1、行業(yè)需求特征
智能巡檢是復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用的主要市場(chǎng)之一，智能巡檢的范圍很廣，包括電力巡檢以及園區(qū)、數(shù)據(jù)中心以及礦山等行業(yè)的巡檢運(yùn)維。其中，電力行業(yè)是目前應(yīng)用機(jī)器人巡檢最多的領(lǐng)域。
圖：巡檢機(jī)器人各領(lǐng)域應(yīng)用占比
機(jī)器人在電力行業(yè)的應(yīng)用主要集中在輸電、變電以及配電環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)對(duì)于巡檢機(jī)器人的需求也有不同。
輸電環(huán)節(jié)：對(duì)于高空輸電，目前主要用無(wú)人機(jī)對(duì)架空線路、塔架進(jìn)行隱患排查；對(duì)于地下輸電，一般用隧道機(jī)器人對(duì)電力管廊內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)于輸電線路損壞等問題，可以通過帶點(diǎn)作業(yè)機(jī)器人進(jìn)行維修。
變電環(huán)節(jié)：變電站是各級(jí)電網(wǎng)的核心樞紐。變電站巡檢機(jī)器人在室外環(huán)境下工作，需要具備自主移動(dòng)、智能檢測(cè)、分析預(yù)警等功能。
配電環(huán)節(jié)：配電站是電網(wǎng)的末端站點(diǎn)，數(shù)量眾多。配電站巡檢機(jī)器人在室內(nèi)環(huán)境下工作，在小型化、輕量化、環(huán)境交互系統(tǒng)等方面和變電站巡檢機(jī)器人存在差異。
在電力行業(yè)的三大環(huán)節(jié)中，機(jī)械臂+移動(dòng)平臺(tái)式的復(fù)合型移動(dòng)機(jī)器人主要應(yīng)用在室內(nèi)的配電環(huán)節(jié)，如電箱開柜檢測(cè)等，如優(yōu)艾智合以移動(dòng)底盤＋機(jī)械臂的復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人可在末端接入不同的配件以滿足巡檢中的其他需求，搭載了視覺識(shí)別功能的巡檢機(jī)器人可以在二維進(jìn)行移動(dòng)，末端配件實(shí)現(xiàn)開鎖功能，進(jìn)行電柜狀態(tài)檢測(cè)。
2、市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)
國(guó)家電網(wǎng)自2013年開始對(duì)變電站巡檢機(jī)器人首次招標(biāo)，巡檢機(jī)器人市場(chǎng)開始進(jìn)入全面推廣階段。2013-2015年間，國(guó)家電網(wǎng)對(duì)變電站智能巡檢機(jī)器人集采數(shù)量分別為100、280、430臺(tái)，到2016年已投入運(yùn)行約1000臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模快速增長(zhǎng)。2018-2020年國(guó)內(nèi)巡檢機(jī)器人市場(chǎng)總需求約為477億元，年均需求約159億：分別對(duì)應(yīng)變電站巡檢機(jī)器人9000臺(tái)，市場(chǎng)空間72億；配電站巡檢機(jī)器人8.1萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)空間405億元。
電力行業(yè)需求呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)，其他領(lǐng)域如數(shù)據(jù)中心、園區(qū)等近年來對(duì)機(jī)器人巡檢的認(rèn)知度也在不斷提高，預(yù)計(jì)智能巡檢領(lǐng)域未來市場(chǎng)空間可達(dá)千億，復(fù)合型移動(dòng)機(jī)器人在其中也將大有可為。
3、代表案例
案例一：優(yōu)艾智合工業(yè)設(shè)備巡檢機(jī)器人ARIS-IS火電廠應(yīng)用
（1）項(xiàng)目描述：
工業(yè)設(shè)備巡檢機(jī)器人ARIS-IS在國(guó)內(nèi)某火電廠投入使用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域設(shè)備無(wú)人值守巡檢，保障企業(yè)安全、綠色、高效的智能化生產(chǎn)環(huán)境。
火電廠人工巡檢受人員心理素質(zhì)、責(zé)任心、工作經(jīng)驗(yàn)、技能技術(shù)水平影響較大，存在漏檢、誤勘的可能性，且現(xiàn)場(chǎng)巡視環(huán)境惡劣，區(qū)域內(nèi)高溫環(huán)境、設(shè)備位置復(fù)雜等因素導(dǎo)致人工勘查的難度大大提高，同時(shí)也給巡檢人員的安全帶來隱患。
