“未來20年機械工程技術的發展趨勢是綠色、智能、超常、融合和服務”。2011年 8月底公布的《中國機械工程技術路線圖》為我國機械制造行業的未來發展指明了方向。全國人大常委會副委員長、中國機械工程學會理事長路甬祥指出,我國已成全球制造大國,但發展模式仍比較粗放,核心元器件的自主能力仍有待加強,進一步的發展面臨能源、資源和環境等諸多壓力,亟須創新突破。
2011年11月,路甬祥來到位于長沙的三一重工總部。在這里他欣喜的看到,屬于未來的五大變化正在這個中國工程機械行業的領軍企業里生根、發芽,結出果實。作為以產業報國為己任、引領行業進步的創新型企業,三一重工站在了一個新的起點上。
造機器要用自己的核心零件
2007年11月3日,路甬祥首次考察三一重工。當時,拿下世界最長臂架泵車稱號沒多久的三一66米泵車,剛從北京、上海等地巡展回來。在這臺泵車前,路甬祥稱贊三一重工是“湖南的驕傲,中國的驕傲,是新時代的民族英雄”,給全體研發人員極大的鼓舞。他特別叮囑:要堅持走核心零部件自制之路。
2011年11月14日,路甬祥副委員長再次來到三一重工視察。在三一重工董事長梁穩根、執行總裁易小剛等人的熱情接待下,路甬祥一行參觀了三一亞洲最大的18號廠房,在這里一睹了世界最長臂架泵車——三一86米泵車的雄姿。作為一名在液壓氣動領域有很深造詣的機械專家,路甬祥對電氣和液壓技術保持著長期關注和濃厚興趣。他說:“臂架越長,壓力越大,技術含量就越高。三一始終保持了泵車臂長世界第一,很了不起。”
站在混凝土泵車裝配線旁,路甬祥對三一重工日益現代化的物流體系與配件信息系統贊不絕口。接著,這位機械制造專家側過身來,打開了身旁的泵車電控柜——他發現,里面越來越多的零部件貼上了三一重工的標簽。他走進核心零部件展示區,端詳這些種類繁多、技術含量高的核心零部件。路甬祥四年前叮囑三一重工走的核心零部件自制之路,已然近在眼前。
作為全球最大的混凝土機械制造商和全球最大的泵車制造基地,三一重工不但掌握了混凝土泵送的關鍵技術,在核心零部件自制上也持續突破。
2006年,第一臺工程機械專用控制器SYMC在三一重工研制成功,這是國內首款適應工程機械嚴酷施工環境、完全具有自主知識產權的專用控制器,不僅填補了國內空白,其綜合性能也達到了國際先進水平。
“以往在安裝產品時,很容易出現外圍電線接錯短路的情況,使昂貴的設備很容易損壞。安裝SYMC后的主機設備,其‘透徹的感知’可以做到允許客戶犯錯:如果操作人員不慎將線路接錯,它會自動隔離、切斷,使機器免受損害并及時報警。”三一重工智能機器控制有限公司總經理周翔介紹說。
目前,以SYMC為代表的核心控制產品已在集團泵送、起重、路面、港口等工程機械上推廣應用,全面提升了三一主機的智能化、自主化水平。不僅如此,三一智能化核心基礎部件及關鍵技術的運用,直接新增產值逾7億元,并大大促進了三一主機產品的銷售。
從66米到86米,20米的跨越得益于三一重工在核心器件上的自主研發戰略。就在路甬祥考察三一重工的5天前,2011年11月9日,在湖南省召開的“超長臂架混凝土泵車關鍵技術及應用”科技成果鑒定會上,三一在超長臂架優化設計、減振控制技術、智能操控技術、安全監控技術等方面的創新成果得到了中國工程院院士譚建榮等鑒定專家的高度肯定,一致認為該成果在關鍵技術及性能指標方面均達國際領先水平。
2010年12月25日,國內首臺400kW一體化變頻永磁同步電動機在三一電氣通過全部性能試驗,成功下線。該產品為國內首臺自主研發設計、集變頻調速功能于一體的永磁同步電動機。它的成功下線,打破了行業內同類產品長期依賴進口的局面。經試驗,該產品各項性能均達到或超過國際先進水平,與同功率的進口產品相比,電機重量減輕10%、過載能力提高10%、效率高出2%,可廣泛應用到礦山、碼頭、發電廠、鋼鐵廠等急需設備改造的高耗能行業。
“現在,三一重工已經是響當當的企業了,希望你們繼續走好這條自主創新的路子,開創更加美好的明天。”考察結束時,路甬祥對三一集團的未來充滿了期待。“你們不僅是民族的驕傲,也是世界工業制造的驕傲。”路甬祥說。
綠色“跨越”從20%開始
