在浩瀚的工业海洋中，有一群特殊的“守护者”，它们不畏高空，不惧危险，以钢铁之躯穿梭于石化巨塔、船舶外板、核电反应堆之间，执行着人类难以胜任的维护任务。它们，就是特种机器人。
彼合彼方机器人（天津）有限公司，正是一家致力于特种机器人研发的创新企业，其团队研发的大型复杂立面维护机器人智能化作业技术及装备入选2023年“科创中国”先导技术榜单，不光为石化、船舶、核电等多个行业企业降低了人工维护的风险，也同时完成了降本增效的小目标。
“机器人+智能化” 开启立面维护新时代
近年来，我国石化、船舶、核电、风电等国民经济支柱产业发展呈现井喷态势，很大程度上依赖于石化及放射物储罐、船舶、锅炉等核心装备的安全运营。定期对上述装备开展除锈、喷漆、检测等立面维护作业已成为保障其安全运营的重要举措。然而，当前全球立面维护行业面临环保压力、人力短缺等多重窘境，作业模式逐步向以“机器人+智能化”为特征的新模式转变，已处于维护作业工艺与装备升级换代的关键时期。研发立面维护作业机器人系统，构建大型立面机器人智能化维护作业体系，已成为迫切需求。
（喷漆机器人作业。图片由受访者提供）
彼合彼方的原始技术团队已在立面维护作业机器人研究领域深耕超过10年。领头人张明路教授是国家863项目首席专家，也是国家科技部重点研发计划首席专家，不仅主持完成了很多与特种机器人有关的国家级项目，还承担了国家科技部重点专项“立面维护作业机器人关键技术研究与应用示范课题”。2020年11月，他带领团队创立了“彼合彼方机器人”。张明路认为，校园内的科研，只有走向社会，创造价值，才是不浪费国家财力，不浪费研究人员心血的。他的想法很简单，希望人类可以远离危险的工作，也希望科研心血能够转化成对社会有用的产品。
公司成立后，怀着为填补我国在大型复杂立面维护作业特种机器人方面空白的念头，以实现机器人替人的安全、环保、经济、高效与智能化维护作业这一愿望为初衷，彼合彼方依托河北工业大学特种机器人创新团队，在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助支持下，系统突破了大型复杂立面维护作业特种机器人自主研发与集成应用关键技术，取得了多项技术与应用成果。
永磁吸附技术 助推特种机器人“飞檐走壁”
在工业领域，立面作业主要包含防腐处理和检测任务，作业流程中大多涉及到船舶、石化储罐、风电塔筒等器材的金属立面。对于立面作业设备而言，确保机器人在作业中的可靠与安全是最大的挑战。其次，立面作业涉及众多焊缝，包括曲面的不规则性、过渡表面，以及立面折角等情况，如何适应各种壁面条件是需要关注的技术难题。此外，结合不同作业工况进行工艺优化，在保证作业效果和效率的同时，尽可能节省成本，简化操作，也是提高产品实用性的关键所在。
为此，团队持续发力，针对不同作业场景自主研发了包括防腐作业机器人、除锈机器人、喷漆机器人在内的20余种立面维护作业机器人，而永磁吸附技术就是这些机器人的核心所在。在断电等极端情况下，该技术能保证机器人不会坠落，且不会对金属表面造成损害，这一点在高端船舶和精细化工领域至关重要。同时，由于磁力系统相对简单，机器人的维护和故障排除也变得更加轻松，这些因素共同推动了磁吸附技术成为立面作业的不二之选。并且，团队独立研发了专门用于立面作业的软硬件一体化定位导航模块。为了保障作业的安全灵活，在立面作业时，机器人通过人工操作实现一键启动、一键停止，以及在危急情况下执行急停操作。即使在曲面和折角等复杂结构上，机器人也能保持高效稳定的作业效率。
张明路教授指出，团队已成功实现了立面作业机器人2:1的动态负载自重比。这一技术的应用，使机器人在执行高空作业时，移动更为灵活，减少对立面的冲击和磨损，并能够搭载更多工具和材料，提升作业效率。
（“彼合彼方机器人”研发人员为用户调试机器人。图片由受访者提供）
目前，团队积极与中石油、招商轮船、中船、中远、中广核等大型企业集团建立合作关系。永磁吸附技术已广泛应用于石化、船舶、电力、桥隧、快消等领域典型立面的除锈、拉毛、喷漆、检测、清洁维护等作业场景，同时该技术在海工、军工、市政等行业也有很大应用前景。张明路坦言，团队机器人在某种意义上来说就是新型生产工具，原来工人拿着喷枪站在高架车上喷漆，现在是工人拿着遥控器在地面远程操控机器人作业。
创新永不止步 绘制行业发展蓝图
制造业是立国之本、兴国之器、强国之基。“推动制造业高端化、智能化、绿色化发展”，并将其作为建设现代化产业体系的一个重要着力点。近年来，我国多措并举推动制造业升级转型取得明显成效。张明路认为，随着智能制造装备的复杂程度不断提升，未来仍将朝自动化、集成化、信息化方向发展，并与5G、物联网、人工智能等新兴技术融合，对智能制造装备企业的持续创新能力提出了更高要求。
对此，彼合彼方机器人团队紧跟政策导向，针对发展趋势不断投入研发，持续提升技术攻关能力和创新水平，快速响应市场变化与需求。张明路表示，团队之后将把目光聚焦以下三个方面：一是以“数字船坞”、“无人涂装”、“智能维护”及“绿色环保”为导向，围绕“高质量发展，系统化解决”为目标，联合各行业龙头企业开展合作研发与推广应用；二是重点突破复杂立面作业背景下导航定位、目标识别、三维重建、数字孪生等前沿技术，划代提升立面维护装备作业效能与智能化水平；三是引领维护装备作业状态和作业流程的可视化、在线化、远程化及智能化研发，谱写立面维护行业“智能、高效、环保、低耗”新蓝图。
（彼合彼方机器人正在进行作业。图片由受访者提供）
在此基础上，团队还深刻认识到，特种机器人行业正处于技术创新活跃、产品应用深度拓展的发展机遇期，随着全球工业化场景的创新与突破，这片蓝海市场不仅巨大且潜力无限。团队将以技术创新为发力点，始终心怀敬畏，怀揣科研精神，秉持“以世界一流的爬壁技术助力客户极限高危作业”的初心，不断推动中国永磁吸附爬壁机器人行业迈向新的高峰。
