智能巡檢機(jī)器人，下一片“掘金熱土”？
2019年11月23日 來源：高工機(jī)器人 瀏覽 968 次 評(píng)論（0）
伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，社會(huì)用電量不斷，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性提出了更高的挑戰(zhàn)，變電、輸電、配電等電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的巡檢工作量急劇上升，傳統(tǒng)人工巡檢作業(yè)顯然已無法滿足需求。在智能變電站和無人值守變電站模式的推廣下，迫切需要一種更為先進(jìn)、智能的巡檢模式，智能巡檢機(jī)器人因此應(yīng)運(yùn)而生。在近期CCTV《機(jī)智過人》的節(jié)目中，智能巡檢機(jī)器人作為主角登上舞臺(tái)，迎來了一場(chǎng)和電力精英10人大師團(tuán)的PK賽，挑戰(zhàn)在45分鐘內(nèi)，在300多個(gè)測(cè)試點(diǎn)中，找到一處人為設(shè)計(jì)的故障點(diǎn)。終，智能巡檢機(jī)器人以其出色的“業(yè)務(wù)能力”完勝大師團(tuán)，受到了專家評(píng)委的一致肯定。
《機(jī)智過人》中的智能巡檢機(jī)器人——“閃電哨兵”從本質(zhì)上來說，智能巡檢機(jī)器人是一種集成了多種傳感器的輪式機(jī)器人。它綜合運(yùn)用了圖像識(shí)別、無線通訊、激光自主導(dǎo)航算法、視覺識(shí)別等多種技術(shù)，通過搭建數(shù)字化、可視化、智能化的*作及遠(yuǎn)程診斷交互平臺(tái)，將AI 技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程中，實(shí)現(xiàn)了智能化的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。如今，智能巡檢機(jī)器人成為了電網(wǎng)智能化得以實(shí)現(xiàn)的重要手段，也是智能電網(wǎng)未來發(fā)展的重要方向。事實(shí)上，智能巡檢機(jī)器人自2013年進(jìn)入推廣階段后一路高歌猛進(jìn)，市場(chǎng)不斷發(fā)展壯大。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來看，在2013-2015年間，電網(wǎng)對(duì)變電站智巡檢機(jī)器人采購數(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)?？焖僭鲩L(zhǎng)，電力行業(yè)也成為了智能巡檢機(jī)器人應(yīng)用的主陣地。按照2015年電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的規(guī)劃，未來5年，原有的樞紐及變電站智能化改造率將達(dá)100%，估計(jì)有兩萬座110kV及以上的傳統(tǒng)變電站將要進(jìn)行智能化改造，同時(shí)新建智能化變電站數(shù)量達(dá)1.5萬座。如果僅考慮此3.5萬座智能變電站中有15%-20%需配置智能巡檢機(jī)器人，運(yùn)行模式以一機(jī)三站為例，單套機(jī)器人系統(tǒng)價(jià)格約為100萬元，則2020年，變電站智能巡檢機(jī)器人將有17.5億元-23.3億元的市場(chǎng)容量。而據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算2018-2020年國(guó)內(nèi)巡檢機(jī)器人市場(chǎng)總需求約為477億，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8.1萬臺(tái)，市場(chǎng)空間405億元。
智能發(fā)電3.0時(shí)代下的巡檢機(jī)器人
回顧我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展，歷經(jīng)了從依賴人工的1.0時(shí)代過渡到自動(dòng)化運(yùn)行的2.0時(shí)代，目前正在邁入智能發(fā)電的3.0時(shí)代。在智能電網(wǎng)3.0下，整座發(fā)電廠都是智能化生產(chǎn)的，其前端不僅具備了數(shù)據(jù)的泛在感知，同時(shí)通過智能的設(shè)備，構(gòu)建了智能電廠的“五官”和“四肢”，且在后臺(tái)建立智能的分析診斷體系，形成了智能電站的“大腦”。在智能發(fā)電模式下，傳統(tǒng)人工巡檢模式的固有缺陷在《機(jī)智過人》節(jié)目與“閃電哨兵”的PK賽中顯露無遺。