“智涌三秦”——AI赋能产业向新
当焊花飞溅的车间里跃动着机械臂的精准轨迹,当百米高空的风机塔筒上爬行着智能化的“钢铁蜘蛛”,当广袤气田中穿梭着聪明的AI巡检——中国工业制造正经历着一场静默而深刻的智慧蝶变。在工业互联网、人工智能与高端制造的深度融合中,传统产业边界不断被打破,人与机器的协作边界正被重新定义。
企业作为创新主体,在人工智能浪潮里成为当之无愧的“弄潮儿”,从焊接车间到云巅塔筒,从荒漠气田到数字中控室,记者带你一起探秘三秦大地上的企业是如何掀起一场以“机器人”为核心的产业革命。
在安森智能生产车间里,新型防爆巡检机器人正在进行性能测试。
“钢铁焊工”心灵手巧
重型装备制造迈向“智造”
在南通一座高大的厂房内,一台灰色的“钢铁裁缝”正灵活地挥舞机械臂,精准地完成高难度的钢管焊接作业。
这里是西咸新区大熊星座智能科技有限公司(以下简称“大熊星座”)的子公司,由于公司多家核心客户位于南通,为近距离与客户开展业务,所以大熊星座在南通设立了子公司。
2021年,大熊星座的子公司成为南通揭榜挂帅科技攻关项目唯一揭下两张榜单的单位:为招商局重工(江苏)有限公司解决对于“全流程智能管焊机器人系统”的需求;为南通中集太平洋海洋工程有限公司研发“LNG储罐罐壁焊缝自动焊接单面焊双面成型技术”。
“这两张榜单,凸显了焊接技术从自动化向智能化升级的迫切需求。”大熊星座创始人景岩告诉记者,当前船舶与海洋工程领域虽已普及自动化焊接设备,但其机械化的“盲从”模式无法应对灵活需求,仍依赖人工操作。然而焊工老龄化问题日益严重,船厂面临后继无人的困境。
景岩以“智能管焊机器人系统”的开发为例解释道,大熊星座要做的事,是给自动化装备加一个“大脑”,让装备具有实时感知、决策、执行的能力。
据了解,大熊星座通过客户企业向其开放的工作场景,将焊工的处理方式以数据形式采集回来;然后再基于数据把焊工的操作“喂”给人工智能模型,让模型学习;第三步,由模型输出动作,跟焊工的行为比对,直到模型学会焊工的决策与操作。
“以前购买一个自动化装备,除了工人外,还需要一个装备工程师来调试。但我们的产品就可以实现工人‘傻瓜’式操作,这个过程大大减少了人力成本。”大熊星座总经理助理陈泽西向记者说道。
“要把上百块不一样、切口不规则的工件,像搭积木一样精准地焊接成重达数吨到数百吨的船舶结构模块,过去全靠老师傅的眼力和手感。”陈泽西打了个形象的比方,“我们就像给机器人装上了‘最强大脑’,让它们变成经验十足的电焊老师傅。”
根据人社部数据,截至2023年,全国技能人才缺口已经超过2000万,而高级技工的短缺更是突出,预计到2025年这个数字可能飙升到3000万以上。
在重工领域,焊工是基础性工种,其专业技能要求非常高。高级焊工不仅需要掌握多种焊接工艺,还要能够根据不同的材料和构件特点,选择合适的焊接方法,确保焊接质量。但目前,高级焊工的供给严重不足。
“我们的智能焊接机器人可以替代10-15年经验以上的焊工,这个是我们面向的场景。一些沿海地区的船厂客户为高级焊工开出近千元的日薪,但这样都招不到合适的焊工,所以我们的智能焊接机器人未来市场十分可观。”陈泽西说道。
据悉,该智能焊接机器人技术不仅适用于海上油气平台,在船舶制造、风电安装等大型钢结构领域也大有可为。
在大熊星座生产车间里,机械臂正在完成钢管焊接作业。
高空“蜘蛛侠”身手矫健
风电塔筒运维趋近“无人化”
百米高空之上,凛冽寒风中,一台搭载精密传感器的机器人正吸附在风电塔筒表面匀速攀爬,四驱四转灵活转动间,高清摄像头将锈迹、焊缝图像实时传回地面控制屏——这是西安量子智能科技有限公司(以下简称“量子智能”)高空作业机器人正在执行运维任务的场景。
随着塔筒表面三维建模数据在鸿蒙系统平台上快速生成,操作员轻点屏幕,机器人立即按预设路线展开协同作业,机身显示屏跳动着“速度2.1m/min”“耗材余量78%”以及打磨功率、喷涂速度等实时参数。
量子智能是一家专注特种机器人研发的企业。历经两年技术攻坚与三次产品迭代,构建起覆盖风电、船舶等高空高危场景的“特种作业机器人”矩阵。
其自主研发的6款“硬核”机器人各怀绝技:搭载相控阵技术的无损检测机器人能精准捕捉95%的焊缝缺陷,结合“大模型”AI视觉识别系统,让0.2mm级的咬边瑕疵无所遁形;双机械臂设计的打磨机器人独创“力反馈电动打磨系统”,将打磨精度控制在20μm-800μm,配合金属粉尘回收装置,彻底终结了风电运维行业在喷涂时粉末四溅的传统作业模式,真正做到了绿色环保。
“模块化设计是我们突破行业痛点的关键密码。”量子智能创始人赵磊介绍,通过将机器人拆解为可自由组合的感知、执行、控制模块,配合标准化接口,原本需要定制开发的高空喷涂机器人,现在只需更换末端执行器就能转型为打磨除锈设备、无损检测设备等。
