三埃工控：计量“小巨人”

郭洪业+陈捷

四十年前的预言

20世纪70年代，英国成立了一家名为沃特斯普林的实验室，这个实验室的唯一使命是研制一种精确度达到0.2级别的新型皮带秤，以推动皮带秤产品的大规模贸易计量推广使用。遗憾的是，尽管研发人员绞尽脑汁使用了各种办法，都没有办法达到目的，几年之后，这家实验室黯然关闭。然而，这个研究室所追求的0.2级精确度的皮带秤，一直成为皮带秤生产厂家梦寐以求的目标。

迫切的市场需求，还是使皮带秤迅速地走向全世界市场。

“大宗散货贸易最现实最便捷的计量方式是什么？就是皮带秤。” 南京三埃工控股份有限公司董事长袁延强很肯定地说。“除水尺计重外，就只能把所有的货物卸后装汽车，然后在汽车衡上称重，汽车衡属于静态秤，皮带秤属于动态秤，自动秤，汽车衡属于非自动秤，汽车衡测重的方式需要反复装卸，非常复杂，会浪费很多的时间和金钱。特别是水路运来的东西，面临压船，滞留费会很高。所以皮带秤解决了计量问题。” 中国衡器协会专家组成员、衡器标准化委员会委员陆琴生向本刊记者介绍说。

然而，皮带秤自问世以来，其自身的痼疾一直顽固地存在着，严重地束缚着其应用空间。现行的0.5级精确度，还不能作为贸易计量的依据而只能作为参考，而且即便如此，皮带秤的持续使用性能也不可靠，实际使用过程中误差可能是理论值的两倍以上，且维护成本高昂。

由于唯一适用于大宗散货贸易计量的工具皮带秤的自身局限，导致现代全球大宗散货贸易的计量方式，不得不延续使用古老的水尺计量方式，也就是2000年前就存在的曹冲称象的做法，今天竟然还是全球范围内广泛使用的基本方式。这种方式受人为因素的影响颇为明显。意味着即便在理想的状态下，每1000吨货物的计量仍然有5吨之巨的差异，更何况在实际情况下，不少皮带秤的实际误差通常达到1%甚至更高。以一条运载量10万吨的运煤船为例，以水尺计重方式测量的结果误差可能达到1000吨—3000吨之巨，误差产值达到70万—210万元左右。

“全世界所有的皮带秤，误差都是差不多的，长期稳定性差都是共同面临的问题。”袁延强介绍。

面对这种局面，几乎所有的皮带秤厂商都将影响皮带秤准确性的几大因素作为解决误差的主攻方向：增强皮带的张力、增强传感器的灵敏度、加固托架等。成效却并不显著。这种状况，长期以来直接影响了皮带秤进一步的大规模推广使用。

皮带秤的新革命

袁延强敏锐地意识到，在高度发达的数字化时代，该是对皮带秤进行一次基本原理突破的时候了，发明一种新原理的皮带秤的念头，在他的大脑里开始酝酿生发。

早在2005年，袁延强应邀参加了台湾宏碁公司的介绍会，会上发了一本名为《蓝海战略》的书，他回来一读确实很好，于是给公司中层每人一本，决心企业要改变，要创新。在公司开会时，他要求每人提三条建议，最后达成共识：公司要生产出一种有核心竞争力的瞄准高目标的产品。

当时袁延强唯一的目标是研制一种可用于贸易计量的皮带秤，在他看来，这是一块还没有被开垦的处女地，全世界这么多皮带秤制造商没有一家来做这个事情，当时的感觉就是这个目标不可能实现。有没可能逼近这个目标呢？他成立了几个小组，把几个流派的几个公司皮带秤人士请来，任意实验。做了一年，虽有所斩获，但他感觉还是缺少活跃的思维，于是就自己画草图搞，花了几十万，做个比较简单的皮带秤，结果非常振奋人心。证明结构原理可以改造。

