三一重能何以成为最赚钱的风机制造商

三一重能从无名小辈到当前最赚钱的风电整机商，靠的是核心零部件自持和数智化生产

文|《财经》记者 徐沛宇

编辑|马克

在风电企业盈利普遍下滑之际，三一重能(688349.SH)以独特的发展模式，成为当前最挣钱的风电企业。

三一重能财报显示，该司2023年营业收入149.39亿元，同比增长21.21%; 实现归属于上市公司股东净利润 20.07亿元，同比增长21.78%。这个净利润接近金风科技(002202.SZ)、运达股份(300772.SZ)、明阳智能(601015.SH)这三家行业头部公司的净利润之和。

在强劲利润支撑下，三一重能的市值也位列A股风电公司之冠。

根据中国可再生能源学会风能专业委员会(下称CWEA)统计，三一重能2023年新增吊装容量为7.41GW，同比增长64%，在国内市场的占有率为9.3%，同比提升0.2个百分点。

在中国风电整机制造企业新增装机排行榜上，三一重能2022年和2023年连续两年排名第五位。2023年的前四名依次是：金风科技、远景能源、运达股份、明阳智能。这四家企业里，除了远景能源未上市业绩不明，其他三家的盈利能力均远低于三一重能。

2019年前，三一重能只是一家排在十强之外、名不见经传的风电制造企业；四年之内，三一重能在风电行业的地位显著提升，这源于三一重能独特的发展模式。

“三一模式”的第一个要素是核心零部件自持。其他风电整机制造商以设计和组装为主，三一重能则自产叶片和发电机，并且是其齿轮箱供应商的第二大股东。这三大核心部件占风机总成本的比重接近四成。自持之下，三一重能可以更好地控制核心部件成本，其风机毛利率显著高于同行。

“三一模式”的第二个要素是通过数智化改造提高生产效率。三一重能从2019年开始建设智能化、数字化生产线，在风电行业最早实现流水线式的数智化生产，效率显著提高。

三一重能北京南口生产基地的作业现场。图源：三一重能

三一重能的主营业务分为两大类：一是风机以及零部件的生产销售，二是风电站的建设和销售。2023年，第一类业务占主营收入的比重为80%，毛利率为15.45%；第二类业务占主营收入的比重约为15%，毛利率从36%至73.1%不等。

前五大风电整机商里，除了未上市的远景能源，其他四家公司都有风电站的建设和销售业务，而三一重能的这类业务占比最高，这类高毛利业务贡献了三一重能约两成利润。不过，这并不是三一重能盈利能力领先同行的核心原因。

核心原因是三一重能的风机毛利率远超同行。2023年，三一重能的风机毛利率为15.45%，而同期全球最大的风电整机商金风科技的风机毛利率仅为6.41%，净利润总额仅为13.3亿元。

三一重能风机毛利率高，是因为其自持核心零部件，并因此降低了成本。但获得这个成效，三一重能付出过高昂学费。

三一重能的前身是三一电气有限责任公司，此乃工程机械巨头三一集团于2008年成立的全资子公司。成立伊始，三一集团设立的目标是：打造一家可以自研生产每一个零部件的风电制造企业。

风电机组由叶片、轮毂、发电机、 机舱、塔架、控制系统、变流器等组成。彼时，这些零部件全都由三一重能自营生产。

分工是现代工业的核心特征，以汽车行业为例，最初汽车公司都自产零部件，后来形成主机厂和零部件公司各司其职的格局，因为专业化的零部件公司更有效率。这也是风电整机商主流的经营模式。三一重能的全产业链的模式，使其始终未能打入风电产业前十强，甚至连年亏损。增速机、底架及轮毂等零部件还出现了较为严重的质量问题。

2016年，三一重能变革业务模块，放弃非核心零部件的制造，只保留叶片和发电机两大核心零部件。2017年，三一重能以第二大股东的身份创立齿轮箱公司德力佳。这三大部件，既是风机的核心部件，也是三一重能有竞争优势的产品。

三一重能董事会秘书周利凯告诉《财经》记者，公司自产和参股公司生产的零部件占整个风机成本的一半以上，同时公司和各大主要零部件厂商都建立了良好的合作关系，共同推动零部件降本。

