6月25-28日,第24屆北京埃森焊接與切割國際展覽會如期召開,作為世界著名的焊接展之一,該展會吸引了數(shù)萬名海內(nèi)外焊接行業(yè)的經(jīng)銷商、代理商、研究機構(gòu)、管理及采購部門等專業(yè)人士前來參觀,不啻是焊接行業(yè)的頂尖盛會。

據(jù)了解,全球首創(chuàng)的無軌導(dǎo)爬行焊接機器人精彩亮相此次展會,該產(chǎn)品是由中國焊接泰斗潘際鑾院士及其帶領(lǐng)的專家團隊研發(fā)、潘院士的學(xué)生馮消冰博士創(chuàng)建的博清科技成功推向市場的世界領(lǐng)先的自動化焊接新產(chǎn)品,為了更好的了解該項代表國際先進水平的科研成果,梳理中國自動化焊接技術(shù)的前世今生,我們特地采訪了清華大學(xué)機械工程系博士,九三學(xué)社中央促進創(chuàng)新工作委員會委員,博清科技總經(jīng)理馮消冰先生,聆聽了他關(guān)于“無軌導(dǎo)爬行焊接技術(shù)”的真知灼見,更加全面的了解了“無軌導(dǎo)爬行焊接機器人”在助力我國工業(yè)化發(fā)展進展當(dāng)中的巨大價值和重要作用。

01.攻堅克難只為一“焊”,30年寒暑不輟攻關(guān)

Q:請馮博士介紹一下無軌導(dǎo)爬行焊接機器人從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的前世今生,其中有哪些可圈可點之處和值得歷史銘記的故事。

馮博士:我們都知道,焊接技術(shù)的先進與否,代表著這個國家工業(yè)化水平的高低優(yōu)劣。當(dāng)前,中國工業(yè)正在進行著一場“機器人化”的革命,工業(yè)機器人從誕生到現(xiàn)在,使用最多的是在焊接領(lǐng)域。焊接機器人作為一種先進的焊接設(shè)備,其應(yīng)用得到了大力的推廣,是我國焊接業(yè)進入自動化時代的一個重要標(biāo)志。

我的導(dǎo)師,中國焊接技術(shù)第一人潘際鑾院士曾經(jīng)給我講述過他在1979年5月赴成都參加全國焊接學(xué)術(shù)會議時看到的情景:一位工人使用傳統(tǒng)的焊機,從內(nèi)外雙面,焊接大直徑合金鋼罐體。罐體管壁厚100毫米以上,為達到工藝質(zhì)量要求,管件必須預(yù)熱到200℃。因此工人身穿厚厚的石棉服蹲在一個小小的鐵籠里,然后鐵籠被吊車吊進罐內(nèi)。200℃的高溫使水一下子就變成了蒸汽,但工人們硬是要在這里堅持十幾分鐘。灼人的高溫使狹小的空間里聚集了大量有害氣體,救護車必須一直在場,隨時準(zhǔn)備搶救休克的工人。

“我們要做的事情就是用先進的自動焊接機器人技術(shù)把艱苦工作的焊接工人解放出來,減少職業(yè)病的危害,提高自動化焊接的工作效率?！弊鳛轫敿獾暮附訉＜?潘院士堅定了研發(fā)自動焊接機器人技術(shù)的決心:“總有一天,我們要實現(xiàn)大型工件的焊接自動化?！?997年自動焊接機器人的雛形被設(shè)計了出來。潘院士敏銳地認(rèn)定,以此為基礎(chǔ),制作爬行式焊接機器人,就能解決大型結(jié)構(gòu)焊接自動化的問題。又經(jīng)過了長達10年的研究,終于研制出“無軌導(dǎo)全位置爬行焊接機器人”,并申請獲得了美國專利,國內(nèi)焊接行業(yè)院士和數(shù)名頂尖級專家對項目進行了鑒定,一致認(rèn)為“其成果的技術(shù)集成與創(chuàng)新處于國際領(lǐng)先水平”。

