中国民企凭什么挑战德国制造？
——易小刚博士领军的三一重工研发团队创新之道
三一集团技术创新历程
1994年 首台大排量、高压力混凝土拖泵研制成功，真空机此后全面替代进口。
1998年 成功研制出37米长臂泵车，中国终于有了自己的长臂泵车。
2000年 三一全液压平地机下线，属世界首创。
2003年 黑色路面成套机械全面进入市场，开创了中国路面施工的新工艺。
2004年 三级配混凝土输送泵研制成功，破解了三级配混凝土不能泵送的世界难题；自行研制出中国最大的60 吨水平定向钻。
2005年 拥有四个“中国独创”技术的路面铣刨机问世。
2007年 世界首创微泡沥青水泥砂浆车问世，打破德国垄断；自主研制的66米臂架泵车获得吉尼斯世界纪录证书。
2008年 亚洲最大吨位全液压旋挖钻机下线；亚洲首台1000吨履带起重机研制成功；推出亚洲功率最大的全岩掘进机。
2009年 72米臂架泵车刷新吉尼斯世界纪录；自主研发出中国第一台混合动力挖掘机。
2010年 研制成功中国最大的1000吨级汽车起重机。
“三一重工不是一家典型的中国企业，但它代表着未来的方向。”
——世界著名管理学者赫尔曼·西蒙
“三一重工不仅仅引领了泵车技术的发展，也引领了我国整个装备制造业自主创新的发展。”——中国工程院院士谭建荣
□本报记者 李浩鸣 成舸 通讯员 周婕 肖乐
【前言】
“十一五”开局第一年，三一重工自主完成的“混凝土泵送关键技术研究开发与应用”项目首度荣获2005年度国家科技进步二等奖；2010年“十佳全国优秀科技工作者”评选，三一重工的技术领军人易小刚博士榜上有名，成为全国工程机械行业、全国民营企业界的唯一获奖者；在“十一五”的最后一年，三一重工凭借“工程机械技术创新平台建设”项目荣获2010年度“企业创新类”国家科技进步二等奖，再次登上北京人民大会堂的领奖台。
2011年1月28日，欧洲最负盛名的管理大师之一、德国管理学家赫尔曼·西蒙在《金融时报》上撰文说：“大约一年前，当我第一次参观位于中国长沙的三一重工混凝土泵工厂时，我被惊呆了。”在这篇名为《中国制造vs德国制造》的文章里，他讲述了令自己吃惊的真正原因。与绝大多数靠低成本取胜的中国制造企业截然不同，他在三一身上发现了一种“相反方向的变化”：凭着一流的抱负、一流的设备与技术，成为全球市场上的有力竞争者。西蒙称三一重工为一家“隐形冠军”企业，这种企业尽管为数不多，却将使中国真正成为“德国未来的竞争对手”。
赫尔曼·西蒙对三一重工的褒扬溢于言表，而他对德国同行企业的担心也绝非多余。2007年，世界首台高效微泡沥青水泥砂浆车在三一诞生，使曾经独家掌握该领域技术的德国博格公司主动放弃生产，转而购买三一的产品；2009年，三一重工的混凝土输送泵全面超越德国的普茨迈斯特，成为该领域的全球冠军。从创立之初的无名小卒到如今声名鹊起的国际化大企业，三一重工的发展速度令世界工程机械巨头感到震惊：这家只有不到20年历史、具有纯正民营血统的中国企业究竟凭借什么直叩世界装备制造业最高水平之门，在强手如云的国际工程机械行业异军突起，搅得全球市场风生水起？
不做老二：一家民企的抱负和胆识
1996年10月，首都机场新候机楼工地，液压专家易小刚带着他苦心研制的三一混凝土输送泵（又称拖泵），首次参加有世界级厂商竞争的招标比赛。一年前，在北京机械工业自动化研究所从事液压研究并初露头角的他，被三一创始人梁稳根的求才若渴所感动，辞去公职来到长沙，立即投身到混凝土输送泵的研制当中。
现场测试结果出来了：三一的混凝土拖泵勇夺第二，仅次于德国“大象”泵。后者的生产商正是德国的普茨迈斯特。这家有着50多年历史的老牌混凝土泵车企业，其产品就像“大象”的名称一样霸道，曾占据全球市场头把交椅长达数十年之久。中国更是进口产品一统天下，德国的普茨迈斯特和施维因等国际工程机械巨头占据了95%左右的市场份额，这是上世纪90 年代初中国混凝土机械领域的真实写照。
