三一重工数字化转型之路

来源:金融IT那些事儿

三一集团是我国工程机械行业的龙头企业,信息化建设起步较早,也是在行业内率先进行数字化转型。有人说数字化转型就像大象转身一样难,三一重工就是在数字化时代奔跑的大象。数字化转型给三一带来的巨大的效益,不仅在规模上追赶国际工程机械巨头,在毛利率、净利率等效益指标上也追上甚至超过了国际竞争对手。2021513日,三一重工入围福布斯全球企业2000强榜单,排名第468位,首次跻身全球企业500强,是榜单中排名中国第一、全球第二的工程机械企业。2022年,三一集团 营业收入1545.60亿元 ,列中国企业500强的第170位。

01 三一集团发展回顾及转型缘起
1. 三一集团发展历程
1989年,三一集团在湖南娄底涟源成立,初期产品是焊接材料。三一集团秉承“创建一流企业,造就一流人才,做出一流贡献”的企业愿景,所以称之为“三一”。1994年,三一集团采取“双进”战略,进入工程机械行业,并将总部迁往长沙,开始生产混凝土机械产品。2003年,三一重工在上海证券交易所挂牌上市,成为中国工程机械行业第一家民营上市公司。经过33年的发展,三一已成为国内第一、全球第四的工程机械制造商,产品涵盖混凝土机械、挖掘机械、起重机械、桩工机械、路面机械、港口机械、煤炭机械、石油装备等。
2. 三一集团早期信息化工作
三一很早即开始信息化建设,早期触网是内部网络、邮箱系统和财务软件。2004年开始实施OA(办公自动化)、MRP(物资需求计划)系统。2006-2007年上线ERP(企业资源计划)、PDM(产品数据管理)系统,基本实现了财务业务一体化、产供销计划体系一体化,公司80%的采购、仓储,70%的制造、销售、配件、质量管理、财务业务通过ERP进行管理,提升了库存周转率,缩短了生产周期;研发数据实现集中管控、安全共享。
在生产制造方面,三一也开始了探索。2008年,发布《三一集团制造技术方案大纲》,开启数字化工厂建设。2009年,M2M在集团内规模化商用,人机交互与信息收集处理方式进一步升级。2012年,日后大名鼎鼎的18号工厂投产。
3. 三一集团的痛点:行业周期影响大
三一下定决心全面推进数字化转型是源于工程机械行业和其产品的痛点。我国工程机械行业是一个受基建投资和宏观经济环境影响较大的周期性行业,也是一个充分竞争的行业。在2011-2016年的5年时间,我国工程机械行业经历了“入世”以来最艰难的低谷期,三一也在面临宏观环境变化与自身发展受阻的双重难题,各项业绩跌入谷底,销售收入最低时比2011年高点缩水52%,财务指标也相应恶化,直接导致了多年未见的亏损。
三一认为,在行业增长期,生产繁忙供不应求,招聘工人、购入设备,但当增长放缓或者停滞时,员工不能随意解聘,设备停工也要照常折旧,这部分“固定成本”将无法根据市场情况进行有效调整;当行业进入下行期,竞争环境会迅速恶化,卖方市场向买方市场转化,价格战将首先打响,不能有效提高效率、控制成本的企业会迅速被拖垮,传统的生产驱动、企业降本方式不再奏效。
痛定思痛之后,三一认识到要在行业周期性变化中保持竞争优势,必须摆脱企业传统发展的困境,依靠数字化破局,全面提升企业的现代化水平,成为自身发展的重要议题。未来完成智能制造改造以后,三一就可摆脱周期束缚。面对工程机械行业低迷市场,工厂不需要裁员,只需围绕物流成本和效率做优化提升,修炼自身内功;等行业旺季来临时,也不需要招人,只要开动机器,产能就上来了。
为了解决这个问题,从2013年开始,三一开始了数字化转型之路,可以分为三个阶段:第一阶段从2013-2015年,是信息化深入推进的阶段;第三阶段从2016年-2017年,数字化平台搭建阶段;2018年至今,是全面数字化转型的阶段。
02 三一数字化转型三个阶段
1. 流程信息化阶段(2013年至2015年)
三一重工实施信息化改造,深化信息化变革,开始建设数字化工厂平台,实现生产全流程数字化管理,提升生产效率和降低生产成本。