叶片占风机总成本约25%—30%，叶片龙头企业中材叶片2023年销售风电叶片产品收入94.7亿元，毛利率18.3%。同期，三一重能的叶片对内销售金额在30亿元以上，相当于一家中等规模叶片生产公司。

“三一重能的叶片都是自己生产的，没有中间商赚差价。”周利凯说，“叶片自产这部分毛利都转化成了我们风机的利润。”

三一重能财报显示，其生产叶片的全资子公司三一(韶山)风电设备有限公司2023年净利润为负77万元。

三一重能的叶片还有一部分对外销售，2023年叶片对外销售金额约为1.36亿元，毛利率为25.19%。

对风机而言，叶片设计是风机整体设计最重要的环节之一。三一重能自营叶片工厂，可以更好地与风机整体设计协同。同时更轻量化、更大的叶片，既提升了风机功率，也降低了单位成本。

直驱式风机和双馈式风机是风机的两大技术路线，前者不需要齿轮箱，三一重能走的是双馈路线，并自营发电机和齿轮箱。金风科技等多家整机商采用直驱、半直驱技术路线。两者各有优劣势，但在陆上风机大型化的发展趋势下，双馈技术路线成本更低。

三一重能相关技术人员解释说，双馈机组采用三分之一整机功率的变流器即可实现对整机的电压电流整流控制，电气系统成本更低。在电机与齿轮箱之间，采用柔性绝缘联轴器，齿箱与电机之间可做很好的打滑保护，隔绝轴电流的同时，避免了过大扭矩损坏齿轮箱，维护成本低。

核心零部件自持带来的效益首先体现在供应链的可靠性上。在新冠疫情期间，风电供应链局部短缺。在风电整机商里，只有三一重能供应链仍然保持顺畅。这为三一重能带来了订单量的第一波剧增，也为三一重能的发展带来了转机。

2019年、2020年，三一重能连续两年新增吊装机组容量超过100%，从2018年的0.25GW，增长至2019年、2020年的0.7GW和3.03GW。2019年，三一重能首次跻身中国风电制造商十强；2020年，位次再次上升，至第八位。 

降价潮席卷风电行业之际，三一重能自持核心零部件的低成本优势亦得以凸显。周利凯表示，三一重能持续推进降本增效，2024年的风机毛利率力争不低于2023年。

三一重能的盈利水平较高，与其前几年风机销售量较少也有关。按照行业惯例，风电整机商需在三到五年的质保期内保证风机质量，免费维修。因此，各大厂商都需对已销售的风机提取产品质量保证准备金，或者叫售后运维费用。

2023年，金风科技的质量保证准备金为20.6亿元，运达股份为6.16亿元，明阳智能为8.0亿元，三一重能相应的计提金额为5.09亿元。

资深风电工程师、湘电风能原首席技术专家龙辛对《财经》记者表示，近几年风电行业技术迭代速度在加快，同时价格还在下降，潜在的质量风险不容忽视。三一重能做到高毛利率值得学习，同时对质量问题也要保持敬畏，只有质量过硬，才能业绩长青。

“三一模式”的第二个要素数字化和智能化，通过对产线的数智化改造，使三一重能的生产效率领先于业内。

《财经》记者近期在三一重能北京南口生产基地看到，其产线数字化、智能化改造已基本完成，部分环节在进一步升级中。

“我们南口园区每3小时生产一台风机，郴州园区是2.5个小时生产一台风机，未来还可以更快。”三一重能副总经理、首席数字官彭旭指着一个自动化作业岛说，“未来，很多人工岗位都会被机器替代，工厂将需要更多的数字化工程师。我们的最终目标是做到黑灯工厂（即无人值守）。”

三一重能在订单量剧增的2019年至2020年期间，开始对生产线做数字化、智能化改造，这为其获得了第二波剧增的订单量。2022年，三一重能跃升至中国第五大风电制造商。2023年，三一重能保持住了第五位的名次，同期其新增订单为14.1GW，几乎是其2023年吊装容量的两倍，订单量创历史新高。 

三一重能做数智化改造的源头是三一集团。三一集团在2018年开始实施数字化转型。三一集团董事长梁稳根在2018年全国两会期间曾对记者称：“能否成功完成智能化和数字化转型，关系到三一集团的前途命运，三一数字化转型要么翻身，要么翻船。”

