三一重工，智能制造的踐行者

長(zhǎng)沙產(chǎn)業(yè)園18號(hào)廠房是三一重工“智”造示范實(shí)施基地，這間總面積約十萬(wàn)平方米的車間，成為了行業(yè)內(nèi)亞洲最大最先進(jìn)的智能化制造車間。在這里，廠房更像是一個(gè)大型計(jì)算系統(tǒng)加上傳統(tǒng)的操作工具、大型生產(chǎn)設(shè)備的智慧體。

一、18號(hào)廠房的“智慧”運(yùn)轉(zhuǎn)

　　18號(hào)廠房是三一重工總裝車間，有混凝土機(jī)械、路面機(jī)械、港口機(jī)械等多條裝配線，是工程機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)頗負(fù)盛名的智能工廠。

　　在18號(hào)廠房，廠區(qū)旁邊有兩塊電視屏幕，它們是一線工人的“老師”——不熟悉裝配作業(yè)的工人，通過(guò)電子屏幕里的數(shù)字仿真和三維作業(yè)指導(dǎo)，可以學(xué)習(xí)和了解整個(gè)裝配工藝。三一重工的三維作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)模式，成為了著名3D技術(shù)開(kāi)發(fā)公司達(dá)索的全球最佳案例。

　　這里，廠房更像是一個(gè)大型計(jì)算系統(tǒng)加上傳統(tǒng)的操作工具、大型生產(chǎn)設(shè)備的智慧體，每一次生產(chǎn)過(guò)程、每一次質(zhì)量檢測(cè)、每一個(gè)工人勞動(dòng)量都記錄在案。裝配區(qū)、高精機(jī)加區(qū)、結(jié)構(gòu)件區(qū)、立庫(kù)區(qū)等幾大主要功能區(qū)域都是智能化、數(shù)字化模式的產(chǎn)物。

　　“泵送系統(tǒng)部裝班組需要兩個(gè)水箱。”收到物料需求后，泵送物料員立刻網(wǎng)上報(bào)給立體倉(cāng)庫(kù)，不到15分鐘，自動(dòng)配送物料的AGV小車（自動(dòng)導(dǎo)引小車）即帶著兩個(gè)水箱，停在指定工位。

　　這一自動(dòng)化過(guò)程是如何實(shí)現(xiàn)的呢？當(dāng)有班組需要物料時(shí)，裝配線上的物料員就會(huì)報(bào)單給立體倉(cāng)庫(kù)，配送系統(tǒng)會(huì)根據(jù)班組提供的信息，迅速找到放置該物料的容器，然后開(kāi)啟堆高機(jī)，將容器自動(dòng)輸送到立體庫(kù)出庫(kù)端液壓臺(tái)上。此時(shí)，AGV操作員發(fā)出取貨指令，AGV小車自動(dòng)行駛至液壓臺(tái)取貨。取完貨后，采用激光引導(dǎo)的AGV小車，將根據(jù)運(yùn)行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝的高反光性反射板的激光定位標(biāo)志，計(jì)算出車輛當(dāng)前的位置以及運(yùn)動(dòng)的方向，從而將物料運(yùn)送至指定工位。像這樣的AGV小車，在三一重工18號(hào)廠房有15臺(tái)。

　　位于廠房中部的智能立體倉(cāng)庫(kù)總占地面積9000平方米，倉(cāng)庫(kù)容量約16000個(gè)貨位，能支持每月數(shù)千臺(tái)產(chǎn)品的生產(chǎn)量。三一重工是目前中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)唯——家成功使用該類型倉(cāng)庫(kù)的企業(yè)。

　　立體倉(cāng)庫(kù)后臺(tái)運(yùn)作的自動(dòng)化配送系統(tǒng)由華中科大與三一重工聯(lián)合研制，通過(guò)這套系統(tǒng)，三一重工打造了批量下架、波次分揀，單臺(tái)單工位配送模式，實(shí)現(xiàn)了從頂層計(jì)劃至底層配送執(zhí)行的全業(yè)務(wù)貫通，大大提高了配送效率及準(zhǔn)確率，準(zhǔn)時(shí)配送率超95%。

　　從大廠房到智能工廠，實(shí)施智慧化改造后，18號(hào)廠房在制品減少8%，物料齊套性提高14%，單臺(tái)套能耗平均降低8%，人均產(chǎn)值提高24%，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量信息匹配率100%，原材料庫(kù)存降低30%。2014年，18號(hào)廠房同比節(jié)約制造成本1億元，年增加產(chǎn)量超過(guò)2000臺(tái)以上，每年同比產(chǎn)值新增60億元以上。此外，高精加工區(qū)也是18號(hào)廠房的特色之一。整個(gè)機(jī)加區(qū)集智能化、柔性化、少人化于一體，可以滿足多品種、小批量生產(chǎn)要求。

二、智能背后的生產(chǎn)模式進(jìn)化

　　2013年8月，三一重工集團(tuán)啟動(dòng)新一輪制造變革。在大會(huì)上，三一重工董事長(zhǎng)梁穩(wěn)根這樣描繪三一重工制造體系的藍(lán)圖：“所有結(jié)構(gòu)件和產(chǎn)品都在很精益的空間范圍內(nèi)制造，車間內(nèi)只有機(jī)器人[0.67% 資金 研報(bào)]和少量作業(yè)員工在忙碌，裝配線實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)，物流成本大幅降低，制造現(xiàn)場(chǎng)基本沒(méi)有存貨?！?/p>

