冠军企业一线行|中信重工开诚智能:为中国特种机器人开辟更多应用“新场景”
中信重工开诚智能硕大的产品展厅里,几十种身披“金甲”的特种机器人整齐排列着。
从2007年涉足机器人开发领域,研制出国内首台煤矿井下抢险机器人,到如今深耕特种机器人领域,将产品延伸至智能矿山、石油化工、应急救援等多重领域,中信重工开诚智能装备有限公司(以下简称中信重工开诚智能)已开发出机器人系列产品50余款,涉及30余个行业领域。作为中国特种机器人领军型企业,中信重工开诚智能连续多年稳居中国智能特种机器人产业第一梯队,企业正在以“智”赋能,持续擦亮中国特种机器人的“金名片”。
中信重工开诚智能机器人研发部经理助理陈金山介绍公司特种机器人研发过程。
机器人“新兵”变身“特种兵”
走进中信重工开诚智能的办公楼,首先映入眼帘的就是硕大的产品展厅,在这里几十种身披“金甲”的特种机器人整齐排列着,就像等待检阅的士兵。记者看到,这些机器人行走机构主要分为履带和轮式底盘,上部形态各异,就像微缩版的多功能坦克。据介绍,他们不仅刚劲威猛,还个个"身怀绝技"。
“这是我们最新为客户定制的一款全地形消防机器人,它不仅可以翻越半膝多高的障碍物,还具备自主识别火源,主动灭火的功能。”中信重工开诚智能机器人研发部经理助理陈金山指着一款分体式履带机器人告诉记者,他们历时四个月才开发出了这款新品,其拥有更聪明“大脑”可以实现自主定位、侦查识别等功能,它强悍喷水流量可以达到120升/秒,射程为90米。记者看到,这台外观涂装酷似“小黄人”的机器人格外亮眼,搭配着四组黑色履带底盘和大口径喷水枪简洁而干练,头顶类似潜望镜的视频采集设备上,还集成着四种特殊气体检测功能,更让它如虎添翼。
记者了解到,中信重工开诚智能的前身是唐山开诚电控设备集团有限公司,其是国内煤矿智能安全装备领域的领军企业,早在1991年公司就研制的中国第一套多功能斜井提升信号系统、多功能矿井提升数字信号系统,企业通过深耕矿井自动化控制系列装备的开发,不断树立起在自动化装备行业的领先地位。在历经多年的发展后,该企业顺应信息化趋势开始向机器人领域拓展延伸,2007年率先开发出中国第一台矿井下抢险救援机器人,并成为国内唯一取得煤矿安全生产和救援用机器人系列产品生产资质的国家高新技术企业。
2015年,在中信重工强大产业链资源的加持下,企业更加专注于特种机器人的研发,应用场景也开始从智能矿山,扩展应急救援、特种作业、军民融合等重点领域。
研发人员正在实验室区域内,对特种机器人自主避障功能实施测试。
“从零起步”领跑特种机器人产业
中信重工开诚智能全面进入机器人领域以来,历经十余年的应用和积淀,其产品在整机的可靠性、操作的应用性、整体的智能水平方面不断提升,在整个行业里面,尤其是在细分的应用领域处于领先的地位,引领着整个行业的发展。
“最初在缺乏行业标准和参考的情况下,我们也是摸着石头过河,通过反复实践才走出一条属于自己的发展之路。”2015年入职公司的陈金山亲历了这段历史,他告诉记者,当时公司研发实力还相对薄弱,以开发煤矿用机器人为例,作为业界最早涉足井下机器人的企业,他们面临最大的痛点就是,国家缺乏相应的标准,研发团队只能参考通用设备的标准进行初步设计,然后再实施防爆改造后,送到国家专门的检验机构进行检验,通过检验才能提供给煤矿企业使用。
据陈金山介绍,最初的井下机器人的最显著特点就是“笨重”,为了隔爆都加装了特殊外壳,导致机器人的体积和重量都很大。由于当时井下还无法实现互联网的加持,巷道内的信息传输只能靠分段建立防爆基站的方式实现无线传输。当时传输效率总体不高,一次仅满足几兆、十几兆的容量传输,机器人只显示一路图像,满足基本的观测功能,还存在传输速度低、时延长的情况。后来随着技术不断改进,企业从电路设计上入手,把一部分设备改做成“本安”(本质安全标准),确保了设备在运行中可以适应外部的能量变化,不易产生引爆的火花。