在溫度高達(dá)50攝氏度的汽包車間里，比賽才拉開序幕沒多久就有工程師因?yàn)楦邷爻霈F(xiàn)了呼吸不暢、身體不適的情況而不得不退出比賽，也有工程師因?yàn)楦咴胍舻沫h(huán)境干擾而無法集中精力做出正確判斷進(jìn)而與故障點(diǎn)擦肩而過。終智能巡檢機(jī)器人率先發(fā)現(xiàn)了故障點(diǎn)，比賽獲勝。總結(jié)來看，在惡劣的環(huán)境之下，人工巡檢存在工作效率低下、勞動(dòng)量大、人數(shù)不足的痛點(diǎn)，難以提高巡檢效率和企業(yè)效益。比如，無法及時(shí)上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)信息，無法高頻次設(shè)備狀態(tài)并收集數(shù)據(jù)，因此也無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，甚會(huì)因?yàn)?作失誤而帶來人身威脅等。智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用，正好規(guī)避了以上諸多風(fēng)險(xiǎn)。目前國(guó)內(nèi)的電力巡檢機(jī)器人按應(yīng)用場(chǎng)景可分為室外巡檢機(jī)器人、室內(nèi)巡檢機(jī)器人、電纜隧道巡檢機(jī)器人、巡檢無人機(jī)四大類別。其中涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括圖像識(shí)別、紅外熱成像、定位導(dǎo)航、局放、運(yùn)動(dòng)控制等。巡檢機(jī)器人的主流廠家主要采用基于激光雷達(dá)的SLAM技術(shù)，通過獲取現(xiàn)場(chǎng)激光點(diǎn)云地圖，并利用幀間匹配、回環(huán)等手段，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主運(yùn)行和定位。電力巡檢機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)則通常為四輪結(jié)構(gòu)，按照運(yùn)動(dòng)控制方式不同，可分為主從驅(qū)動(dòng)方式、四輪四驅(qū)方式、四輪八驅(qū)方式三種。室外巡檢機(jī)器人一般采用四輪八驅(qū)方式，每個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)均為獨(dú)立控制，可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎以及任意時(shí)刻任意方向的行走，對(duì)路面狀況的適用性更強(qiáng)。5G浪潮下的機(jī)器人時(shí)代已越來越值得期待。將5G模組植入巡檢機(jī)器人中，其前端數(shù)據(jù)采集和后端控制的速度及智能化程度將大幅。前端5G模組讓智能巡檢機(jī)器人獲得了高速通信網(wǎng)絡(luò)，可解決實(shí)時(shí)傳輸過程中圖像清晰度低、丟包、延遲卡頓等問題，并可以快速同步地掌握巡視現(xiàn)場(chǎng)的影響及環(huán)境信息，更高效地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析。而在后端控制方面，巡檢機(jī)器人通過5G信號(hào)網(wǎng)絡(luò)將前端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)通過無線設(shè)備傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)用于*作人員與巡檢機(jī)器人進(jìn)行信息交互。通過上位機(jī)可實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人主體行走監(jiān)控實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，解決視頻圖像傳輸丟幀且控制延遲的問題，機(jī)器人進(jìn)而完成無人巡檢時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)情況的實(shí)時(shí)處理。由此來看，智能電網(wǎng)+智能巡檢機(jī)器人+5G技術(shù)三者的結(jié)合，勢(shì)必掀起電力行業(yè)新一輪的。以電網(wǎng)以及南網(wǎng)電網(wǎng)為主的下游客戶，對(duì)于電力設(shè)備的采購數(shù)量和金額巨大，形成采購壟斷地位，這對(duì)巡檢機(jī)器人行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局也造成了一定的影響。