10月18日,經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)整版刊發(fā)文章《北京昌平的一座黑燈工廠:我國(guó)企業(yè)正在用機(jī)器出產(chǎn)機(jī)器》,對(duì)三一樁機(jī)工廠獲評(píng)國(guó)際燈塔工廠進(jìn)行深度報(bào)導(dǎo)。報(bào)導(dǎo)稱(chēng):在我國(guó),黑燈工廠現(xiàn)已不再逗留于概念,而技能正在讓人和機(jī)器的角色在車(chē)間內(nèi)重置,這家工廠在兩年多的時(shí)間里以出其不意的速度改頭換面,成為我國(guó)億萬(wàn)計(jì)的制作企業(yè)中智能化水平最高的車(chē)間之一,并將作為三一后續(xù)工廠智能化改造的起點(diǎn)與標(biāo)桿。
報(bào)導(dǎo)全文如下:
2021年9月29日,北京市昌平區(qū)南口鎮(zhèn)李流路。走進(jìn)三一重工南口產(chǎn)業(yè)園一號(hào)工廠,四萬(wàn)平米的偌大車(chē)間中,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員不過(guò)十來(lái)人,而這些作業(yè)人員的角色也不是人們熟知的流水線上的工人。一些高達(dá)3米多的機(jī)器人搖擺著手臂,在代替他們夜以繼日地“上班”。曩昔,這兒的工人曾一度到達(dá)1000余人。
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這可能是我國(guó)億萬(wàn)計(jì)的制作企業(yè)中智能化水平最高的車(chē)間之一。就在半個(gè)月前,它剛剛被國(guó)際經(jīng)濟(jì)論壇評(píng)為全球重工行業(yè)的首家“燈塔工廠”。
那些擁有巨大身軀的數(shù)百萬(wàn)噸級(jí)的旋挖鉆機(jī)便是從這兒出產(chǎn)并運(yùn)往國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和海外。多種類(lèi)、小批量的出產(chǎn)特色給這個(gè)工廠的智能化帶來(lái)了很高的難度,但盡管如此,這家工廠依然在兩年多的時(shí)間里以出其不意的速度改頭換面。
三一集團(tuán)董事、高級(jí)副總裁代晴華主導(dǎo)三一集團(tuán)多達(dá)三十多個(gè)工廠的出產(chǎn)智能化。大約在三年前,這家機(jī)械巨頭敞開(kāi)了一項(xiàng)宏大一起代價(jià)不菲的智能化改造計(jì)劃,昌平的這家工廠僅僅一個(gè)起點(diǎn),三一計(jì)劃后續(xù)將這家工廠智能化經(jīng)驗(yàn)移植到更多的工廠。
三一集團(tuán)的創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)梁穩(wěn)根旗幟鮮明地提出數(shù)字化變革。數(shù)天之前,他在一次會(huì)上判別說(shuō):“咱們以為智能制作是三一作業(yè)開(kāi)展的一個(gè)杰出的時(shí)機(jī)和基座,而且它是一種非常新的工業(yè)文明。智能制作將深刻地改動(dòng)人類(lèi)社會(huì),改動(dòng)這個(gè)國(guó)際。”“工業(yè)機(jī)器人的技能和本錢(qián)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G等要素,現(xiàn)已讓制作業(yè)的深度數(shù)字化和智能化變成了現(xiàn)實(shí)。”代晴華以為。
代晴華有一個(gè)清晰的預(yù)言:三、五年之后,我國(guó)很多的工廠,包含那些中小規(guī)劃的工廠,都將經(jīng)歷一番智能化帶來(lái)的明顯改動(dòng),一些渠道性的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技能的開(kāi)展,將會(huì)使這一切以一種越來(lái)越“輕松”的方式完結(jié)。
或許有些觀念確實(shí)需求更新了:在我國(guó),黑燈工廠現(xiàn)已不再逗留于概念,而技能正在讓人和機(jī)器的角色在車(chē)間內(nèi)重置。
“海陸空”機(jī)器人
從西邊進(jìn)入一號(hào)工廠內(nèi)部,是部件配備和主機(jī)安裝出產(chǎn)線。不同于早年的流水線,這兒的產(chǎn)線由一個(gè)個(gè)“作業(yè)島”組成,這些作業(yè)島既互相獨(dú)立,也經(jīng)過(guò)一些移動(dòng)機(jī)器人(AGV)互相聯(lián)絡(luò)。
在一個(gè)作業(yè)島中,長(zhǎng)著一個(gè)巨大“抓手”的桁架機(jī)器手(不同于關(guān)節(jié)臂機(jī)器手的別的一種機(jī)器手),經(jīng)過(guò)安裝在機(jī)器上的眼睛——攝像頭,來(lái)尋覓和確定數(shù)噸重的工件在半空中的精準(zhǔn)方位,并進(jìn)行抓取,再將之與十多噸重的桅桿完結(jié)準(zhǔn)確對(duì)接。
三一重工智能制作研討院院長(zhǎng)董明楷在車(chē)間內(nèi)介紹,桁架機(jī)械手就像機(jī)床相同,也是運(yùn)用數(shù)控設(shè)備精準(zhǔn)辨認(rèn)方位并進(jìn)行精準(zhǔn)抓取,它的精度在毫米級(jí),這就像操控一臺(tái)機(jī)床相同操控安裝進(jìn)程中的每一個(gè)方位、每一個(gè)動(dòng)作。不同于電子廠中固定且方位很低的攝像頭,這兒的攝像頭是移動(dòng)的,且高度很高,一起,空曠的廠房?jī)?nèi)不斷變化的光線,這些都對(duì)方針物的精準(zhǔn)辨認(rèn)帶來(lái)了更大的應(yīng)戰(zhàn)。
“先攝影,再做修正,這兒的視覺(jué)包含2D和3D,2D是平面的,3D還會(huì)辨認(rèn)它的概括,知道這個(gè)方位在別的一個(gè)截面仍是別的一個(gè)平面,所以能夠精準(zhǔn)辨認(rèn)。拍完照并算出方位后,系統(tǒng)會(huì)輔導(dǎo)機(jī)械手怎樣抓取,抓取的速度要求慢且平穩(wěn),這都需求操控。”董明楷說(shuō)。