2013年4月,三一组建流程信息化总部,启动了流程信息化变革。建立流程体系,全面启动核心业务流程的梳理,推动流程文化普及;明确流程架构,完成流程信息化整体规划,找出与标杆的差距,完成流程框架设计,提出变革项目的发展路径,设计流程信息化的管控体系;打造流程平台,建立流程信息化专业管理平台(ARIS),发布流程方法论和流程规范,奠定“流程文件化、平台信息化”的基础。
2014年,三一携手SAP和IBM合作推进流程信息化变革,联手打造端到端业务管理平台;启动CRM系统一期项目;全面推广产品生命周期管理(PLM1.0)。
2015年,三一加大变革力度,全力推进基于互联网思维的经营变革,初步搭建了具备各类数据接入能力及数据质量可视化分析能力的大数据软、硬技术平台;升级ECC系统,优化数据管理体系,构建大数据应用平台和团队,形成市场预测、故障诊断、客户征信、研发验证、效率提升等方面的大数据应用能力;推动客户管理系统CRM的实施,优化营销服务流程。
除了上述运营管理方面的信息化,这一时期三一也在探索与尝试生产制造的信息化。依托工信部支持的“国家两化融合智能制造专项”科技项目,2014年三一启动打造首个全数字化智能制造工厂——长沙18号厂房,建设和实施了智能加工中心与生产线、智能化仓储与运输配送、计划与执行管控等6个子系统。将传统制造业从人工作业、机械作业、单点的自动化向集成自动化、数控化、智能化设备作业转变。
2. 转型路径探索阶段(2016-2017年)
在2016-2017年间,三一一方面继续推进CRM(营销信息化项目)、PLM(研发信息化项目)、SCM(产销存一体化项目)、GSP(供应商管理信息化项目)等信息化项目的上线或升级,一方面在探索企业数字化路径。
当时没有成功转型方案可借鉴,三一领导层也比较迷茫,听取了专家的建议后,就先从数据采集开始。 一是采集生产现场数据,通过工厂全方位无死角的摄像头覆盖,还原现场真实情况。通过大屏幕统一控制,降低了管理成本、提升生产效率、降低事故发生风险。二是采集能耗数据,暴露能耗问题,实现最经济的能源采购。三是采集生产设备数据,设备互联暴露设备运行情况,反映制造问题。
此外,2016年,开始实行工业互联网战略,在物联网事业部基础上,单独成立了树根互联股份有限公司。树根互联打造工业互联网平台,实现从研发到后市场服务的全价值链数字化转型。
依托树根互联“数字化转型新基座”,三一集团完成了5.5万个“三现四表互联”。其中,“三现”指现场、现实、现物,“四表”是水、电、气、油表,而“互联”则是围绕以上三个现场,将“四表”的交流管理搬到树根互联的根云平台,以及将例如“厂内设备”的加工设备、加工中心等,和销售出的71万台挖掘机、装载机等“厂内”“厂外”设备搬上了云平台进行管理。
3. 全面数字化转型阶段(2018至今)
2018年,三一正式确立了数字化、国际化发展战略。2018年3月13日,三一重工董事长梁稳根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!”而彼时三一重工作为重型装备的生产者,各零部件加工过程相互独立,生产线之间难以衔接。叠加工厂生产设备繁多,网络连接复杂,改造成本高企,数字化转型如同大象转身般笨重。
2018年,三一实现经营全流程(采购、研发、生产、销售、设备数据收集、反馈服务)数字化,从机器替代、机器决策、产品智能化三个层面开启全面数字化升级,向实现“一切流程在线化”、“一切业务数据化”和“一切数据业务化”迈进。重点是推行“流程四化”、“八大软件”。
“流程四化”聚焦从概念到产品、线索到回款、订单到交付、问题到解决四大主线,核心将业务流程分析重构,实现标准化、在线化、自动化和智能化。同时,通过工业软件将标准流程固化,实现流程活动和节点的在线化管控,大幅提升公司的核心业务流程标准化率和在线化率。
“八大软件”是将供应链、采购、营销、研发、制造、物流等八个方向的应用软件深入整合,形成了含有智慧供应链、数字化营销、数字化研发、智能制造四大业务板块的系统能力,并不断深化自身软件能力建设。
2020年,三一搭建了数据中台和技术中台。在数据中台搭建时,需将研发、计划排产、生产、质量监控等12个业务领域和环节的数据集中在一起,正常搭建至少需要三、四年的时间,然而在树根互联以及阿里云厂商的合作下,不到半年时间,三一集团的数据中台正式上线,创造了业内奇迹,高效推动了三一集团的数字化转型进程。在技术中台构建层面,目前由三部分组成:一是基于云原生的容器云;二是微服务的治理平台;三是在此之上做了基于devops的开源平台。