　　梁穩(wěn)根所描繪的正是目前世界上頂級(jí)的生產(chǎn)力水平。如果從生產(chǎn)模式變革的角度看，三一重工自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化制造，最重要的意義正在于此。

　　重工機(jī)械是典型的離散制造型行業(yè)，三一重工過(guò)去也是運(yùn)用離散制造的方式進(jìn)行加工生產(chǎn)。所謂的離散制造，指的是產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程通常被分解成很多加工任務(wù)來(lái)完成，每項(xiàng)任務(wù)僅要求企業(yè)的一小部分能力和資源，企業(yè)一般將功能類似的設(shè)備按照空間和行政管理建成一些生產(chǎn)組織，工件從一個(gè)工作中心到另外一個(gè)工作中心進(jìn)行不同類型的工序加工。離散制造的產(chǎn)品往往由多個(gè)零件經(jīng)過(guò)一系列并不連續(xù)的工序的加工最終裝配而成。

　　制造模式的生產(chǎn)方式分散且獨(dú)立，需要大量的人力物力予以配合，才能完成產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，這使得生產(chǎn)效率低下的同時(shí)，生產(chǎn)成本還居高不下。因此三一重工開(kāi)始借助信息化，在生產(chǎn)車間導(dǎo)入自動(dòng)化制造模式?！安考ぷ髦行膷u”就是這樣一個(gè)嘗試。

　　位于蘇州昆山產(chǎn)業(yè)園的12號(hào)小型挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件工廠，被梁穩(wěn)根稱為“想象中的工廠”。在這一工廠的車間，各個(gè)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)線呈“中心島”式布局，這一新型組織方式，打破了傳統(tǒng)流程化生產(chǎn)線呈直線布置這一弊端，在保證結(jié)構(gòu)件制造工藝不改變、生產(chǎn)人員不增加的情況下，成功實(shí)現(xiàn)了減少占地面積、提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)行成本的目的。

　　所謂“部件島”，即單元化生產(chǎn)，將每一類部件從生產(chǎn)到下線所有工藝集中在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，猶如在一個(gè)獨(dú)立的“島嶼”內(nèi)完成全部生產(chǎn)，故稱為部件島，將裝配行業(yè)中“島”的概念引入到結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中，這是三一重工重機(jī)制造人員的首創(chuàng)。

　　如果按傳統(tǒng)的直線型布局，零部件的生產(chǎn)加工過(guò)程十分分散，各個(gè)工序分散在不同區(qū)域，比如一個(gè)零件，在焊接區(qū)焊接完，被運(yùn)送至機(jī)加區(qū)進(jìn)行打孔，打孔結(jié)束后又要送回焊接區(qū)進(jìn)行焊接，來(lái)回之間的運(yùn)輸不僅消耗了大量的人力物力，浪費(fèi)了時(shí)間，還影響到了其產(chǎn)能。

　　“部件島”的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題，它實(shí)現(xiàn)了加工機(jī)械的分散化和零部件生產(chǎn)的集中化，將每一個(gè)零部件從進(jìn)料生產(chǎn)到產(chǎn)出成品，都在一個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，免去了許多不必要的中間環(huán)節(jié)，使工人在工作過(guò)程中更加省力，同時(shí)產(chǎn)能也大大提升。

　　目前，12號(hào)車間共生產(chǎn)動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、上車架、下車架、推土鏟六大結(jié)構(gòu)件。據(jù)了解，在動(dòng)臂生產(chǎn)線旁，從最開(kāi)始的下料到成型、組對(duì)、機(jī)器人焊接、人工補(bǔ)焊、機(jī)加、壓套，最后到部件涂裝，整個(gè)生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)單臺(tái)套配送，布局緊湊，物流通暢快捷，最大程度提高了生產(chǎn)效率及資源利用率。
　　實(shí)際上，18號(hào)數(shù)字化工廠以及昆山工廠內(nèi)部的“中心島”正是三一重工實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型的縮影。這種轉(zhuǎn)型的背后是三一重工的信息化戰(zhàn)略。

　　早在1994年，三一重工就開(kāi)啟了信息化建設(shè)的大幕。隨著三一重工的國(guó)際化進(jìn)程的需要，三一重工通過(guò)建造ECC企業(yè)控制中心，開(kāi)始了車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，將數(shù)據(jù)化管理進(jìn)一步向客戶端延伸。此后三一重工建立起亞洲最大的數(shù)字化工廠。

　　2013年至今，三一重工進(jìn)入了一個(gè)新的信息化階段。公司啟動(dòng)了流程信息化變革，以期借此打破信息化發(fā)展與業(yè)務(wù)脫節(jié)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)信息化與工業(yè)化的深度融合。信息化建設(shè)的主導(dǎo)部門也從IT部變?yōu)榱肆鞒绦畔⒒偛?，信息化?yīng)用與業(yè)務(wù)流程開(kāi)始建立有機(jī)的聯(lián)系。