人們熟知的汽車(chē)行業(yè)、3C、家電等行業(yè),也在必定程度上完結(jié)了自動(dòng)化安裝,但區(qū)別在于,和工程機(jī)械比起來(lái),它們的工件小,且為批量化出產(chǎn)。關(guān)于一臺(tái)巨大的鉆挖鉆機(jī)來(lái)說(shuō),車(chē)間的攝像機(jī)達(dá)不到必定高度就拍不全每一個(gè)工件,但高度高了,精度又容易達(dá)不到,這對(duì)視覺(jué)辨認(rèn)的精度要提出了很高的要求。
桁架機(jī)器手的旁邊是別的兩臺(tái)關(guān)節(jié)臂機(jī)械手,它們互相合作,互不干涉,董明楷將下面的兩臺(tái)機(jī)器手成為“陸軍”,空中的桁架機(jī)器手則稱(chēng)為“空軍”——至于“海軍”,則是指地面上來(lái)回穿梭于不同作業(yè)島的AGV,經(jīng)過(guò)AGV將上一個(gè)作業(yè)島的中桅桿馱到現(xiàn)在的工位,在這個(gè)當(dāng)?shù)刈詣?dòng)上下料,跟兩邊的變位機(jī)協(xié)同完結(jié)裝甲,海陸空三軍如此在這個(gè)島內(nèi)協(xié)同作戰(zhàn),完結(jié)這個(gè)環(huán)節(jié)的安裝。
這個(gè)面積4萬(wàn)平米的工廠,在2021年出產(chǎn)了價(jià)值78億元的樁機(jī)設(shè)備,比2019年添加了59%,這一切都是由大大小小的數(shù)百臺(tái)機(jī)器人在這個(gè)廠房?jī)?nèi)“創(chuàng)造”。數(shù)百萬(wàn)噸級(jí)的旋挖鉆機(jī)從這兒運(yùn)往我國(guó)國(guó)內(nèi)以及海外的高層樓宇以及橋梁等建筑工地。
“工廠里有8個(gè)柔性制作工程中心,10多條自動(dòng)化產(chǎn)線,375臺(tái)大型設(shè)備,其中機(jī)器人超過(guò)150臺(tái),現(xiàn)在還在不斷升級(jí)改造。”董明楷介紹說(shuō)。
9月27日,國(guó)際經(jīng)濟(jì)論壇正式發(fā)布新一期的全球制作業(yè)范疇“燈塔工廠”名單,三一重工北京樁機(jī)工廠成功入選,成為全球重工行業(yè)首家獲認(rèn)證的“燈塔工廠”。
三一集團(tuán)董事、高級(jí)副總裁代晴華以為,“燈塔工廠”本質(zhì)上即智能制作,是遵從于第四次工業(yè)革命提出來(lái)的以柔性制作為基礎(chǔ)的出產(chǎn)方式。勞動(dòng)者在農(nóng)耕年代是重體力勞動(dòng),蒸汽機(jī)的創(chuàng)造以及電器化年代讓重體力勞動(dòng)變成了輕體力勞動(dòng),智能制作在數(shù)字年代將進(jìn)一步解放了勞動(dòng)者。燈塔工廠讓人和機(jī)器之間形成了一種協(xié)同聯(lián)絡(luò),而不僅僅是體力的代替聯(lián)絡(luò)。
代晴華主導(dǎo)這家企業(yè)集團(tuán)海內(nèi)外多達(dá)三十多個(gè)工廠的智能化升級(jí)。大約在三年前,三一集團(tuán)在內(nèi)部啟動(dòng)了一項(xiàng)推動(dòng)智能制作的數(shù)字化變革,并投入了高達(dá)一百幾十億元的資金。
從2019年開(kāi)端規(guī)劃到2020年投產(chǎn),這個(gè)樁機(jī)工廠克服了很多的問(wèn)題。“這樣的工廠有必要采用柔性制作,”董明楷說(shuō),“由于單臺(tái)價(jià)格高,整個(gè)工廠一年產(chǎn)量大約也便是兩千多臺(tái),是典型的多種類(lèi)、小批量產(chǎn)品,有幾十個(gè)種類(lèi),有的型號(hào),比方235型號(hào)或許285型號(hào),一次下線至多五、六臺(tái),這么小的批量,機(jī)器人要用不同的工樁去做,如何去做適配,也考驗(yàn)才能。”
產(chǎn)線之所以不稱(chēng)產(chǎn)線,而是改成“作業(yè)島”,這便是為了更加靈敏地適配出產(chǎn)而形成的出產(chǎn)單元。每個(gè)作業(yè)島相對(duì)獨(dú)立,依據(jù)分配的工序靈敏裝備,并經(jīng)過(guò)移動(dòng)機(jī)器人完結(jié)作業(yè)島之間的物流聯(lián)絡(luò),以完結(jié)使命的實(shí)時(shí)安排,使出產(chǎn)更具備靈敏性。
怎樣做出一家黑燈工廠
代晴華回想起三年前這個(gè)工廠的樣子。在2018年改造之前,車(chē)間里的現(xiàn)象一眼看去雜亂無(wú)章,堆滿(mǎn)物料和各式各樣的東西,彼時(shí)廠房?jī)?nèi)沒(méi)有任何設(shè)備的互聯(lián)。
2018年5月1日,依據(jù)三一集團(tuán)的布置,這個(gè)工廠給工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)渠道“樹(shù)根互聯(lián)”遞交了一項(xiàng)使命,即需求將車(chē)間內(nèi)很多的“聾、啞、傻”的老舊設(shè)備,進(jìn)行智能化改造。“聾、啞、傻”意謂這些設(shè)備既沒(méi)有數(shù)據(jù)輸出,也不能說(shuō)話,也聽(tīng)不懂什么指令,代晴華將之稱(chēng)為工業(yè)1.0版別。到2019年,三一完結(jié)了對(duì)集團(tuán)各工廠各類(lèi)設(shè)備的連接,一切設(shè)備的整體運(yùn)用率提高了100%。
代晴華說(shuō)到,我國(guó)的機(jī)床實(shí)踐平均運(yùn)用率有23%。2019年他參觀了中航最先進(jìn)的機(jī)件工廠,運(yùn)用率能夠到達(dá)83%。“83%是曩昔30多位院士做了很多的作業(yè),三一沒(méi)有這樣會(huì)集的頂尖資源,但也很快提高到了67%。”代晴華說(shuō)。
代晴華以為,在三一眾多的工廠中,這個(gè)工廠在規(guī)劃上算是中小型,這能夠給我國(guó)的大部分中小規(guī)劃企業(yè)帶來(lái)啟示。在2020年舉行的烏鎮(zhèn)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上,代晴華做了一個(gè)大膽的預(yù)測(cè),他以為,在三到五年內(nèi),我國(guó)的中小企業(yè)遍及都能夠運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),5G技能將給智能制作帶來(lái)巨大的改動(dòng)。這一切都將不再逗留于設(shè)想。