2011年,三一重工下屬的路機事業部推出了一種名為“跨越者”的系列產品。較之以往的成套路面機械,在節能方面,該系列產品相比同類產品減少了10%至20%的能源消耗。拿其中的全液壓平地機來說,由于具有全液壓驅動、無級變速、前后行駛速度一致等特點,工作效率提高20%,節約燃油20%。
“跨越者”系列只是三一重工進軍綠色制造征程上的一個縮影。眾所周知,工程機械作為大功率高耗能動力裝備,在為人類建設美好生活、創造巨大財富的同時,也帶來了環境污染等一些不良后果。為促進經濟良性循環,建設節約型社會,工程機械節能降耗技術的研究刻不容緩。
早在幾年前,三一重工就提出了工程機械環保節能的概念。當時,國內工程機械廠家為滿足施工現場負載千變萬化的工況需求,普遍采用發動機最大功率模式運行,這樣雖然滿足了不同工況的需求,但由于發動機的轉速無法隨著負載的改變即時調節,帶來大量的燃油浪費。
據三一重工首席科學家易小剛介紹,混凝土泵車的發動機、分動箱、主油泵三者之間存在一個能量鏈的匹配。如果泵送過程中由于混凝土標號與泵送速度的變化,三者之間無法很好地匹配,便會產生能量的損耗。
2008年起,三一重工開始研發新一代動態節能模式,歷時三年終獲成功。其中,全功率自動適應節能技術自帶的自動識別系統可在幾秒內自動調節發動機的功率、轉速以及扭矩,使三者實現完美匹配。以往“給多少油燒多少油”的傳統方式被徹底顛覆,轉變為“要多少油給多少油”的方式。三一重工也因此成為工程機械企業中唯一實現了整個機械設備動力匹配的企業。
2010年,易小剛主持開發的節能發明專利“一種混凝土輸送泵的節能控制方法”榮獲中國專利獎金獎。除全功率自動適應技術外,其高效節能液壓技術可使S管閥換向時間由原來的0.52秒下降至0.38秒,換向周期由原來的2秒下降至1.86秒,減少了能量的損耗。而冷卻系統節能技術,則可通過控制整個液壓系統的溫度,降低能耗。
高效節能一直是三一重工挖掘機的獨特標簽。自2009年起,在全國陸續舉辦了300余場挖掘機比武,三一挖掘機與各大品牌同臺競技,最終都以絕對優勢拔得頭籌,油耗平均比其他品牌低出約10%,作業效率則比其他品牌高出約8%。在2011年中國質量協會舉辦的一次調查中,三一挖掘機的燃油經濟性超越日本的小松和美國的卡特,位居第一。
借助“全功率自動適應節能技術、高效節能液壓技術、冷卻系統節能技術”三大核心技術,三一重工的新一代動態節能模式已在一系列產品中推廣運用,使泵送產品平均節油20%,使平地機產品平均節能30%,攤鋪機產品平均節能28%,挖掘機產品節能30%以上, 引領了工程機械行業節能減排的發展方向。
“再制造”讓機器“重生”
在我國,大多數廢舊工程機械往往被當做廢鐵回收進廢鐵廠回爐處理,這造成了資源的極大浪費。
2009年8月,國家頒布《循環經濟促進法》,將再制造第一次納入法律范疇。同年12月,三一重工入選國家工信部公布的首批35家再制造試點企業行列,并成立 “湖南三一工程機械再制造公司”。2011年1月28日,《湖南三一工程機械再制造試點實施方案》在工信部組織的評審中順利過關,三一集團正式成為工信部認可的再制造試點企業。根據該實施方案,三一重工將在集團內開展零部件和整車再制造工作。
當時外界對三一加入再制造行列期望很高。在工信部組織的實地考察和評審中,不少專家都對三一再制造之路充滿信心,表示“希望三一能夠成為中國工程機械再制造的標桿”。而業界評論則稱,“三一的參與為再制造行業的發展展示了更多的想象空間”。
零部件的修復就如同一臺精密的醫學手術,只有達到了較高技術門檻的企業,方可進入。2003年,日本小松進入中國工程機械再制造領域,成為較早進入的企業之一。2008年,美國卡特彼勒在上海建立了全球第三家再制造中心,2009年上半年又在廣東、四川等地相繼建立再制造回收點。
在國內,與三一重工同居一城的中聯重科較早進入再制造領域。2006年,廣西玉柴機器率先啟動發動機再制造項目,通過引進和改造設備,形成了較為規范的工藝流程。2009年12月,玉柴機器與卡特彼勒成立合資公司,為玉柴柴油機和零部件提供再制造服務。同年,濰柴動力、柳工等工程機械公司的再制造項目也相繼上馬。三一重工起步雖晚,但后勁十足。
