1、行業(yè)需求特征

智能巡檢是復合移動(dòng)機器人應用的主要市場(chǎng)之一，智能巡檢的范圍很廣，包括電力巡檢以及園區、數據中心以及礦山等行業(yè)的巡檢運維。其中，電力行業(yè)是目前應用機器人巡檢最多的領(lǐng)域。

圖：巡檢機器人各領(lǐng)域應用占比

機器人在電力行業(yè)的應用主要集中在輸電、變電以及配電環(huán)節，不同環(huán)節對于巡檢機器人的需求也有不同。

輸電環(huán)節：對于高空輸電，目前主要用無(wú)人機對架空線(xiàn)路、塔架進(jìn)行隱患排查；對于地下輸電，一般用隧道機器人對電力管廊內的設備進(jìn)行監控。對于輸電線(xiàn)路損壞等問(wèn)題，可以通過(guò)帶點(diǎn)作業(yè)機器人進(jìn)行維修。

變電環(huán)節：變電站是各級電網(wǎng)的核心樞紐。變電站巡檢機器人在室外環(huán)境下工作，需要具備自主移動(dòng)、智能檢測、分析預警等功能。

配電環(huán)節：配電站是電網(wǎng)的末端站點(diǎn)，數量眾多。配電站巡檢機器人在室內環(huán)境下工作，在小型化、輕量化、環(huán)境交互系統等方面和變電站巡檢機器人存在差異。

在電力行業(yè)的三大環(huán)節中，機械臂+移動(dòng)平臺式的復合型移動(dòng)機器人主要應用在室內的配電環(huán)節，如電箱開(kāi)柜檢測等，如優(yōu)艾智合以移動(dòng)底盤(pán)＋機械臂的復合移動(dòng)機器人可在末端接入不同的配件以滿(mǎn)足巡檢中的其他需求，搭載了視覺(jué)識別功能的巡檢機器人可以在二維進(jìn)行移動(dòng)，末端配件實(shí)現開(kāi)鎖功能，進(jìn)行電柜狀態(tài)檢測。

2、市場(chǎng)需求預測

國家電網(wǎng)自2013年開(kāi)始對變電站巡檢機器人首次招標，巡檢機器人市場(chǎng)開(kāi)始進(jìn)入全面推廣階段。2013-2015年間，國家電網(wǎng)對變電站智能巡檢機器人集采數量分別為100、280、430臺，到2016年已投入運行約1000臺，市場(chǎng)規?？焖僭鲩L(cháng)。2018-2020年國內巡檢機器人市場(chǎng)總需求約為477億元，年均需求約159億：分別對應變電站巡檢機器人9000臺，市場(chǎng)空間72億；配電站巡檢機器人8.1萬(wàn)臺，市場(chǎng)空間405億元。

電力行業(yè)需求呈穩步增長(cháng)趨勢，其他領(lǐng)域如數據中心、園區等近年來(lái)對機器人巡檢的認知度也在不斷提高，預計智能巡檢領(lǐng)域未來(lái)市場(chǎng)空間可達千億，復合型移動(dòng)機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)設備巡檢機器人ARIS-IS火電廠(chǎng)應用

（1）項目描述：

工業(yè)設備巡檢機器人ARIS-IS在國內某火電廠(chǎng)投入使用，實(shí)現區域設備無(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(chǎng)人工巡檢受人員心理素質(zhì)、責任心、工作經(jīng)驗、技能技術(shù)水平影響較大，存在漏檢、誤勘的可能性，且現場(chǎng)巡視環(huán)境惡劣，區域內高溫環(huán)境、設備位置復雜等因素導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(lái)隱患。

機器人ARIS-IS主要集成設備識別、儀表檢測、空氣質(zhì)量檢測、振動(dòng)檢測等功能，通過(guò)預先設定的巡檢任務(wù)代替人工完成設備狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)檢測，并通過(guò)數據分析對異常情況發(fā)出警告。采用激光SLAM+動(dòng)態(tài)算法+慣性的組合導航控制方案，能根據場(chǎng)景的特征自動(dòng)生成環(huán)境地圖，適應火電廠(chǎng)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化，智能檢測識別障礙物，主動(dòng)停駛。