“未來(lái)的很多中小企業(yè),4G、5G的開(kāi)展將給工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)巨大的好處。它們不需求自建機(jī)房,聘任專(zhuān)業(yè)的IT人員,小企業(yè)甚至運(yùn)用手機(jī)就能完結(jié)對(duì)設(shè)備的辦理自己的設(shè)備,這背面,一些大型公司的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“根渠道”能夠?yàn)檫@些中小企業(yè)低本錢(qián)供給智能制作的效果使用,供給老練的工業(yè)APP。”代晴華說(shuō)。
在變身黑燈工廠之前,這家工廠有1000多名職工,其中有大約400名焊工。
“像轉(zhuǎn)桿上面的工位對(duì)接焊口,在出產(chǎn)很忙的時(shí)分,其中的兩位焊接工人就成為了重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)。這兩位工人有必要加班加點(diǎn)作業(yè),不然整個(gè)工廠出產(chǎn)不出來(lái)了。現(xiàn)在機(jī)器人則將他們的技能轉(zhuǎn)移到了軟件當(dāng)中,他們則轉(zhuǎn)而學(xué)習(xí)機(jī)器人的操作,機(jī)器人的性能在人機(jī)磨合中不斷得以?xún)?yōu)化,經(jīng)此改動(dòng),這個(gè)工廠的中心焊接工序產(chǎn)能獲得了數(shù)十倍的添加。”代晴華介紹。
這家工廠位于北京西北市郊,在這個(gè)寸土寸金的城市,人工的本錢(qián)相同昂貴,更要害的是,如同我國(guó)一切城市的制作車(chē)間相同,技能工人的招工變得越來(lái)越難。代晴華坦言,在北京這樣的當(dāng)?shù)刈鲋谱鳂I(yè),唯一的出路只能是機(jī)器代替人、出產(chǎn)辦理智能化。人工本錢(qián)的開(kāi)銷(xiāo)以及招工自身的難度,這是制作業(yè)的遍及問(wèn)題,不是某一家工廠能夠處理的。
不止北京,十年前三一在上海也建了一個(gè)廠,上海市政府部門(mén)負(fù)責(zé)人問(wèn)彼時(shí)的代晴華怎樣應(yīng)對(duì)大城市的本錢(qián)和人工問(wèn)題,代晴華的答復(fù)是,他們用300臺(tái)機(jī)器人代替了600名工人。
“北京的這個(gè)工廠現(xiàn)在也用了數(shù)百臺(tái)機(jī)器人,但未來(lái)可能會(huì)更多,以代替很多的勞動(dòng)力和企業(yè)開(kāi)展的問(wèn)題。”代晴華說(shuō)。
不過(guò),機(jī)器人相同需求本錢(qián),這也是工廠智能化改造中不得不面對(duì)的問(wèn)題:讓機(jī)器人出場(chǎng),從養(yǎng)人變成養(yǎng)機(jī)器人,企業(yè)就能夠負(fù)擔(dān)得起嗎?
代晴華的答復(fù)是肯定的:就像餐廳中現(xiàn)已呈現(xiàn)機(jī)器人送餐、酒店運(yùn)用機(jī)器人服務(wù)相同,機(jī)器人是我國(guó)制作業(yè)轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要東西。而且,關(guān)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō),這是能夠承受的本錢(qián)。“機(jī)器人價(jià)格在逐年下降,現(xiàn)在現(xiàn)已比十年前有了大幅下降。十年前一個(gè)機(jī)器手要30-50萬(wàn),國(guó)產(chǎn)化機(jī)器人年代的來(lái)臨,會(huì)將機(jī)器人的價(jià)格降到10萬(wàn)元以下。”代晴華說(shuō)。
眼前的這家黑燈工廠看起來(lái)遠(yuǎn)不是這家工程機(jī)械巨頭為了“展示”而建立的“示范工程”,三一在打造這樣的一家工廠之前曾對(duì)本錢(qián)進(jìn)行過(guò)考量:代晴華說(shuō),盡管數(shù)字化改造的總開(kāi)銷(xiāo)到達(dá)一百幾十億元,但分化到每個(gè)單元依然是能夠承受的。以在北京的本錢(qián)為例,一位工人工本錢(qián)加上五險(xiǎn)一金和福利,基本上要20萬(wàn)人民幣,三年靜態(tài)本錢(qián)60萬(wàn),動(dòng)態(tài)還不止。機(jī)器人廉價(jià)的大約10多萬(wàn),貴的60-70萬(wàn),一個(gè)機(jī)器人作業(yè)站造價(jià)廉價(jià)的五六十萬(wàn),貴的一百多萬(wàn),算下來(lái)一般三年左右能夠回收工廠改造的費(fèi)用。
盡管機(jī)器人代替了流水線上的工人,但新式的工廠意味著需求新式的工廠人才:他們既需求懂工業(yè)技能,又要懂軟件,還要了解業(yè)務(wù)流程。董明楷介紹,三一為此花了很大的力氣,既做內(nèi)部培養(yǎng),也包含人才引入。
曩昔三年中,這家公司從阿里巴巴、騰訊、百度、華為、京東等互聯(lián)網(wǎng)公司以及西門(mén)子這樣的知名國(guó)際公司挖掘了很多IT和其他相關(guān)高端人才,其智能研討總院的大部分人才都來(lái)自于IT范疇或許工業(yè)企業(yè)。
董明楷自己便是從西門(mén)子過(guò)來(lái)。他以為,三一的幾十個(gè)工廠雖都?xì)w于傳統(tǒng)制作業(yè),但這家公司自身具有較好的基礎(chǔ),并供給了一種讓數(shù)字化技能在這兒進(jìn)行改造的杰出環(huán)境。
全面的改造