曾有這樣一種誤會,認為“再制造”不過是給“翻修”換了個說法。實際上并非如此。相對于一般的新工廠而言,再制造相當于在同時運營兩個工廠。
“‘再制造’不同于廢舊物資回收利用,也不是傳統意義上的維修,它的內核是采用專門的工藝和技術,在原有制造的基礎上進行一次新的制造,讓舊的機器設備重新煥發生命活力。再制造產品無論是性能還是質量都不亞于原先的新品。”在2011年12月于海南博鰲舉行的三一重工年度峰會上,易小剛介紹說。
2010年9月,三一重工首臺再制造泵車成功下線,昭示著三一再制造邁出了實質性步伐。據介紹,該車上線時遍身水泥污垢,銹跡斑斑,且部分零部件開裂、變形。由于舊泵車使用時間較長,部分銷軸已完全銹死,拆卸支腿時就遇到了很大的困難。研發人員通過評估、全面拆解、修復、檢測、總裝等程序,使這輛泵車重新煥發了生機,其產品性能、質量均不亞于新品。
一般的再制造企業已能做到從舊件中利用40%的原材料。三一重工顯然有著更雄偉的目標。他們首先瞄準企業的旗艦產品——混凝土泵車,對生產線進行了重新布局和設計。泵車的臂架、轉臺、轉塔、油缸、底盤、付梁、料斗、輸送缸、液壓元件等機械部件85%以上都將通過清洗或再制造后實現再利用,加上輸送管、電纜等耗材及部分控制元件的更換,將使得整車舊件利用率達到70%。
在專注于企業再制造的同時,三一重工發揮技術優勢,積極投身國家再制造體系的建設。2010年11月10日,三一集團出席在天津召開的“工程機械再制造標準工作研討會”,參與了《工程機械再制造產品標識》、《工程機械再制造術語》和《工程機械再制造通用技術規范》等再制造標準的制定。
讓機器“物聯”成“網”
對很多再制造企業來說,回收是一道困擾已久的難題。由于我國還沒有開放廢舊零部件自由流通市場,正規再制造企業很難從市場上獲得舊件。加上國家對于工程機械產品還沒有強制性的報廢立法,大多數設備用舊后,并不是馬上實行報廢,而是修修補補勉強使用,或者報廢后直接被送進鍋爐。而從國外進口的廢舊零部件,則往往被視作“洋垃圾”予以沒收,不啻于在本就稀缺的再制造產業原材料供應鏈上再狠狠卡了一道“脖子”。
奇怪的是,這個問題似乎并未對“三一”構成困擾。
2011年11月5日,記者跟隨中國科學院青聯代表團徐濤所長一行,走進了位于長沙三一重工總部的全球零部件控制中心多媒體演示室。一段介紹短片過后,講解員接通了網絡,大屏幕上出現了一臺“三一”起重機的立體身影。信息提示:這臺機器位于河南省。在屏幕左側出現了一溜菜單,隨著鼠標的輕點,這臺機器的準確位置、服役時間、運行工況、性能參數、服務工程師姓名等信息一覽無遺。當鼠標在機器上劃動和縮放時,這臺機器上的所有零件全部以三維形式呈現出來。
幾乎所有的在場專家都想到了一個詞:物聯網。但沒有想到的是,這個幾年前還只是一個概念的新詞,已經在工程機械這樣一個體量龐大的行業真實上演。尤其令人驚訝的是,這不只是一場演示秀,而是實打實的工作場景。在這間控制室里,如果調度人員發出指令,那么這臺機器和他的操作員會立即收到,調整運行狀況,以自動適應環境變化;如果出現現場操作員不能解決的意外狀況,系統便會自動安排距離它最近的工程師前往修理。
據易小剛研發團隊核心成員、“三一集團”研究總院常務副院長劉永紅介紹,三一重工的遠程監控平臺核心功能主要由中央監控系統、移動遠程監控終端(SYMT)以及運動控制器(SYMC)完成。其中,移動遠程監控終端主要負責對車輛的定位和無線通信,運動控制器主要負責工程車輛的工況數據采集和運動控制,中央監控系統主要負責工程車輛的定位數據、工況信息和其他數據的收集、記錄、顯示、分析和自動處理。
通過中央監控系統,三一重工總部可直接控制每一臺配有相關系統的機器,從而實現了對設備最新位置數據、車輛狀況和報警信息的遠程監控,實現與GIS數字地圖相匹配,直觀顯示車輛實時坐標,并對各種信息進行自動記錄、分析和處理。通過授權,各個監控用戶可以在世界各地,利用有線或無線方式上網,登錄到監控中心網站進行車輛信息的收發、查詢、分析等工作,甚至可以直接下達指令,對授權車輛進行遠程控制。
很自然的,一旦設備老化,需要更換零件,或者設備報廢,絕不會遭遇進入煉鋼廠變成一堆鐵水的命運,而是會被送到就近的醫院,進行“診治”,等待“出院”,完成“再制造”。
