本文以裝備制造業領先企業?三一重工的智能制造發展為基礎，分析其智能制造轉型過程和物聯網平臺的構建過程，以此為基礎探討了中國制造企業的智能制造和工業物聯網平臺的建設，為中國制造企業構建工業物聯網平臺，實施智能制造提供參考。

一、三一重工智能制造發展過程

分析三一重工智能制造的發展，得出以下 3 個階段：產品智能化、制造智能化和服務智能化。其中，產品智能化處于初級階段，制造智能化處于中級階段，服務智能化處于高級階段，它們的智能化程度由低到高逐漸升高，如圖 1 所示。

圖?1??企業智能制造轉型過程

1、產品智能化為了實現智能制造轉型，三一重工集團積極進行智能產品的研發。隨著物聯網的發展，三一重工敏銳地洞察到物聯網對裝備制造業將會有十分重要的作用。在 2005 年，三一重工率先開始研究基于物聯網的裝備制造核心部件和技術，并開始著手將 GPS 應用到裝備制造行業，實現了使用 GPS 技術對設備進行定位、跟蹤、監控、識別、診斷和生產管理等，這是國內第一家可實現此功能的企業。2009 年，三一重工成立了智能設備公司，在各類工業裝備的傳感制造、控制、備用、防護和遠程診斷等布局上，實施智能產品研發，成為了中國工業制造領域第一家開發智能技術和產品機械的公司，也是智能制造領域的領先者。2011 年，三一重工在上海成立了華興數字科技有限公司，主要研究開發裝備器械的軟硬件產品、儀器設備和智能管理系統，形成一套完備的智能終端器件，使企業對設備的實時遠程監控和維護更加便捷。三一重工進行產品智能化研發的過程如圖 2 所示。

圖?2??產品智能化研發過程三一重工通過大數據分析，對設備運行數據進行更加精準的監控，提高產品的動力效率，減少油耗。其次，大數據應用還可以幫助研發人員分析產品結構，使用基于數據的開發模型，可以找出哪個模型更受歡迎，哪個模型更面向市場，對產品設計有較高的參考價值。綜上所述，三一重工的產品智能化過程經歷了初步使用 GPS、建立智能設備公司和建立數字科技公司 3 個階段，同時積極應用大數據分析，逐步實現產品智能化。產品智能化是企業智能制造轉型的初級階段，在這一階段，企業側重于產品研發過程中的智能技術和大數據等的應用，致力于研發生產智能化產品。

2、制造智能化在進行產品智能化研發的同時，三一重工也積極進行制造過程的智能化轉型。2007 年，三一重工開始探索研發 M2M平臺，與中國移動長沙分公司合作開發了“三一工程機械設備智能服務系統”項目，建立了“M2M 遠程數據采集與監控平臺”。這個平臺共包括 3 個子系統，分別是：數據收集和反向控制系統、智慧通道系統和 M2M 應用系統。在 2010 年以后，三一重工加強了 M2M 系統在收集和運輸信息以及開發解決方案中的應用，細分了“M2M 遠程數據采集與監控平臺”，將其劃分為 3 個子平臺：第一個是設備遠程監控平臺，其中包括了監控技術支撐平臺和設備數據統計平臺，它們可以提供提高設備質量、設備售后跟蹤及服務等其他參數信息；第二個是泵車監控和維護系統，用裝備制造業機械智能化的先進理論，研發具有自主知識產權的智能化產品，提高監控水平及維護能力，使企業的工作效率得到了優化；第三個是智能服務系統，通過實時共享有關現場、混凝土配送消耗信息、車輛使用情況以及泵和混合設施的實際操作信息，實現現場機器之間的協同效應和工作。經過多年的發展，到 2011 年，三一重工集團成功建立了全國可使用最大的 M2M 系統，在具有 50 萬終端的基礎上還可進行動態擴展。M2M遠程數據采集與監控平臺的子系統如圖 3。