代晴華說(shuō)到,一年前,燈塔工廠在啟動(dòng)建造之后,舉行了一項(xiàng)巨大的訓(xùn)練計(jì)劃,給他留下留下深刻印象的是,不管是工人仍是工地人員,都要學(xué)習(xí)機(jī)器人操作作業(yè)。為此,三一集團(tuán)在長(zhǎng)沙三一工學(xué)院專(zhuān)門(mén)成立了機(jī)器人訓(xùn)練基地。為鼓舞職工學(xué)習(xí)機(jī)器人操作的積極性和成效,該公司制訂了可觀的獎(jiǎng)賞性政策:工人學(xué)會(huì)機(jī)器人作業(yè),就能夠獎(jiǎng)賞一萬(wàn)元,工資也能夠上漲一級(jí)。
訓(xùn)練的效果是明顯的,工人的技能得到大幅的提高,凡在出產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工人,90%以上都會(huì)操作機(jī)器人,三一智能工廠作業(yè)的水平也得以大幅的提高。但一起也呈現(xiàn)一個(gè)伴生的現(xiàn)象:這家公司的許多智能制作人才,開(kāi)端被外界重視并以更高的“引誘”“挖”走。
三一計(jì)劃,未來(lái)將其散布于全球的30多家工廠,終究一個(gè)一個(gè)全部升級(jí)到像樁機(jī)燈塔工廠相同的水平,一起這家樁機(jī)工廠也還要繼續(xù)不短優(yōu)化,使其制作的進(jìn)程更加地流通,對(duì)人的依賴(lài)越來(lái)越少。
代晴華以為,從訂單到最后的交付全流程,制作業(yè)的決策進(jìn)程能夠做到更加智能化。
為什么要不惜代價(jià)在整個(gè)集團(tuán)進(jìn)行這一長(zhǎng)年累月的變革?
數(shù)天之前,在一次會(huì)上,三一集團(tuán)創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)梁穩(wěn)根判別說(shuō):“咱們以為智能制作是三一作業(yè)開(kāi)展的一個(gè)杰出的時(shí)機(jī)和基座,而且它是一種非常新的工業(yè)文明。智能制作將深刻地改動(dòng)人類(lèi)社會(huì),改動(dòng)這個(gè)國(guó)際。”
代晴華表明,除去招工難、以及人工本錢(qián)的考量之外,制作企業(yè)也不得不考慮外部環(huán)境的危險(xiǎn)。事實(shí)上,做智能制作也在協(xié)助抵御經(jīng)濟(jì)、政治壁壘添加的國(guó)際貿(mào)易環(huán)境。2020年之后,疊加新冠疫情這樣的突發(fā)事件,國(guó)際貨運(yùn)本錢(qián)驟增,這些要素都給國(guó)際貿(mào)易帶來(lái)了應(yīng)戰(zhàn),對(duì)一家逐步走向國(guó)際的我國(guó)制作企業(yè)而言,外部環(huán)境變化的影響在加大。
代晴華還說(shuō)到,工程機(jī)械是周期性產(chǎn)品,智能制作也在必定程度上對(duì)沖了周期帶來(lái)的危險(xiǎn)。“上一個(gè)周期中,在出售旺季時(shí),出產(chǎn)高峰需求很多招聘工人,低谷則又要很多解聘工人,這給企業(yè)帶來(lái)巨大的負(fù)擔(dān)。那時(shí)分三一集團(tuán)的職工7萬(wàn)名,其中5萬(wàn)多人是工人。智能制作讓咱們對(duì)產(chǎn)業(yè)的掌握不再依賴(lài)于人力,這個(gè)周期,咱們的出售額是上個(gè)周期的一倍以上,到達(dá)1368億元(2020年),但工人的數(shù)量在大幅削減。假如未來(lái)3000人能夠完結(jié)3000億元的產(chǎn)值,那基本上企業(yè)不會(huì)再受周期的影響。”
三一對(duì)海外工廠的改造計(jì)劃現(xiàn)在現(xiàn)已進(jìn)行了規(guī)劃。代晴華泄漏,包含美國(guó)工廠在內(nèi)的海外工廠都將采用這家燈塔工廠的方式來(lái)進(jìn)行建造。
這樣一個(gè)的黑燈工廠,其規(guī)劃和建造完全由三一集團(tuán)內(nèi)部的力量完結(jié),并沒(méi)有倚賴(lài)外部單位的協(xié)助。
代晴華說(shuō)到,幾天前,他地點(diǎn)的作業(yè)組評(píng)定三一美國(guó)工廠提出的一個(gè)計(jì)劃,該計(jì)劃觸及的智能化改造由當(dāng)年的日本專(zhuān)家做出,但代晴華發(fā)現(xiàn),和三一現(xiàn)在在北京的這家燈塔工廠相比,前者現(xiàn)已開(kāi)端落伍。“他們的計(jì)劃中,光是辦理人員,便是咱們規(guī)劃辦理人員的3-5倍。”
但關(guān)于我國(guó)工廠眼下的智能制作路途而言,并不是沒(méi)有BUG。代晴華坦言,現(xiàn)在制作業(yè)智能化真的問(wèn)題仍是工業(yè)軟件,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)運(yùn)用的軟件首要仍是來(lái)自美國(guó)、德國(guó)等。
代晴華說(shuō)到了云原生技能。“要對(duì)這些軟件進(jìn)行代替,咱們也找到了方向,新一代云原生技能給咱們帶來(lái)了時(shí)機(jī),這讓咱們?cè)跇?gòu)建新一代工業(yè)軟件上具備了后發(fā)優(yōu)勢(shì),不管是制作進(jìn)程操控,5G云化操控,咱們的云核算都是同一起跑線,甚至在某些范疇還能夠做到搶先。中心在于,這些復(fù)雜的工業(yè)軟件要轉(zhuǎn)化成云原生的工業(yè)軟件,還需求投入很多的人力物力,還需求我國(guó)一大批高級(jí)人才來(lái)作出共同的努力,這個(gè)是咱們面對(duì)的最大的應(yīng)戰(zhàn)。”他說(shuō)。
(本文轉(zhuǎn)載自三一集團(tuán))
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三一 用機(jī)器出產(chǎn)機(jī)器
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報(bào)導(dǎo)全文如下:
2021年9月29日,北京市昌平區(qū)南口鎮(zhèn)李流路。走進(jìn)三一重工南口產(chǎn)業(yè)園一號(hào)工廠,四萬(wàn)平米的偌大車(chē)間中,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員不過(guò)十來(lái)人,而這些作業(yè)人員的角色也不是人們熟知的流水線上的工人。一些高達(dá)3米多的機(jī)器人搖擺著手臂,在代替他們夜以繼日地“上班”。曩昔,這兒的工人曾一度到達(dá)1000余人。