当时，行业的发展路径无非两种：一种是斥巨资引进跨国公司的技术，走引进、消化、吸收的路子；另一种是与国外企业合资合营，共拓市场。创业之初的三一也曾想过走“以市场换技术”的捷径。然而屡屡碰壁之后，三一人清醒地认识到，核心技术和部件受制于人，是国内工程机械产业发展受限的主要原因。要在市场中获得可持续的核心竞争力，必须打破对国外先进技术的恐惧，大胆自主创新，这才是三一实现自身追求的不二选择。
和普茨迈斯特的第一次交手没有让易小刚气馁。他更愿意将首都机场拿回的“第二”当做一次探路，他深知，在众多核心专利技术没有突破之前，和这头拦路“大象”之间的差距不可能短期内缩小。这一选择确定了此后三一重工“高品质的产品定位”和“核心技术自主研发”、“核心部件自主研制”的“一高两核”技术发展战略。
真正的较量开始了，这是一场以技术创新能力为核心的较量！从“第二”到“第一”，三一重工整整走了13年。
深耕核心：自主创新没有捷径
公司初创时期，条件十分简陋。易小刚和同事吃住在用水泥瓦搭建的工棚里，工作在脚踩黄泥的简陋车间内，加上南方的夏夜湿热多蚊，往往一个晚班下来，全身都是被蚊子叮咬留下的红肿。起步期间企业甚至连差旅费都支付不起。碰上公司唯一一台电脑要维修，他们就只好改用算盘来计算数据。
就是在这样的条件下，易小刚凭着自己的液压专长及电子控制方面的扎实功底，通过对混凝土输送泵的机械、液压、电气系统进行彻底改造，攻克了“液压冲击”、“油缸防水”等技术瓶颈，使得液压泵关键摩擦部件的磨损、混凝土超高压泵送的密封性等一系列问题相继得到解决，彻底解决了泵送高度低的问题。
随后的10年间，三一重工的超高压混凝土输送泵频频发力：1998年，在深圳赛格广场大厦创造了300.8米的国产泵施工最大高度；2002年，在香港国际金融中心创下单泵垂直泵送406米的世界纪录；2007年，在上海环球金融中心将这一纪录再次刷新至492米。三一的混凝土输送泵也因此赢得了“中国泵王”的美誉。
拖泵获得成功后，易小刚又瞄准了制造难度更大的混凝土泵车。由于没有掌握关键技术，直到1996年，国内还只能生产长度为32米以下的臂架。
泵车臂架上要用到一种高强度钢板材料，其抗压强度达1400至1500兆帕。过去这种材料都是从欧洲进口，国产材料最多只能达到900兆帕。随着三一产品市场占有率的不断提高，这种特种钢材随时面临被国际供应商卡脖子的危险。易小刚没有给自己留退路。当时是夏天六七月份，热处理车间的室外温度已达40度，他仍然坚守在车间，经过一个多月没日没夜的实验，硬是把这种材料给做了出来。
经过3年艰苦攻关，易小刚带领科研攻关团队，创造性地将液压技术、材料技术和计算机控制技术结合，把臂架这块“硬骨头”一米一米地“啃”了下来：1999年4月，一次性研制成功我国首台37米混凝土泵车；2007年12月，拥有15项核心技术的66米长臂泵车被载入吉尼斯世界纪录；2008年12月，就在国外某品牌将臂长高度刷新至70米后没几天，三一重工的72米长臂架泵车正式下线，并将这一新的世界纪录保持至今。
问渠哪得清如许？为有源头活水来。如果把三一比作一条河流，从山野小溪到大河磅礴，驻足活水源头，我们发现，在三一日益壮大的奔腾气势中，除了在核心技术上苦干钻研的精神，还离不开基础创新的活力因子。
2007年，研发人员为三一献上了一份特殊的厚礼——由三一集团研究总院汇编的《2006三一集团论文集》。该文集由易小刚作序，汇编了《混凝土泵车柔性多体动力学建模与分析》等40篇三一集团公开发表的优秀科技论文，内容涉及泵送混凝土设备、智能化研究、路面机械、旋挖钻机、掘进机、港口机械等领域，在全体三一员工间引发强烈反响。
