在浩瀚的工業(yè)海洋中，有一群特殊的“守護(hù)者”，它們不畏高空，不懼危險(xiǎn)，以鋼鐵之軀穿梭于石化巨塔、船舶外板、核電反應(yīng)堆之間，執(zhí)行著人類(lèi)難以勝任的維護(hù)任務(wù)。它們，就是特種機(jī)器人。

  彼合彼方機(jī)器人（天津）有限公司，正是一家致力于特種機(jī)器人研發(fā)的創(chuàng)新企業(yè)，其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的大型復(fù)雜立面維護(hù)機(jī)器人智能化作業(yè)技術(shù)及裝備入選2023年“科創(chuàng)中國(guó)”先導(dǎo)技術(shù)榜單，不光為石化、船舶、核電等多個(gè)行業(yè)企業(yè)降低了人工維護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，也同時(shí)完成了降本增效的小目標(biāo)。

  “機(jī)器人+智能化” 開(kāi)啟立面維護(hù)新時(shí)代

  近年來(lái)，我國(guó)石化、船舶、核電、風(fēng)電等國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)井噴態(tài)勢(shì)，很大程度上依賴(lài)于石化及放射物儲(chǔ)罐、船舶、鍋爐等核心裝備的安全運(yùn)營(yíng)。定期對(duì)上述裝備開(kāi)展除銹、噴漆、檢測(cè)等立面維護(hù)作業(yè)已成為保障其安全運(yùn)營(yíng)的重要舉措。然而，當(dāng)前全球立面維護(hù)行業(yè)面臨環(huán)保壓力、人力短缺等多重窘境，作業(yè)模式逐步向以“機(jī)器人+智能化”為特征的新模式轉(zhuǎn)變，已處于維護(hù)作業(yè)工藝與裝備升級(jí)換代的關(guān)鍵時(shí)期。研發(fā)立面維護(hù)作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，構(gòu)建大型立面機(jī)器人智能化維護(hù)作業(yè)體系，已成為迫切需求。

噴漆機(jī)器人作業(yè)。圖片由受訪(fǎng)者提供

  彼合彼方的原始技術(shù)團(tuán)隊(duì)已在立面維護(hù)作業(yè)機(jī)器人研究領(lǐng)域深耕超過(guò)10年。領(lǐng)頭人張明路教授是國(guó)家863項(xiàng)目專(zhuān)家，也是國(guó)家科技部研發(fā)計(jì)劃專(zhuān)家，不僅主持完成了很多與特種機(jī)器人有關(guān)的項(xiàng)目，還承擔(dān)了國(guó)家科技部專(zhuān)項(xiàng)“立面維護(hù)作業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范課題”。2020年11月，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立了“彼合彼方機(jī)器人”。張明路認(rèn)為，校園內(nèi)的科研，只有走向社會(huì)，創(chuàng)造價(jià)值，才是不浪費(fèi)國(guó)家財(cái)力，不浪費(fèi)研究人員心血的。他的想法很簡(jiǎn)單，希望人類(lèi)可以遠(yuǎn)離危險(xiǎn)的工作，也希望科研心血能夠轉(zhuǎn)化成對(duì)社會(huì)有用的產(chǎn)品。

  公司成立后，懷著為填補(bǔ)我國(guó)在大型復(fù)雜立面維護(hù)作業(yè)特種機(jī)器人方面空白的念頭，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人替人的安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效與智能化維護(hù)作業(yè)這一愿望為初衷，彼合彼方依托河北工業(yè)大學(xué)特種機(jī)器人創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，在國(guó)家研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助支持下，系統(tǒng)突破了大型復(fù)雜立面維護(hù)作業(yè)特種機(jī)器人自主研發(fā)與集成應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，取得了多項(xiàng)技術(shù)與應(yīng)用成果。

  永磁吸附技術(shù) 助推特種機(jī)器人“飛檐走壁”
  在工業(yè)領(lǐng)域，立面作業(yè)主要包含防腐處理和檢測(cè)任務(wù)，作業(yè)流程中大多涉及到船舶、石化儲(chǔ)罐、風(fēng)電塔筒等器材的金屬立面。對(duì)于立面作業(yè)設(shè)備而言，確保機(jī)器人在作業(yè)中的可靠與安全是個(gè)挑戰(zhàn)。其次，立面作業(yè)涉及眾多焊縫，包括曲面的不規(guī)則性、過(guò)渡表面，以及立面折角等情況，如何適應(yīng)各種壁面條件是需要關(guān)注的技術(shù)難題。此外，結(jié)合不同作業(yè)工況進(jìn)行工藝優(yōu)化，在保證作業(yè)效果和效率的同時(shí)，盡可能節(jié)省成本，簡(jiǎn)化操作，也是提高產(chǎn)品實(shí)用性的關(guān)鍵所在。