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這可能是我國(guó)億萬(wàn)計(jì)的制作企業(yè)中智能化水平最高的車(chē)間之一。就在半個(gè)月前,它剛剛被國(guó)際經(jīng)濟(jì)論壇評(píng)為全球重工行業(yè)的首家“燈塔工廠”。
那些擁有巨大身軀的數(shù)百萬(wàn)噸級(jí)的旋挖鉆機(jī)便是從這兒出產(chǎn)并運(yùn)往國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和海外。多種類(lèi)、小批量的出產(chǎn)特色給這個(gè)工廠的智能化帶來(lái)了很高的難度,但盡管如此,這家工廠依然在兩年多的時(shí)間里以出其不意的速度改頭換面。
三一集團(tuán)董事、高級(jí)副總裁代晴華主導(dǎo)三一集團(tuán)多達(dá)三十多個(gè)工廠的出產(chǎn)智能化。大約在三年前,這家機(jī)械巨頭敞開(kāi)了一項(xiàng)宏大一起代價(jià)不菲的智能化改造計(jì)劃,昌平的這家工廠僅僅一個(gè)起點(diǎn),三一計(jì)劃后續(xù)將這家工廠智能化經(jīng)驗(yàn)移植到更多的工廠。
三一集團(tuán)的創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)梁穩(wěn)根旗幟鮮明地提出數(shù)字化變革。數(shù)天之前,他在一次會(huì)上判別說(shuō):“咱們以為智能制作是三一作業(yè)開(kāi)展的一個(gè)杰出的時(shí)機(jī)和基座,而且它是一種非常新的工業(yè)文明。智能制作將深刻地改動(dòng)人類(lèi)社會(huì),改動(dòng)這個(gè)國(guó)際。”“工業(yè)機(jī)器人的技能和本錢(qián)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G等要素,現(xiàn)已讓制作業(yè)的深度數(shù)字化和智能化變成了現(xiàn)實(shí)。”代晴華以為。
代晴華有一個(gè)清晰的預(yù)言:三、五年之后,我國(guó)很多的工廠,包含那些中小規(guī)劃的工廠,都將經(jīng)歷一番智能化帶來(lái)的明顯改動(dòng),一些渠道性的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技能的開(kāi)展,將會(huì)使這一切以一種越來(lái)越“輕松”的方式完結(jié)。
或許有些觀念確實(shí)需求更新了:在我國(guó),黑燈工廠現(xiàn)已不再逗留于概念,而技能正在讓人和機(jī)器的角色在車(chē)間內(nèi)重置。
“海陸空”機(jī)器人
從西邊進(jìn)入一號(hào)工廠內(nèi)部,是部件配備和主機(jī)安裝出產(chǎn)線。不同于早年的流水線,這兒的產(chǎn)線由一個(gè)個(gè)“作業(yè)島”組成,這些作業(yè)島既互相獨(dú)立,也經(jīng)過(guò)一些移動(dòng)機(jī)器人(AGV)互相聯(lián)絡(luò)。
在一個(gè)作業(yè)島中,長(zhǎng)著一個(gè)巨大“抓手”的桁架機(jī)器手(不同于關(guān)節(jié)臂機(jī)器手的別的一種機(jī)器手),經(jīng)過(guò)安裝在機(jī)器上的眼睛——攝像頭,來(lái)尋覓和確定數(shù)噸重的工件在半空中的精準(zhǔn)方位,并進(jìn)行抓取,再將之與十多噸重的桅桿完結(jié)準(zhǔn)確對(duì)接。
三一重工智能制作研討院院長(zhǎng)董明楷在車(chē)間內(nèi)介紹,桁架機(jī)械手就像機(jī)床相同,也是運(yùn)用數(shù)控設(shè)備精準(zhǔn)辨認(rèn)方位并進(jìn)行精準(zhǔn)抓取,它的精度在毫米級(jí),這就像操控一臺(tái)機(jī)床相同操控安裝進(jìn)程中的每一個(gè)方位、每一個(gè)動(dòng)作。不同于電子廠中固定且方位很低的攝像頭,這兒的攝像頭是移動(dòng)的,且高度很高,一起,空曠的廠房?jī)?nèi)不斷變化的光線,這些都對(duì)方針物的精準(zhǔn)辨認(rèn)帶來(lái)了更大的應(yīng)戰(zhàn)。
“先攝影,再做修正,這兒的視覺(jué)包含2D和3D,2D是平面的,3D還會(huì)辨認(rèn)它的概括,知道這個(gè)方位在別的一個(gè)截面仍是別的一個(gè)平面,所以能夠精準(zhǔn)辨認(rèn)。拍完照并算出方位后,系統(tǒng)會(huì)輔導(dǎo)機(jī)械手怎樣抓取,抓取的速度要求慢且平穩(wěn),這都需求操控。”董明楷說(shuō)。
人們熟知的汽車(chē)行業(yè)、3C、家電等行業(yè),也在必定程度上完結(jié)了自動(dòng)化安裝,但區(qū)別在于,和工程機(jī)械比起來(lái),它們的工件小,且為批量化出產(chǎn)。關(guān)于一臺(tái)巨大的鉆挖鉆機(jī)來(lái)說(shuō),車(chē)間的攝像機(jī)達(dá)不到必定高度就拍不全每一個(gè)工件,但高度高了,精度又容易達(dá)不到,這對(duì)視覺(jué)辨認(rèn)的精度要提出了很高的要求。
桁架機(jī)器手的旁邊是別的兩臺(tái)關(guān)節(jié)臂機(jī)械手,它們互相合作,互不干涉,董明楷將下面的兩臺(tái)機(jī)器手成為“陸軍”,空中的桁架機(jī)器手則稱(chēng)為“空軍”——至于“海軍”,則是指地面上來(lái)回穿梭于不同作業(yè)島的AGV,經(jīng)過(guò)AGV將上一個(gè)作業(yè)島的中桅桿馱到現(xiàn)在的工位,在這個(gè)當(dāng)?shù)刈詣?dòng)上下料,跟兩邊的變位機(jī)協(xié)同完結(jié)裝甲,海陸空三軍如此在這個(gè)島內(nèi)協(xié)同作戰(zhàn),完結(jié)這個(gè)環(huán)節(jié)的安裝。
