唐山一企业把京津冀三地好创意变产品造机器人

在河北唐山百川机器人共享制造工厂（以下简称共享工厂），一台近2米高的炒菜机器人样机正迎来关键调试阶段。据悉，该设备由北京科技大学退休教授研发设计，依托共享工厂实现技术转化，目前烹饪速度已突破10秒/份、超15秒出三份菜的初始目标。

占地超1万平方米的厂房内，融合了京津冀地区的技术、人才与制造资源，可实现30多家企业的订单同时生产。这座共享工厂只是京津冀机器人产业链协同发展的一个缩影。其中，唐山高新区作为京津冀机器人产业主要承载地，正持续为区域科研院所和企业提供技术、设备、人才等多项服务，推动京津冀机器人产业生态协同共进。

工作人员在数控加工中心加工零件

共享工厂是全国首个机器人非标产品研发制造共享平台

希望让学生快速吃上“小炒菜”

北京老教授带着草图求助共享工厂

“这锅底下的加热模组，一块对应一个温度区，炒宫保鸡丁时调温100℃-150℃，做红烧肉就设200℃。电脑里存着十几种食谱，酱油、盐、油等调料的用量也能通过自动注油泵精准控制，可实现多种菜品的自动烹饪。”在唐山百川机器人共享制造工厂的调试车间，技术副总纪超、工程师张德群和同事正在对一个近2米高、宽1.5米的炒菜机器人进行调试。

这个炒菜机器人的发明人是北京科技大学一位退休的老教授，他觉得学校食堂大锅菜难以满足学生的口味需求，于是设计了这款能高速小炒、连续出餐的炒菜机器人。但从图纸到成品并非易事。去年，他带着设计图纸找了好几家机构都没能如愿，后来在学校引荐下，他来到了百川共享工厂。

当时，老教授手里只有几份草图，机器人的具体尺寸、加热方式等具体参数都未标注。纪超和同事们此前从未接触过炒菜机器人，但为了老教授的“炒菜机器人”梦，他们准备试一下。

一番研究之后，纪超和同事们决定把整个“炒菜”流程拆解为“投料、加热、翻炒、出料”等多个模块。设计方案有了之后，还需要确认每个小模块的功能最终“能不能实现”。纪超介绍，比如自动注油注料，他们想到用工业设备里常见的注油泵，稍作改造就能精准控制油量；温度控制则参考了工厂里的温控模块，调整程序后就能适配不同菜品。“这些机械设计虽未在炒菜设备上应用过，但在其他机械上有过类似使用。”

从发明图纸到成品样机

炒菜机器人实现不到10秒出餐

经过可行性评估后，纪超和同事们开始了攻坚。他们将草图转化为精准的工程图，再与老教授进一步沟通，一起完善设计、修改图纸，并在材料选择、零件规格等方面提出建议。

最终，他们利用螺旋叶片隔离出不同炒菜工位，不同工位分区加热，旋转螺旋叶片将食材自后向前移动，通过各工位烹饪实现连续出菜。在火候控制方面，他们采用先进的传感器和算法，能够实时监测炒菜温度，并根据不同食材的特性自动调节火力，确保菜品色香味俱全。

张德群在项目中全程负责电气设计与调试。张德群表示，炒菜机器人的核心需求是实现“15秒出三份菜”的高速烹饪，而这台炒菜机包含多个运动部件，难点就在于短时间内如何让这些部件精准配合，完成投料、翻炒、出菜等动作。从螺旋送料、电磁加热到锅体倾斜翻炒，每个环节的电气控制都需精准到秒。调试过程中，他们常遇到部件配合不协调的问题，需联合机械、软件等部门的人员共同讨论，通过头脑风暴考量设计细节，分析并解决问题，最终让设备按预设流程稳定运行，还能通过内置食谱满足不同菜品的烹饪需求。

一次次头脑风暴，一次次调整，从发明图纸到成品样机，炒菜机器人通过小炒模式自动烹饪，不到10秒可出一份菜，目前已进入调试阶段。老教授的“炒菜机器人”梦终于快实现了。