这期间，他购置50亩地，建立了规格很高的皮带秤实验中心。袁延强告诉本刊记者，建立这个实验中心，花了很多钱。如果皮带秤最终达不到理想的指标，自己就会很尴尬。对于创新失败的容忍度，袁延强显然内心挣扎了很久。因为对于未来没有任何把握，他甚至还给自己想到了后路：“当时我就问设计师一个问题，假如实验失败了，我看着实验中心也很恼火，能不能把它炸掉？”设计师痛快地告诉他，可以炸。虽然听起来就像一个相声段子，但是他显然对此非常认真。两人还就怎样炸实验室的事情进行了讨论。自尊心极强的袁延强表示：“盖了1万多平方米的房子，大不了把实验室炸掉，其他部分还能用。不然老是看到实验室，心里不舒服。这个失败的耻辱的记录。”技术派出身的袁延强，有着丰富的实战经验，在行业竞争激烈的领域，他自称不是一个善于比回扣比喝酒的人，这也不符合他的性格。还是一门心思钻进皮带秤的技术研究不能自拔。“我想我就是搞技术的，不行我就改进，不试我怎么能死心呢？”不肯服输的袁延强也有一点骄傲：“我提出来一种新的技术，这种技术被社会接受了。创造了社会价值，顶多我没赚到钱，我也能接受。想了很多。失败了怎么办，被别人仿造了怎么办？”

忆及走上创新之路的过程，袁延强介绍：“十多年前，当时的诱惑真的很多，房地产业想做，其他看似挣钱的项目都想投资，可是后来冷静地想一想，觉得自己的最大兴趣还是在于搞技术。当时都50岁的人了，对挣钱多一点儿或者少一点儿都无所谓了，也没有太大压力。失败了也无所谓。也许能成功，也许会失败，但失败了无非是经济上遭受一些损失。也许十年八年或者更长的时间之后会成功，即便我不能从中受益，能给社会做一点贡献也就值得了。”

即便被模仿，也难被超越

功夫不负有心人，经过五年的艰苦攻关，2009年，三埃的第一台阵列式皮带秤终于从理论成为现实，各项性能指标完全符合预期，这注定是一种改变业态甚至是贸易规则的产品。不仅精度高，而且长期稳定性极佳，与维护成本高昂的传统皮带秤相比，几乎无须维护，堪称是一项革命性的产品。

澳大利亚一家公司的负责人曾经说，不借助起重机的皮带秤误差是不可能达到0.2%的，这是某次国际会议上争论的一个花絮，国外皮带秤是严防死守型的，价格昂贵，误差也不减少，还要维护。我们皮带秤可以适用各种场合安装，因为我们的原理是分散式的，可以用最简约的方式造皮带秤，制作成本比国外同行还要低。他们强调精密，我们强调轻薄制造，他们是单一的，我们是多单元的，他们稳定性差，我们稳定性好，长期保持免维护，他们靠人工维护，我们靠远程专家系统。

产品出来了，如何让市场接受也需要一个过程。国内产品用户已经习惯认为国外产品比较好，面对国内产品竟然比国外产品定价高的情形几乎难以置信。“我们只好和他们说，我们的是高端产品，我敢卖这个价，就证明我有这个性能。”袁延强说。

“有些企业在使用第一台的时候，基本是完全不相信，我就只好说，你可以用，不付钱，用3个月无条件退货，即使你觉得好也可以退货，不需要讲理由，事实上至今没有一台退货，第一台用好了以后，后面就不考虑再换了。”对于自己的产品经得起检验，袁延强感到欣慰。

阵列式皮带秤在沙钢的使用取得了惊人的成功，他们对国产皮带秤能达到如此精度感到不可思议，沙钢监察部部长说：“我要和计量部共同推荐这台秤，我们现在皮带秤带来的腐败太多，用了这个秤以后，这个问题就解决了，我们要在全沙钢推广这个皮带秤。它给我们沙钢带来很大的利益。”以前监察部从来不会推荐该用哪家的设备，这次非常高调地推荐，现在，沙钢已经不招标了，只要买就是按照过去的价钱，认为这是唯一可以用的精准的计量工具。“我们现在非常有信心，只要你这个企业需要，用了第一台，后面肯定还会用。”袁延强很自豪地说。