我的導(dǎo)師今年雖然已經(jīng)92歲高齡,但依然和我們風(fēng)風(fēng)火火奮斗在一線,憑借著30年打磨一劍的專注與執(zhí)著,攻堅克難,只為一“焊”,為的就是要實現(xiàn)“科技興國、產(chǎn)業(yè)報國”的初心與理想。如今,這樣的夙愿由我們博清科技得以實現(xiàn)。

02.全球首創(chuàng)、國際領(lǐng)先,博清科技引領(lǐng)自動化焊接技術(shù)新革命

Q:多年來,困擾國際焊接行業(yè),尤其是大型超大型工件焊接的行業(yè)難題,為什么是被潘際鑾院士團隊攻克,在該領(lǐng)域,潘際鑾院士團隊及博清科技具有怎樣的優(yōu)勢?或者說,我們憑什么能走到國際科研領(lǐng)域的前列。

馮博士:提到我的導(dǎo)師潘際鑾院士,在中國乃至國際焊接領(lǐng)域可以說是無人不知、無人不曉,潘院士是中國焊接科學(xué)的奠基者、學(xué)術(shù)權(quán)威,哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)焊接專業(yè)的創(chuàng)始人,被稱為是“中國焊接的第一人”。他參與解決了我國多項重大工程問題,我國第一條高鐵、第一座自行建設(shè)的秦山核電站,都有他的功勞。秦山核電站是由潘際鑾擔(dān)任工程顧問的。要知道核電站的建造中,密封是核反應(yīng)堆安全運行的首要條件,而焊接是核電站實現(xiàn)絕對密封、絕對可靠的關(guān)鍵。可以說秦山核電站的設(shè)計、建設(shè)和運行都浸透了潘院士的汗水。

大家知道,大型或巨型工件高精度、高效率焊接、球罐焊接屬于世界公認(rèn)的焊接難題,為解決這樣的難題,我的導(dǎo)師潘際鑾院士帶領(lǐng)研發(fā)團隊經(jīng)過三十余年的研發(fā),歷盡千辛萬苦,終于實現(xiàn)了無軌道、無導(dǎo)向、焊縫識別、跟蹤和焊接控制系統(tǒng)等核心技術(shù)。令人欣喜的是,我們的“無軌導(dǎo)全位置爬行焊接機器人”已經(jīng)發(fā)展到了四代機,爬行機重量只有16公斤,所有負(fù)載加起來也僅有25公斤,我們的機器人可在垂直立面或彎曲面上自主跟蹤焊縫,自由爬行,執(zhí)行全位置焊接任務(wù),爬行結(jié)構(gòu)與激光視覺焊縫自動跟蹤系統(tǒng)復(fù)合控制,使機器人對焊縫形式漸變、突變等情況能夠自行適應(yīng),實現(xiàn)了無導(dǎo)軌無導(dǎo)向,無須事先編程條件下自主爬行和焊縫的自動跟蹤,更加輕便、靈活,精度可以達到0.5毫米。

我們的無軌導(dǎo)爬行焊接機器人經(jīng)國內(nèi)焊接領(lǐng)域的徐濱士、關(guān)橋、林尚揚等院士鑒定:“在國內(nèi)外首次研制出能夠在大范圍內(nèi)全位置爬行的輪履復(fù)合式爬行機機構(gòu),具有自身結(jié)構(gòu)小巧、負(fù)重能力強、運動靈活和響應(yīng)速度快的特點”。該技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平,填補了行業(yè)空白,市場應(yīng)用前景非常好。

Q:博清科技是一家怎么樣的公司,為什么說它將成長為行業(yè)的獨角獸企業(yè)?