2020年,三一集团实现智能制造八项技术突破,包括无人下料、自动分拣、中小件自动开坡口、大件自动折弯、自动组对焊接、全自动机加、机器人喷涂、自动化物流。通过技术创新,三一集团打造了行业首创的钢板原材料立体库、基于5G的两辆重载无人搬运车(AGV)联动实现27米超长超重物料的同步搬运和自动上下料、狭小空间内的全自动组对焊接、多台机器人搭载激光传感器实现大坡口的协调焊接等。
2020年,三一还开启了“灯塔工厂”集中升级改造阶段,将传统MES制造执行系统升级为MOM管理系统,旨在为智能化工厂建立统一的管理平台。2020年在建8家灯塔工厂,截至2021年末,推进22家灯塔工厂建设,累计实现14家灯塔工厂建成达产;截至2022年6月末,推进28家灯塔工厂建设,累计实现18家灯塔工厂建成达产。
2021年,公司确立了“两新三化”战略,坚持长期主义,加大新产品、新技术的研发投入,全面推进智能化、电动化、国际化。三化战略在原先基础上增加了电动化,三一开始了电动挖掘机、无人驾驶挖掘机等新产品、新技术的研发。
2023年,三一重工提出“全球化、数智化、低碳化”战略,对三化战略进行升级。国际化升级为全球化,数字化升级为数智化,电动化升级为低碳化。新三化战略的内涵更加深刻,代表了三一面向新阶段的企业经营竞争形势不断调整战略。
放眼未来,三一集团的十四五规划可以概括为“三个三”战略规划:到2025年要实现“3000亿销售收入,3000名产业工人,30000名工程师”,即三一集团3万名研发人员保持产品的持续改进、升级、迭代、创新,3千名工人满足所有生产需求,实现一年3000亿的销售收入。当前三一有30000名产业工人,10000名研发人员,要实现上述三个三的战略,就需要将30000名产业工人缩减到3000名,并增加20000名研发人员。在这一过程中,要实现20000多名产业工人转型为工程技术人员。目标不可谓不宏大,难度也非常大。但相信以三一决策层的决心,一定可以做到。
03 三一的数字化应用场景
三一重工的数字化应用场景可以分为六类:
1. 营销环节
三一重工加强了数字化营销的建设。通过搭建全网营销平台和客户关系管理系统(CRM),实现了客户信息的整合和精准营销。此外,还利用大数据分析技术,深度挖掘市场需求,精准定位目标用户,并推出个性化定制服务,为客户提供更好的购买体验。大力开发AI技术,开发了一系列智能化系统,比如智能投放、智能管理等,以提升营销的精准度和效果。随着直播电商的火爆,三一还设立了公司特有的电商营销小分队,通过线上营销,达到1小时便可卖出31台压路机的惊人业绩。
2. 产品环节
面对新能源、低碳化发展趋势,三一重工重视推动产品的电动化与智能化,核心是智能产品与技术开发。比如,无人压路机、5G遥控挖掘机、纯电动无人搅拌车与矿车、5G电动智能重卡、无人港口设备。
3. 研发环节
在研发环节,三一大力推进“自力更生”的模式,坚持自主研发。一是建设PLM平台,将研发过程管理起来,实现了产品设计制造、管理等多重数据的数据共享。二是建设研发数字化平台,建立研发云与仿真云,将研发过程的设计知识线上化,包括每个研发人员的设计工作均在云端进行,逐渐完成从产品研发到管理过程的数字化环境。三是基于根云平台搭建了试验数据管理平台,使试验核心业务流程在线化率大大提升,设计与测试协同效率相应提升,试验数据在线化水平提升至90%,产品研发周期平均缩短8天。
4. 制造环节
制造环节,主要是建设灯塔工厂,推进智能制造。
三一灯塔工厂广泛采用视觉识别、工艺仿真、重载机器人等前沿的工业技术和数字技术,极大地提高了人机协同效率,提高生产效率,降低制造成本、改善生产工艺。三一以灯塔工厂建设为核心,以数据采集与应用、工业软件建设与应用、流程四化为抓手,实现管控精细化,决策数据化,应用场景化。