当时的背景是：数字技术日臻成熟，消费领域已因数字化发生了颠覆式的变革。制造业迫切需要迎头赶上，同时人工成本迅速上升，如果不做数字化、智能化改革，工业产品的利润会越来越低。当时，一个机器人的成本可能是一个工人的两倍，但高出的效率远不止两倍。

三一集团认可管理学家德鲁克的理论：“只有被测量才能被管理”。三一集团希望通过数字化的手段，让所有工作、流程、工艺可以被测量。

与三一集团的传统强项工程机械行业相比，风机的生产数量更少，一个工厂的年产量仅为几百台或几千台；零部件更重，有的部件重达几十吨。因此，传统的风机制造工厂效率较低，是非流水线作业，产线改造难度更大。

2019年—2020年期间剧增的订单促使三一重能加快数字化改造的步伐。

“只有提高效率，三一重能才能接得住更大的订单增长量。”三一重能首席数字官彭旭说，传统的风电整机制造厂就像是家庭小作坊，一群人围着一个大家伙作业，以人工作业为主，效率和质量都不高。但如果一下子改成数字化产线也不现实，工厂不可能停下来改造。因此，产线改造的第一步，是把手工生产线改为标准化的流水线产线。

三一重能就此成了风电行业第一个吃螃蟹的人：参照飞机的流水线作业模式，改造了北京南口制造基地。

风机结构。图源：三一重能

产线改造首先要让工艺更适合流水线作业，再具体根据每一个工序的特点，梳理出哪些工序直接改为机器操作，哪些让人辅助机器操作。

花了一年的时间，三一重能的流水线改造于2020年完成。当年是中国陆上风电补贴的最后一年，业内掀起了抢装潮，三一重能在2019年的基础上，订单增长超过300%。此前一年仅生产100台风机的工厂，在当年9月还有800台风机的订单需在当年内交付。

三一重能的流水线产线完成了“100天生产800台风机”的风电行业生产纪录。这一记录至今没有被其他企业超越。

流水线改造完成后，三一重能陆续对主机、发电机、叶片等核心部件制定了智能制造改造计划。以主机为例，将产线分成偏航、轮毂、线束、传动链4个单元，机舱、轮毂2条智能产线和1个自动化立库及物流自动化。

改造重点有两个：一是作业自动化，二是物料配送自动化。这比流水线作业改造难度更大，需要三一重能和供应商协同，才能完成改造。有的环节始终找不到合适的供应商，最终只能由三一重能自己研发。

以轮毂单元的改造为例，据风电行业媒体 winddaily 报道，轮毂是不规则物体，切面与水平线有5度的坡度，要利用机械臂抓起变桨轴承与轮毂并实现自动装配，就需要有较高的精度定位技术。在相关供应商放弃改造后，三一重能自己接盘，经过对工业视觉定位系统、算法方面的研究探索，最终实现了精准定位，轮毂智能单元得以投产。

2022年，三一重能完成了智能制造1.0版本的改造。2023年，三一重能开始做集成度更高、精度更大，自适应能力更强、兼容性更强的2.0版本改造，计划让一切业务、所有流程都数字化。

彭旭说，数字化可以减少用人成本，三一重能生产单台风机的人工成本大概是同行的一半。同时，数字化还可以降低生产成本。例如，风机叶片的树脂集中灌注环节，改造后效率提高了25%。

三一重能数智化改造后的叶片工厂。图源：三一重能

一位头部风机公司人士对《财经》记者评价说，三一重能的生产效率的确在业内较高，但风机要运行20年，生产周期更短、成本更低的风机，投运后能否长期保证质量，还需要时间来验证。

三一重能管理层则强调，数智化改造的意义不仅是降本增效，更重要的是提高了产品质量。周利凯说，目前公司产线的工序自动化程度达到60%，产品一致性有明显提升。比如，依靠机器视觉与在线质检，可以快速准确地识别质量问题，比单纯依靠人工做质量管控更有保障。

除了生产线的数字化改造，三一重能还在风机运维和风电站运营上应用了数字化技术，但这已是风电行业的基本操作，三一重能并不领先。

责编｜张雨菲

题图｜视觉中国