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工程机械+机器人=?

2025-02-24e-works 杨培

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在自动化、无人化、智能化的浪潮之下,“工程机械+机器人”有着巨大的想象空间。可以预见,未来随着技术的持续创新与进步,工程机械与机器人的融合必将更加深入,并有望催生更多的创新性产品和应用。
       近日,中联重科在回复投资者提问时表示,其在人形机器人领域已取得重要进展,成功开发出了1款轮式人形机器人和1款双足机器人样机。尽管目前尚未实现量产,但未来应用前景十分广阔,有望应用于仓储物流、柔性制造、商业服务和居家养老等多个领域。
中联重科研制的人形机器人(来源:长沙发布)
 
       除人形机器人外,中联重科还积极拓展机器人产品线,研发了果实采摘机器人与果实运输机器人一体化装备、除草机器人、轮履复合机器人等多种创新产品。

       那么,作为工程机械行业的领军企业,中联重科为何要大力布局机器人领域?这一战略布局又凸显了工程机械行业怎样的发展趋势?工程机械与机器人的融合发展,又将带来怎样想象空间和发展机遇?

中联重科布局机器人,意欲何为?

       据介绍,中联重科高度重视研发和新兴产业布局,设有专门从事共性基础前沿技术研究的部门,会研究和探索与公司密切相关的先进制造领域技术和产业。而双足和轮式人形机器人样机,则是中联重科在人形机器人领域的研究成果,已初步实现部分日常生活的简单基本动作(如端茶倒水、拌沙拉),以及工厂物流搬运、分拣等作业。

       在2025年1月21日举办的中联重科2024年度总结表彰大会暨年会上,其人形机器人产品就曾亮相于科技成果展示环节。此外,中联重科还在年会上展示了果实采摘机器人与果实运输机器人一体化装备、除草机器人、轮履复合机器人等一系列高端化、智能化、绿色化创新产品,彰显了中联重科在先进技术研发与制造方面的强大实力和前瞻布局。
中联重科在2024年度年会上展示人形机器人样机(图源:中联重科)

       虽然中联重科表示,目前其开发的人形机器人都尚未实现量产,未产生实际收入,预计对短期业绩无提升贡献。但通过分析可以发现,中联重科此番布局机器人领域,却有着深层次的意图。

       一是布局机器人领域,能够为中联重科带来新的市场机会和业绩增长点。工程机械行业具有强周期性特征,其周期主要受下游房地产、基建、出口等需求变化以及自身设备更新周期、环保排放政策等因素影响,面临着市场周期波动等问题。而机器人产业作为新兴领域,市场潜力巨大。拓展机器人业务能够丰富中联重科的业务生态,实现多元化经营,降低对单一业务依赖的风险。如在经济下行期,工程机械业务可能受到冲击,但机器人业务若发展良好,可在一定程度上弥补工程机械业务的下滑,稳定经营业绩。

       二是机器人与工程机械在许多基础技术上存在共通性,在自动化、智能化的发展趋势上也高度一致,能够更好地实现协同,从而增强企业竞争力。例如,中联重科在长期的发展中所积累的机械设计、制造工艺、液压传动、电气控制等丰富的技术经验,能够快速移植到机器人产品的研发和生产中。在智能化技术研发方面的投入和成果,如自动驾驶、远程控制、智能监控等技术,也可应用于机器人产品,提升机器人的智能化水平。同时,机器人技术的发展也能反哺工程机械,推动工程机械产品的升级换代。

       三是应对未来市场竞争的战略考量。近年来,工程机械“机器人化”是重要发展趋势之一。国内外工程机械企业都纷纷加大了在机器人领域的研发投入和业务布局。利勃海尔不仅是欧洲工程机械巨头,也是欧洲领先的桁架机器人制造商,并可提供各种通用及非标的专业集成方案。卡特彼勒收购了美国机器人和自主化技术解决方案公司Marble Robot,旨在为其在建筑、采石、工业、废料处理等行业的客户提供下一代自主化解决方案。三一集团成立了三一机器人,构筑了智慧仓储物流、智能产线和智能叉车三大业务板块。徐工集团也进军机器人市场,推出了创新的拆除机器人等产品。未来,工程机械巨头之间的“战火”,或将从工程机械领域燃烧到机器人领域。

工程机械+机器人,有哪些想象空间?