“本安设计进一步解决了机器人轻量化、小型化的需要。”陈金山说,现在开发的机器人与当时产品相比,已经更替了五代。最初很多新设计理念只能应用于普通环境中,无法集成到井下使用上,得益于物联网和5G等技术加持,公司自主开发出全国第一个基于“本安”技术要求的传输平台,现在很多新技术应用都可以实现嫁接其上。
“以监控设备为例,最初没有适合井下的设备,即便是国内专业做监控的公司也没开发过适合于高瓦斯环境下的产品。”陈金山告诉记者,他们从最初的采购改装入手,通过加装防爆壳基底后供井下使用。自从“本安”技术传输平台建立后,公司自研开发了视频监控设备,助力井下监控装置自重从最初的30公斤降至5公斤,设备传输速度得到大幅提高,具备了海量的感知能力,可以进行煤炭异物筛选工作。随着纯本安技术不断拓展应用,也让巡检防爆机器人实现了大瘦身,公司产品从之前的150公斤降至如今15公斤,一个人就可以轻松拿起来。
实验检测是机器人出厂前的必经工序,一台巡线检测机器人正在模拟测试中。
"身怀绝技"的特种机器人被广泛应用于采矿、消防、抢险等领域,推动了相关行业的安全、智能作业。
积累样本让特种机器人更专业
据陈金山介绍,2017年工信部将机器人分为工业机器人、特种机器人和服务机器人三个大类,特种机器人首次作为一个类别出现,并逐步应用于采矿、消防、抢险等领域,推动了安全、智能作业。随着技术成熟和产业推广,越来越多的行业开始释放出对特种机器人的应用需求,机器人促进经济社会高质量发展的效能愈加明显。
记者了解到,业界普遍认为,相比工业机器人、服务机器人,特种机器人更适合作为我国机器人核心技术的突破口,一旦取得进步,对我国机器人及相关产业将起到巨大的提升作用。特种机器人的“特”字是它金字招牌,更是它核心竞争力。特种机器人可以实现在“人不能近,人不能及,人不能为”的有毒、易燃、易爆、高空复杂情况下的“机器换人”作业。
近年来,围绕特种行业需求,中信重工开诚智能陆续开发出了50余款特种机器人系列产品,他们具备了智慧大脑和多种专业本领,可以广泛应用于智能矿山、石油化工、应急救援、煤化工、燃气、民爆等30多个行业,以先进的机器人和智能化技术,助力行业用户转型升级。
从最初能“看”实时画面,能“听”现场声音,到如今能“闻”多种气体和浓度、能“感”现场温度、能“想”自主预警……具备强大功能的特种机器人投用后,减少了相关行业事故的发生率,降低了从业人员的危险性。陈金山举例说,对于年产2000万吨的大型矿井而言,井下运输皮带撕裂导致的停运,事故发生一个小时的损失就多达几十万元,通过使用皮带撕裂检测机器人后,企业可以实现了提早发现、实现快换快修,保证惜时如金的采煤作业。此外,在国家倡导无人采矿大背景下,入井人员数量被严格控制,很多矿井实行三班倒八小时工作制,工人们从地面到采矿工作面距离最远要几十公里,仅单程前往就要一两个小时,实际在井下工作时间很有限。有了矿井多种场景的岗位机器人后,企业实现了以前有人岗位的无人化替代,精简了人员调配,煤矿可以把更紧需的人员用在有效的工作面上,大幅提升了采煤效率和设备的保养维修率。
据陈金山透露,随着近几年传感器技术、控制技术,尤其是人工智能的高速发展,也推动着特种机器人软硬件趋向高内聚。陈金山坦言,对特种机器人的开发迭代中,也需要通过不断在各类场景应用中,去积累强大的样本量,样本积累的越多,可以反向助推机器人产业的智能化发展。目前,他们的研发团队正在多级协同程序上发力,以满足天地机器人协同、多种类机器人多机协同等复杂场景中的应用,并努力实现单一机器人在多场景、多用途的综合使用。
在业内人士看来,我国高速稳定的经济发展环境,催生了大量特种机器人的需求场景,尤其是应急救援、特种作业领域甚至领先于全球的产业发展。但特种机器人产业还处于初级阶段,今后伴随着模块化、系列化、智能化、立体化的发展趋势,特种机器人产业在未来十年至二十年将迎来井喷的发展,其的应用领域也将进一步拓展。
文/图记者段华鹏