圖?3??M2M 遠程數據采集與監控平臺的子系統隨著三一重工制造智能化的不斷發展和物聯網平臺的應用，2012 年，三一重工建成了位于長沙產業園的 18 號廠房，成為了中國智能制造示范車間。在廠房建設前，就利用信息化模擬設計工廠模型，通過物流仿真、生產過程的推理等提前規劃整個廠房的設計，防止建造過程可能出現的問題，節省成本。在整個廠房實行柔性生產，機器和生產線可進行不同零件和產品的生產組裝，還可以根據需求隨時改裝。在員工工作的工位安裝智能終端，可幫助員工查詢標準作業流程及安裝方法等。2019 年，三一重工決定將 18 號廠房打造成制造機械行業燈塔工廠的標桿。經過一年的發展，18 號廠房實現了更加高度的智能化，技術工人可以通過一臺設備對所有工位的物料需求作出反應，智能機器人的利用更加純熟，使人均效率、人均產值及資源利用率都得到了提高。由以上分析可知，三一重工通過構建物聯網平臺?M2M 遠程數據采集與監控平臺，進行生產過程的智能化轉型，積極應用大數據分析，最終建立智能工廠，實現了制造智能化。制造智能化是企業智能制造轉型的中級階段，在這一階段企業由側重單一產品的智能化轉向于在整個制造過程中應用智能技術，構建物聯網平臺和應用大數據，實現全過程的智能制造。

3、服務智能化隨著三一重工智能產品的制造，為了更好地解決設備售后問題和產品維修問題，三一重工在2008 年率先研發了 ECC 系統（企業控制中心），避免設備停工給顧客帶來的損失。這個系統可以準確實時定位服務人員和車輛，當設備有問題發生，客戶可以撥打 24 h 服務電話，ECC 可以用最快的速度進行合理、有效地調度，指導客戶排除故障或安排維修人員上門服務。除此之外，該系統還可以為客戶提供其他增值服務，例如設備離開設定的工作區會自動觸發警報。2014 年，“工業大數據”時代的到來促進三一重工意識到早期建立的客戶售后服務設備監測和控制系統具有更大的價值，三一重工優化改進了早期的 ECC 系統，研發建立了新的 ECC 平臺?客戶服務平臺，對大數據進行存儲與分析。通過“ECC平臺”，三一重工主動開展大數據應用，對生產、制造和服務的全過程進行數字化、信息化的改造，并通過計算機存儲分析和共享溝通。ECC 平臺可以對所有設備控制的硬件和軟件進行雙向控制和遠程監控，將 20 多萬臺客戶設備實時運行的數據信息發往后臺系統進行優化分析。ECC 平臺主要面向的用戶為代理商、操作者、客戶和研發人員。ECC 平臺的功能如圖 4 所示。

圖?4??ECC 平臺的功能圖通過 ECC 平臺，三一重工使客戶服務更加智能化，客戶通過使用 ECC 平臺，實時監控操作自己的設備，接收來自系統傳達的關于設備的信息，使客戶使用更加方便。當設備出現故障，ECC 平臺會根據實時檢測的結果實現更快的排除狀態，改變以往“被動”服務的情況，更好地提升客戶的服務水準以及進行資金的風險控制。甚至在故障發生前，三一重工通過設備運行情況的數據診斷，進行故障預測，將設備可能出現的故障告知客戶，使客戶可以在故障未發生時就實施排除，增加設備的使用壽命和健康程度，減少客戶的損失，并且通過大數據對客戶服務需求進行挖掘，設計更加符合客戶需求的產品，以及在服務流程中進行大數據分析，優化服務過程。綜上可知，三一重工通過建立 ECC 客戶服務平臺監測客戶設備的運行狀況，更快地幫助客戶解決設備運行中的問題，并且通過應用大數據技術挖掘客戶需求，更好地為客戶服務。服務智能化是企業智能制造轉型的高級階段，在這一階段企業對產品全生命周期進行管理，深度融合了產品、制造和服務，實現智能化的產品服務系統。

