中國工程機械構建工業互聯未來體系

中國大規模的基礎建設，5G等先進技術的集中爆發，讓工程機械有了大規模的應用場景，因而也培育出一個強大的產業。中國工程機械產業開始了史無前例的快速追趕，並擠進了世界工程機械強國陣容。雖然還有許多“卡脖子”難題未解，但在第四次工業革命風起雲湧的大背景下，龐大的中國工程機械產業迎來了邊發展邊重構工業互聯的歷史重任。

中國工程機械求解“卡脖子”難題

工程機械是“中國製造”的一張名片，很多設備可謂“大國重器”，其關鍵零部件“卡脖子”問題一直備受關注。記者在“工程機械之都”長沙等地採訪瞭解到，近年來國內工程機械行業關鍵零部件的國產化率不斷提升，能夠“頂得上”，但部分高端零部件仍然依賴進口，國產零部件離“用得好”還有差距。而隨着行業加快智能化、數字化轉型，控制器、傳感器等技術難題又擺在了企業面前，急需奮力求解。

國產零部件“頂得上”

位於湖南長沙經開區的三一重工“18號廠房”，一派繁忙的生產景象。車間顯要位置展示的不是企業獲得的榮譽，而是發動機、馬達、軸承、液壓件等各種關鍵零部件。工作人員説，這些關鍵零部件都是三一自己設計、製造，並且實現了全面應用。

這是行業破解關鍵零部件瓶頸的一個縮影。事實上，工程機械行業很長一段時間存在“卡脖子”問題。以至於在2010年前，中國市場生產多少台挖掘機，是由國外油缸企業決定，因為當時國產油缸密封性不好、容易漏油，挖掘機所需的油缸只能依賴進口。

2020年新冠肺炎疫情在全球蔓延，國內一些工程機械企業面臨海外零部件供應商停產、減少的嚴峻形勢，這再次對供應鏈安全敲響了警鐘。一家企業的負責人告訴記者，去年6月，國外某品牌的汽車底盤斷供，主機廠不得不趕緊在國內尋找替代產品。

不過，這次危機並沒有真正卡住國內工程機械行業的脖子。在業內人士看來，這得益於近年來整個行業不斷加大研發投入，推動關鍵零部件的國產化，國產零部件在關鍵時刻能夠“頂得上”。

中國機械工業聯合會的分析稱，在國家“強基”工程的引導和市場需求的拉動下，一批具有自主知識產權的關鍵零部件實現了技術和規模應用的重大突破，部分核心零部件“卡脖子”問題有所緩解。

以徐工為例，這家企業在“十三五”期間攻破的關鍵技術中，20%都是“卡脖子”技術。如今，徐工的起重機、挖掘機等主機實現了全型譜系統化配套，液壓件、傳動件、電氣件的自制率快速提升。

“關鍵零部件是一個投入大、短期內又難以見效的領域，一旦被人‘卡脖子’，滋味是不好受的。”徐工集團工程機械有限公司董事長王民説，如今，國內的很多研發成果已經達到國際先進水平，不少自主可控的硬核技術掌握在自己手中。

自2005年以來，三一重工成立了10多家零部件公司，通過自主創新和協同創新對關鍵零部件進行研發及產業化。這家主機企業擁有了不少“叫得響”的關鍵零部件，比如三一中興公司成為國內規模最大、品種最多的液壓油缸生產基地之一，三一自產的發動機和底盤開始應用於工程機械和重卡。

三一重工總裁向文波認為，關鍵零部件過於依賴國外，產業鏈就會很脆弱，這既是安全問題，也是成本問題。經過這幾年的努力，三一的國產配置率不斷提高，提升了企業的整體競爭力。

向“最後10%”高舉高打

記者瞭解到，儘管工程機械零部件取得了長足進步，但還存在“高端產品缺失、中低端產品同質化”的問題。高端液壓件、高端底盤、大噸位發動機等零部件進口量大，面臨價格高、週期長、供貨不穩定等掣肘。

中聯重科副總裁孫昌軍認為，在中低端設備領域，零部件逐步實現國產替代，但部分高端關鍵零部件仍舊依賴從歐美日等地進口。當前，中國工程機械龍頭主機企業已經處於全球行業的第一陣營，一旦企業進入“高端競爭”“精品競爭”階段，就可能被“卡脖子”。

