於一座20萬人口的縣城一天產生的手機網路流量。

當然，大量資料的背後，也同時存在資料治理的難題。

二是生產製造的數字化、智慧化。

2020年5月，三一重工啟動建設資料中臺專案。

資料清理和資料治理是一件極具挑戰性的工作。尤其對工業企業，鏈條資料多，資料治理工作量巨大。通常來說，它的搭建是一件長週期的事情，少則2年，多則5年，但那時任三一重工總工程師的易小剛領到的“軍令狀”是用半年時間完成資料中臺的搭建。

在剛開始建設階段，專案組先後找了近30家廠商比選，選擇了國內具有競爭力的雲廠商阿里雲，與三一旗下樹根互聯合作搭建三一集團的資料中臺。

據阿里雲某工程師回憶，那時三一的工廠中一天有幾百臺裝置下產線，每45分鐘就能完成一臺泵車的組裝。面對這樣的“三一速度”與“龐然大物”，

三是製造管理的軟體化與資料融合。

與此同時，在專案期間，三一重工也招募了20多名資料工程師作為資料中臺建設的內在動力，之後專案組從12個業務環節、200多個業務系統中篩選出75個核心業務系統，形成4000多張業務表格，以及1。2萬億條業務和生產資料。

新老搭配的模式，比較適合在傳統企業內部推進數字化轉型的工作。最終在供應商的配合下，用了不到半年時間，資料中臺正式上線。

當然，從執行思路上來看，首先是資料整合，讓集團海量資料入庫，將每臺裝置的工作狀況都能實時傳回資料中臺，做到實時監控生產現場的所有影片資料；其次是資料治理，構建資料治理體系，打造關鍵工程；最後是資料應用，深度挖掘資料在工業領域的潛在價值和應用場景。

不過，在資料中臺上線1個月後，創始人梁穩根同時提出要求，即各事業部要招聘7-8名大資料分析、資料建模人才，形成CEO彙報制度，制定資料洞察應用清單，每週上報至少2個智慧化應用需求。

總之，無論是鋼板切割分揀、電弧跟蹤技術焊接、自動化裝配，都使得在週期、材料利用、精度控制層面有了提升，加上這些端到端的物流系統，實現了柔性生產，推動了燈塔工廠的落地。

從結果來看，不到3個月，三一在集團內已徵集到60多個智慧應用軟體的需求。其中，第一個基於資料中臺開發的智慧應用軟體與能耗監控有關，管理者也是第一次意識到三一的19個園區每天使用的水電量可進行最佳化，即對高能耗裝置重新排產，降低能耗成本。

到如今，三一集團已完成了5。5萬個“三現四表互聯”。其中，“三現”指現場、現實、現物，“四表”是水、電、氣、油表，而“互聯”則是圍繞以上三個現場，將“四表”的資料管理搬到樹根互聯的根雲平臺，以及將加工裝置、加工中心等廠內裝置和銷售出的71+萬臺挖掘機、裝載機等廠內外裝置搬上了雲平臺進行管理。

04 資料中臺建設，背後的資料治理工作

另外，在技術中臺構建層面，目前由三部分組成。一是基於雲原生的容器雲；二是微服務的治理平臺；三是在此之上做了基於devops的開源平臺。

呂青海談到，第一，雲原生是趨勢，新的軟體可以基於此種環境在任何語義上私有化和公有化部署；第二，能夠把業務逐步積澱成更多的微服務，包括透過開源平臺，快速形成功能元件，提高產品軟體的質量與開發的速度。

04 資料中臺建設，背後的資料治理工作

從內到外，三一重工也率先在行業內建立企業控制中心ECC，依託物聯網平臺“雲端+終端”建立了智慧服務體系，實現全球範圍內工程裝置2小時到現場，24小時完工的服務承諾；同時推出客戶雲2。0，實現裝置互聯、裝置資料共享、工況查詢、裝置導航、裝置保養提醒。

據2021年年報，公司不斷加強建立全球代理商體系與服務優勢，持續推進海外數字化能力建設。

比如根據國際業務特點，上線全球客戶門戶、數字化營銷系統，實現售前、售中、售後全流程線上；產品、配件、物流等資訊實時查詢，推進遠端線上服務；開展線上直播、線上展會、線上訂貨會、VR參觀工廠、線上交流。

尤其是三一重工的業務系統還超過了200個，相比中小型製造企業的業務系統不到10個，難度量級增加數十倍，非常罕見。

比如更加重要的是先把資料存下來，同步將流程打通，當觸點一旦打通，資料就會開始有用；比起直接開發軟硬體產品，更應該先培養既懂技術又懂業務的專業人才；更好地與外部數字化廠商直接合作，放大效應加速收益的產生過程……

當前，國內工程機械龍頭未來如何保持整體持續性增長，以及這些“大國重器”如何向全球超級巨頭邁進，成為新時代命題。

包括從全球市場角度看，根據Yellow Table 2022研究資料，一方面，基建狂魔的背後，中國工程機械企業銷售額佔全球企業總銷售額24。2%，是佔比最高的國家；另一方面，國內企業的絕對份額還可繼續提升，如美國卡特彼勒、日本小松市場份額各佔比13。8%、10。9%，而徐工、三一、中聯分別佔7。8%、6。9%、4。5%。

一場基於資料中臺的“智慧化戰役”在三一內部又開始打響。

。

而在未來，數字化能力可能也是解開該時代命題的“核心鑰匙”之一。

參考資料：

三一重工股份有限公司近5年年度報告；三一集團官媒、內部雜誌

《三一重工深度報告：打造全球競爭力體系，向全球工程機械龍頭邁進》。長江證券

《“上雲”故事之三一重工：疾“慢”如仇，向資料要紅利》。中國經濟週刊

《三一重工：如何靠“人”成為中國製造樣本》。經濟觀察報

《三一重工：數智化與電動化助力公司高速發展》。中國證券報

《去長沙，遇見全球工程機械龍頭》。吳曉波頻道

《樹根互聯股份有限公司招股說明書》