机器人探秘海底世界 舟山将成为水下机器人生产基地
机器人探秘海底世界 舟山将成为水下机器人生产基地
2015年11月23日 17:27
2011年，大工精密机械落户舟山时，还没几个人知道“水下机器人”能干什么，这家公司进入的市场有多大。四年过去了，现在人们已经知道了答案。
今年初，由大工精密机械有限公司自主研发的世界首台“大宗商品载重测量水下机器人系统”推向全国——对填补舟山水下机器人应用空白的大工来说，市场化的开端无疑给产业带来了新的发展机遇。凭借高水平、低价格的综合优势，大工在产品推向市场之初就接到了来自全国各地的订单，并且有望打破进口产品对国内市场的垄断。
这意味着，依托高新技术产业园的孵化，舟山将成为国内屈指可数的水下机器人生产基地。
海归博士的新项目
在舟山乃至国内，水下机器人是个让人眼前一亮的新事物。
依托一个机器人平台，船用水下机器人可以衍生出船舶用清洗机器人、船舶用水下焊接机器人、船体水下探伤机器人、港口水下监测机器人、船舶用除锈机器人、喷漆机器人等多种不同用途的机器人。
“比如想看看水下的海带生长情况，就可以让水下机器人帮忙。安装有高清水下摄像头的机器人，能准确、清晰地反馈海带生长情况。”吕广强，大工精密机械有限公司总经理，曾在日本立命馆大学攻读机器人科学与工程博士学位，师从国际著名机器人专家川村贞夫教授和马书根教授。
2011年，吕广强学成回国，当时，国外水下机器人已历经五十余年的发展，在科研水平和产业化方面都远胜于国内市场。
“大型进口水下机器人高达几百万元，小的几十万元，水下观察机器人价格要20~30万元。”吕广强说，“除了价格高昂之外，国外进口产品的后期维修也非常麻烦，一旦出现问题就要返厂修理，来回至少需要三个月。”
同时，吕广强也发现，国外并没有针对中国市场进行专门研发的产品，“他们都往深海‘玩’”。另一方面，世界70%的渔业养殖分布在中国，国内300米以上海域存有市场空白，具备水下机器人的应用前景。
2011年起，吕广强开始了水下机器人的市场调研。
当时，舟山群岛新区批复成立，从海洋经济中看到机遇的吕广强在舟山市委组织部的引荐下来舟创业，成立了大工精密机械有限公司，主要设计、生产和销售工业机器人系统。
对于水下机器人这种高精尖的产品来说，水下的压力、潜流以及难以预计的恶劣条件对技术的要求都非常苛刻。“如何减少阻力，让机器人在水下保持平衡这一点就非常难。”吕广强表示，“推进器的设计是否合理，能否抵挡洋流的冲击，这些都是需要突破的难点，毕竟水下是一个立体空间，在特殊环境下作业要考虑的因素很多，何况还要随时面临国外产品的激烈竞争。”
经四年研发实践，吕广强及其科研团队成功研制出世界首台大宗商品载重测量水下机器人系统。
从外形上看，这是一辆形似“小坦克”的遥控车，有四个齿轮。“船舶载重一直靠人工‘毛估估’算出，现在通过这个测量工具，可以精确地测算出船舶的载重量。”吕广强介绍，该系统实现了自动化作业，解决了人工测量精度低、受海浪起伏影响大，需要出海等难题。整套系统采用机器人技术，实现了对船舶外侧刻度可读且自动识别，进而对船舶载重进行估计。“与传统作业方式相比，节约了出海测试的费用，可节省一个人工成本。”
目前，大宗商品载重测量水下机器人系统正处于进一步测试阶段。大工精密机械有限公司与舟山市出入境检验检疫部门一起合作进行海洋测试，进展顺利。“如果该台系统广泛应用，可以给海关、出入境检验检疫等相关部门的测量工作带来很大便利。 ”
市场突围
市场对高新技术永远有着无限的热情。在英国能源咨询机构——道格拉斯威斯特伍德公司出版的《水下机器人投资市场预测》中，对2013~2017年的工作级水下机器人投资市场进行了分析，认为这五年间的水下机器人项目总投资额将达97亿美元，较过去五年的投资额增长将近80%。