“高、美、快”是灯塔工厂三大特点。一是生产效率高:生产周期压缩40%,产能提升50%,自动化率提升80%;二是工作环境美:18号厂房成功在现代制造业中融入园林景观;三是生产节拍快:下线一台泵车的时间已经缩短至45分钟,从订单到交付只需20天。
从投入产出角度看,智能化改造低投入高回报。18号灯塔工厂的智能化改造,投入约2-3亿元,在已经基本实现规模化效应的基础上,单位投入较低,约3000元/平,而智能化改造却可以带来降本增效,效果立竿见影。
三一重工通过深度融合制造运营系统(MOM)、物联网管理平台(IOT)、车间物流管理系统(WMS)、远程控制系统(RCS)、智能搬运机器人(AGV)等系统,构建三一智能制造管理平台FCC(工厂控制中心),形成生产制造的“工业大脑”。FCC是整个工厂智能制造的核心。它打通了与ERP、PLM等信息系统和设备自动化系统之间的鸿沟,形成企业统一的数字化生产管理平台。通过FCC,每台产品设备从原材料开始就有了一张专属“身份证”,同时订单可快速分解到每条柔性生产线、每台设备、每个工人,实现从订单到交付的全流程数据驱动,实现“一张钢板进,一台设备出”的智能制造全要素落地。
5. 服务环节
为打造企业竞争优势,三一的工程机械产品运用物联网、3G/4G/5G、GPS、GIS、RFID、SMS 等技术,配合嵌入式智能终端、车载终端、智能手机等硬件设施,将分布全球的几十万台客户设备全部连接、实时在线获得相关数据,然后通过网络协同和数据智能,为客户提供设备健康管理、操作模式评估优化、工程施工信息服务等很多增值服务,进而实现工程机械从卖产品到卖服务的转型。
目前三一出售的机械设备通过控制器、传感器和无线通讯模块,采集设备使用中的地理位置、运行轨迹、油压、转速等运行数据,再通过无线通讯模块传输到ECC控制中心,对数据进行实时分析、设备工况实时监控、故障诊断和远程排故。依托物联网平台“云端+终端”,三一构建起了覆盖全球的智能服务平台和网络,在全球拥有1700多个服务中心,7000 余名技术人员,可以实现365*24全时服务,工程师响应时间从原来的300分钟缩短到15分钟,主要服务区域2 小时到现场,24小时完工。渠道的备件库存从10亿降低到7亿,一次性修复率从75%提升到92%。与海外品牌收费式服务模式相比,三一的快速服务响应能力,改善客户体验、提升公司品牌、促进销售目标,提升市场客户洞察和数字化营销能力,进一步提升了客户黏性。
6. 运营环节
除了前述业务环节之外,三一在人力、财务、客服等后台环节也进行了数字化改造。比如,通过智能客服来提升客服工作的效率,通过RPA等技术来替代人力、财务工作中的简单重复劳动。
04 三一重工数字化转型为什么能成功?
三一的数字化转型能够成功,有着多方面的因素。以下从九个方面来进行分析。
1. 一把手高度重视
数字化转型是企业脱胎换骨的变化,挑战巨大、阻力巨大,只有企业第一负责人认可与重视才能推进下去,才不至于半途而废。梁稳根每天上午9点到9点45分与高管们召开日例会,探讨企业最关心的问题。为了提高开会效率,准时开始,到点结束。每周日,他还会亲自主持一场规模在100—200人的集团会议,会议的唯一主题就是数字化。会上,12个事业部的高管逐一汇报部门数字化方面的一周进展情况及遇到的难题,然后进行讨论解决。
2. 大手笔投入
2019年,三一重工投入近百亿元进行智能制造转型,可谓力度空前。三一重工还非常重视产品研发工作,每年投入营业收入的5%左右用于研发工作。并且推行“销售一代、储备一代、研发一代”的三代研发政策。
3. 顶层规划
三一重视数字化转型的顶层设计,专门成立了流程信息化部门进行统筹规划,完成流程信息化整体规划,并明确变革项目的实施路径。完善自上而下的流程管理体系,明确权责,推动全公司对流程信息化的理解与参与。
4. 组织转型
除了设置流程信息化部门负责顶层设计之外,三一还成立了一系列组织推动集团转型。
2016年,树根互联作为原三一重工的物联网事业部正式宣告独立,与内部数字化团队共同承担三一集团数字化转型战略的执行工作。树根互联凭借对工业以及三一业务的了解,高效推动了三一集团包括云计算、数据中台等IT技术的升级搭建,并帮助其在研发设计、生产制造等各环节业务流程的重构,推进集团数字化转型落地。
