工程机械的硬核版“ChatGPT”:从无人车间到无人工地

当前大火的ChatGPT用字符和像素向人们演示了一个新世界,而在钢铁与机械的硬核世界,工业AI已在为我们打造未来。

现在,打开三一重工(600031.SZ)、中联重科(000157.SZ)的视频号,你会发现,这两大工程机械巨头“不约而同”置顶的,都是各自的“未来工厂”:

在湖南湘江新区中联智慧产业城,无人车间、自动产线已经投产,从材料切割到喷涂组装,每12分钟便可下线多公里外的长沙经开区,三一重工18号工厂内,大到72米长的臂架,小到2毫米的螺丝,机器人自动化装配可实现只关灯不下班。

再打开湖南省今年的《政府工作报告》,在制造业高质量发展十大产业项目中,中联、三一各有一个“智造基地”入选。“不约而同”的是,另一行业巨头徐工机械(000425.SZ)所在的江苏省,也将工程机械列为基础再造、产业焕新的国家先进制造业集群之一。

这两个“不约而同”背后,是“全流程智能制造”对工程机械这一万亿级产业的重塑,人工大幅减省、物料利用率最高接近100%、需求响应提速、质量“零缺陷”交付……由“智造”推动的还有“智建”,电动化、智能化的新一代工程机械,已使“无人工地”成为现实,将有望改写数十万亿体量的建筑业的游戏规则。

近日,财联社记者来到中联智慧产业城土方机械园,园区内工厂虽已复工多日,但车间里却鲜有人影。取而代之的,是工业机器人正有条不紊地工作,还有搬运机器人穿梭其间,地面上一个个二维码就是它们的行车道。

“能够实现的地方,我们都把它无人化了。挖机从10吨到40多吨实现了所有零部件的自动切割和弯折成形,同时通过自动化的物流配送来实现无缝衔接。焊接这块,我们也有自动化的焊接线。”园区现场,相关负责人对财联社记者说道。

据介绍,通过自动化的工业机器人,中联重科改变了生产方式:一块钢板,被打上全生命周期管理的激光二维码后,就被规划好了最终用途。而后经自动切割、自动折弯、自动检测、机器人分拣等工序,通过AGV或RGV小车送到装配车间,与其他零部件汇合组装。

零部件被组装成整机后,还需进行下一步检测。据现场的公司人士介绍,一台挖机下线后,将开往调试车间,进行百余项检查和30多项精试,以确保交付时“零缺陷”。

由智能排产、工业AI、数字孪生、工业互联网等赋能,生产效率显著提升。财联社记者在现场了解到,一条自动化焊接线台人工组,一个涂胶机器人在一分钟内可完成两名熟练工12分钟的工作量,自动加注设备能够识别不同的机型和加注量,履带铺轨机可以自动调节不同机型和宽度。

“节奏放快的线分钟可以下线一台挖机,这样的生产线分钟下线一台挖机。”前述负责人向财联社记者总结称。

智能制造不仅提高效率,还能降低成本。以无人化喷涂和涂胶为例,通过机器人喷涂作业,粉漆利用率达到90%以上,而涂胶机器人则能够节省50%的涂胶量,同时涂出的胶均匀美观,且防漏、耐高温、密封性强。“原来(粉漆利用率)顶多是40%-45%,”前述负责人补充道,“我们通过后续的底粉回收,粉漆利用率可以做到100%。”

人工方面,按该厂区目前的产量,以前需要一线余人,通过智能化生产,现仅需200余人。与产线工人数量减少相对的是,2019年至2021年,三一重工、中联重科、徐工机械等龙头企业的研发人员数量攀升,分别增长4027人、2852人、327人。

除了土方机械园,中联智慧产业城内还有在建的总部大楼、工程起重机械园区、混凝土泵送机械园区、高空作业机械园区等,将汇聚8个灯塔工厂(“世界最先进工厂”)、300条智能产线多项产线个国际标准秘书处。园区全部建成投产后,将实现每30分钟下线分钟下线分钟下线一部高空作业平台。

规划千亿投资、千亿年产值的中联智慧产业城背后,是整个工程机械行业的智能制造大潮。

近日,国家标准化管理委员会、工信部公布了2022年度智能制造标准应用试点项目名单,徐工机械、山河智能(002097.SZ)、亚威股份(002559.SZ)等公司也均有项目入选。

此外,广西的柳工(000528.SZ)在去年12月举行了挖掘机智慧工厂开工仪式。公司表示,项目建成后,将在柳州基地形成年产中大型柴油动力、电动液压挖掘机2万台套以上产能,产线%。

三一重工泵路事业部智能制造工艺所所长文蔚在接受媒体采访时也曾透露:“通过智能制造,三一的制造成本还可实现20%的降幅,这让我们的产品更具竞争力。”

据悉,与智能化改造前相比,在同样生产面积内,三一位于长沙的18号工厂产能可提升123%,人员效率提升98%,单位制造成本降低29%。例如,依托数字孪生技术,阀块机加作业的精度误差由0.1毫米刷新至10微米级。

而在今年1月召开的湖南省两会上,湖南省政协委员、中联重科副总裁孙昌军介绍,公司智能工厂平均产能提升70%、制造周期缩短55%,产品研发周期缩短25%以上,工艺设计效率提升50%以上,服务成本降低30%,销售成本减少20%,库存周转率提高10%。

以上的一组组数字,展示了智能制造的威力,企业通过迭代升级,既提高了竞争实力又平滑了行业周期的影响。据业内专家介绍,工程机械是典型的离散制造,行业繁荣期需要大量人员,低迷期往往需要控制人员数量。这就导致制造成本高,市场响应速度慢。而数字化、智能化转型能为企业大幅压缩人员、生产和物流成本,平滑行业周期。

“重点支持工程机械拓展海外市场”,这是湖南省今年《政府工作报告》所明确的重要工作。

“内冷外热”是工程机械行业本轮周期的主要特征。工程机械行业协会日前发布的数据显示,去年我国挖掘机出口量持续稳步增长,26家制造企业共计出口挖掘机109457台,同比增长59.8%。

今年,春节刚过,多家工程机械企业迎来海外市场“开门红”——1月29日,中联重科超10亿元设备交付海外;1月31日,徐工机械总计24台大吨位装载机交付海外,将应用于海外基础设施建设与大型露天矿开采;此外,三一重工、铁建重工(688425.SH)等公司均迎来海外批量订单。

海外市场的增长,一方面缘于整体需求提升,另一方面也得益于技术赋能下,我国工程机械产品竞争力的全面提升。

今年1月,中联重科拟分拆旗下中联高机重组上市,受到市场关注。重组预案显示,在海外市场,国产高空作业平台凭借出色的性价比、全面的新能源化布局、安全可靠的性能表现,已具有较强的替代优势。

除成本、性能优势外,服务保障方面也在智能化升级。据徐工集团消息,公司通过全球数字化备件服务信息系统(X-GSS)等,打破了空间和地域局限,已可为客户提供备件库存调配及远程技术支持。如公司一家海外客户使用的9台LW550FN装载机,一年时间工作超3000小时,均仅进行常规维护保养,保持了无故障高效运转。

中信建投高端制造吕娟团队研报认为,我国工程机械行业增长正进入第三阶段——高质量发展驱。

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