当机器人“进厂打工”,海油人如何应变?
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中国海油
当前
第二届世界人形机器人运动会
正在国家速滑馆内举行
博尔特纪录
等话题接连登上热搜榜
成为众多网友热议的内容
而在刚刚结束不久的
2026世界机器人大会上
中央企业机器人创新联合体正式组建
央企机器人十大创新成果
和十大高价值应用场景
同步发布
从翻跟头、转手绢、跳街舞的“炫技派”
到智能巡检、自动化喷涂、重载搬运
等场景中的“实战派”
机器人如何在海洋能源资源领域
展现“国家队”实力担当?
面对工况之变、环境之变、需求之变
中国海油这样解题……
提起柔性制造,很多人的脑海中会浮现这样一幅工业图景:偌大厂房之内,机械臂灵活切换工序,流水线快速调换品类,在标准化底座之上实现多品类共线生产。
在小米汽车位于北京的超级工厂里,76秒就能下线一台整车;依托统一的零部件、可快速切换的工装夹具,机器人调整轨迹即可适配多款车型迭代,在流水线之上不断调试质效平衡。
如今,柔性制造已在汽车、家电、精密电子、高端装备等领域全面普及,用混线生产、智能调参、按需排产的新模式,破解了多品种、小批量定制生产的行业难题。
什么是柔性制造?
过去,制造业主要以标准化、大规模的刚性生产为主。这种模式极大提升了生产效率,降低了制造成本,但一条产线通常只能生产一种型号的产品,产线调整周期长、成本高,无法适应个性化定制需求。
柔性制造是指一种应对大规模定制需求而产生的新型生产模式。谋划“十五五”,我国加大推动技术应用和产品创新的力度,推广高效响应制造新模式,开展个性化定制、柔性化生产,将实施“千厂千面”改造计划,培育一批柔性制造工厂。
“智”造时代,面对海洋工程领域常见的非标工况,如何重塑生产逻辑?当“一个油田、一套设计、一次建造”的“个性化订单”接踵而至,推进海工制造的产业进阶,路在何方?
走进海油工程天津智能制造基地焊接车间,钢板有序流转,焊花簌簌坠落。前不久,我国首批自主研发的海洋工程柔性制造智能焊接机器人设备系统在该基地正式投用,标志着国内海洋工程领域焊接作业迈入人机协同的智能化新阶段。
相较于可以标准化、流水线量产的汽车工业,海洋工程制造大多聚焦定制化大型备件。每一件奔赴深海的巨型钢结构,都是为特定海域量身打造。从海上平台、风电桩基到特种船舶,服役海域工况不一、结构形态千差万别。五花八门的工件尺寸、板材厚度、焊缝形态以及大量非标工况,让高度依赖标准化工件、调用预设程序的传统自动化设备难以适配。
“我们对机器人定义的‘柔性’是特殊的,根源在于海洋工业的固有特性。”柔性制造智能焊接机器人研发课题组长陈欣介绍,海工场景下的柔性制造具有高度灵活性、环境适应性和智能化控制等特性,核心在于依靠多轴联动、视觉感知、自适应工艺、动态路径规划等做到“随机应变”。
向柔性制造要效率、要质量稳定性,日益成为海工装备制造领域的迫切诉求。但技术突破很难实现单点跃进,当视觉识别、自适应算法等共性技术尚未成熟时,柔性机器人工艺革新始终难以突破瓶颈。
“这技术早五年做不成,但现在不做就会落后于人。”在陈欣看来,这套机器人的落地,恰是技术迭代与产业需求双向契合的必然结果。
2021年,人工智能图像识别技术的产业化落地,为行业破局带来关键转机。“传统自动化最大的问题是‘认不准图像、扛不住误差’,工况稍微变化就无法作业。”陈欣介绍,以视觉提升为例,研发团队依托快速迭代的AI技术,搭建专属焊缝识别模型,累计录入超三十万张真实焊缝样本图片,让机器人完成海量场景训练,才能练就一双精准辨识焊缝的“火眼金睛”。
记者了解到,该项目研发过程涉及机械工程、人工智能、传感等多学科交叉技术,对智能决策、环境感知和控制系统等要求都非常高。“目前国际上仅有少数国家掌握关键技术,中国就是其中之一。”陈欣坦言,从技术孵化到产业应用,从“焊得了”到“焊得精、焊得快”,“柔性”的成效还要在生产一线的反复试炼中打磨成型。
在焊接车间,一道直径数米的钢结构管稳稳“坐”在变位器上。柔性焊接机器人机械臂前端的三维激光探头缓缓扫过焊缝坡口,仅仅数秒,便完成了形貌识别与轨迹规划。随着操作台一键启动,蓝色弧光平稳亮起,焊枪顺着复杂的空间曲面匀速游走,电流、送丝速度随坡口截面变化实时自适应调整。