具體表現(xiàn)為：電網(wǎng)制定了一套復(fù)雜的招投標(biāo)體系，并以此制定市場(chǎng)參與規(guī)則；集中招標(biāo)的設(shè)備提出對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)、功能認(rèn)證證書等要求，因而形成了較高的準(zhǔn)入門檻。基于此，電力智能巡檢機(jī)器人市場(chǎng)逐步向頭部企業(yè)靠近，市場(chǎng)格局集中。整體來看，山東魯能、浙江國(guó)自、朗馳欣創(chuàng)、億嘉和科技為室內(nèi)、室外巡檢機(jī)器人以及隧道巡檢機(jī)器人市場(chǎng)上的主要玩家。山東魯能成立于2001年，對(duì)電力機(jī)器人的研發(fā)較早，并首先實(shí)現(xiàn)了將智能機(jī)器人技術(shù)在電力巡檢領(lǐng)域的應(yīng)用。其第五代產(chǎn)品變電站巡檢機(jī)器人，搭載了紅外可見光等探測(cè)設(shè)備，可對(duì)室內(nèi)設(shè)備的溫度外觀、壓力讀表等進(jìn)行準(zhǔn)確。目前，公司正在研發(fā)第六代產(chǎn)品，在運(yùn)動(dòng)性能上實(shí)現(xiàn)了八驅(qū)、了爬坡能力以及運(yùn)行速度，且實(shí)現(xiàn)了3D激光導(dǎo)航，導(dǎo)航精度大幅。國(guó)自機(jī)器人在電力巡檢行業(yè)的核心產(chǎn)品包括變電站智能巡檢機(jī)器人，以及室內(nèi)掛軌智能巡檢機(jī)器人、智慧管廊巡檢機(jī)器人等。繼2017年發(fā)布四驅(qū)四轉(zhuǎn)智能巡檢機(jī)器人TS100引起業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注后，2018年，國(guó)自機(jī)器人又發(fā)布了全新一代小型化智能巡檢機(jī)器人GS300，身材更迷你、更精準(zhǔn)、實(shí)施更便捷、*作更簡(jiǎn)單，更能適應(yīng)變電站對(duì)新一代巡檢機(jī)器人的應(yīng)用要求。朗馳欣創(chuàng)2008年面向電網(wǎng)行業(yè)推出其了臺(tái)巡檢機(jī)器人，并在2013年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的規(guī)?；逃谩?/span>除電網(wǎng)行業(yè)外，目前朗馳欣創(chuàng)巡檢機(jī)器人產(chǎn)品已經(jīng)在市政、工業(yè)機(jī)房、安防、鐵路、石油石化等諸多行業(yè)細(xì)分場(chǎng)景下開啟垂直領(lǐng)域的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。億嘉和科技成立于1999年，2014年進(jìn)入智能巡檢機(jī)器人行業(yè)，主要產(chǎn)品是室外巡檢機(jī)器人和室內(nèi)巡檢機(jī)器人。新推出的SA200小型化軌道巡檢機(jī)器人，可用于室內(nèi)配電房、變電站開關(guān)室等室內(nèi)環(huán)境巡檢，經(jīng)過一年的優(yōu)化，產(chǎn)品體積更小，能夠適應(yīng)狹窄空間。 除了下游客戶導(dǎo)向使得智能巡檢機(jī)器人市場(chǎng)格局集中外，智能巡檢機(jī)器人三大技術(shù)門檻——自主導(dǎo)航定位、綜合智能識(shí)別和大數(shù)據(jù)處理也將一批技術(shù)含量不高、企業(yè)規(guī)模尚小的玩家擋在了門外。總體來看，智能巡檢機(jī)器人的市場(chǎng)前景*廣闊，但仍存在著落地場(chǎng)景單一（主要集中在電力行業(yè)），行業(yè)尚未有完善的認(rèn)證體系和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，智能化程度不足，部分功能有待完善等問題。為解決以上問題，首先我們需要形成由點(diǎn)及面的方法論，逐步推動(dòng)電力巡檢機(jī)器人的規(guī)?；瘧?yīng)用；其次建立輸、變、配各環(huán)節(jié)電力巡檢機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)要求和質(zhì)量規(guī)范；在智能化程度方面，要時(shí)刻以人工智能作為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)巡檢機(jī)器人從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題的轉(zhuǎn)換，更深層次地減輕電力運(yùn)檢人員的工作壓力；后，無論對(duì)于哪個(gè)產(chǎn)業(yè)來說，多層面合作都是必不可少的，在巡檢機(jī)器人領(lǐng)域同樣如此，我們要積極推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的無縫連接。