这种“乐高式”的创新不仅让研发周期缩短40%,更实现了风电塔筒清洗、船舶内舱抛丸等场景的“多机联控”,单次作业效率提升3倍以上。
“这些机器人都是我们通过两年的技术积累和三次的产品迭代自主研发的,包括底层的机械设计,硬件设计,嵌入式软件、算法,大数据平台,产品从底层控制到上层的应用全部打通。模块化设计,产品通用率达到70%以上,并实现了多机控制,同时也提高了行业的作业效率。”量子智能技术总监张水生说道。
行业数据显示,2017年以来我国特种机器人市场年均增长率达到30.7%,预估2024年市场规模有望达到34亿美元。目前,量子智能已在多个领域建立技术壁垒,其打造的特种机器人生态持续拓展着人类在极端环境中的能力边界。正如其技术人员所说:“当机器人学会在百米高空自主决策时,我们离‘绿色无人化’运维的终极目标又近了一步。”
量子智能的巡检机器人正在风电塔筒表面执行运维任务。
巡检“神探”灵活高效
油气田有了“最强大脑”
一台通体橙色的机器人准时从基站出发,沿着既定路线在模拟场站中进行安全巡检。从捕捉异常到锁定异常——整套动作机器人巡检较人工巡检速度提升3倍。
“这相当于同时派出机械眼、电子耳和数字鼻协同作战。”西安安森智能仪器股份有限公司(以下简称“安森智能”)董事长王士兴向记者介绍:“以前是巡检人员拿着巡更仪逐点打卡,现在则是巡检机器人进行自动、标准的巡检。”
作为国家级专精特新“小巨人”企业,安森智能自主研发的防爆巡检机器人系列,从初代磁导航到如今的多模态感知融合,其技术迭代轨迹可谓是油气田这一传统领域的人工智能变革的缩影。
这始于2018年底该公司的第一代防爆巡检机器人。安森智能第一代机器人诞生时,激光雷达的高昂成本迫使工程师另辟蹊径,将磁条导航的稳定性发挥到极致。“雨雪天激光束被水雾吸收,磁导航反而更可靠。”参与首台样机测试的工程师回忆道,“但受限于路径灵活性,遇到临时障碍物仍需人工干预。”
转折发生在激光雷达价格跌落后,第二代机器人构建了磁条、激光等复合自动导航体系,机器人设备首次具备三维空间认知能力。
“真正实现跨越式发展是第三代产品。”王士兴介绍,安森第三代不仅采用四轮独立万向转向系统,更创新性地引入声波成像技术。
“气体泄漏就像‘看不见的刺客’,传统激光检测能发现异常却难觅踪迹。”安森智能技术总监展示着三维声场模型,“现在通过构建20Hz-80kHz的‘声音指纹库’,利用超声波传感器捕捉气体泄漏时产生的超声波信号,并将其转化为可视化的图像。能像CT扫描般定位泄漏源,精度达到厘米级。”
在天然气场站,安森智能第三代巡检机器人构建的感知网络可以覆盖全站95%设备。“第三代最惊喜的是机器人所搭载的AI大模型,”王士兴指着机器人测试作业视频向记者解释,“当设备扫描到压力表时,系统自动调用指针偏转算法;遇到数显仪表则启动反光补偿程序,就像给机器人装配了‘会思考的眼睛’。”
支撑这些“超能力”的是安森智能构建的AI巡检数据库。“从一开始我们做第一个站陆续到现在,我们做了100多个站。在这100多个站里面我们积累了非常多的样本,所以基于庞大的样本量,我们形成一个非常标准的作业模式。即机器人巡检到了某处时,AI会告诉它这处有一个任务,然后机器人通过扫描进行任务采样后,它会自动匹配一个适合此处的作业模型。”王士兴说。
目前,巡检机器人不仅为智慧气田巡检装配了“耳、鼻、眼”,更装配了最强“大脑”。随着巡检机器人批量化生产条件的成熟,安森智能防爆巡检机器人系列持续运行率已稳居全国前位,在油气田全生命周期管理中持续释放着AI势能。
记者手记
新浪潮中的陕西力量
2025年开年,一场春晚掀起了全社会对“人形机器人”的讨论。在风口之下,许多人工智能企业纷纷出圈,成为耀眼的产业明星。在这场产业热潮里,也有陕西人工智能企业辛勤耕耘的身影。
在与陕西企业家的交流中,记者感到这些企业十分低调,就和这片孕育它们的三秦大地一样,朴实无华。
在激烈的市场竞争中,企业生存是第一要义。当朴实无华的“老陕”遇上瞬息万变的“AI”时代,企业家们首先考虑的是,什么样的人工智能产品能在市场上占据一席之地?
依托陕西雄厚的工业基础,陕西企业的“AI”、机器人应用场景主要在工业领域。而工业机器人一般并不靠“颜值”吸引眼球,强大稳定的功能才是它们的内核。
在采访过程中,记者发现,陕西人工智能企业更偏爱深耕细分的工业领域。产业线上的产品不断更新迭代,但“老陕”们争做细分工业领域人工智能冠军的决心始终不变。
在变与不变中,我们能看到的是三秦大地文明的接力——从青铜铭文到代码流瀑,从秦直道到工业互联网,这片土地上的创造者始终在以自己的方式书写人与技术共生的新篇章。
文:西安报业全媒体记者 刘骁华
图:西安报业全媒体记者 郝钟毓 实习生 郝雨辰一 受访单位