記者瞭解到，由於材料、設計、製造工藝等方面的差距，一些國產關鍵零部件的穩定性、可靠性、耐久性有所欠缺，導致客户不敢試，主機廠也不敢用。比如，核電站吊裝需要特大噸位起重機，客户對於國產關鍵零部件“心裏沒底”，還是得用國外產品。挖掘機被稱為“工程機械皇冠上的明珠”，由於其性能要求高，配置的發動機也大量是國外品牌。

此外，國產關鍵零部件還缺乏創新，一些零部件停留在仿製國外產品的階段。特別是前沿產品落後於人，比如汽車起重機的“單發”發動機便是由德國企業首先推出，國內企業再跟進學習。

王民認為，中國工程機械行業已經解決了90%的難題，但最關鍵的是要攻克最後10%，這就如同攀登珠穆朗瑪峯的最後幾百米。中國工程機械產業核心零部件要向“高新優獨”上進取，必須“主攻高端、高舉高打”。

一方面，要重視基礎創新。山河智能董事長何清華説，要突破高端關鍵零部件的設計“門檻”，不是“運動式、砸錢”能解決的，而要精耕細作、埋頭苦幹，鼓勵在某個方面有絕技的企業沉下心研發。對於單個主機廠研發零部件的投入太大、市場太小、不划算的問題，可以通過主機廠參與投資的基金引導，重點建設、扶持高端核心零部件企業，最終輻射整個行業。

另一方面，有業內人士建議在需求端借鑑新能源汽車扶持政策，補貼終端用户，引導和激勵國產關鍵零部件的使用，把市場真正培育起來，以解決過去國內產品不被接受而沒有辦法改進和迭代的問題。

探索智能轉型新課題

當前，工程機械行業加快智能化、數字化轉型，各大企業都在佈局智能製造工廠，5G遙控挖掘機、無人起重機、無人壓路機、無人攪拌車等新型設備層出不窮。記者瞭解到，傳統制造企業在智能化、數字化領域的基礎薄弱，從研發設計到生產服務環節面臨一些新的“卡脖子”問題。

湖南省工信廳裝備工業處有關負責人説，原來製造業“卡脖子”的地方，主要還是在某個核心部件，如發動機、液壓件，而隨着智能化升級，更重要的“卡脖子”問題是涉及高端精密加工的製造裝備。

記者在一家工程機械企業的智能製造車間看到，整個車間有上百台工業機器人。技術人員坦言，在硬件層面，智能化產線、工業機器人很多“工具”需要從日本等國家進口；在軟件層面，數字化、智能化離不開“算法”，現在使用的大多還是國外算法。

不僅如此，工程機械行業需要的仿真分析等工業軟件、被稱為工程機械“大腦”的控制器以及設備上遍佈的傳感器，也大量需要進口。一家工程機械企業的研發人員説，控制器對可靠性要求很高，而國外企業不開放控制器的“底層”（即與硬件匹配的驅動，相當於手機的安卓系統），國內企業受制於人，只能在其平台上進行小應用的編程。

上述工信部門負責人建議，要大力推進短板裝備攻關，引導企業充分利用數字化、網絡化技術，研發智能化裝備產品。把提升智能製造供給能力放在更為突出的位置，加快突破智能製造核心裝備及工業軟件系統，儘快補齊關鍵裝備、基礎零部件、系統軟件等短板。

業內人士指出，破解新的“卡脖子”問題，傳統制造企業不能單打獨鬥，而要整合行業資源，形成能力互補、利益共享、風險共擔的產業生態圈。記者瞭解到，有的企業已在和國內供應商“齊頭並進”，探索構建智能化、數字化時代的協同創新模式。

中聯重科數字化轉型記

□記者 宋振遠 劉璐璐 白田田

北京、長沙報道

在“工程機械之都”長沙，中聯重科是一家“老資格”企業，它的前身是原建設部長沙建設機械研究院。在數字化浪潮下，它又是一個勇於嚐鮮的“新玩家”。近期，記者走進這家位列全球工程機械前五強的企業，對話中聯重科董事長詹純新，一探其數字化轉型的脈絡。

產品智能化切入

2014年前後，工程機械行業經過上一輪“井噴式”增長，陷入了低谷。之前行業狂飆的時候，一切都是粗放式的，還沒來得及塗裝的塔吊都能直接被客户買走。當市場低迷時，前路在哪裏？

彼時，這個問題縈繞在詹純新的心頭。工程師出身的他，決定迴歸“做好產品”這個本源。而國外企業的“工業4.0”給了他啓發，這個概念的核心是“嵌入式傳感器”。

從產品的智能化切入，成了中聯重科的數字化路徑。中聯重科提出4.0產品的“三個自”，即通過加裝嵌入式傳感器，實現產品自診斷、自調整、自適應，讓設備“能感知、有大腦、會思考”。