圖：工業(yè)設備巡檢機器人ARIS-IS應用場(chǎng)景

（2）難點(diǎn)及創(chuàng )新點(diǎn)：

項目難點(diǎn)在于精確識別火電廠(chǎng)內設備儀表種類(lèi)繁多，例如常規表、異形表、數顯表、刀閘等，需要對設備的運行狀態(tài)進(jìn)行高效精準的診斷和反饋，并且有些設備還對機器人提出了操作要求，不同的設備需要對應不同的操作工具?；痣姀S(chǎng)現場(chǎng)環(huán)境復雜多變，面積大，需要機器人適應現場(chǎng)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化并進(jìn)行精準導航，ARIS-IS在導航上利用SLAM技術(shù)+動(dòng)態(tài)算法+慣性組合的方案，可以實(shí)現10萬(wàn)+平米面積快速建圖以及精準定位。

（3）效益或影響：

實(shí)現無(wú)人值守區域覆蓋巡視，減少安全事故隱患。數據實(shí)時(shí)監控分析，提前安全預警，降低安全事故發(fā)生概率。機器人7*24小時(shí)不間斷作業(yè)，增加巡檢頻次，相對人工巡檢效率提高40%，確定巡檢標準后準確率高達99%，降低人工因素對巡檢結果的影響，減少誤判。智能數字化的識別系統，便于信息化管理，提高管理效率，便于信息查詢(xún)。

案例二：新松國網(wǎng)數據中心巡檢復合移動(dòng)機器人項目

（1）項目描述：

北京國網(wǎng)數據中心，在2018年采購了兩臺由新松公司生產(chǎn)的復合移動(dòng)機器人用于數據中心的巡檢工作，復合移動(dòng)機器人采用激光Slam導航技術(shù)，最大運行速度1m/s。

復合移動(dòng)機器人手臂上安裝有高清攝像機，溫度傳感器，拾音器及開(kāi)門(mén)裝置，復合移動(dòng)機器人自動(dòng)運行到需要巡檢的機柜前，首先通過(guò)機器手臂上的開(kāi)門(mén)裝置自動(dòng)打開(kāi)服務(wù)器機柜門(mén)，然后機器手臂自上而下，通過(guò)高清攝像機拍攝服務(wù)器運行指示燈的工作狀態(tài)，通過(guò)溫度傳感器識別各服務(wù)器的工作溫度，通過(guò)拾音器識別各服務(wù)器工作的聲音。對出現的異常情況，復合移動(dòng)機器人通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸將故障信息傳送到監控中心。

復合移動(dòng)機器人可以不定期的對數據中心內的設備及環(huán)境進(jìn)行巡查，可以實(shí)現數據中心無(wú)人值守，確保數據中心運行穩定。

圖：新松國網(wǎng)數據中心巡檢復合移動(dòng)機器人

（2）難點(diǎn)及創(chuàng )新點(diǎn)：

這是首個(gè)應用于數據中心機房巡檢的復合移動(dòng)機器人項目，復合移動(dòng)機器人采用激光Slam導航技術(shù)，沒(méi)有對數據中心機房環(huán)境進(jìn)行破壞，移動(dòng)機器人的柔性運行路線(xiàn)，便于數據機房的升級及調試。通過(guò)機器手臂對對服務(wù)器機柜門(mén)進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)關(guān)作業(yè)，減少了數據中心改造的費用，機器手臂開(kāi)門(mén)要求移動(dòng)機器人重復定位精度高，同時(shí)在機器手臂上安裝高清攝像機和溫度傳感器，便于從多個(gè)角度進(jìn)行識別工作，確保識別的準確性。創(chuàng )新性，機器手臂既充當了機器人手臂的工作也充當的機器人移動(dòng)的眼睛的工作。對于機房?jì)瘸霈F的故障不但能夠查看發(fā)現還能做簡(jiǎn)單處理工作。

（3）效益或影響：

機房巡檢復合移動(dòng)機器人不僅應用在電力行業(yè)，還可應用于各行業(yè)的大數據中心，替代了數據機房的人員體力工作，增加了無(wú)人值守的安全性，移動(dòng)復合移動(dòng)機器人的應用會(huì )消除對于人員不能及時(shí)到達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：節卡變電所巡檢機器人項目

（1）項目描述

節卡機器人與合作伙伴開(kāi)展具備牽引變電所應急操作功能系統開(kāi)發(fā)研究，基于JAKA Zu 3協(xié)作機器人、AGV、多傳感器、紅外測溫、圖像識別、物聯(lián)網(wǎng)等，實(shí)現無(wú)人巡檢及無(wú)人操作，解決應急狀態(tài)時(shí)無(wú)法操作、故障延時(shí)長(cháng)的問(wèn)題。