当时定价的时候，谁也说不好该卖多少钱，当时普通国产皮带秤的售价在2万—4万元/台，进口皮带秤的售价一般在10万—15万元/台之间，而三埃阵列式皮带秤的价格区间在30万—40万元/台，销售人员都觉得疯了！尽管销售提成定的很高还是没有人愿意去推。但是，现在销售人员都正盯着皮带秤产品呢！

现在市场上已经发现有侵权式的模仿三埃产品的皮带秤问世，但是在使用精度上却无论如何也超越不了。其中的奥秘就在于三埃的秘密远不止是制造原理的突破，更在于其一整套自主研发的软件系统，这种软硬件系统的紧密结合，最终造就了高精度长期稳定性强的新型皮带秤。“现在看来，我们这项新技术产生的技术壁垒也不是那么容易被仿造的。”袁延强不无得意地说。

阵列式皮带秤究竟怎么样，当然使用的厂家最有话语权。面对比进口产品价格还高出两倍以上的三埃新型阵列式皮带秤，南钢方面专门组织专家团队到三埃的厂家进行考察，还派出考察团到镇江已经使用阵列式皮带秤的公司进行实地走访调研，得到准确结论后，决定大量采购。

在南钢，已经陆续采购了十多台三埃阵列式皮带秤。“最大的感受是运行稳定性非常好，完全符合我们的要求。目前，公司内部不同部门间的结算，也都采用阵列式皮带秤的结果作为计量依据。”南钢机动部计量管理科科长高洪告诉本刊记者。

“我们到神华珠海港，他们以前用的是德国一个著名品牌的皮带秤，就是因为长期稳定性不行，准备要换上我们的产品。”袁延强介绍说，“另一家使用的是国外某著名品牌的皮带秤，常被用于大型货场的取料机计重，但使用一段时间后，只能用来大致地统计一下流量，提醒别超载了。”

三埃皮带秤的另一个优势是便于改造，这现在已经成为三埃的一项颇具特色的业务之一。对于使用厂家的旧皮带秤。改造起来，似乎并不是很困难的事情，“对现在大量的已经在使用的旧皮带秤，把三埃的皮带秤装在对方的皮带机上就可以了。电器原理都一样，可以根据对方的要求做。”

这几年钢铁厂、煤炭厂等企业效益不佳，会更加关注内部核算，因此反而更大量地买进三埃的高精度皮带秤。例如江苏永联，几年之内，先后采购了36台阵列式皮带秤，总值1000万元以上。在袁延强看来，国有企业更有必要使用高精度的皮带秤，以解决一系列的国企运营难题。

引领国际计量话语权

2009年4月英国国家法制计量院副院长Adrian Rudd、产品认证部长 Gavin Stones  应邀访问南京三埃公司，并参观“皮带秤全性能试验中心”。南京三埃向RUDD院长建议增加0.2级皮带秤。因为三埃在技术已有突破、并且已有产品在应用;皮带秤应加入耐久性能的考核，这种考核可在实验室进行，以模拟现场各种影响因素的方式，进行可重复、量化的各种试验。RUDD很快回信表示：“最近在我们办公室举行的OIML R50会议上，委员会决定把0.2级（之前是 0.5，1，2 级）加入到下一份修改的R50草稿文件中。”

TC9/SC2 定于2011年4月再次召开R50-1：2009 /3cd讨论会， 南京三埃第一时间向 OIML 及国家质检总局申请，并作为中国企业代表应邀参加会议。在这次会议上，三埃代表做了全场唯一的报告——《皮带秤实验室耐久性测试方法》，成为该次会议安排的第一个议程、也是唯一的专题报告，报告内容出乎各国代表意外，他们对中国的强大实力和所作的努力表示震惊和钦佩，欧洲衡器协会的代表Vincent Van激动地说：“我们应当为中国所做的这些鼓掌。”