       尽管工程机械巨头布局研发的机器人并非仅仅服务于工程机械领域,但随着越来越多的工程机械企业加大在机器人领域的布局,机器人与工程机械的融合发展令人充满期待,二者结合将产生怎样的化学反应值得深入探讨。事实上,机器人在工程机械的生产制造、现场施工和维修保养等环节均有着广泛且极具潜力的应用场景。

       1.生产制造环节

       事实上,目前在工程机械的生产制造环节,已大量应用各种类型的工业机器人,包括但不限于点焊机器人、切割机器人、喷涂机器人、装配机器人、移动机器人等,用于完成金属结构件(如挖掘机机身、起重机臂架)焊接、零部件装配、板材和管材等的切割、零部件和整机外观喷涂、物料搬运与上下料等工作任务。

       例如,在三一重工长沙18号工厂,大到72米长的臂架,小到2毫米的螺丝等全部由机器人完成自动化装配;钢板的切割和分拣完全交给了拥有3D视觉的AI机器人;基于移动机器人、智能立库等打造的智能物流系统,可实现不同类型零件的自动搬运和上下料。
三一重工长沙18号工厂里应用的机器人(图源:三一集团官网)

       而且,随着人形机器人技术的快速发展,未来也将可能应用于工程机械的生产制造环节。2月7日,在湖南省2025年十大技术攻关项目集中启动仪式上,中联重科作为“人-机-环境共融的仓储物流机器人研制”项目的实施单位参加了活动。该项目将依托中联重科等单位,研制面向仓储物流场景的智能机器人以及支持具身智能的AI原生云平台,以实现对复杂环境、操作行为的精准理解与自主顺应,从而提升仓储物流效率、降低运营成本。未来若研究成果成熟,或将实现在工程机械制造领域的商业化应用,为人形机器人在这一领域的应用开辟新路径。
中联重科人形机器人在生产车间试上岗(来源:长沙发布)

       2.现场施工环节

       伴随着近年来工程机械“机器人化”的发展趋势,国内外工程机械企业纷纷将机器人技术与工程机械相结合,开发了“机器人化”的工程机械,用于现场施工环节,使其具备自动化、智能化、信息化等类似机器人的功能和特性。

       例如,日本小松与朝日青木建设合作开发了电动水下推土机,开启了水下施工新时代。它采用了全电动设计,依靠电池供电,操作员可以安全地留在岸上,通过数据测绘与可视化技术实时观测水下作业进度,对环境几乎无侵入性,同时具备高效的材料移动能力,适用于大型项目。
水下施工机器人(图源:小松官网)
 
       徐工与网易达成战略合作协议,在工程机械智能化、无人化领域开展深度合作,共同探索行业前沿。单控多“牧羊人模式”的挖掘机器人和无人操控的装载机器人,则是双方合作所取得最新成果,能够实现从物料搬运到混合加工全过程作业,作业效率达到熟练驾驶员水平,而且装载机器人能够在完全无人和全黑的环境下实现自动化运行,24小时不间断作业。
徐工与网易开启战略合作(来源:网易)

       除了工程机械的“机器人化”之外,机器人与工程机械在施工现场的协同作业,也同样是重要的发展方向。例如,在土方施工中,挖掘机、推土机等与机器人协作,进行土方开挖、平整和回填。在混凝土工程中,混凝土搅拌车、泵车等传统工程机械负责将混凝土运输和输送到指定位置,混凝土浇筑机器人根据预设的程序和轨迹,进行精确的混凝土浇筑作业。在建筑施工中,机器人与起重机配合,进行物料的精确吊运和放置;在道路施工中,摊铺机与机器人协作实现路面自动铺设等。

       实际上,目前已有基于机器人与工程机械的协同实现智能施工的相关探索。这其中,日本小松推出的智能施工方案,核心为智能挖掘机和无人机的协同,由无人机实时生成3D地图,挖掘机据此自动调整作业(详情请见:小松:创造智能服务新境界)。波士顿动力的四足机器人Spot可以在建筑施工过程中进入到人无法进入的狭小通道,检查建筑结构安全,同时借助3D扫描技术协助施工团队掌握工程进度,并与施工设备配合,确保施工质量。机器人与工程机械的协同作业,能够提升施工效率、精度和安全性,未来随着技术进步,其应用范围有望进一步扩大。
 
小松智能施工解决方案

       3.维修保养环节

       在工程机械的维修保养环节,机器人则可用于完成故障检测、零部件更换等任务。例如,巡检机器人通过搭载传感器和检测设备,对工程机械进行定期巡检和故障检测,通过扫描、测量等手段,及时发现设备的磨损、裂缝等问题,并将数据传输给维修人员,提高故障诊断的准确性和效率。而对于一些需要频繁更换的零部件,如滤清器、刹车片等,可利用机器人的精确操作能力,快速、准确地完成零部件的拆卸和安装,减少维修时间和人力成本。

技术革新浪潮下,未来可期

       总的来说,在自动化、无人化、智能化的浪潮之下,工程机械+机器人有着巨大的想象空间。从行业与技术发展来看,中联重科布局机器人领域,既是其顺应行业发展、其开辟新的市场空间的需要,也能通过机器人与工程机械的相互赋能,实现技术协同创新,帮助其在未来的市场竞争中抢占先机。可以预见,未来随着技术的持续创新与进步,工程机械与机器人的融合必将更加深入,并有望催生更多的创新性产品和应用。
责任编辑:杨培
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