3200噸履帶式起重機，用於核電站外層安全殼穹頂的吊裝。穹頂有幾個籃球場大，起吊、變幅、升鈎、行走平移、調整、落鈎要一氣呵成，每個螺栓必須嚴絲合縫。中聯重科給起重機裝上100多個傳感器，即時感知壓力、載荷、速度等狀態，得以“又輕又準”地完成高難度動作。

截至目前，中聯重科已有近300款4.0產品完成下線，4.0產品在公司新產品銷售佔比達到90%以上。

產品智能化後，過去靠老師傅經驗積累演進的傳統制造業，裝上了“加速器”。中聯重科副總裁孫昌軍説，原來工程機械設備是孤立的，現在每台設備都裝了傳感器，工程師坐在家裏就能知道產品的狀態，產品糾錯、迭代和創新的速度大大加快。

智能化產品的大數據彙集到中聯重科自己的工業互聯網平台——雲谷工業物聯網平台。目前，這個平台已連接約45萬台套、價值千億元級別的設備資產，採集超過9000餘種數據參數，其中包括工程機械設備的工作時長、壓力、檔位、油耗等多類工況數據。

中科雲谷副總經理楊輝説，基於這些數據，可以對關鍵部件進行遠程健康評估、壽命預測和預測性維護，由被動服務變為“主動、預測性服務”。

“產品+傳感器”再進一步，還可以“+人工智能”。中聯重科將此應用於智慧農機和智慧農業，比如收割機通過機器視覺識別作物的長勢和倒伏情況，並自動調整割台高度，從而提高作業效率。

商業模式再造

產品智能化只是第一步，作為企業的管理者，詹純新琢磨將數字化進一步延伸到商業模式和經營管理。

工程機械行業的傳統商業模式是分銷代理制，這種模式的弊端是效率低、成本高、服務不及時、客户體驗感不好，企業對風險的把控能力也不強。

“到了數字化時代，不能還是老一套。”變革觸動的是長期形成的慣性思維，阻力自然不小，但詹純新態度堅決：必須顛覆傳統，按照“互聯網思維”做企業。

具體做法是：整個營銷組織“極其扁平化”，企業和客户之間進行“端到端”管理，所有客户、業務員全部進入公司總部的大數據平台，產品、財務等數據在後台一目瞭然。

楊輝説，新的模式實現“雙贏”。一方面，它降低了成本，提高了產品競爭力，企業對於客户設備運行狀況與信用等風險的防範更有力；另一方面，客户通過大數據平台，也能對設備進行高效管理，獲得一系列增值服務。

海外市場遵循同樣的邏輯。以往企業“走出去”，要找到既懂產品又瞭解當地市場和客户需求的人，是一件很難的事。從國內派出的業務員依賴於少數幾個代理商，有的一年也做不了多少單業務，逐漸變得難以為繼。

中聯重科改變玩法，用“海外航空港+本地化地面部隊+產品事業部”的模式，在統一的大數據平台上，海外業務同樣實現了扁平化管理。

詹純新説，如今在海外，企業和客户可以實現“端到端”。正是因為有了大數據平台和互聯網技術，讓商業模式的這種變革成為可能。

“未來工廠”已來

數字化轉型的另一個場景是在生產線，這同樣是顛覆性的。

不久前，位於湖南常德的中聯重科塔機智能工廠全線投產，其中包括1座“智能工廠”、2個“燈塔車間”、3座“智能立庫”、4條“黑燈產線”，生產效率提升至每18分鐘下線一台塔機。

這還只是中聯重科工廠數字化的“前哨站”。坐落在長沙高新區的中聯智慧產業城，項目總佔地面積超過10000畝，計劃總投資約1000億元。根據規劃，中聯智慧產業城將佈局建設超過7個全球領先的燈塔工廠，300餘條智能產線，以及一個面積達數萬平方米的大數據中心。

這是中聯重科“面向未來、引領20年”的“未來工廠”。通過全價值鏈數字化運營、智能排產、工業AI、數字孿生、全流程智能物流、工業互聯網大數據平台等多維度結合，中聯智慧產業城要成為“有感知、會思考”的智慧工廠。

“未來的變革將是顛覆性的升級，在數字化驅動下企業會更加靈敏、靈動、靈活，甚至生產製造都可以平台化。”對於詹純新來説，這家創立近30年的工程機械企業，數字化轉型有着無限可能。