这一幕流畅的自动化作业,放在过去的海工制造场景中难以想象。如今,海量的数据训练让机器人拥有了适配复杂工况的能力——即便面临强光反射、焊渣遮挡、烟尘干扰等现场不利条件,依然可以精准定位焊缝、识别形态、自主研判,真正实现因“缝”制宜、“柔”性适配。这既补齐了传统设备的核心短板,也让非标场景下的海洋工程智能焊接从设想走向现实。
这套柔性技术的核心源于“感知+算法”的双重支撑。海油工程天津智能制造分公司工艺技术中心石东东介绍,这台机器人通过“激光扫描+AI算法”的深度融合,搭载视觉识别系统和先进工业系统,兼具“智慧眼”与“智能脑”:不仅能够高精度还原坡口轮廓,提取间隙、角度等关键参数,还能自主规划焊接顺序,破解焊缝定位焊点等行业难题。此外,研发团队将焊接技能大师的操作经验沉淀为数据库,机器人可主动分析坡口“切片”,为每段焊缝自动匹配9项工艺参数并实时调整,技术可覆盖行业80%以上坡口熔透焊作业。
7月10日,智能焊接机器人在旅大21-2油田项目开展工程应用,在海洋油气装备主结构管件上首次实现免清根焊接;8月13日,在标准化井口智能焊接应用中,该装备完成支撑导管架井口构件批量预制生产,焊接效率较传统模式提升30%,产品合格率达99.9%……从技术攻关到现场落地,这套装备的能力边界,正在一个个真实工程项目里被不断拓展。
柔性制造的变革,并不止于焊接工位。涂装车间里的柔性智能喷涂系统搭载全景激光雷达与七轴灵活机械臂,面对新建平台标准件、老平台改造异型部件等多重任务,只需一键启动,便可实现构件形态、动态规划喷涂路径自动识别,将涂层厚度误差控制在0.01毫米以内。
一股“柔”的力量正悄然改写着传统海洋工程的制造场景。
从工业大数据、人工智能等先进技术,到车间建造、厂区管理的全流程智能化,我国海洋装备制造正从传统“人力工厂”向现代化“智能工厂”迈进。
效率、合格率、稳定性的全方位提升,印证了智能技术的硬核成效。而新的问题随之而来:机器越来越能干,人的价值体现在哪里?经验如何传承?
“我带了半辈子徒弟,现在多了个机器徒弟。它学得快、焊得匀,但说到底,我还是它的师傅。”海油工程预制一队电焊一班焊工杜永恒深耕焊接行业数十年,如今有了新身份——智能焊接机器人“导师”。在他眼中,机器人的“智能”,本质上是一线工匠经验的集合体。
标准化工况下,机器焊得均匀、稳定、不知疲倦,效率和质量优势显著;但遇到工艺库尚未覆盖的新型工况、复杂特殊焊缝,资深焊工人工诊断、补充参数、优化工艺仍“不可或缺”。
作为机器人研发测试的实操骨干,杜永恒和同事们为机器人提供了数十万张真实焊缝样本,搭建起机器认知焊接工艺的基础数据库。可以说,机器的每一次精准焊接,都是在借鉴老工匠的实操经验。
比数据录入更关键的,是无法标准化的“手艺火候”。焊接电压、行走速度、停顿时长、边角细微处理,这些没有书本标准答案、全凭岁月积累的临场手感,正是杜永恒这类老师傅独有的核心能力。他们通过一次次现场调校,把“只可意会”的隐性经验,转化为机器可识别、可执行的代码,让冰冷的机械拥有了人工的细腻。
调校后的机器人产出质量稳定,成品效果与常规人工焊缝相当或更优。更长远的价值在于,机器大幅压缩了行业人才的培养周期。
“以前培养一名成熟焊工至少三五年,全靠慢慢摸索积累;现在新人跟着机器人实训,几周就能掌握核心技法。”杜永恒感慨。
然而,这种速成的数字化学艺,能否培育出真正的工匠?当随机应变的“柔性”日益对接更多元需求的同时,行业对“柔性”的期待还在于“以变应变”,即能否实现从被动的“要我提升”到主动的“我要提升”。
“人教人,能青出于蓝。人教机器,机器的水平与师傅的水平紧密相连。”同样参与机器人研发的海油工程技能专家郭连京称它为“数字化的工匠副本”,暂时还不具备举一反三的能力。
这意味着,机器人虽然已经逐步具备“老师傅手感”,但随着多模态数据感知和人工智能等技术在智能焊接领域的深化,让机器人具备老师傅的“脑”与“心”才是未来努力的方向。
“对标‘黑灯工厂’,我们在生产运营模式、数字基建支撑上,仍有巨大提升空间。”陈欣表示,智能制造“升级闯关”不是“一时一域”之功,亟须推动硬件终端、专业人才、生产流程有机融合,让智能系统的“神经末梢”真正实现灵敏高效。随着数字孪生、智能算法、全域协同等技术深度落地,海洋工程智能制造有望实现工艺、生产、管理、供应链的全域柔性升级。
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