在全球机器人行业,许多公司聚焦于发展科幻感十足的人形机器人,而在石油化工防腐等基础行业中,尤其是在那些偏远的工业领域,对于机器人的需求或许更加强烈。
在工业的变革浪潮中,鲜有企业勇于进入那些环境恶劣、工艺繁重的“脏乱差”行业。但恰恰是在这些行业,机器人不仅展现出超越技术指标的价值,更为我们揭示了一个重要的命题:机器人带来产业升级的本质,是对“人”的重新定义——不是用机器取代人,而是让机器解放人,去做更有尊严的工作,在“无人愿去”的地方,创造“不可替代”的价值。
这种转变,标志着机器人技术革命从“取代”走向了“解放”,引领着工业未来进入一个更加人性化的新时代。
史河HighMate AP系列多功能防腐机器人新品发布会
时代的变革风起
根据深耕涂装行业30余年的知名专家邓本金分析,全球涂装行业正经历双重挤压。一方面,环保法规的日益严格,另一方面,“Z世代”对3D(Dangerous, Dirty, Demanding)岗位的集体逃离,推动着机器人等智能化装备市场的蓬勃发展。
中国涂料工业协会统计的一组数据显示:2023年国内涂装工人平均年龄已达52岁,年轻从业者占比不足15%,2023年涂装行业技术工人缺口达45万人。更严峻的是,行业人力成本十年间飙升300%,且以年均8%的速度攀升,而效率仅提升15%。更严峻的是,从业者老龄化导致安全事故频发,2022年石化行业高空作业事故中,60%与人工操作失误相关。
依托庞大钢铁产能,中国已成为全球多制造门类的主要生产基地,船舶、化工、建筑等领域对涂装的需求十分庞大。但在“双碳”目标推动下,绿色涂料的使用比例到2025年需达到70%,高污染的开放式喷砂工艺面临全面淘汰。以化工喷涂为例,该工艺曾占市场80%,但单次粉尘排放量超过1000mg/m³,远高于国家标准。
在人力老龄化与环保合规成本提升的双重压力下,传统涂装工艺的生存空间正被政策和市场共同收窄,行业正迎来结构性洗牌。对企业而言,既要应对环保壁垒,又要突破生产力瓶颈,已不再是可选项,而是关乎生存的必答题。
对此,史河机器人敏锐地捕捉到了行业变革的信号。史河机器人涂装行业产品总监沈平介绍,2024年公司深入高空作业市场后,发现涂装行业对智能设备的需求非常迫切,且未来市场空间广阔。贝哲斯咨询预估,到2029年全球储罐市场规模将达到150亿元,年复合增长率预计为5%。中国近年来已经进入大规模维护周期,每年有1万个储罐需要进行涂装等工艺维护,需求频次非常高,而且曲率在5米左右的大型储罐更是对维护效率和质量提出了更高要求。
基于此背景,史河机器人通过技术横向迁移,尝试用特种机器人去取代大型机械设备,进入石油化工这个对于安全、环保要求更高的新领域,全流程解决表面处理等各类工艺问题。其推出的石化AP系列多功能防腐机器人和成套设备,以模块化设计、水射流技术、全工序闭环能力,正成为攻克行业痛点的关键。
在此趋势下,机器人的应用需求与价值非常明确。邓本金指出,涂装行业属于“三分涂料、七分施工”,中国“十四五”规划要求,到2025年绿色涂料占比70%,VOC排放较2020年下降至少10%。传统涂装工艺如开放式喷砂,粉尘污染占比高达行业总排放的65%,且修复周期长、综合成本高,环保法规的趋势迫使企业转向水射流、真空喷砂等绿色工艺,而此类技术对设备自动化程度要求极高,传统人力操作难以满足。由此,机器人自动化能够替代高风险、高强度环节,不仅降低安全措施和保险费用,也将重塑整个行业的生产力模型。
发布会现场(左:沈平,右:邓本金)
机器人如何定义涂装新范式
史河AP系列多功能防腐机器人最为吸引人的无疑是功能性,这种机器人底盘+模块化上装的架构设计,能兼容不同方式的表面处理、喷涂作业、中低压清洗、检测闭环四个工艺上装。企业用户能根据需求,在5分钟内拆装功能接口,快速组合执行机构就能完成切换。这种一机多功能的优势不言而喻,不仅意味着设备利用率相较单机大幅提升,而且综合成本也相应降低,更有望破解涂装场景需求碎片化难题。
在开发过程中,凭借史河积累的磁吸附底盘等核心技术,AP系列针对石化储罐的曲面结构与高空作业限制,将整机自重控制在70余kg,却能承载超过120kg的上装负载;且整机高度35cm,越障高度超过15mm,即可穿越复杂管线,也能穿越罐体的管廊间隙。其作业效率高达人工的3-5倍,最高可达50㎡/h,曲面适应性Φ≧5m,匹配大型罐体作业。
更值得一提的是,史河通过对核心部件进行定制化设计与研发,使得这款机器人的零部件自主化率超过90%。在高空作业场景中,史河机器人已历经多年验证,其安全性、通用性、可靠性和耐用性都得到了充分考验;同时,其上装模块化设计也极大地方便了日常维护。从参数指标来看,整机达到IP65防护等级,零部件更达IP68,确保在化工恶劣环境下依然能稳定运行。即便是在高粉尘或漆雾浓重的环境中,也能正常满足作业需求,并在规范使用条件下拥有超过5年的使用寿命。
基于通用磁吸附型爬壁机器人底盘,AP系列多功能防腐机器人通过更换不同的涂装工艺执行模块,可实现八种作业模式:表面处理方面支持超高压水射流、中低压清洗、干/湿喷砂及真空循环喷砂等工艺;喷涂作业则涵盖摆臂式扇形喷涂和直线模组精密喷涂。未来,该系列还可搭载涂层厚度传感器,实现施工质量的实时监测,攻克复杂场景作业“最后一公里”。