三一还成立了两个研究院研究智能制造。智能制造研究总院专注于数字化基础研究与技术攻关,利用软件技术提升生产力,同时研究如何自动化升级、机器替代人。数字孪生研究院负责对新技术的探索,重点研究数字孪生、镜像世界在生产过程中的应用。
此外,三一要求12个事业部、各个工厂都要建立数字化转型团队,团队要下沉到一线员工中,推进数字化转型。
5.  数字化人才建设
三一加强培养和引进数字化人才。用工业数字化转型的事业吸引人,用互联网创新企业的机制留住人,用高于互联网企业的薪酬待遇对待人。
在人才引进上,三一重工深知企业的数字化转型和国际化战略需要大量高层次人才,于是逐渐提高了硕博人才所占的比例。同时,从国内外招聘业内的优秀拔尖人才,比如在搭建数据中台项目时,就有针对性地招募20多名数据工程师,在项目的进展过程中边培训边使用,力求交付一个项目,打造出一支队伍。这些高质量人才的引进,能够带来新技术、新思想,也更容易接受和适应数字化转型的需求和趋势。
在人才的培养上,强调对员工理论学习能力的持续培训,定期与对口高校合作,举办培训活动,提升员工基本素养;为使员工能随时随地学习,三一重工建立了OLM(在线学习)平台,运用机器人AI技术把成熟的技能通过程序化传授给新员工;为开拓员工国际视野,选送优秀员工赴海外深造,掌握行业最前沿的动态。
在人才的激励上,强调以奋斗者为本,开发建立了多种激励体系激发调动员工的积极性。每年出台员工持股计划,建立长效激励,强化员工与企业建立命运共同体理念。重视对研发人员和高绩效员工的激励,设置年终绩效资金、利润分享计划、超目标业绩奖励、项目专项资金及年中加薪等。对于项目核心团队成员则实施事业部核心团队的利润分享计划。在晋升上,为每位业绩和能力突出的员工提供升职空间。在管理上,设立“云之家”移动平台,作为员工投诉申诉的平台,形成畅通的沟通渠道。
6. 数字化文化建设
董事长带头掀起学习运动风,通过“反复的唠叨、洗脑式的宣贯”, 激发了公司上下对数字化的学习热情,推动全员思想认知的转变。
三一制订了《数字化知识认证标准》,推动全员学习数字化知识与技能,并进行测试和认证,以保证全体员工认知在“同一水平线上”。
为了推进学习数字化,三一集团从CIO统一讲解、个人自学、小组讨论、提问答疑、闭卷考试等环节促进内部人员向数字化人才转型。比如三一近期刮起一股“DAMA”风,即《DAMA数据管理知识体系指南》,属于数据治理的标准工具书。甚至车间的工人都在学习DAMA,已经达到了疯魔的程度。
公司所有的关键岗位人员每周都会有脱产不脱薪的时间,去学习软件、大数据、编程语言等。这也是产业工人转为工程技术人员的一个关键措施。
7. 构建统一的数字化基座
三一在统筹各级组织建设数字化应用时,业务层面自下而上、分头建设各种创新应用,耗费巨大成本,造成很多资源浪费,到了2020年才意识到基于统一平台的重要性。于是搭建了全公司统一的数据中台和技术中台。
8. 以重大项目带动转型
为了快速推进数字化转型,要通过重大、关键项目实施突破和带动。比如ERP项目、CRM项目、数据中台项目等。
9. 树立典型,打造样板
比如,北京桩机工厂和长沙18号工厂两家灯塔工厂就是三一的数字化样板。北京桩机工厂是三一重工数字化转型的里程碑,这是全球重工行业首座“灯塔工厂”(被称为智能制造界的“奥斯卡”),代表着中国重工的实力。这座“灯塔工厂”融合了互联网、大数据和人工智能,实现了生产制造要素全连接,通过“智能大脑”,订单被迅速分析并匹配到相应的生产线、工作岛、设备、工人,实现全流程数据驱动。
05 结语
三一重工作为一家从湖南起家的工程机械企业,从2013年就痛定思痛,探索数字化转型之路,积十年之功,咬定青山不放松,终于吃到了数字化的甜头。2022年,在工业和信息化部公示的新一代信息技术与制造业融合发展试点示范名单中,三一集团凭借数智化转型的创新实践和领先实力,入选首批“数字领航”企业。未来,三一重工将继续为实现三个三战略、一万亿营收的目标不断努力,在数字化的道路上向着未来奔跑!

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