30多家企业订单同时生产

实验室技术成果快速走向市场

像老教授一样，心怀实现机器人梦的客户不在少数。在共享工厂1万多平方米的厂房里，打磨声、焊接声此起彼伏，来自几十家企业的订单正在加紧生产。

“我们配备了1000多名生产和技术研发人员，现在至少有30多家企业的订单正在生产。”35岁的唐山百川机器人共享制造工厂负责人王孟昭对工厂的运行情况如数家珍。此前，因客户对交货时效要求高，百川公司采购了很多机械设备保障生产，但因生产的都是非标产品（根据特定需求定制的产品），公司的这些设备难免有闲置的时候。“后来我们就想，能不能让别的企业也来使用这些设备，这样不但可以提高设备利用率，还能帮到有需求的企业。”

随着京津冀协同发展“六链五群”战略推进，河北唐山承担着京津冀机器人产业链的重点建设任务。作为唐山机器人行业的龙头企业，百川公司在2024年初整合资源成立了全国首个机器人非标产品研发制造共享平台——机器人共享制造工厂，将服务从“设备共享”延伸至“全链条转化”，成为机器人孵化器的“加速器”——衔接研发、中试、小试与批量生产，让实验室里的技术成果能快速走向市场。

北京青年报记者从唐山高新区了解到，百川共享工厂具备年产机器人产品3000台（套）的生产能力，可以帮助中小企业单位产品成本降低8%以上，产品研制周期缩短15%以上，产品不良品率降低10%以上。

共享工厂已服务三地160多家企业机构

王孟昭介绍，共享工厂的核心是装备制造基地，作为河北省科技成果中试示范平台，还与中国科学院、北京理工大学、北京科技大学等众多高校、科研院所建立中试转化合作。自成立以来，共享工厂已服务京津冀地区160多家机器人中小企业和科研院所，唐山四维智能科技有限公司（以下简称“四维科技”）就是其中的一家企业。

“我们与北京一家国企食品公司联合研发的装瓶机器人产品，就是在共享工厂实现了从研发、设计到制造。”四维科技负责人陈耀岐告诉北青报记者，其实在共享工厂成立前，他们公司就已经开始跟百川合作了，共享使用其人才和设备。

2023年底，装瓶机器人产品项目启动，陈耀岐的公司负责机器人方面的技术，联合研发方主要负责食品生产工艺研究。陈耀岐说，这款装瓶机器人要用于装食品，且要复制一整条生产线的功能，技术要求很高。“我们公司属于小微企业，总共有15名研发人员，无法覆盖所有领域，但在共享工厂，他们的技术人员就能很好地补位。他们（联合研发方）来唐山考察了我们公司和百川，了解到这种合作模式，也对研发更有信心了。”

在共享工厂，陈耀岐很快就组建了一支20多人的研发团队，涉及多学科、多领域，其中10人来自本公司，6人来自共享工厂，还有部分研发人员来自中国科学院和北京理工大学。项目启动初期，研发人员一起头脑风暴，确定研发方向。“共享工厂研发人员的加入，让我们少走了很多弯路，比如排除一些不可行的研发路线，并在研发思路定下来后，承担一些设计任务。在生产过程中，共享工厂的制造生产和质量管控能力也对我们很有帮助。”

在共享工厂的帮助下，经过一年多的攻坚克难，陈耀岐的公司已经完成了这款装瓶机器人最核心系统的研发，目前还在继续进行输送、AI检测等配套系统的研发和制造。“这款装瓶机器人从无到有，需要多长时间，研发能否成功，一开始我们都没底。项目研发难度大，时间紧，我们预计是用两年时间完成，现在，研发最难的部分已经解决了，预计今年年底能完成项目。”陈耀岐坦言，共享工厂解了他们的燃眉之急，不仅帮他们缩短了研发周期，也节省了成本。

把好创意变成好产品

与京津冀科研院所合作共赢

9月的一天，在共享工厂内，王孟昭和工程师们正在看一款农业机器人样机。这款样机是北京一所科研院所研发的，希望实现批量生产。由于没有现成的生产图纸，共享工厂的工程师们便开始仔细研究这台样机。他们发现，这款机器人技术含量很高，但离实际生产应用还有些距离。于是，科研院所和共享工厂进行了联合研发，并最终优化了这款机器人的防水、防尘性能和一些内部结构，以使其满足批量生产的条件。