馮博士:博清科技是國家級高新技術(shù)企業(yè),2017年在北京亦莊經(jīng)濟開發(fā)區(qū)誕生。我們以潘院士團隊的研發(fā)成果為起點,組建了一支高素質(zhì)、強凝聚力的技術(shù)隊伍,包括焊接工藝、機械、電控、圖像處理、項目管理等領(lǐng)域人員,核心團隊大多是由清華、北大、上海交大及海外留學(xué)博士等組成,并具有世界500強的央企、外企工作經(jīng)歷,經(jīng)驗豐富,同時又能夠相互學(xué)習(xí)、相互借鑒、相互融合,創(chuàng)新氛圍非常好。

2018年4月我們與中石化第五建設(shè)有限公司聯(lián)合成立了“潘際鑾院士工作站”,簽署了合作共建潘院士工作站協(xié)議,發(fā)揮產(chǎn)業(yè)及發(fā)展戰(zhàn)略咨詢和指導(dǎo)作用,建立人才培養(yǎng)基地,打造高層次團隊。同時與多家高等院所建立了合作關(guān)系,為公司產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)指導(dǎo)。

在頂尖專家團隊的指導(dǎo)運作之下,我們的產(chǎn)品升級非?？?從公司成立之初的二代機、到去年在項目應(yīng)用的三代機,到今天在埃森展推出的四代機。短短兩年多時間,我們的產(chǎn)品性能得到了巨大的提升,我們的無軌導(dǎo)爬行焊接機器人不僅受到了業(yè)主方極大的好評,也受到了第三方監(jiān)理機構(gòu)的高度認(rèn)可。中石化集團的高層領(lǐng)導(dǎo)對我們項目非常重視,多次實地參觀我們產(chǎn)品,并給予了高度的評價。

在去年的全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中,我公司研發(fā)的“無軌導(dǎo)爬行焊接機器人”項目取得了先進制造行業(yè)全國第二名的好成績,許多投資機構(gòu)對我們的項目表現(xiàn)出濃厚的興趣。行業(yè)排名前三的投資機構(gòu)與我們進行了接洽,愿意提供投資支持。在博清科技公司成立第二年,知名的券商、會所、律所慕名而來,希望為我們做免費的上市輔導(dǎo),作為科創(chuàng)板的種子公司進行重點培育。我們的產(chǎn)品技術(shù)含量非常高,目前我們已申請多項專利和軟著,擁有美國專利,在第四代機器推出之前,我們會在歐盟、日本、新加坡等區(qū)域進行重點布局。

為什么說我們博清公司將會成為行業(yè)的獨角獸企業(yè)呢?我認(rèn)為有四方面的因素:首選,大趨勢不可逆轉(zhuǎn)。在現(xiàn)代工業(yè)化快速發(fā)展的今天,越來越多的行業(yè)開始使用工業(yè)機器人,自動化,智能化是工業(yè)科技今后的發(fā)展方向,機器代替人是一種必然趨勢。其次,市場空白需要填補。當(dāng)前,雖然焊接自動化水平在逐漸提高。但是在大型結(jié)構(gòu)件、球形鋼結(jié)構(gòu)等特殊結(jié)構(gòu)上,仍要依靠工人手工焊接,其自動化焊接仍然是個行業(yè)盲區(qū),而博清科技的這一成果,正好填補了行業(yè)空白。從現(xiàn)場應(yīng)用的情況上看,檢測合格率、射線拍片全部合格,各項指標(biāo)也符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。第三,行業(yè)準(zhǔn)入高門檻、技術(shù)壁壘不易打破。我們博清科技汲取潘際鑾院士技術(shù)團隊精華,30年磨一劍,“智造”出全球獨一無二的無軌導(dǎo)全位置爬行焊接機器人,突破了技術(shù)壁壘,掌握了核心科技,打造了中國“智”造的獨立自主的科技品牌,引領(lǐng)世界焊接技術(shù)潮流,必將奠定行業(yè)的獨角獸的地位。

03.價值千億,解決剛需,無軌導(dǎo)爬行焊接機器人利國利民

Q:為什么說無軌導(dǎo)爬行焊接機器人是價值千億的科研成果,該技術(shù)的成功市場化應(yīng)用,對我國焊接行業(yè)及工業(yè)化發(fā)展具有哪些巨大的影響和價值。

馮博士:大型結(jié)構(gòu)件的自動化焊接是全世界的行業(yè)難題,到現(xiàn)在為止,還沒有哪個國家完成。全世界的大型結(jié)構(gòu)件,火箭也好、航母也好,絕大多數(shù)都還是人工焊。比如說建造航母,所用的是炸不穿、高強度的鋼,這么厚的鋼對焊接無縫連接技術(shù)要求極高,建造一艘航母約需要2400名頂尖焊工。