機(jī)器人ARIS-IS主要集成設(shè)備識(shí)別、儀表檢測(cè)、空氣質(zhì)量檢測(cè)、振動(dòng)檢測(cè)等功能，通過預(yù)先設(shè)定的巡檢任務(wù)代替人工完成設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)檢測(cè)，并通過數(shù)據(jù)分析對(duì)異常情況發(fā)出警告。采用激光SLAM+動(dòng)態(tài)算法+慣性的組合導(dǎo)航控制方案，能根據(jù)場(chǎng)景的特征自動(dòng)生成環(huán)境地圖，適應(yīng)火電廠環(huán)境動(dòng)態(tài)變化，智能檢測(cè)識(shí)別障礙物，主動(dòng)停駛。
圖：工業(yè)設(shè)備巡檢機(jī)器人ARIS-IS應(yīng)用場(chǎng)景
（2）難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)：
項(xiàng)目難點(diǎn)在于精確識(shí)別火電廠內(nèi)設(shè)備儀表種類繁多，例如常規(guī)表、異形表、數(shù)顯表、刀閘等，需要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行高效精準(zhǔn)的診斷和反饋，并且有些設(shè)備還對(duì)機(jī)器人提出了操作要求，不同的設(shè)備需要對(duì)應(yīng)不同的操作工具。火電廠現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變，面積大，需要機(jī)器人適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化并進(jìn)行精準(zhǔn)導(dǎo)航，ARIS-IS在導(dǎo)航上利用SLAM技術(shù)+動(dòng)態(tài)算法+慣性組合的方案，可以實(shí)現(xiàn)10萬(wàn)+平米面積快速建圖以及精準(zhǔn)定位。
（3）效益或影響：
實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守區(qū)域覆蓋巡視，減少安全事故隱患。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控分析，提前安全預(yù)警，降低安全事故發(fā)生概率。機(jī)器人7*24小時(shí)不間斷作業(yè)，增加巡檢頻次，相對(duì)人工巡檢效率提高40%，確定巡檢標(biāo)準(zhǔn)后準(zhǔn)確率高達(dá)99%，降低人工因素對(duì)巡檢結(jié)果的影響，減少誤判。智能數(shù)字化的識(shí)別系統(tǒng)，便于信息化管理，提高管理效率，便于信息查詢。
案例二：新松國(guó)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心巡檢復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目
（1）項(xiàng)目描述：
北京國(guó)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，在2018年采購(gòu)了兩臺(tái)由新松公司生產(chǎn)的復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人用于數(shù)據(jù)中心的巡檢工作，復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人采用激光Slam導(dǎo)航技術(shù)，最大運(yùn)行速度1m/s。
復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人手臂上安裝有高清攝像機(jī)，溫度傳感器，拾音器及開門裝置，復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)運(yùn)行到需要巡檢的機(jī)柜前，首先通過機(jī)器手臂上的開門裝置自動(dòng)打開服務(wù)器機(jī)柜門，然后機(jī)器手臂自上而下，通過高清攝像機(jī)拍攝服務(wù)器運(yùn)行指示燈的工作狀態(tài)，通過溫度傳感器識(shí)別各服務(wù)器的工作溫度，通過拾音器識(shí)別各服務(wù)器工作的聲音。對(duì)出現(xiàn)的異常情況，復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人通過無(wú)線傳輸將故障信息傳送到監(jiān)控中心。
復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人可以不定期的對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的設(shè)備及環(huán)境進(jìn)行巡查，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心無(wú)人值守，確保數(shù)據(jù)中心運(yùn)行穩(wěn)定。
圖：新松國(guó)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心巡檢復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人