环保工艺再创新
在核心工艺开发阶段,史河机器人着力将水射流工艺应用于机器人作业,兼顾环保与效率。作为AP系列的核心创新,超高压水射流技术以水代砂,消除了涂装作业中的粉尘污染。
行业专家邓本金介绍,水射流利用数百MPa或超高的水压进行冲击作业,其强大冲击力能有效剥离锈蚀及附着污渍,减少了传统喷砂粉末在空气中扩散产生的高污染,更契合化工行业对环保的严格要求。同时,对作业者而言,无线遥控机器人执行水射流工艺程序复现了表面处理的工艺特点,能够应对化工储罐粗糙表面,相对人工喷砂也更为简单,降低了作业难度与风险,并迅速降低了企业的综合施工成本。
沈平还提到,为满足石化储罐行业对环保的高需求,史河不仅实现机器人表面处理,还尝试搭建了全流程、全生命周期的成套方案。该方案加入了与水机、机器人综合适配的小型节能污水回收泵,从而使其可随时匹配适应机器人移动,并通过双级污水过滤器,能够吸收过滤作业过程中产生的超过99%的固体污染物。
在实际作业过程中,安装水射流套件后,机器人会连通超高压管路与污水回收管,在作业过程中实时将污水与污染物吸附回收到底部回收机。实测数据显示,相比传统喷砂工艺,机器人水射流成套设备作业能节能超20%,表面处理效率达人工的3-5倍,过滤精度0.5μm,废水回收率超99%。在苏南某10万立方米石化储罐项目中,史河该机器人将维护周期从28天压缩至20天,VOCs排放量减少15%。此外,配套的三级污水处理系统(物理过滤+沉淀)可将废水中99%的危废过滤出来。
邓本金等多位专家对此给予高度评价:在我国“碳达峰、碳中和”政策下,2025年计划实现70%的环保性涂装,未来5年还将继续收窄。这不仅仅促使行业开始规模化采用水性涂料与UV固化涂料,而且各类化工企业更加重视更环保的施工作业喷涂流程。史河针对石化配套的小型便捷式污水回收机以及三级物理过滤装置,已经能满足石化行业对污水环保排放的初步要求。
不仅仅是效率与环保价值,在工艺优化上,机器人也有着更多质量升级潜力。例如AP系列多功能防腐机器人未来还将拓展工艺覆盖(如抛丸、打磨),实现涂层质量闭环管理。具备参数记忆功能的机器人,不仅支持一键切换工艺,还能优化喷涂偏差和涂层寿命。
沈平透露,史河正研发防爆机型以适应石化高危环境,并尝试基于AI视觉和传感器系统,通过深度学习识别表面缺陷,自主生成处理路径。未来,史河根据自身积累的海量防腐作业工艺参数和数据,搭建智能防腐工艺大数据库,并结合数字孪生技术,机器人可预设喷涂程序,并实时模拟施工效果,让作业一致性更高,甚至实现“零试错”涂装。
史河机器人现场讲解(左:沈平,右:邓本金)
中国方案的全球化输出
目前史河机器人正在聚焦劳动力成本高、环保要求严的地区,通过海外认证打通出口链路,尝试快速出海,打造市场新增长极。邓本金解释,基于劳动力短缺加剧和用工成本攀升的全球背景,叠加海外市场对自动化设备的高需求特性及同链路的产品认证体系,以史河科技为代表的特种机器人企业有望充分发挥本土化优势,通过深耕中国市场实现海外市场辐射,在技术适配性、场景应用价值和产品性价比三个维度构建起显著的竞争优势。
例如北欧与中东地区沿海地区因高温高湿环境,储罐腐蚀速率较国内高30%,但本地化服务能力有限。史河HighMate V系列机器人凭借轻量化设计与CE/ATEX等国际化认证,目前已进入东南亚、中东市场,2023年海外订单占比升至25%。沈平认为,由于国内化工储罐已经进入维护周期,庞大的场景与企业客户需求,使得国内产品正快速经历多轮迭代,从而综合产品性能近年来已经大幅提升。借助国内供应链优势,中国制造的机器人产品在全球市场都有着卓绝的市场竞争力,更快为客户创造价值。
目前史河不仅已经建立了海外销售团队,同时也在部分行业携手资深专家库共同开发定制化解决方案,联合行业协会起草相关标准,整合涂料厂商、设计院与终端用户,共同推动涂装行业走向绿色化、自动化、智能化。
“拿下海外认证只是开始,极端环境才是试金石。”沈平透露,特种机器人的终极考验,是在人类无法生存的场景中创造价值。未来史河的产品,还将集成AI自主决策系统,实现“无人值守”作业,让机器人从替代人力到超越人力,真正书写涂装行业的“新边疆法则”。
涂装新生态的奠基者
当AP机器人在石化储罐与万吨巨轮之间穿梭时,它不仅化解了人力短缺与环保压力,更在深层次重塑了行业运作——从经验依赖迈向数据驱动,从高耗能转向低碳闭环,从劳动密集演进为技术密集。
未来十年,随着AI与全球化红利的释放,涂装行业的价值链将迅速向“智能化服务”升级。那些率先拥抱变革的企业,必将在新一轮产业革命中占据制高点。
正如邓本金与沈平在发布会最后所言:“四十年前,我们的师傅们用榔头和刷子擦亮钢铁;四十年后,我希望年轻人用代码与机器人延续这份守护。”
新的科技时代,已经到来。
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