一个面积4万平米的厂房，依靠8个柔性制造工程中心、10多条自动化产线、375台大型设备，年产值却达到78亿！
而两年前的这里，还是传统制造工厂的样子：4万平米的厂房内，充斥着机器的轰鸣声、刺鼻的焊接味，工人爬上爬下，油污满身，月产能仅150台，生产周期长达30天。
这里就是位于北京昌平的三一重工北京桩机工厂。9月27日，世界经济论坛（WEF）正式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认证的“灯塔工厂”。
从传统制造工厂到“灯塔工厂”认证，这里发生了哪些改变？又是凭借什么成为了世界上最先进的工厂？如何做好“数字化制造”和“全球化4.0”示范者？
焕然一新的聪明厂房
三一集团，是全球装备制造业的优秀企业、工程机械挖掘机、桩工机械、履带起重机械中国民族品牌。三一重工北京桩机工厂（以下简称三一桩机工厂）生产的旋挖钻机是三一的王牌产品，也是工信部认证的“制造业单项冠军产品”。三一旋挖钻机全球市场占有率连续10年稳居第一，在国内每3台旋挖钻机中就有一台是三一制造。
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。世界经济论坛官网上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％。
面对这样的数字，你一定想不到，两年前的这里，还是传统制造工厂的样子。经过自动化、数字化、智能化升级后，现在的桩机工厂共有8个柔性工作中心，16条智能化产线，375台全联网生产设备。基于树根互联工业互联网平台，生产制造要素实现全连接，整个工厂已成为深度融合互联网、大数据和人工智能的“智慧体”。走进今天的三一桩机工厂，现代化、无人化、自动化、数字化、智能化……正是大家心中“灯塔工厂”的模样。
实现这一切最核心的，就是因为桩机工厂有一个“智能大脑”——FCC（工厂控制中心），它也是整个工厂智能制造的核心。通过FCC，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。沿着数据流程，产品能够“了解”自己被制造的全过程和细节。
其次是机器视觉系统，是工厂内无处不在的“慧眼”。借助2D/3D视觉传感技术、AI算法以及高速的5G网络，桩机工厂实现了智能工业机器人在大型装备自适应焊接、高精度装配等领域的深入应用，并解决了“16吨动力头无人化装配”、“厚40mm、宽60mm钻杆方头多层单道连续焊接”等多个世界难题。
最后就是智慧物流的实现：聪明的货物搬运“飞毛腿”——AGV小车。在精准授时、低时延的5G无线工业专网的保证下，行业首创2台AGV“双车梦幻联动”，实现27米超长超重物料的同步搬运和自动上下料。
目前，在这家工厂里，小到一块钢板的分拣，大到十多吨桅杆装配，已全部可由机器人自动化完成，这里的生产节拍加快了不止4倍，7天就能交付一台旋挖钻机，月产能更是翻了一番达到300台。三一智能制造研究院院长董明楷介绍：“今天的桩机工厂就是一个脑子聪明、眼疾手快的工程师，实现了工匠精神与经验的参数化与软件化”。
插上5G的翅膀，让大象跳舞
上百台机器人干得热火朝天，看不到任何设备连接的网线，也没有机房，却随处可见设备上的5G标志。桩机工厂通过深入应用5G，把机械臂、相机等设备网线全部减掉，通过工业专网的无线来实现互联，将设备时延控制在10毫秒以内，比传统的wifi效率要高出很多。设备、生产等各类信息的互通互联，成为让这头传统制造大象跳舞的“任督二脉”。
2018年3月13日，三一重工董事长梁稳根先生在十三届全国人大会上表示，“三一的数字化转型，要么翻身，要么翻船！”
而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。作为重型装备，桩工机械的生产模式属于典型的离散制造，各零部件加工过程相互独立，互不配合，生产线之间无法衔接。同时，工厂生产设备繁多，内网主要使用Wifi、老旧五类线、光纤，布线复杂，往往牵一发而动全身，部署和调整周期长，成本高。
5G时代的到来，让三一桩机工厂找到了突破口。2019年，三一桩机工厂改造项目启动，全面引入5G技术，探索5G技术与工业领域的深度融合。三一桩机工厂以5G连接为神经，就像打通“任督二脉”一般，把肌肉、骨骼、大脑协调起来一样，组成了智能制造的有机整体。
基于设备互联及5G摄像头3600多个采集点收集的工业大数据，树根互联打造的“根云平台”在后台日夜计算，三一桩机灯塔工厂中375台设备哪一台处于瓶颈、哪一台效率低下、哪一台暂时冗余，一举一动尽在掌握。更进一步的，是通过采取减少辅助作业时间、优化生产节拍及工艺参数、提升设备负载率等措施，成功将桩机设备作业率从66.3%提升到86.7%。
在生产制造、视觉管理、智慧物流、设备互联、智慧园区、智能研发、能源管理、智慧营销与服务等8大类共计30余个细分场景，更多5G应用正在落地，并逐步在三一集团内进行推广复制。当前，三一集团30家工厂均已接入设备互联进行管理，并成功将设备总数由12000台优化降低至7782台，产值反由752亿元增加至1368亿元，真正实现“大象奔跑”。
中国智造的缩影
“灯塔工厂”项目评选自2018年启动至今，已经在全球范围认证了90家“灯塔工厂”。在全球"灯塔工厂"网络中，累计有29家位于中国大陆，分布于3C电子、家电、汽车、钢铁、新能源等行业。中国也是拥有"灯塔工厂"最多的国家，再次印证中国制造的强大实力。而三一重工北京桩机工厂则是全球重工行业首家世界灯塔工厂，代表在重工行业的中国制造硬核实力。
三一集团董事、高级副总裁代晴华在分享案例时表示：“前几天评审我们美国工厂的方案，美国团队提出来了一个由当年的丰田等等专家做出来的方案，但是和现在灯塔工厂一比，我们终于发现“中国制造”已经开始领先了。他们做的方案里面光是管理人员，就是我们设计管理人员的3-5倍，所以我觉得这个事情我还是比较自豪的。我们现在的智能制造在全球地位的树立应该是指日可待。”
“三一集团核心价值观是品质是卓越的，我们希望通过智能制造不仅提升我们的效率，不仅降低我们的成本，同时还要进一步提升我们的产品质量。”三一集团高级副总经理、北京三一智造科技有限公司总经理李梁健介绍道，“三一是中国最大，全球第二工程机械制造商。灯塔工厂的建设只是我们的一个起点，我们未来希望三一能够代表中国制造这么一个水平，我们也希望不远的将来能够站到世界之巅。”
代晴华介绍道，三一集团自2018年启动数字化转型；2019年开始规划制造转型，即灯塔工厂建设；2020年累计在制造升级上投入了150亿。“此次，灯塔工厂的认证以及未来发展，我们已经做了很详细的规划。第一，是把我们全国乃至全球的30多家工厂，一个一个升级到像桩机灯塔工厂的水平。同时我们还要启动重点的工厂，比如说桩机工厂，目前处于2.0阶段，未来将进一步升级到3.0的水平。”这也代表着，三一重工将从制造生产的智能化，全面走向以数字驱动的生产管理的智能化，以及物流配送的智能化，以桩机工厂为代表的数字化转型的“百人百亿”这样高效率的目标也会在五年规划中得以实现。
我们相信，灯塔工厂只是起点，它不是终点。它是当前中国智造的代表，也是未来中国智造的缩影。