（2）難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)：
這是首個(gè)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心機(jī)房巡檢的復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目，復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人采用激光Slam導(dǎo)航技術(shù)，沒有對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境進(jìn)行破壞，移動(dòng)機(jī)器人的柔性運(yùn)行路線，便于數(shù)據(jù)機(jī)房的升級(jí)及調(diào)試。通過機(jī)器手臂對(duì)對(duì)服務(wù)器機(jī)柜門進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)作業(yè)，減少了數(shù)據(jù)中心改造的費(fèi)用，機(jī)器手臂開門要求移動(dòng)機(jī)器人重復(fù)定位精度高，同時(shí)在機(jī)器手臂上安裝高清攝像機(jī)和溫度傳感器，便于從多個(gè)角度進(jìn)行識(shí)別工作，確保識(shí)別的準(zhǔn)確性。創(chuàng)新性，機(jī)器手臂既充當(dāng)了機(jī)器人手臂的工作也充當(dāng)?shù)臋C(jī)器人移動(dòng)的眼睛的工作。對(duì)于機(jī)房?jī)?nèi)出現(xiàn)的故障不但能夠查看發(fā)現(xiàn)還能做簡(jiǎn)單處理工作。
（3）效益或影響：
機(jī)房巡檢復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人不僅應(yīng)用在電力行業(yè)，還可應(yīng)用于各行業(yè)的大數(shù)據(jù)中心，替代了數(shù)據(jù)機(jī)房的人員體力工作，增加了無(wú)人值守的安全性，移動(dòng)復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用會(huì)消除對(duì)于人員不能及時(shí)到達(dá)或人工疏忽造成的損失。提升這一領(lǐng)域的智能化程度。
案例三：節(jié)卡變電所巡檢機(jī)器人項(xiàng)目
（1）項(xiàng)目描述
節(jié)卡機(jī)器人與合作伙伴開展具備牽引變電所應(yīng)急操作功能系統(tǒng)開發(fā)研究，基于JAKA Zu 3協(xié)作機(jī)器人、AGV、多傳感器、紅外測(cè)溫、圖像識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)等，實(shí)現(xiàn)無(wú)人巡檢及無(wú)人操作，解決應(yīng)急狀態(tài)時(shí)無(wú)法操作、故障延時(shí)長(zhǎng)的問題。
當(dāng)發(fā)生應(yīng)急響應(yīng)時(shí)，通過AGV自主導(dǎo)航，運(yùn)行至指定位置，JAKA Zu 3協(xié)作機(jī)器人斷開指定開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)成套設(shè)備（開關(guān)柜）、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)屏柜的面板按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)的操作功能,操作功能可由牽引供電調(diào)度系統(tǒng)、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或遠(yuǎn)程集控中心進(jìn)行指揮命令。
圖：節(jié)卡與合作伙伴打造的巡檢機(jī)器人
（2）難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)
目前變電所人工巡檢存在著很多不足。傳統(tǒng)人工巡檢方式存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、檢測(cè)質(zhì)量分散、手段單一等不足，人工檢測(cè)的數(shù)據(jù)也無(wú)法準(zhǔn)確、及時(shí)地接入管理信息系統(tǒng)。并且，隨著無(wú)人值守模式的推廣，巡視工作量越來越大，巡檢到位率、及時(shí)性無(wú)法保證。此外，在高原、缺氧、寒冷等地理?xiàng)l件或惡劣天氣條件下，人工巡檢還存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)，缺乏有效的巡檢手段。大風(fēng)、霧天、冰雪、冰雹、雷雨等惡劣天氣下，也無(wú)法及時(shí)進(jìn)行巡檢。難以滿足現(xiàn)代化智能牽引變電所安全運(yùn)行要求。
傳統(tǒng)巡檢操作方式均需人工操作。將智能應(yīng)急操作裝置引入變電所，融合當(dāng)前最新的機(jī)器人技術(shù)和人工智能技術(shù)，創(chuàng)造性克服了以往鐵路牽引變電所人工巡檢的諸多弊端，滿足了鐵路行業(yè)用戶提出的新需求。