目前20000m3以下的中、小型儲罐的焊接工作100%采用手工焊接;而在管道焊接方面,目前的自動化焊接技術(shù)的應(yīng)用僅占到總體焊接量的10%,且以廠房預(yù)制件焊接為主。我們都知道,大型結(jié)構(gòu)件焊接人員要求高、工作環(huán)境極端、焊接效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定,而且目前焊接人員招聘難,管理難、用工貴、流失率高等問題非常突出,研發(fā)替代人工的自動化焊機器人已經(jīng)是勢在必行的事情了。

與人工焊接相比,自動化焊接的優(yōu)勢就顯得非常明顯,比如:可以提高焊接質(zhì)量,保證其均一性。采用機器人焊接時,每條焊縫的焊接參數(shù)是自適應(yīng)的,焊縫質(zhì)量受人為因素影響較小,降低了對工人操作技術(shù)的要求,因此焊接質(zhì)量穩(wěn)定;能夠極大提高勞動生產(chǎn)率,焊接機器人響應(yīng)時間短,動作迅速,這個速度遠遠高于手工焊接,以8000m3的油氣儲罐為例,機器人焊接效率可以比手工焊接提高3到5倍,機器人永遠不會累。第三點,可以有效降低企業(yè)成本。一臺機器人可以替代數(shù)名產(chǎn)業(yè)工人,一天可24小時連續(xù)生產(chǎn),成本降低的更加明顯。此外,還可以縮短產(chǎn)品改型換代的周期,減小相應(yīng)的設(shè)備投資。焊接機器人可實現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動化。機器人與專機的最大區(qū)別就是可以通過修改程序以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。最關(guān)鍵的一點是,極大地改善了焊工的工作環(huán)境,密閉高溫的焊接空間,溫度最高可達200℃以上,焊工們戴著防毒面具和焊帽,很容易發(fā)生眩暈。伴隨焊接有害氣體四處飄散,金屬灰塵無孔不入,塵肺病等職業(yè)病威脅著每一位焊接工人的身體。采用機器人焊接,工人只需要裝卸工件,遠離了焊接弧光、煙霧和灰塵等,使工人從高強度的體力勞動中解脫出來。這是件功德無量的事情。

你設(shè)想一下:當(dāng)焊工扔掉沉重防護面罩,丟掉手中的焊槍,坐在操作臺前盯著電腦屏幕或者手持操作手柄,操控機器人自主在工件上爬行,自動進行焊接,既快速又高效,以往覺得不可思議的場景正逐步變成現(xiàn)實。大到航母、高鐵、核電等大型結(jié)構(gòu)件焊接,小到石油化工領(lǐng)域的管道焊接,我們的焊接機器人都可以取而代之。當(dāng)人工逐步開始“退居二線”,這一步“退”,是社會發(fā)展往前邁進了一大步。所以可以這么說,我們的自動化焊接技術(shù)是利國利民的好事情。

Q:目前,無軌導(dǎo)爬行焊接機器人技術(shù)的市場應(yīng)用現(xiàn)狀是怎樣的,未來行業(yè)的發(fā)展前景如何?

馮博士:經(jīng)過兩年的努力,我們已經(jīng)與中石化、國家電網(wǎng)等客戶已建立合作關(guān)系,我們的產(chǎn)品已經(jīng)在一期工程投資365億的國家重點項目——中石化中科煉化一體化湛江項目上得到應(yīng)用,經(jīng)檢測焊縫質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)一次性合格率達到98%以上,焊接精度高于行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),而工作效率比傳統(tǒng)的人工焊接提高5倍以上,深受客戶好評。我相信隨著焊接機器人產(chǎn)品的迭代,將陸續(xù)進入到石油化工、船舶制造、核電、能源等眾多重要領(lǐng)域。據(jù)調(diào)查測算,上述四個領(lǐng)域自動化焊接需求量可達千億元以上。市場前景非常廣闊。

04.能吃苦、勇?lián)?dāng),博清科技創(chuàng)業(yè)鐵人精神真實不虛

Q:作為一家?guī)熒?lián)合創(chuàng)業(yè)的科技公司,支持博清科技能夠攻堅克難、創(chuàng)造奇跡,引領(lǐng)世界科技前沿的動力和核心內(nèi)涵是什么?