陆琴生向记者介绍，我国皮带秤精确度的国家标准目前是2007年颁发的，每隔5年就要修订一次。2012年开会的时候，已经把修订的任务布置了，当时他就提了个建议：“国际建议马上就要出来了，建议暂缓。等待国际建议颁发后再行修订，以免国际建议出来后，国家标准还需要重复修订。”三埃技术的推进，实际上是影响到了国际建议和国家标准的推进，也就是把皮带秤技术向前推上了一个台阶。

2014年，英国计量院（皮带秤国际建议秘书处）在高级认证工程师Gregory Glasz的带领下对三埃产品进行了史上最严格的实物测试标准试验，为了公正起见，中国衡协秘书长带领几名资深的专家共同参与。一共进行了18次测试，这18次试验在不同的皮带速度和不同流量的情况下进行。测试误差：最大0.08%，最小-0.01%，本轮测试误差带宽：0.09%。全世界范围内第一台皮带秤，实现了全量程实物标定准确度≤0.1%（英国专家语）。根据衡器规定，假如是0.2误差的皮带秤，第一次做实验时必须要达到0.1，才可以说在日常使用中可以有0.2的表现，这个数据全世界都没做过，因为其他都没有这个实验条件，另外也没有这种皮带秤技术。预计2015年年初时，国际上0.2级皮带秤的计量标准会发布，三埃已经做到了这个标准。得到了国际认可，三埃产品也就好销售了，全球第一台0.2级皮带秤是三埃的，三埃产品作为一个实际案例推动了一个计量标准的诞生。

大数据时代的物联网转型

袁延强如此看待三埃面临的挑战和进一步的发展方向：如何利用网络技术的发展改造传统机电产品，使其升级成为智能化设备;进入“大数据”领域，用海量数据和数据分析技术，取代传统的人工经验，完成产业升级;由单纯“卖产品”向“卖服务”方向转型。

“传统产业，用物联网技术，用大数据分析，解决了问题，这是一个非常典型的案例。带来了一个非常好的市场前景。三埃皮带秤是唯一的，在全世界范围都没有对手。别的对手没法仿造核心技术，还有指标也比我们差很多。”“尤其是物联网技术，取决于你的数学模型，和整个结构数据分析的原理和软件，形成了一个体系的竞争优势，你这个路程是不能省的，我们的目标是在这个行业里做到全世界最好。”

目前，南京三埃首创将物联网技术应用在皮带秤远程诊断领域，推出了基于物联网技术的——阵列式皮带秤远程专家系统。该系统可详细记录每一台阵列秤从安装到使用过程中的所有数据、操作、参数变化、运行时间等，确保每一台秤有完整的历史数据，由此生成该秤的运行自动巡检报告，供用户参考，进行例行故障分析，发出故障早期预警，进行运行质量管理。

三埃皮带秤的远程专家系统分为三块：总部服务器;专家系统软件;无线网络链接。对运行中的皮带秤，在外地的维护人员即便不在公司，也可以用电脑对其监控，通过网络上网，可以掌握任何一台皮带秤的运行状态。“网络帮助我们对皮带秤误差趋势进行在线分析，记录一台秤从安装开始产生的所有数据，就可以推测出来发生了什么变化，我们称为误差预测或趋势分析。故障和趋势是两个不同的概念，故障是已坏，趋势是一种演变的方向，远程指导维修。服务外包是我们转型很重要的一条，提供服务，收费。”袁延强介绍。

皮带秤在长期运行后，由于皮带软、硬度变化和钢结构变形等影响，称重准确度会发生变化。这种变化通常需要进行实物标定才能发现，但这时误差早已发生，损失已经形成。因此，三埃皮带秤远程专家系统内含专用数学模型，通过对皮带秤日常运行数据进行分析，发现误差的方向和数值的大小，不用标定，可及时发现。由此，可以保持皮带秤最大程度的准确，为用户提供增值服务。

远程专家系统的另一项重要用途是“可用于企业、集团内部的计划、生产调度系统，可适时掌握系统内即时计量数据、跟踪货物的装卸量及计量误差; 亦可实现系统内进、销、存的实时统计和管理。”