這個(gè)面積4萬(wàn)平米的工廠,在2021年出產(chǎn)了價(jià)值78億元的樁機(jī)設(shè)備,比2019年添加了59%,這一切都是由大大小小的數(shù)百臺(tái)機(jī)器人在這個(gè)廠房?jī)?nèi)“創(chuàng)造”。數(shù)百萬(wàn)噸級(jí)的旋挖鉆機(jī)從這兒運(yùn)往我國(guó)國(guó)內(nèi)以及海外的高層樓宇以及橋梁等建筑工地。
“工廠里有8個(gè)柔性制作工程中心,10多條自動(dòng)化產(chǎn)線,375臺(tái)大型設(shè)備,其中機(jī)器人超過(guò)150臺(tái),現(xiàn)在還在不斷升級(jí)改造。”董明楷介紹說(shuō)。
9月27日,國(guó)際經(jīng)濟(jì)論壇正式發(fā)布新一期的全球制作業(yè)范疇“燈塔工廠”名單,三一重工北京樁機(jī)工廠成功入選,成為全球重工行業(yè)首家獲認(rèn)證的“燈塔工廠”。
三一集團(tuán)董事、高級(jí)副總裁代晴華以為,“燈塔工廠”本質(zhì)上即智能制作,是遵從于第四次工業(yè)革命提出來(lái)的以柔性制作為基礎(chǔ)的出產(chǎn)方式。勞動(dòng)者在農(nóng)耕年代是重體力勞動(dòng),蒸汽機(jī)的創(chuàng)造以及電器化年代讓重體力勞動(dòng)變成了輕體力勞動(dòng),智能制作在數(shù)字年代將進(jìn)一步解放了勞動(dòng)者。燈塔工廠讓人和機(jī)器之間形成了一種協(xié)同聯(lián)絡(luò),而不僅僅是體力的代替聯(lián)絡(luò)。
代晴華主導(dǎo)這家企業(yè)集團(tuán)海內(nèi)外多達(dá)三十多個(gè)工廠的智能化升級(jí)。大約在三年前,三一集團(tuán)在內(nèi)部啟動(dòng)了一項(xiàng)推動(dòng)智能制作的數(shù)字化變革,并投入了高達(dá)一百幾十億元的資金。
從2019年開(kāi)端規(guī)劃到2020年投產(chǎn),這個(gè)樁機(jī)工廠克服了很多的問(wèn)題。“這樣的工廠有必要采用柔性制作,”董明楷說(shuō),“由于單臺(tái)價(jià)格高,整個(gè)工廠一年產(chǎn)量大約也便是兩千多臺(tái),是典型的多種類(lèi)、小批量產(chǎn)品,有幾十個(gè)種類(lèi),有的型號(hào),比方235型號(hào)或許285型號(hào),一次下線至多五、六臺(tái),這么小的批量,機(jī)器人要用不同的工樁去做,如何去做適配,也考驗(yàn)才能。”
產(chǎn)線之所以不稱(chēng)產(chǎn)線,而是改成“作業(yè)島”,這便是為了更加靈敏地適配出產(chǎn)而形成的出產(chǎn)單元。每個(gè)作業(yè)島相對(duì)獨(dú)立,依據(jù)分配的工序靈敏裝備,并經(jīng)過(guò)移動(dòng)機(jī)器人完結(jié)作業(yè)島之間的物流聯(lián)絡(luò),以完結(jié)使命的實(shí)時(shí)安排,使出產(chǎn)更具備靈敏性。
怎樣做出一家黑燈工廠
代晴華回想起三年前這個(gè)工廠的樣子。在2018年改造之前,車(chē)間里的現(xiàn)象一眼看去雜亂無(wú)章,堆滿(mǎn)物料和各式各樣的東西,彼時(shí)廠房?jī)?nèi)沒(méi)有任何設(shè)備的互聯(lián)。
2018年5月1日,依據(jù)三一集團(tuán)的布置,這個(gè)工廠給工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)渠道“樹(shù)根互聯(lián)”遞交了一項(xiàng)使命,即需求將車(chē)間內(nèi)很多的“聾、啞、傻”的老舊設(shè)備,進(jìn)行智能化改造。“聾、啞、傻”意謂這些設(shè)備既沒(méi)有數(shù)據(jù)輸出,也不能說(shuō)話,也聽(tīng)不懂什么指令,代晴華將之稱(chēng)為工業(yè)1.0版別。到2019年,三一完結(jié)了對(duì)集團(tuán)各工廠各類(lèi)設(shè)備的連接,一切設(shè)備的整體運(yùn)用率提高了100%。
代晴華說(shuō)到,我國(guó)的機(jī)床實(shí)踐平均運(yùn)用率有23%。2019年他參觀了中航最先進(jìn)的機(jī)件工廠,運(yùn)用率能夠到達(dá)83%。“83%是曩昔30多位院士做了很多的作業(yè),三一沒(méi)有這樣會(huì)集的頂尖資源,但也很快提高到了67%。”代晴華說(shuō)。
代晴華以為,在三一眾多的工廠中,這個(gè)工廠在規(guī)劃上算是中小型,這能夠給我國(guó)的大部分中小規(guī)劃企業(yè)帶來(lái)啟示。在2020年舉行的烏鎮(zhèn)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上,代晴華做了一個(gè)大膽的預(yù)測(cè),他以為,在三到五年內(nèi),我國(guó)的中小企業(yè)遍及都能夠運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),5G技能將給智能制作帶來(lái)巨大的改動(dòng)。這一切都將不再逗留于設(shè)想。
“未來(lái)的很多中小企業(yè),4G、5G的開(kāi)展將給工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)巨大的好處。它們不需求自建機(jī)房,聘任專(zhuān)業(yè)的IT人員,小企業(yè)甚至運(yùn)用手機(jī)就能完結(jié)對(duì)設(shè)備的辦理自己的設(shè)備,這背面,一些大型公司的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“根渠道”能夠?yàn)檫@些中小企業(yè)低本錢(qián)供給智能制作的效果使用,供給老練的工業(yè)APP。”代晴華說(shuō)。
在變身黑燈工廠之前,這家工廠有1000多名職工,其中有大約400名焊工。