馮博士:我的導(dǎo)師潘際鑾院士是國內(nèi)焊接技術(shù)泰斗,他老人家一生淡泊名利,具有很深的家國理想,數(shù)十年來孜孜以求,鉆研科技,以求實現(xiàn)實業(yè)報國的理想。我們博清人始終以潘院士的精神為指引,求真、務(wù)實、踏上、肯干,特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗,在潘院士的感召下,一個個來自五湖四海的青年人,遠離家人聚到了一起,來到博清科技,共同為實現(xiàn)焊接機器人的產(chǎn)業(yè)化而默默努力著。

我們公司的研發(fā)人員身兼“多重身份”。他們是才華橫溢的工程師,也是兢兢業(yè)業(yè)的一線員工,從焊接到研發(fā),工程師們親身上陣,他們不畏艱苦,勇于探索,從第一線尋找靈感,為產(chǎn)品注入新活力,不斷更新?lián)Q代、推陳出新。

我們的項目人員的敬業(yè)精神更是值得一提,負(fù)責(zé)湛江項目現(xiàn)場后勤工作的蘇強,妻子身懷六甲,8月份即將臨盆。蘇強自從來到湛江項目之后,只回了一趟家,蘇強說,即將當(dāng)父親,但因為當(dāng)前的任務(wù)重、時間緊,可能到了妻子生產(chǎn)的時候,也未必能有時間回家守候、陪伴。汪正偉在湛江項目不僅是總工程師,更是兼職當(dāng)司機,給大伙兒開車。“這里工地特別大,步行的話,從一個項目到另一個項目,估計要走40分鐘左右?！蓖粽齻フf,離開車,可以說寸步難行。實際上,在這里開車更難?！皷|海島上全是一片荒地,經(jīng)過大型施工車輛的來來回回碾壓,到處坑坑洼洼,這里又經(jīng)常下雨,所以到處一片泥濘,時常能遇到深水坑,開不好車就能陷進去?！蓖粽齻?017年加入博清科技,從去年10月開始一直駐扎湛江項目上,每月加班基本都超過100個小時。

這樣感人的事跡,在博清科技公司還有很多很多……

“知難而進、勇于攀登、團結(jié)合作、共同戰(zhàn)斗、只求貢獻、淡泊名利?！边@24個字不僅是潘際鑾院士一生專注焊接研究的真實寫照,更是潘際鑾院士對博清科技的深情期待。

“團隊拼搏向上的氛圍、同事們專業(yè)的工作能力,以及焊接機器人這項利國利民的技術(shù),讓許多博清人找到了值得終身奮斗的價值認(rèn)同,也激勵著博清科技里的每個人滿懷激情的朝著一個共同目標(biāo)不斷前行。

05.尾聲

Q:請您對自動化焊接領(lǐng)域的發(fā)展趨勢做一個預(yù)判和展望?對第24屆北京埃森焊接與切割國際展覽會您有哪些期許?

馮博士:埃森展是世界最具規(guī)模及影響力的焊接領(lǐng)域盛會,是為國內(nèi)外焊接廠商提供一個既能做出口也能做國內(nèi)貿(mào)易的平臺展會,博清科技本次參加埃森展的機器人為四代機。我們在此次展會中設(shè)立了國際、國內(nèi)兩個展區(qū),分別展示儲罐的橫焊、立焊;球罐的橫焊、立焊以及球罐赤道帶的爬行跟蹤自動化焊接技術(shù)。

通過參加此次埃森展,我們不僅能與潛在客戶當(dāng)面交流,而且能根據(jù)客戶需求,定制個性化的焊接解決方案。真誠希望朋友們多多關(guān)注我們的參展情況。期待與大家攜手創(chuàng)新,共同發(fā)展。