易小刚十分强调应用基础研究的重要性。他认为，当一个企业还处于快速扩张、赶超标杆的阶段时，对核心技术的基础研究作用可能还不明显；但一旦产品成熟起来，其作用就开始凸显。十余年来，他主持和参与了包括“863”项目在内的100余项国家和省部级科技项目，获国家和省部级科技进步奖14项，获专利授权126项，其中发明22项；发表学术论文20篇，出版著作3部；还培养了一批极具创新思维、能“打硬仗”的行业技术带头人。
2009年，三一重工的混凝土输送泵终于全面超越德国的普茨迈斯特，成为该领域的全球冠军。从1996年试验赛场上的第二到2009年全球市场上的第一，三一重工一步一个脚印，证明了自己的实力。而这背后，则是13年如一日专注于核心技术的潜心深耕。
梅开二度：从单项冠军到全能选手
2005年6月23日，武广高速铁路长沙段率先开工。施工中面临一个关键问题便是实现轨道的无碴化。而砂浆含气量的稳定性和均匀性，是直接影响高铁轨道质量的一项技术难题，当时只有德国的博格公司能生产这种砂浆搅拌车。易小刚再次迎难而上，组织攻关团队，另辟蹊径，研制出世界首创的集微泡砂浆生产技术、抗震计量技术、车辆快速调平技术等于一体的沥青水泥砂浆车，形成了一整套高速铁路无碴轨道施工技术。
2007年，世界首台高效微泡沥青水泥砂浆车在三一诞生，不仅满足了我国大规模高标准高速铁路建设的迫切需要，而且令曾独家拥有该领域技术的德国博格公司主动放弃该产品的生产，转而购买三一的产品。
与此同时，三一在液压领域的技术优势也得到进一步扩展。其开发出的世界首创全液压驱动技术，成功应用于平地机、压路机、挖掘机等全系列工程机械产品，并出口到亚、非、欧、美的多个国家和地区。不只德国的竞争者为三一重工的影响力所震慑，美国的卡特彼勒、日本的小松等世界级工程机械企业也纷纷将其列为未来5年最主要的竞争对手。
三一的全面开花，得益于其整体技术创新平台的建设。从1998年起，三一重工先后编制出台《三一重工研发体系规划》、《三一研发核心能力建设规划》等战略规划，明确了技术创新平台建设在公司发展中的核心地位，并以体制机制建设、创新能力建设、创新文化建设为基础，以人才集聚培养、产学研合作、知识产权、标准化为手段，全面推进研发观念更新和创新体系建设。
作为三一集团的核心机构，由易小刚任院长的三一集团研究总院承担着技术研究和技术管理两大职能，管辖30多个研究分院，同时下设有材料、振冲噪、动力3个研究所，1个实验测试中心，1个工业设计中心，以及技术标准部、知识产权部、科研管理部和PDM管理部等科研管理部门，负责整个集团的共性技术开发和前瞻技术研究，组建通用化实验和测试平台，完成标准制订，实施专利管理和保护等。在长达13 年的创新平台建设过程中，三一重工累计共投入资金50亿元，探索出了一条民营企业创新发展的新模式。
2009年，国家科技部副部长曹健林到三一考察时明确指出：三一的创新已经具备申请“企业创新类”国家科技进步奖的资格，可以成为企业创新的一个典范。2011年1月14日，凭借“工程机械技术创新平台建设”项目，三一重工再次登上北京人民大会堂领奖台，摘获2010年度“企业创新类”国家科技进步二等奖，成为该奖自创设以来仅有的几个获奖民营企业之一。
5年过去，三一完成了从单项到全能的跨越。与2006年在单项技术领域获奖不同，“2011年的获奖是国家对于三一重工技术创新平台的奖励，是对三一重工整体创新能力的肯定。”三一重工总裁向文波说。
创新沃土：宽容失败，不许重错
科学探索常常会有失败，技术创新风险更大。尤其对于一家在瞬息万变的国际市场中搏击的民营企业来说，更是如此。如今的三一集团已拥有超过6000名研发人员的国内最大工程机械研发团队。然而，对待企业的“技术创新”，三一集团董事长梁稳根没有过半点犹豫，他总是尽最大可能为研发人员提供宽松环境，如同在艰难的创业初期对易小刚开展技术创新的无条件支持一样。
为鼓励创新，在三一集团，研发费用甚至可以不受预算控制。企业不仅每年将销售收入的5%~7%投入到研发领域，此外还有各种奖励、分红和股权激励政策。通过一系列技术创新平台建设，打造出了一支以100多名工程机械行业资深专家为领军人物、3000 多名优秀博士和硕士研究生为主体、50余名国际专家为补充的高素质创新人才队伍。