當發(fā)生應急響應時(shí)，通過(guò)AGV自主導航，運行至指定位置，JAKA Zu 3協(xié)作機器人斷開(kāi)指定開(kāi)關(guān)，實(shí)現對成套設備（開(kāi)關(guān)柜）、綜合自動(dòng)化系統屏柜的面板按鈕、轉換開(kāi)關(guān)的操作功能,操作功能可由牽引供電調度系統、綜合自動(dòng)化系統或遠程集控中心進(jìn)行指揮命令。

圖：節卡與合作伙伴打造的巡檢機器人

（2）難點(diǎn)及創(chuàng )新點(diǎn)

目前變電所人工巡檢存在著(zhù)很多不足。傳統人工巡檢方式存在勞動(dòng)強度大、工作效率低、檢測質(zhì)量分散、手段單一等不足，人工檢測的數據也無(wú)法準確、及時(shí)地接入管理信息系統。并且，隨著(zhù)無(wú)人值守模式的推廣，巡視工作量越來(lái)越大，巡檢到位率、及時(shí)性無(wú)法保證。此外，在高原、缺氧、寒冷等地理條件或惡劣天氣條件下，人工巡檢還存在較大安全風(fēng)險，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(mǎn)足現代化智能牽引變電所安全運行要求。

傳統巡檢操作方式均需人工操作。將智能應急操作裝置引入變電所，融合當前最新的機器人技術(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(mǎn)足了鐵路行業(yè)用戶(hù)提出的新需求。

（3）效益或影響

JAKA Zu 3協(xié)作機器人，自重僅12kg，小巧輕便，與AGV匹配度高；重復定位精度為±0.02mm，在執行命令時(shí)，可精準完成；防護較好，適用于工業(yè)環(huán)境。通過(guò)這種解決方案，有效降低了人工維護成本，相比部署傳統巡檢系統具有簡(jiǎn)單靈活和成本低的優(yōu)勢，極大提升了變電所運維智能化水平和應急響應水平，為無(wú)人值守變電所的全面推廣提供了強有力的保障。對于進(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(zhù)重要意義。

案例四：艾利特機器人軌道巡檢應用

（1）項目描述：

提到地鐵安防，人們通常都會(huì )想到進(jìn)站安檢、監控攝像，其實(shí)對于現代地鐵的安防設施建設，單有監控攝像，進(jìn)站安檢，是遠遠不夠的。巡檢人員對地鐵進(jìn)行實(shí)地檢查，仍然是無(wú)可替代的重要環(huán)節——每寸鐵軌、每枚螺絲都事關(guān)地鐵行車(chē)安全，巡檢只能用腳步丈量，沒(méi)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營(yíng)公司就面臨著(zhù)這樣的問(wèn)題。

圖：艾利特機器人應用于軌道巡檢

（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，每條線(xiàn)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5公里軌道線(xiàn)路，存在作業(yè)效率低、人身安全隱患、無(wú)客觀(guān)標準、原始數據無(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運行8小時(shí)，基本能確保完成一條完整地鐵線(xiàn)路的檢測。該應用集成艾利特EC66（6kg負載）協(xié)作機器人，自重僅為17.5kg，相較于同負載傳統工業(yè)機器人，功率250w僅為傳統工業(yè)機器人的1/4不到，確保AGV小車(chē)運行時(shí)可達到更高的續航時(shí)間。此外，ELITE的協(xié)作機械臂提供48V直流版本，可與AGV集成后省略機器人控制柜由小車(chē)直接供電，系統更加緊湊。

（3）效益或影響：

目前客戶(hù)開(kāi)始使用這套設備對軌道線(xiàn)路道床、扣件和鋼軌常見(jiàn)巡道這三大系統的十多項標準進(jìn)行精準檢測，無(wú)論是扣件缺失、斷裂、浮起，鋼軌出現裂縫，道床出現積水、異物等，都能及時(shí)發(fā)現并報送。使用協(xié)作機器人+AGV方案替代人工檢車(chē)實(shí)現了軌道巡檢過(guò)程中的“安全、高效、精準”，將人員從繁重、惡劣的工作中解放出來(lái)，從而提升了整體運營(yíng)效率。

復合移動(dòng)機器人應用正在不斷深入，為了更好的解析當前我國復合移動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，中國移動(dòng)機器人（AGV/AMR）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟此前曾發(fā)布了《復合移動(dòng)機器人行業(yè)發(fā)展藍皮書(shū)（2021版）》；同時(shí)，為了進(jìn)一步規范行業(yè)發(fā)展，由中國移動(dòng)機器人（AGV/AMR）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標準管理委員會(huì )主持制定的《工業(yè)應用移動(dòng)機器人 復合機器人技術(shù)規范》團體標準也將在2022年3月正式發(fā)布，敬請期待！