二、3 個階段比較

三一重工的智能制造轉型是從產品智能化、制造智能化和服務智能化 3 個方面進行的，其比較如表 1 所示。表 1?智能制造發展階段比較

三一重工同時開始著手進行產品智能化和制造智能化轉型過程，在智能產品研發初具規模后，進行了服務智能化轉型，在上述 3 個過程中，都融入了大數據的分析與應用。通過 3 個方面的協同發展，三一重工實現了智能制造轉型。產品智能化著重研究如何使三一重工的產品與智能技術融合，使產品的功能更加全面；制造智能化從生產的角度出發，通過物聯網平臺使整個生產過程智能化，通過對大量設備運行數據的挖掘和分析，對設備實現更精準的控制，最終建立了智能工廠；服務智能化從解決售后服務的問題出發建造 ECC 平臺，實現設備全過程的管理，增加設備的使用壽命和健康程度，減少客戶的損失，提供圍繞客戶價值的制造型服務。總之，三一重工通過 3 個階段的協同發展，共同促進企業智能化轉型，提升產品研發能力，實現設備全生命周期的價值，更好地為客戶服務。

三、管理啟示

根據三一重工的案例分析可知，制造企業借助工業物聯網進行智能化轉型，一般會經歷 3 個階段：產品智能化、制造智能化和服務智能化，通過 3 個階段的協同發展、共同作用，逐步實現智能制造。

1、產品智能化制造企業在進行智能化轉型的過程中，需要進行產品智能化改造，為客戶提供智能產品。智能產品是智能制造的基礎。企業應該聚焦于將數字技術等新興技術應用于工業設備的產品布局上，研發機械儀器設備和智能管理控制系統等智能終端器件，與智能化軟件公司進行合作，并結合供應鏈下游客戶的智能化需求采集和分析，進行智能研發，使企業對產品的管控和生產過程更加便捷，從而提高企業的效率，為客戶生產更高品質的產品，同時企業要注重智能化人才的引進，對智能產品的精細過程進行管理，建立產品知識庫。

2、制造智能化在智能產品的基礎上，制造企業可以通過構建工業物聯網平臺對生產過程進行及時控制和數據收集，使制造流程更加精確，可以更加有效地管理制造現場，實時掌握進度。企業可與智能技術公司合作，在積極進行智能產品研發的同時引進智能設備，注重制造過程的制造資源共享，應用?MES?系統等生產信息化管理系統，還要注重生產過程中智能化人才的培養。因此，制造企業應該加強制造智能化轉型，建造智能工廠，重視柔性制造，從而有效地利用資源以及提高生產成效。

3、服務智能化制造企業從微笑曲線兩端出發，既要注重產品設計端，又要注重客戶服務端。制造企業通過挖掘客戶需求信息，設計更加符合客戶需求的產品；同時通過對設備運行數據、關鍵部件磨損等的數據實時監控，在出現問題前提供預警，實現主動維護，精確成本控制，使客戶的服務質量得到了較大程度的提升。制造業企業通過進行服務智能化轉型，改變了傳統的制造模式，逐步完成對產品全生命周期的控制，提升客戶價值。還要考慮引入高級服務人才、智能化服務設施，開發智能化服務軟件，對服務流程進行智能化的優化。從供應鏈的角度出發，激勵上下游企業進行信息共享，研究面向客戶的服務運營平臺。服務智能化貫穿于產品智能化和制造智能化的整個過程中，是產品、生產過程和服務的深度融合，在融合過程中協同實現產品智能化和服務智能化，最終形成智能化的產品服務系統。?

四、結語

在“工業 4.0”革命和大數據時代背景下，如何成功進行智能化轉型是制造企業迫切需要解決的問題。本文采用描述性單案例研究方法，以三一重工作為案例研究對象，探討其構建物聯網平臺和智能制造轉型過程。三一重工從產品智能化、制造智能化和服務智能化 3 個方面進行智能制造轉型，為中國制造業企業實施智能制造、發展工業物聯網提供了可供借鑒的寶貴經驗。從長期來看，智能化產品和設備全周期的價值會越來越高，工業物聯網和智能制造對傳統制造模式帶來了巨大的沖擊。為了應對智能制造模式帶來的挑戰和沖擊，制造企業應與供應鏈上下游企業建立良好的合作伙伴關系，共同建立全行業基礎的大數據平臺，發揮平臺價值，實現智能化轉型和合作共贏。