身为三一集团研发主帅的易小刚认为：“创新，就是一种精神，是一种文化，是一种变革。也就是说，人人都可以创新。”他还在许多场合说到，创新需要“胆大包天”，要“异想天开”。在三一集团各研究院，技术创新中的风险和可能发生的失败都被给予理性对待，“宽容失败，不许重错”被视为全体科研人员的信条。
三一创业初期曾有这样一个故事：初到长沙的易小刚为混凝土拖泵大胆设计了一个可以旋转90度的高低压切换阀门，不料遭到从工人到车间主任的一致反对：国外都是用管子，客户也没意见，为什么要换呢？最后还是董事长梁稳根拍板给予支持。终于，一个工作原理与原有产品完全不同的液压集流阀组设计出来了。三一集团的第一个专利也从此诞生。
“这不是很难的突破，只是思路的改变。”易小刚直言。抛开常规模仿路径，依据通用的机械原理来做研发——这种非常规的技术创新路线，正是他们出奇制胜的秘密武器之一。
在每年8月8日的“三一科技节”上，三一的创新文化得到了淋漓尽致的彰显。“三一集团年度十大明星产品”的发布，“三一科技创新奖”、“三一科技进步奖””等奖项的颁发，都极大地鼓舞了研发人员的创新热情。在易小刚倡议下，三一集团研究总院还定期举办“研究院院长论坛”，并邀请院士专家开展各类学术讲座，受到研发人员的追捧。公司不仅建有一座拥有各类技术图书达14万余册的企业图书馆，创办了内部学术期刊《三一研究与创新》，还在公司内部网上开通了“合理化建议”专栏，员工可就产品设计、质量改进等提出创新建议，一经采纳就给予丰厚奖励。
然而，一旦某项研发动议被采用，完成技术攻关和产品设计，进入生产流程，就会遭遇到严格的把关。因为，三一对品质的要求近乎严苛。
每次到车间考察，易小刚总喜欢在兜里揣上一把游标卡尺，走到哪量到哪。这是他多年从事一线研发留下的工作习惯。他对数字和误差的敏感到了精益求精的地步。易小刚认为，企业没有标准就好比开车没有红绿灯，“如果标准化组织结构不合理，集团就没有统一的设计标准，研发就会存在大量的重复劳动。”在三一，试验测试堪称研发体系的基石。易小刚要求各研究院长把提升试验体系放在与新产品研发同等重要的位置，要求每项研发成果都必须附有试验数据，否则不予验收。
“宽容失败，不许重错”。这八个字概括了“三一式创新”的要义，实现了大胆创新和高品质的有机结合，这正是三一敢于挑战“德国制造”的信心所在。当前很多国内同行包括大学和科研机构都没有解决这一矛盾，三一做到了。
专利铁腕：技术之“矛” 专利之“盾”
当单个领域的长期积累被转化为整体“创新能力”，更多的创新成果也随之而来。截至2010年12月31日，三一的专利申请总数已达2441件，授权1356件。仅2010年一年中，三一的专利申请数已位居中国工程机械行业第一名，比第二名多出820件。
为在国际市场竞争中占据主动，三一重工实行“技术——专利——标准”梯次的知识产权与标准战略，即对核心技术及时总结和保护，以形成专利，通过构建专利集群和专利体系，最终形成技术或产品标准，从而引领行业技术发展。
“与其引进技术跟在人家后面亦步亦趋，沦为生产车间，不如另辟蹊径，以自我创新掌握发展主动权。”三一集团董事长梁稳根对知识产权的保护有着清醒的认识。集团为此专门成立了知识产权委员会，负责预防侵权战略、专利权运用战略、抢先和许可战略等一系列专利战略的实施，并制定了严格的知识产权管理制度，规范了相关工作流程，将知识产权工作纳入技术创新的全过程。
易小刚认为，专利战略是增强企业竞争能力的重大措施和策略，也是促进行业正常竞争、引领行业整体水平提升的重要手段。为鼓励将创新成果申请专利保护，三一要求研发人员始终将专利意识贯穿于创新的全过程。在研发管理中，专利被视为一项重要指标在项目立项之初就予以明确，项目评审时该指标不达标就要扣分，而表现突出者则可以获得重奖。