當然,這樣的場景還未完全實現,但在三一重工,這已不再是件多么遙遠的事。反觀國內業界,據中國工程機械工業協會信息工作委員會秘書長周賢彪介紹,雖然更多的工程機械設備早就實現了自動報警功能,但還沒有實現遠程報警功能。雖然很多設備本身是具備智能功能的,但因為沒有配備相關的數據輸出和輸入系統,物聯網就還沒有完全形成。目前,發達國家工程機械先進企業的利潤有17%來自于再制造領域,而中國才剛剛開始。
“服務型制造”與三一重工責任觀
制造業、服務業和IT業,這三個分屬不同領域的行業,在三一重工實現了奇妙的融合。這或許將締造一個全新的行業形態,即智能化、服務型的制造業。
2011年11月6日,路甬祥在長沙科交會上的一場報告中指出,發達國家的制造企業早已從生產型制造向服務型制造轉型。未來20年,將是我國制造業由生產型制造轉變為服務型制造的關鍵時期,服務型制造將成為一種新的產業形態,為產品全生命周期服務的技術和產業將受到更大的關注。
中國機械工業聯合會特別顧問、國家信息咨詢委員會委員朱森第則認為,這種將制造與服務相融合的新產業形態,企業向客戶提供的將不僅僅是產品,還包括依托產品的服務或整體解決方案。如果說生產型制造必然走向服務型制造,那么提供遠程監控、檢測和診斷就是工程機械走向全面服務型制造的最重要一步。
這一步,三一重工再次跨在了前面。但這并非只是一次技術上的革新。
在許多人的認知里,讓產品自然報廢,而后消費者來購買新的產品,這樣會帶來更高的利潤,何苦還要花如此多的心思來搞“再制造”呢?其實,這背后折射出的是兩種完全不同的企業理念。
在由中國質量協會發起的“2011年工程機械行業用戶滿意度測評”中,三一重工的混凝土產品在設計、外觀、發動機系統、液壓系統、電氣系統、結構部件系統等質量特性上,全面超過德國的普茨曼斯特和施維茵等企業。三一旗下的車載泵、攪拌站、泵車、拖泵、攤鋪機、履帶起重機、挖掘機、旋挖鉆機等8類產品,在評選中斬獲用戶滿意度第一的稱號。
消息傳來,三一重工上下都感到非常振奮,董事長梁穩根更是親自批示:這個獎對三一重工來說具有特別的意義,因為這是用戶直接給我們頒獎。
依靠先進的技術和管理,為用戶服務,以產業報國。三一重工踐行著自己的責任和使命。
2011年3月,三一重工混凝土長臂泵車馳援日本福島核電站的故事令人記憶猶新。這臺為核電站實施注水降溫作業的泵車被日本工程師親切地譽為“大長頸鹿”,眾多日本普通市民也通過三一集團網站上的企業郵箱留言表示感謝。
2011年8月26日,福建寧德核電站。素有“亞洲第一吊”之稱的三一SCC9000履帶起重機鳴笛操作起鉤,提升、回轉……一系列吊裝動作盡顯平穩、精確,寧德核電站3號機組穹頂完美就位,用時48分鐘。核電站核島穹頂作為核電設施中最為核心、關鍵的部件之一,對起吊設備的要求近乎苛刻。
在中國核電建設中,核島穹頂吊裝歷來采用進口履帶起重機。三一重工履帶起重機的出現結束了這一歷史,開創了國產履帶起重機吊裝核島穹頂的先河,同時也再次向世人證明:三一重工履帶起重機在核電關鍵部件吊裝領域已穩居世界先進水平。
一流的成績得益于一流的人才。在三一重工,執行總裁易小剛同時還擔任著三一集團研究總院院長、博士后工作站站長,擔負著培養科技人才、指導技術攻關的重任。在他的率領下,三一重工博士后科研工作站近10年來先后孵化出“基于轉運車的機群智能化工程機械及信息化制造”、“工程機械動力節能技術”等一批創新性成果,成果轉化效益近20億元,成為公司技術創新、高端人才集聚的重要力量和橋頭堡。
2011年,三一重工股份有限公司博士后科研工作站從全國521個博士后科研工作站中脫穎而出,被評為全國優秀博士后科研工作站,這也是中國工程機械行業同類機構中唯一獲評單位,有力彰顯了三一重工依靠加大研發投入和體制創新、不斷實現提升的研發實力。
正是憑著雄厚的研發實力,依靠優秀的企業文化,受益于先進的管理模式與服務理念,2011年,三一重工以215.84億美元的市值首次入圍FT全球500強,成為中國機械行業首家進入世界500強的企業。
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