“像轉(zhuǎn)桿上面的工位對(duì)接焊口,在出產(chǎn)很忙的時(shí)分,其中的兩位焊接工人就成為了重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)。這兩位工人有必要加班加點(diǎn)作業(yè),不然整個(gè)工廠出產(chǎn)不出來(lái)了。現(xiàn)在機(jī)器人則將他們的技能轉(zhuǎn)移到了軟件當(dāng)中,他們則轉(zhuǎn)而學(xué)習(xí)機(jī)器人的操作,機(jī)器人的性能在人機(jī)磨合中不斷得以?xún)?yōu)化,經(jīng)此改動(dòng),這個(gè)工廠的中心焊接工序產(chǎn)能獲得了數(shù)十倍的添加。”代晴華介紹。
這家工廠位于北京西北市郊,在這個(gè)寸土寸金的城市,人工的本錢(qián)相同昂貴,更要害的是,如同我國(guó)一切城市的制作車(chē)間相同,技能工人的招工變得越來(lái)越難。代晴華坦言,在北京這樣的當(dāng)?shù)刈鲋谱鳂I(yè),唯一的出路只能是機(jī)器代替人、出產(chǎn)辦理智能化。人工本錢(qián)的開(kāi)銷(xiāo)以及招工自身的難度,這是制作業(yè)的遍及問(wèn)題,不是某一家工廠能夠處理的。
不止北京,十年前三一在上海也建了一個(gè)廠,上海市政府部門(mén)負(fù)責(zé)人問(wèn)彼時(shí)的代晴華怎樣應(yīng)對(duì)大城市的本錢(qián)和人工問(wèn)題,代晴華的答復(fù)是,他們用300臺(tái)機(jī)器人代替了600名工人。
“北京的這個(gè)工廠現(xiàn)在也用了數(shù)百臺(tái)機(jī)器人,但未來(lái)可能會(huì)更多,以代替很多的勞動(dòng)力和企業(yè)開(kāi)展的問(wèn)題。”代晴華說(shuō)。
不過(guò),機(jī)器人相同需求本錢(qián),這也是工廠智能化改造中不得不面對(duì)的問(wèn)題:讓機(jī)器人出場(chǎng),從養(yǎng)人變成養(yǎng)機(jī)器人,企業(yè)就能夠負(fù)擔(dān)得起嗎?
代晴華的答復(fù)是肯定的:就像餐廳中現(xiàn)已呈現(xiàn)機(jī)器人送餐、酒店運(yùn)用機(jī)器人服務(wù)相同,機(jī)器人是我國(guó)制作業(yè)轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要東西。而且,關(guān)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō),這是能夠承受的本錢(qián)。“機(jī)器人價(jià)格在逐年下降,現(xiàn)在現(xiàn)已比十年前有了大幅下降。十年前一個(gè)機(jī)器手要30-50萬(wàn),國(guó)產(chǎn)化機(jī)器人年代的來(lái)臨,會(huì)將機(jī)器人的價(jià)格降到10萬(wàn)元以下。”代晴華說(shuō)。
眼前的這家黑燈工廠看起來(lái)遠(yuǎn)不是這家工程機(jī)械巨頭為了“展示”而建立的“示范工程”,三一在打造這樣的一家工廠之前曾對(duì)本錢(qián)進(jìn)行過(guò)考量:代晴華說(shuō),盡管數(shù)字化改造的總開(kāi)銷(xiāo)到達(dá)一百幾十億元,但分化到每個(gè)單元依然是能夠承受的。以在北京的本錢(qián)為例,一位工人工本錢(qián)加上五險(xiǎn)一金和福利,基本上要20萬(wàn)人民幣,三年靜態(tài)本錢(qián)60萬(wàn),動(dòng)態(tài)還不止。機(jī)器人廉價(jià)的大約10多萬(wàn),貴的60-70萬(wàn),一個(gè)機(jī)器人作業(yè)站造價(jià)廉價(jià)的五六十萬(wàn),貴的一百多萬(wàn),算下來(lái)一般三年左右能夠回收工廠改造的費(fèi)用。
盡管機(jī)器人代替了流水線上的工人,但新式的工廠意味著需求新式的工廠人才:他們既需求懂工業(yè)技能,又要懂軟件,還要了解業(yè)務(wù)流程。董明楷介紹,三一為此花了很大的力氣,既做內(nèi)部培養(yǎng),也包含人才引入。
曩昔三年中,這家公司從阿里巴巴、騰訊、百度、華為、京東等互聯(lián)網(wǎng)公司以及西門(mén)子這樣的知名國(guó)際公司挖掘了很多IT和其他相關(guān)高端人才,其智能研討總院的大部分人才都來(lái)自于IT范疇或許工業(yè)企業(yè)。
董明楷自己便是從西門(mén)子過(guò)來(lái)。他以為,三一的幾十個(gè)工廠雖都?xì)w于傳統(tǒng)制作業(yè),但這家公司自身具有較好的基礎(chǔ),并供給了一種讓數(shù)字化技能在這兒進(jìn)行改造的杰出環(huán)境。
全面的改造
代晴華說(shuō)到,一年前,燈塔工廠在啟動(dòng)建造之后,舉行了一項(xiàng)巨大的訓(xùn)練計(jì)劃,給他留下留下深刻印象的是,不管是工人仍是工地人員,都要學(xué)習(xí)機(jī)器人操作作業(yè)。為此,三一集團(tuán)在長(zhǎng)沙三一工學(xué)院專(zhuān)門(mén)成立了機(jī)器人訓(xùn)練基地。為鼓舞職工學(xué)習(xí)機(jī)器人操作的積極性和成效,該公司制訂了可觀的獎(jiǎng)賞性政策:工人學(xué)會(huì)機(jī)器人作業(yè),就能夠獎(jiǎng)賞一萬(wàn)元,工資也能夠上漲一級(jí)。
訓(xùn)練的效果是明顯的,工人的技能得到大幅的提高,凡在出產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工人,90%以上都會(huì)操作機(jī)器人,三一智能工廠作業(yè)的水平也得以大幅的提高。但一起也呈現(xiàn)一個(gè)伴生的現(xiàn)象:這家公司的許多智能制作人才,開(kāi)端被外界重視并以更高的“引誘”“挖”走。
三一計(jì)劃,未來(lái)將其散布于全球的30多家工廠,終究一個(gè)一個(gè)全部升級(jí)到像樁機(jī)燈塔工廠相同的水平,一起這家樁機(jī)工廠也還要繼續(xù)不短優(yōu)化,使其制作的進(jìn)程更加地流通,對(duì)人的依賴(lài)越來(lái)越少。
代晴華以為,從訂單到最后的交付全流程,制作業(yè)的決策進(jìn)程能夠做到更加智能化。
為什么要不惜代價(jià)在整個(gè)集團(tuán)進(jìn)行這一長(zhǎng)年累月的變革?