（3）效益或影響
JAKA Zu 3協(xié)作機(jī)器人，自重僅12kg，小巧輕便，與AGV匹配度高；重復(fù)定位精度為±0.02mm，在執(zhí)行命令時(shí)，可精準(zhǔn)完成；防護(hù)較好，適用于工業(yè)環(huán)境。通過這種解決方案，有效降低了人工維護(hù)成本，相比部署傳統(tǒng)巡檢系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單靈活和成本低的優(yōu)勢(shì)，極大提升了變電所運(yùn)維智能化水平和應(yīng)急響應(yīng)水平，為無(wú)人值守變電所的全面推廣提供了強(qiáng)有力的保障。對(duì)于進(jìn)一步提升整個(gè)鐵路行業(yè)的智能化水平和高科技形象有著重要意義。
案例四：艾利特機(jī)器人軌道巡檢應(yīng)用
（1）項(xiàng)目描述：
提到地鐵安防，人們通常都會(huì)想到進(jìn)站安檢、監(jiān)控?cái)z像，其實(shí)對(duì)于現(xiàn)代地鐵的安防設(shè)施建設(shè)，單有監(jiān)控?cái)z像，進(jìn)站安檢，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。巡檢人員對(duì)地鐵進(jìn)行實(shí)地檢查，仍然是無(wú)可替代的重要環(huán)節(jié)——每寸鐵軌、每枚螺絲都事關(guān)地鐵行車安全，巡檢只能用腳步丈量，沒有捷徑可走。雖然地鐵看上去就兩條軌道，很簡(jiǎn)單，但是需要檢查的項(xiàng)目很多，是一個(gè)重人力的工種。位于華北的一家城市地鐵運(yùn)營(yíng)公司就面臨著這樣的問題。
圖：艾利特機(jī)器人應(yīng)用于軌道巡檢
（2）難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)：
目前地鐵大部分還是使用人工檢測(cè)，每條線路需要10到20名軌道檢修工每天凌晨進(jìn)入隧道步行檢修，每小時(shí)只能檢測(cè)5公里軌道線路，存在作業(yè)效率低、人身安全隱患、無(wú)客觀標(biāo)準(zhǔn)、原始數(shù)據(jù)無(wú)詳實(shí)記錄、人工成本增加、夜間作業(yè)難免漏檢等諸多弊端。整套方案充電一次可連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)，基本能確保完成一條完整地鐵線路的檢測(cè)。該應(yīng)用集成艾利特EC66（6kg負(fù)載）協(xié)作機(jī)器人，自重僅為17.5kg，相較于同負(fù)載傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，功率250w僅為傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的1/4不到，確保AGV小車運(yùn)行時(shí)可達(dá)到更高的續(xù)航時(shí)間。此外，ELITE的協(xié)作機(jī)械臂提供48V直流版本，可與AGV集成后省略機(jī)器人控制柜由小車直接供電，系統(tǒng)更加緊湊。
（3）效益或影響：
目前客戶開始使用這套設(shè)備對(duì)軌道線路道床、扣件和鋼軌常見巡道這三大系統(tǒng)的十多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，無(wú)論是扣件缺失、斷裂、浮起，鋼軌出現(xiàn)裂縫，道床出現(xiàn)積水、異物等，都能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)送。使用協(xié)作機(jī)器人+AGV方案替代人工檢車實(shí)現(xiàn)了軌道巡檢過程中的“安全、高效、精準(zhǔn)”，將人員從繁重、惡劣的工作中解放出來，從而提升了整體運(yùn)營(yíng)效率。
復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用正在不斷深入，為了更好的解析當(dāng)前我國(guó)復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟此前曾發(fā)布了《復(fù)合移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書（2021版）》；同時(shí)，為了進(jìn)一步規(guī)范行業(yè)發(fā)展，由中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人（AGV/AMR）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)管理委員會(huì)主持制定的《工業(yè)應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人 復(fù)合機(jī)器人技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)也將在2022年3月正式發(fā)布，敬請(qǐng)期待！