科研院所和共享工厂的合作，最终实现的是共赢。“科研院校的主要工作并不是生产，而是技术研发，但技术并不能直接转化到生产，这个过程中需要进行转化，我们恰好就能解决这个问题。”王孟昭自豪地说。

把好创意变成好产品，是共享工厂工程师们的主要任务。

“这钛合金部件的焊接点，当时为了保证强度又不影响穿戴灵活性，我们前前后后咨询了好几家专业厂家才确定的工艺。”工程师韩璐璐正在和同事们进行着一款外骨骼机器人的调试工作。

这款外骨骼机器人是北京某科研院所研发的，刚来到共享工厂时，只有一套样机和部分图纸。拿到项目资料时，韩璐璐和同事们发现，样机上的一些改动未更新到图纸中，部分关键参数标注模糊，如果照着原图纸生产，组装时肯定会出现部件“打架”的问题。随后，工程师们频繁与原研发团队对接，详细了解样机的实际尺寸、部件连接方式，并召集共享工厂工艺、材料等部门的技术人员，一起对样机进行拆解分析。“我们把每个零件都拆下来，和图纸逐一比对，重新测量标注。”韩璐璐说。

对图纸进行优化后，生产环节的问题也接踵而至。外骨骼的核心支架采用钛合金材料，这种材料轻便且强度高，却给加工带来不小挑战——钛合金焊接容易出现裂纹，表面处理也需特殊工艺。“我们没有贸然开工，而是先联系了三家有钛合金加工经验的厂家，带着样机部件去请教焊接参数、打磨技巧，最后结合自己的生产设备调整工艺。”韩璐璐回忆，仅焊接工艺的调试，他们反复试验了多次才达到要求。

从图纸优化到机械加工，再到定制布艺部件，整个项目仅用了两个月。就项目进展而言，共享工厂效率是高的。韩璐璐坦言，“快”的前提是“细”，比如在材料选型时，团队会拿着3种不同强度的钛合金样品现场演示承重效果，让对方直观判断；布艺部件的颜色、纹理也会提供多种方案供选择。

此外，高效的背后离不开共享工厂工程师团队的经验积累——比如在材料选型时，会优先推荐性价比高、易加工的替代材料，既满足“省力、耐用”的需求，又控制成本；遇到工艺难题时，能快速联动各部门找到解决方案。

京津研发创新成果

在河北实现快速低成本转化

在王孟昭看来，京津冀地区科研院所、高校众多，科研实力雄厚。“科研机构更擅长从‘0到0.8’的科研工作，共享工厂擅长的则是‘0.8到1’的转化环节，比如一个科研成果出来之后，共享工厂的产业工人及工程师便根据自己的经验、设备等对这些研究成果进行技术验证、商业验证等，优化科研院所科研成果，使其具备生产条件。通过技术验证评估技术可行性、先进性及是否有同类成果；通过商业验证判断技术成果是否有市场需求，避免技术先进却无销路的情况出现。”

京津研发、河北转化是京津冀协同创新体系的重要内容。王孟昭说，河北产业门类齐全、产业工人多、产业链庞大，能够最快速地帮助京津冀地区相关单位优化产品设计，使其适合生产，所以河北特别适合承接北京、天津的科技成果转化落地，而唐山机器人产业规模大、创新能力强、机器人人才多，尤其适合承接机器人相关项目的转化。“河北转化并不是说河北只能做一些附属品，或者只是代工，而是发挥河北的优势，跟京津的研发机构联合进行创新，让成果在河北快速低成本地实现转化。”

北青报记者了解到，唐山高新区积极融入京津冀协同发展战略，充分借助北京的智力资源，发挥龙头企业的带动作用，机器人产业已成为京津冀协同共建“机器人产业链”的主要承载地。在河北省、唐山市的大力支持下，高新区机器人产业自2023年以来进入发展黄金期，企业数量从2023年初的71家增至如今的236家；机器人产业规模从2022年的50亿元增至2024年的73亿元，年均增长20%以上，今年1到6月为39亿元，增长20.3%。

文/北京青年报记者 戴幼卿

（北京青年报客户端）