2003年，山工在珠海的世界经济宣言大会上与世界500强企业卡特彼勒签署合作意向书，迈出了与国际巨头合作的重要一步。同年2月，山工实施了以“以人为本”为核心的新经营管理模式，旨在激发员工的积极性，实现全员参与的管理。2005年3月，中美合资的山东山工机械有限公司正式成立，卡特彼勒的投资为其发展注入了强大动力。同年8月，山工派出23人赴SCM（卡特三菱）进行技术、工艺和6S管理的学习，随后的1月与5月，又分两批人员前往，针对学习成果进行了重点整改。同年6月，山工召开第一届董事会，标志着公司治理步入规范化轨道。9月，山工与卡特技术项目正式启动，旨在通过合作研发新技术，推动山工产品创新发展。