  為此，團(tuán)隊(duì)持續(xù)發(fā)力，針對(duì)不同作業(yè)場(chǎng)景自主研發(fā)了包括防腐作業(yè)機(jī)器人、除銹機(jī)器人、噴漆機(jī)器人在內(nèi)的20余種立面維護(hù)作業(yè)機(jī)器人，而永磁吸附技術(shù)就是這些機(jī)器人的核心所在。在斷電等情況下，該技術(shù)能保證機(jī)器人不會(huì)墜落，且不會(huì)對(duì)金屬表面造成損害，這一點(diǎn)在高端船舶和精細(xì)化工領(lǐng)域至關(guān)重要。同時(shí)，由于磁力系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，機(jī)器人的維護(hù)和故障排除也變得更加輕松，這些因素共同推動(dòng)了磁吸附技術(shù)成為立面作業(yè)的理想之選。并且，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了專(zhuān)門(mén)用于立面作業(yè)的軟硬件一體化定位導(dǎo)航模塊。為了保障作業(yè)的安全靈活，在立面作業(yè)時(shí)，機(jī)器人通過(guò)人工操作實(shí)現(xiàn)一鍵啟動(dòng)、一鍵停止，以及在危急情況下執(zhí)行急停操作。即使在曲面和折角等復(fù)雜結(jié)構(gòu)上，機(jī)器人也能保持高效穩(wěn)定的作業(yè)效率。

  張明路教授指出，團(tuán)隊(duì)已成功實(shí)現(xiàn)了立面作業(yè)機(jī)器人2:1的動(dòng)態(tài)負(fù)載自重比。這一技術(shù)的應(yīng)用，使機(jī)器人在執(zhí)行高空作業(yè)時(shí)，移動(dòng)更為靈活，減少對(duì)立面的沖擊和磨損，并能夠搭載更多工具和材料，提升作業(yè)效率。

“彼合彼方機(jī)器人”研發(fā)人員為用戶(hù)調(diào)試機(jī)器人。圖片由受訪(fǎng)者提供

  目前，團(tuán)隊(duì)積極與中石油、招商輪船、中船、中遠(yuǎn)、中廣核等大型企業(yè)集團(tuán)建立合作關(guān)系。永磁吸附技術(shù)已廣泛應(yīng)用于石化、船舶、電力、橋隧、快消等領(lǐng)域典型立面的除銹、拉毛、噴漆、檢測(cè)、清潔維護(hù)等作業(yè)場(chǎng)景，同時(shí)該技術(shù)在海工、軍工、市政等行業(yè)也有很大應(yīng)用前景。張明路坦言，團(tuán)隊(duì)機(jī)器人在某種意義上來(lái)說(shuō)就是新型生產(chǎn)工具，原來(lái)工人拿著噴槍站在高架車(chē)上噴漆，現(xiàn)在是工人拿著遙控器在地面遠(yuǎn)程操控機(jī)器人作業(yè)，這種形式的轉(zhuǎn)換可以說(shuō)是對(duì)習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)的“新質(zhì)生產(chǎn)力”的詮釋。

  chuang新yong不止步 繪制行業(yè)發(fā)展藍(lán)圖
  制造業(yè)是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基。黨的二十大報(bào)告提出“推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展”，并將其作為建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的一個(gè)重要著力點(diǎn)。近年來(lái)，我國(guó)多措并舉推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型取得明顯成效。張明路認(rèn)為，隨著智能制造裝備的復(fù)雜程度不斷提升，未來(lái)仍將朝自動(dòng)化、集成化、信息化方向發(fā)展，并與5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)融合，對(duì)智能制造裝備企業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新能力提出了更高要求。

  對(duì)此，彼合彼方機(jī)器人團(tuán)隊(duì)緊跟政策導(dǎo)向，針對(duì)發(fā)展趨勢(shì)不斷投入研發(fā)，持續(xù)提升技術(shù)攻關(guān)能力和創(chuàng)新水平，快速響應(yīng)市場(chǎng)變化與需求。張明路表示，團(tuán)隊(duì)之后將把目光聚焦以下三個(gè)方面：一是以“數(shù)字船塢”、“無(wú)人涂裝”、“智能維護(hù)”及“綠色環(huán)保”為導(dǎo)向，圍繞“高質(zhì)量發(fā)展，系統(tǒng)化解決”為目標(biāo)，聯(lián)合各行業(yè)*企業(yè)開(kāi)展合作研發(fā)與推廣應(yīng)用；二是突破復(fù)雜立面作業(yè)背景下導(dǎo)航定位、目標(biāo)識(shí)別、三維重建、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)，劃代提升立面維護(hù)裝備作業(yè)效能與智能化水平；三是維護(hù)裝備作業(yè)狀態(tài)和作業(yè)流程的可視化、在線(xiàn)化、遠(yuǎn)程化及智能化研發(fā)，譜寫(xiě)立面維護(hù)行業(yè)“智能、高效、環(huán)保、低耗”新藍(lán)圖。

彼合彼方機(jī)器人正在進(jìn)行作業(yè)。圖片由受訪(fǎng)者提供

  在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)還深刻認(rèn)識(shí)到，特種機(jī)器人行業(yè)正處于技術(shù)創(chuàng)新活躍、產(chǎn)品應(yīng)用深度拓展的發(fā)展機(jī)遇期，隨著全球工業(yè)化場(chǎng)景的創(chuàng)新與突破，這片藍(lán)海市場(chǎng)不僅巨大且潛力無(wú)限。團(tuán)隊(duì)將以技術(shù)創(chuàng)新為發(fā)力點(diǎn)，始終心懷敬畏，懷揣科研精神，秉持“以世界yi流的爬壁技術(shù)助力客戶(hù)極限高危作業(yè)”的初心，不斷推動(dòng)中國(guó)永磁吸附爬壁機(jī)器人行業(yè)邁向新的高峰。