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，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”先導(dǎo)技術(shù)榜單，不光為石化、船舶、核電等多個行業(yè)企業(yè)降低了人工維護(hù)的風(fēng)險，也同時完成了降本增效的小目標(biāo)。

  “機(jī)器人+智能化” 開啟立面維護(hù)新時代

  近年來，我國石化、船舶、核電、風(fēng)電等國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)井噴態(tài)勢，很大程度上依賴于石化及放射物儲罐、船舶、鍋爐等核心裝備的安全運營。定期對上述裝備開展除銹、噴漆、檢測等立面維護(hù)作業(yè)已成為保障其安全運營的重要舉措。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)工藝與裝備升級換代的關(guān)鍵時期。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)。圖片由受訪者提供

  彼合彼方的原始技術(shù)團(tuán)隊已在立面維護(hù)作業(yè)機(jī)器人研究領(lǐng)域深耕超過10年。領(lǐng)頭人張明路教授是國家863項目專家，也是國家科技部研發(fā)計劃專家，不僅主持完成了很多與特種機(jī)器人有關(guān)的項目，還承擔(dān)了國家科技部專項“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，創(chuàng)造價值，才是不浪費國家財力，不浪費研究人員心血的。他的想法很簡單，希望人類可以遠(yuǎn)離危險的工作，也希望科研心血能夠轉(zhuǎn)化成對社會有用的產(chǎn)品。

  公司成立后，懷著為填補(bǔ)我國在大型復(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，在國家研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目的資助支持下，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任務(wù)，作業(yè)流程中大多涉及到船舶、石化儲罐、風(fēng)電塔筒等器材的金屬立面。對于立面作業(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，盡可能節(jié)省成本，簡化操作，也是提高產(chǎn)品實用性的關(guān)鍵所在。

  為此，團(tuán)隊持續(xù)發(fā)力，針對不同作業(yè)場景自主研發(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)器人不會墜落，且不會對金屬表面造成損害，這一點在高端船舶和精細(xì)化工領(lǐng)域至關(guān)重要。同時，由于磁力系統(tǒng)相對簡單，機(jī)器人的維護(hù)和故障排除也變得更加輕松，這些因素共同推動了磁吸附技術(shù)成為立面作業(yè)的理想之選。并且，團(tuán)隊研發(fā)了專門用于立面作業(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，機(jī)器人通過人工操作實現(xiàn)一鍵啟動、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)隊已成功實現(xiàn)了立面作業(yè)機(jī)器人2:1的動態(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，移動更為靈活，減少對立面的沖擊和磨損，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)人員為用戶調(diào)試機(jī)器人。圖片由受訪者提供

  目前，團(tuán)隊積極與中石油、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、清潔維護(hù)等作業(yè)場景，同時該技術(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)隊機(jī)器人在某種意義上來說就是新型生產(chǎn)工具，原來工人拿著噴槍站在高架車上噴漆，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)換可以說是對習(xí)近平總書記強(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)是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。黨的二十大報告提出“推動制造業(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)體系的一個重要著力點。近年來，我國多措并舉推動制造業(yè)升級轉(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，未來仍將朝自動化、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。

  對此，彼合彼方機(jī)器人團(tuán)隊緊跟政策導(dǎo)向，針對發(fā)展趨勢不斷投入研發(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)市場變化與需求。張明路表示，團(tuán)隊之后將把目光聚焦以下三個方面：一是以“數(shù)字船塢”、“無人涂裝”、“智能維護(hù)”及“綠色環(huán)?！睘閷?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、在線化、遠(yuǎn)程化及智能化研發(fā)，譜寫立面維護(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)。圖片由受訪者提供

  在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊還深刻認(rèn)識到，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)化場景的創(chuàng)新與突破，這片藍(lán)海市場不僅巨大且潛力無限。團(tuán)隊將以技術(shù)創(chuàng)新為發(fā)力點，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)助力客戶極限高危作業(yè)”的初心，不斷推動中國永磁吸附爬壁機(jī)器人行業(yè)邁向新的高峰。