三一重工：聰明工廠丨眼疾手快會思考的柔性“燈塔”

9月27日，世界經濟論壇（WEF）正式發布新一期全球製造業領域“燈塔工廠”名單，三一重工北京樁機工廠成功入選，成為全球重工行業首家獲認證的“燈塔工廠”。

5G+工業互聯網、機器視覺、工業AI打造的高度柔性生產，讓這裏成為全球重工行業智能製造“燈塔”。

機器視覺！

精密組裝“燈塔工廠”

走進裝配柔性島，滿是日夜不停歇的機器人。附近隻看得見一兩名工程師，在機器連成的生產線間偶爾走動。與一般車間不同，這個負責大件組裝的產線相當安靜。三一智能製造研究院院長董明楷介紹：“以前這條生產線上滿滿都是人。”

圖丨柔性裝配島

在這裏組裝的樁機動力頭重達數噸起，是樁機的核心部件。依托5G高清傳感器，重載機器人準確地將大件送入機台，幾分鍾內就實現了精準組對，誤差僅0.3mm。

而在過去，這道工序隻能靠人工“吊龍門”完成，不僅勞動強度大，效率也比較低。

“這樣超大部件的無人化裝配，在行業尚無先例”。董明楷介紹，5G高清傳感器就是機器的“慧眼”，每秒可產生100萬個三維數據坐標，擁有強大的感知和運算能力，“有了它，無論什麽型號的大大小小零件，機器人都能實時得到場景深度信息和三維模型，作業時自動修複偏差”。

目前，這一條柔性裝配線可以滿足3噸到16噸所有動力頭的生產，自動化率70％，產能翻倍，因磕碰導致的質量缺陷已全部杜絕。

圖丨柔性焊接島

在焊接工作島內也是同樣的場景。機器人通過激光“觀察”坡口環境，自適應調整參數，一次性實現厚40mm、寬60mm的高強鋼多層單道焊接，解決了鑽杆方頭焊接這一全球行業難題。

現場工人表示，機器人相當聰明，焊縫的位置存在偏差，焊接方法就會立即調整，質量不會有任何偏差。

2019年，樁機燈塔工廠改造項目啟動，全麵引入工業立體視覺係統，借助2D/3D視覺傳感技術、AI算法以及高速的5G網絡，樁機工廠實現了智能工業機器人在大型裝備自適應焊接、高精度裝配等領域的深入應用。

目前，工廠裏小到一塊鋼板的分揀，大到十多噸桅杆裝配，已全部可由機器人自動化完成。

大象跳舞！

為行業作出燈塔示範

圖丨三一樁機“燈塔工廠”內部

樁工機械作為重型裝備，其生產模式屬典型的離散製造，多品種、小批量、工藝複雜。更大的挑戰在於工件複雜，又大又重又長，例如170多種鑽杆中最長27米重達8噸，20多種動力頭最重達16噸。

經過自動化、數字化、智能化升級後，三一樁機工廠共有8個柔性工作中心，16條智能化產線，375台全聯網生產設備。基於樹根互聯工業互聯網平台，生產製造要素實現全連接，整個工廠已成為深度融合互聯網、大數據和人工智能的“智慧體”。

首先，三一樁機工廠有一個“智能大腦”——FCC（工廠控製中心），它也是整個工廠智能製造的核心。通過FCC，訂單可快速分解到每條柔性生產線，每個工作島，每台設備，每個工人，實現從訂單到交付的全流程數據驅動。沿著數據流程，產品能夠“了解”自己被製造的全過程和細節。

圖丨可視化大屏

圖丨基於5G的雙AGV聯動

智慧物流的實現，則交給了聰明的貨物搬運“飛毛腿”——AGV小車。在精準授時、低時延的5G無線工業專網保證下，行業首創2台AGV“雙車夢幻聯動”，實現27米超長超重物料的同步搬運和自動上下料。

圖丨智能立庫

“大腦”“眼睛”“飛毛腿”高效協同分解任務，智慧工廠的“雙手”也在同步飛速運轉。在工廠內，基於5G+AR設備的“人機協同”技術已得到廣泛應用。物料分揀、銷軸裝配等傳統勞累活、危險活不再需要人力操作，全部由機器人高效完成。

同時，通過強大的人機協同，機器人AI還能免編程學習熟練工人的技能和手法，並作為綜合教具“以老帶新”，最終實現技能傳授和工廠“老師傅”工匠精神的傳承。

圖丨三一樁機“燈塔工廠”內部

在後台，由樹根互聯打造的“根雲平台”也在日夜不停計算，它要根據工廠裏3600多個數據采集點收集的工業大數據，為每一道工序，每一個機型、甚至每一把刀具等匹配最優參數，優化生產節拍。

三一智能製造研究院院長董明楷介紹：“今天的樁機工廠就是一個腦子聰明、眼疾手快的工程師，實現了工匠精神與經驗的參數化與軟件化”。

高度柔性生產，讓生產潛能得到極大發揮。相比於改造前，樁機工廠在同樣的廠房麵積產值翻了一番，總體生產設備作業率從66.3％提升到86.7％，平均故障時間下降58.5％。目前，該工廠可生產近30種機型，“柔性智造”水平全球領先，實現了“大象跳舞”。

2020年，三一樁機工廠的人均產值已達到1072.8萬元，是全球重工行業當之無愧的“燈塔標杆”。

董明楷表示，樁機“燈塔工廠”在行業率先采用“工業4.0”標準，打造了全球行業智能工廠的標杆，為全球行業其他“燈塔工廠”建設作出了積極表率和示範。