随着专利战略的实施，三一重工实现了专利申请和授权数量每年50%的高速增长，其主导产品混凝土输送泵、泵车所申请的58项专利已100%转化为生产力。正是这种进攻和防御相结合的技术策略，充分适应了国际化的发展需求，使得三一重工在国际工程机械业界牢牢掌握了主动权。
超越自我：领跑者的新使命
三一的技术创新在中国工程机械行业界引发了一场变革，带动了行业的整体进步。对此，中国工程院院士谭建荣给予高度评价：“三一不仅仅引领了泵车技术的发展，也引领了我国整个装备制造业自主创新的发展。”而易小刚因对中国工程机械行业的杰出贡献，荣获2010年“全国十佳优秀科技工作者”称号，这无疑是对他个人价值的充分肯定和最佳褒奖。
如今，已经成为行业领跑者的三一重工并没有停止脚步。在一次次刷新混凝土泵送高度世界纪录的同时，易小刚和他的团队很早就把目光投向了节能——这一长期困扰混凝土机械行业的重大难题。
2004年，三一重工成立了以易小刚为组长的节能技术项目组，投入2000多万元进行专题技术攻关，并确定了以提高发动机功率利用率、减少液压系统功率损失、使动力系统与负载功率合理匹配、有效降低燃油消耗、延长关键部件使用寿命等一系列技术方案。一年后，开发出一种动力控制节能模式，但由于不能随着发动机转速的改变实现即时调节，被称作固态节能。又经过三年艰苦攻关，2008年，终于开发出可根据转速即时调节的新一代动态节能模式，它拥有“全功率自动适应节能技术、高效节能液压技术、冷却系统节能技术”三大核心节能技术，可使泵送产品平均节油20%。
在易小刚带领下，300余名科研人员联合攻关，历时近10年，投资近1亿元，三一在节能减排研究上终于取得一系列重大成果：首次完成工程机械载荷谱的采集与识别，创造性地提出了复杂工况自适应技术，解决了系统参数与复杂工况之间匹配困难和响应速度慢的重大行业难题。采用该系列技术生产的节能型混凝土泵车，平均每台每年可节省燃油12吨。2007年至2009年间，累计有8578台三一产品应用该成果，共节省燃油18万吨，减少废气排放59万吨，产生直接经济效益达11.74亿元。2010年11月，凭借“一种混凝土输送泵的节能控制方法”系列节能发明专利，三一重工一举摘取“中国专利奖”金奖。
人们通常认为，工程机械产品十分复杂，需要专业的技能才可操作。而三一的目标则是：通过智能控制将人解放出来，实现傻瓜式操作。2004年，三一以挖掘机电气控制系统改进为切入点，开始了在智能工程研究领域的探索，“智能机器”的概念随之诞生，其核心理念可概括为“透彻的感知、广泛的互联互通、深入的智能化、精准的驱动”。
2006年，第一台工程机械专用控制器SYMC在三一研制成功，这是国内首款适应工程机械严酷施工环境、具有完全自主知识产权的专用控制器，驱动、保护和通讯能力等综合性能达国际先进水平。目前，该核心控制产品已在三一泵送、起重、路面、港口等工程机械上全面推广应用，直接新增产值逾7亿元，并大大带动了三一主机产品的销售，创造了三一史上新的飞跃。
【后记】
纵观中国装备制造业，不少细分行业仍处在外资品牌纵横天下、国资品牌生存艰难的窘迫局面。而反观已在国际较量中成功崛起的中国工程机械行业就会发现：只有走自主创新，才是民族工业振兴的制胜法宝。三一重工可谓成功范例，其中易小刚领衔的研发团队的创新成就与贡献令人瞩目。
三一集团董事长梁稳根在《三一集团五年规划（2011-2015）》中豪情满怀：“5年以后，也就是到2015年，经过全体三一人的共同努力，三一贡献给世界的将是一个拥有超过20万名全球员工，销售规模突破3000亿的国际性企业！世界500强俱乐部中将增加一名来自中国的新成员！5年以后，三一将成为‘中国制造’的一张名片，为国家发展提供装备保障，成为中国崛起的企业脊梁！”
我们有理由相信，在技术创新方兴未艾、勃发生机的三一重工，距离这样的目标，已为时不远。
《科学时报》 (2011-3-10 A2 专题)