數(shù)天之前,在一次會(huì)上,三一集團(tuán)創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)梁穩(wěn)根判別說(shuō):“咱們以為智能制作是三一作業(yè)開(kāi)展的一個(gè)杰出的時(shí)機(jī)和基座,而且它是一種非常新的工業(yè)文明。智能制作將深刻地改動(dòng)人類(lèi)社會(huì),改動(dòng)這個(gè)國(guó)際。”
代晴華表明,除去招工難、以及人工本錢(qián)的考量之外,制作企業(yè)也不得不考慮外部環(huán)境的危險(xiǎn)。事實(shí)上,做智能制作也在協(xié)助抵御經(jīng)濟(jì)、政治壁壘添加的國(guó)際貿(mào)易環(huán)境。2020年之后,疊加新冠疫情這樣的突發(fā)事件,國(guó)際貨運(yùn)本錢(qián)驟增,這些要素都給國(guó)際貿(mào)易帶來(lái)了應(yīng)戰(zhàn),對(duì)一家逐步走向國(guó)際的我國(guó)制作企業(yè)而言,外部環(huán)境變化的影響在加大。
代晴華還說(shuō)到,工程機(jī)械是周期性產(chǎn)品,智能制作也在必定程度上對(duì)沖了周期帶來(lái)的危險(xiǎn)。“上一個(gè)周期中,在出售旺季時(shí),出產(chǎn)高峰需求很多招聘工人,低谷則又要很多解聘工人,這給企業(yè)帶來(lái)巨大的負(fù)擔(dān)。那時(shí)分三一集團(tuán)的職工7萬(wàn)名,其中5萬(wàn)多人是工人。智能制作讓咱們對(duì)產(chǎn)業(yè)的掌握不再依賴(lài)于人力,這個(gè)周期,咱們的出售額是上個(gè)周期的一倍以上,到達(dá)1368億元(2020年),但工人的數(shù)量在大幅削減。假如未來(lái)3000人能夠完結(jié)3000億元的產(chǎn)值,那基本上企業(yè)不會(huì)再受周期的影響。”
三一對(duì)海外工廠的改造計(jì)劃現(xiàn)在現(xiàn)已進(jìn)行了規(guī)劃。代晴華泄漏,包含美國(guó)工廠在內(nèi)的海外工廠都將采用這家燈塔工廠的方式來(lái)進(jìn)行建造。
這樣一個(gè)的黑燈工廠,其規(guī)劃和建造完全由三一集團(tuán)內(nèi)部的力量完結(jié),并沒(méi)有倚賴(lài)外部單位的協(xié)助。
代晴華說(shuō)到,幾天前,他地點(diǎn)的作業(yè)組評(píng)定三一美國(guó)工廠提出的一個(gè)計(jì)劃,該計(jì)劃觸及的智能化改造由當(dāng)年的日本專(zhuān)家做出,但代晴華發(fā)現(xiàn),和三一現(xiàn)在在北京的這家燈塔工廠相比,前者現(xiàn)已開(kāi)端落伍。“他們的計(jì)劃中,光是辦理人員,便是咱們規(guī)劃辦理人員的3-5倍。”
但關(guān)于我國(guó)工廠眼下的智能制作路途而言,并不是沒(méi)有BUG。代晴華坦言,現(xiàn)在制作業(yè)智能化真的問(wèn)題仍是工業(yè)軟件,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)運(yùn)用的軟件首要仍是來(lái)自美國(guó)、德國(guó)等。
代晴華說(shuō)到了云原生技能。“要對(duì)這些軟件進(jìn)行代替,咱們也找到了方向,新一代云原生技能給咱們帶來(lái)了時(shí)機(jī),這讓咱們?cè)跇?gòu)建新一代工業(yè)軟件上具備了后發(fā)優(yōu)勢(shì),不管是制作進(jìn)程操控,5G云化操控,咱們的云核算都是同一起跑線,甚至在某些范疇還能夠做到搶先。中心在于,這些復(fù)雜的工業(yè)軟件要轉(zhuǎn)化成云原生的工業(yè)軟件,還需求投入很多的人力物力,還需求我國(guó)一大批高級(jí)人才來(lái)作出共同的努力,這個(gè)是咱們面對(duì)的最大的應(yīng)戰(zhàn)。”他說(shuō)。
(本文轉(zhuǎn)載自三一集團(tuán))
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三一 用機(jī)器出產(chǎn)機(jī)器
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