助力国家能源安全战略

“我们的产品在国内的售价远远高于竞争对手，也远远高于进口皮带秤，我们遇到的最大困扰是投标的时候没有对手，有时候就投不起来。”袁延强如此抱怨三埃遇到的苦恼。

袁延强曾在同国内某位计量司的官员讨论的时候说：“你认为一百年之后，大宗散货交易还会坚持用现在的水尺计量方式吗？”

该官员回答肯定不会。

袁延强说：“那从眼下到未来的一百年间，必然需要有人去做这个事改变之，三埃就是在做这样的事情。”

该官员默然。

“三埃在国家能源战略中扮演的角色，可助力政府组建国家能源消耗计量管理网络。一种精准的且实现数字化管理的皮带秤是其中最关键的问题。上升到全世界来说，如果还用吃水线计量是很落后的，我们的目标是在全世界终结吃水线的计量方法。用皮带秤完全代替它。” 袁延强介绍。

2012年，一场有着国际影响的皮带秤行业国际会议，被建议在三埃所在的中国南京举办，却因未能事前取得政府部门的审批而流产。三埃人最终只能遗憾地接受这样的现实。当然，最让三埃感到困惑的是，在其产品用户群中，民营企业占了大多数，而三埃一直力图寄予厚望的国有企业，却对这些产品缺乏热情。

国家发改委要知道每个地方的能耗，只需要在100个电厂中的5个厂的关键位置，装上皮带秤，皮带秤直接链接到发改委，通过5个厂的取样，就可以得到这个省的煤耗平均值，这是比较准的。如果一个大的发电集团，网络链接起来，那么在线得到的数据都是真实的，不会弄虚作假，我们到底消耗了多少能源，这要上升到国家层面，究竟是不是想把这问题搞清楚？是不是需要这样的数据？现在手段已经有了，数据都是牵涉大量的耗煤，大量的运输，关键命脉的数据。

国家能耗很大程度是一笔糊涂账，上面下指标，下面就敢改指标，真正要把能源搞清楚，其实并不难，能耗行业的贪腐太严重了。一个电厂仅煤炭的腐败误差至少在上亿。贪赃枉法者只要过了数字这一关，基本就得逞了。“计量不准，何来战略？我们提供的这种设备是非常有价值和战略意义的。”袁延强大声疾呼。

国家能源停留在下指标的层面上，马上0.2级皮带秤标准来了，凡是符合0.2级的就可以用作法制计量，以此数据为准。国家考核不以报表为主，而是以关键点为准，建立一个骨干计量网络，把几个重要的关键点考核起来，跟地方挂钩，玩不了弄虚作假。0.2的皮带秤很先进，想弄虚作假是不可能的，有一个放心的衡器，由此得到一个放心的数据，就可以推导出我国究竟消耗了多少能源。各行业取样，以抽样代表全体，至少这样是接地气的，可以试试在五大电力公司强制推广。在民企，老板非常想搞清楚数据，而在国企中，只有国家想搞清楚数据才可能做到。

物联网化的三埃皮带秤，还将有助于实现第三方公正计量，以解决大宗散状物料贸易计量纠纷。通过三埃远程专家系统，由第三方提供计量数据，有利于建立供、需双方和谐的贸易关系;亦可使某一方的皮带秤计量数据，同步传输至另一方，实现供需双方数据共享，以减少贸易纠纷。

正如袁延强在持续十年的研发中所感悟到的：“一个民族需要有一群人研究一些东西，愿意持续做一些创新创造。看《大染坊》主人翁坚持搞民族工业，其实一个民族的魂就在于不断地坚持和创造。”在举国呼吁产业转型升级的时候，在我国面临节能减排的严峻挑战面前，三埃以弱小之力，十年磨一剑，完成了一件超乎想象的变革，在这项改变行业规则的产品面前，如何发掘其价值所在，已经远远不止是三埃所能决定的，是要看全社会对此态度的时候了。