水面航行、水下定高定向航行、海缆路由探测……去年，国网舟山供电公司完成了水下机器人首次现场海域试验。据悉，项目开发的水下机器人可以为海缆运维工作提供作业平台，可进行海缆巡检、故障点定位等作业。
“‘机器换人’的时代来临，机器人的优势将推进企业技术与科研资源深度融合。”一位业内人士告诉《舟商》记者，虽然相对国外来说，我国水下机器人产业化起步较晚，但随着海上打捞海洋石油工程、水产养殖等行业的迅速发展，水下机器人已成为拉动产业增长的又一新的着力点。
对吕广强团队来说，创业之初的突围期如今进入产果期，他们面对的是一个广阔而陌生的市场。“我们现在的产品研发，更多考虑市场的需求点。”继船舶载重测量机器人之后，大工研发出由其演变而来的多功能管道机器人，江苏、浙江、上海等地建立了营销网络，并投入使用。
“机器人带上摄像头和工具，可以进入污水管、机场油管、中央空调管等靠人力无法进入的管道，人们通过电脑操作对管道进行维护、清理。他介绍，由于应用范围广泛，管道机器人已形成一个新型服务产业。如今一些重点领域已开始使用这类机器人，包括杭州萧山机场油污管道探测工程在内的多家应用企业，都采购了大工的产品。
市场之外，船舶行业的水下机器人攻关仍然是他最为关注的。“这几年，船舶行业整体经济效益下滑很多，我国的船舶行业与国外相比，转型升级的压力更大，已经进入到一个整合期。他说，企业迫切希望有新技术融入到船舶行业，以实现节能降耗、提高效益的目标，水下机器人就是船企关注的焦点之一。
据介绍，水下机器人在船舶行业可以应用的范围比较广，例如分段焊接、管道对焊、船体清理、船体喷漆等方面。“目前，我市一些船厂已经引进一些新技术，或者正在尝试使用这些新技术。比如我市一家船厂已试用机器人对船舶外表面进行清理和喷漆，并取得了成效。
“不过，整个船舶行业，还有很多问题亟待解决。”他说，比如提高分段焊接、合拢焊接的效率，物料管理信息化，舱室内管道焊接、喷砂喷漆自动化等。“如果广泛引入机器人和自动化技术可以进一步提高工作效率。 ”
第一基地花落谁家
前景看上去很美好，然而，要让水下机器人真正走向产业化生产，还需相当长的时间。
目前，国内水下作业机器人产业化才刚刚启动。进入这一领域的资金和技术门槛较高，特别是作业用的水下机器人结构较为复杂，研制周期相对较长，产业化难度大。这也在一定程度上阻碍了水下机器人的产业化进程。
吕广强不缺信心，“水下机器人技术平台在短短九个月时间里已搭建完毕，下一步我们将在科技孵化园区尝试小批量生产。 ”
他所说的“科技孵化园区”，就是位于舟山经济开发区的高新技术产业园。作为舟山海洋高新技术产业化的引领区，这里主要以改造提升传统产业、培育战略性新兴产业为方向，重点引进高新技术企业、科研机构和科研人才，支持高新技术孵化中试，建立产学研密切结合的创新平台，建成服务生产第一线的中试基地和临港高新技术产业的孵化器。 1～6月，已有包括高能电子加速器研发生产基地项目、水下机器人产业化项目等在内的五个科技孵化项目落户园区。“现在青岛已经在建设‘中国水下机器人之都’，机器人企业有50多家，产值超过40亿元，产业集群很有竞争力。”吕广强认为，这是舟山值得借鉴的方向。
根据舟山的产业特点和行业形势，舟山市经信委已确定将船舶产业列入2015年“机器换人”主要推进行业。目前，我市新成立了以浙江海洋学院(海大科技研究院)、上海611所、舟山市大工精密机械有限公司为支撑单位的“舟山市船舶行业机器换人工程服务平台”，该平台汇聚了一批船舶行业船、机、电、气、信息化等领域专家，吕广强就是其中一位。
据悉，该服务平台将全年开展专家入企活动，主要为企业在生产、技术、装备、流程、信息化应用等方面进行诊断和服务，并为企业如何开展“机器换人”，提高生产效率，降低各种消耗，最终提高企业竞争力，提出意见和建议。
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