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石油、化工、煤炭等特種領域需要怎樣的機器人解決方案?

2024-07-16科技

近日,國務院安委會印發了【安全生產治本攻堅三年行動方案(2024—2026年)】。該方案提出包括「機械化換人、自動化減人」在內的多項具體措施,同時要求加大高危行業領域安全風險監測預警系統建設套用和升級改造力度,推進相關領域的機械化、自動化改造。地方層面,山東省制定了【山東省危險化學品安全生產「機械化換人、自動化減人、智慧化無人」三年行動方案(2024—2026年)】,明確了危險化學品領域「三化」改造的具體任務和時間表。同時江西九江市印發了【持續深化「機械化換人,自動化減人,智慧化管控」科技強安專項行動實施方案】,要求在非煤礦山、危險化學品、工貿等高危行業領域全面深化「三化」專項行動。「機械化換人、自動化減人」已成為石油、化工、煤炭等特種領域的數位化與智慧化改造的發展趨勢。

由於石化行業生產工藝復雜、具備大型精密高危裝置,傳統人力巡檢方法弊端明顯,巡檢工作品質的好壞與人為主觀因素關聯很大,例如自身問題檢查不細致、判斷疏忽馬虎大意、不能合理安排巡邏的最佳路線、角度點位、時間、頻率,亦或是遇到惡劣氣候環境時的消極怠工、出人不出力等,然後導致大量人資浪費,更為嚴重的則是造成重大安全事故,上下級連帶責任,造成不可彌補的巨大損失。據中國化學品安全協會統計數據顯示,截至2023年11月底,全國共發生了105起化工事故,其中較大及以上事故9起。石油化工企業實施老舊裝置綜合技改已迫在眉睫。

為了盡可能減少石油、化工、煤炭領域的安全風險,近年來國家大力推動智慧化巡檢,透過推動石油、化工、煤炭等智慧化改造,將5G、大數據、人工智慧等新一代資訊科技與石化化工行業融合,並推動重點高危區域實作「智慧化無人」改造。用機器人替代傳統人工巡檢作業。

▍面對石油、化工、煤炭行業痛點 智慧巡檢機器人應如何破局?

2020年4月,習近平就安全生產作出重要指示強調,生命重於泰山。各級黨委和政府務必把安全生產擺到重要位置,樹牢安全發展理念,絕不能只重發展不顧安全,更不能將其視作無關痛癢的事,搞形式主義、官僚主義。要針對安全生產事故主要特點和突出問題,層層壓實責任,狠抓整改落實,強化風險防控,從根本上消除事故隱患,有效遏制重特大事故發生。

在國家層面,【「十四五」現代能源體系規劃】明確提出要加快能源產業數位化、智慧化升級,推進智慧油氣管網、智慧油氣田建設。特別是在油氣田領域,需要註重數位化和無人化管理,以及綠色低碳開采技術的套用。【「機器人+」套用行動實施方案】同樣提出要研制礦山、化工等領域機器人產品,推進巡檢值守等場景套用。這也為化工和煤炭領域的巡檢機器人技術提供了明確的發展方向。

今年4月,中國石油和化學工業聯合會釋出的【2024年推進石油和化工行業綠色低碳發展工作方案】中指出,加快培育新質生產力,統籌推進石油和化工行業綠色低碳高品質發展,加快推進行業發展方式全面綠色轉型及新型工業化行程。

此外在地方層面,山東省應急管理廳印發了【山東省危險化學品企業智慧巡檢機器人系統建設與套用指南(試行)】,該檔指導和規範了全省危險化學品企業加快推進智慧巡檢機器人套用落地,為山東省巡檢機器人套用指明了發展方向。

重慶市化學化工學會等機構聯合舉辦的「2024第五屆西南區化工企業自動化智慧化與安全改造套用技術交流會」,也曾明確提出幫助化工企業提升自動化、智慧化技術水平胡安全管理措施,而機器人巡檢等智慧技術成為石油化工行業的套用首選。

面向石油、化工、煤炭以及特種領域的巡檢機器人種類繁多,但真正能夠做好巡檢作業的卻很少。主要原因在於,石油化工和煤炭行業的工作環境通常具有高溫、高壓、高腐蝕性等特點,這對智慧化巡檢裝置的耐用性和穩定性提出了極高的要求。

此外,不同裝置之間的通訊協定、數據格式存在差異,導致機器人在落地巡檢遭遇系統整合時面臨復雜性和相容性問題。巡檢作業是否精準高效,很大程度上除了取決於數據的即時采集、傳輸之外,也依賴於高效的演算法和模型進行故障診斷和預警。

以海上石油平台為例,海上平台結構復雜,空間局限且層級繁多。無論是井口平台、綜合平台、FPSO及沿岸處理設施等海上構造,作業及運輸區域均存在大量易燃易爆物品,因此,對設施的泄漏情況、有毒有害瓦斯、環境狀況及人員操作等進行定期監控至關重要。

而面向化工領域,天然氣等儲氣加工園區,往往存在濕凈化氣分液罐、原料氣過濾器、貧溶劑泵、原料氣吸收塔、產品氣分液罐、脫水塔、claus爐、急冷塔、半富液泵、尾氣焚燒爐等裝置,傳統人工巡檢難度大,一些隱秘角落很難覆蓋到,極易造成安全隱患。

煤礦焦化裝置廠區而言,往往需要嚴格監控裝置的閥門狀態、現場煙霧及明火、瓦斯濃度、裝置溫度變化、環境資訊及火災等進行監測及辨識。防止明火,部份加工裝置過熱引起的火災情況。

由於石油化工煤炭行業的裝備種類繁多,執行環境復雜多變,裝置需要具備在非結構化環境作業能力,同時需要依靠專用領域的演算法與模型進行輔助。所以並不是每台機器人都能勝任石油、化工、煤炭以及特種領域的智慧化巡檢要求。縱觀整個特種領域,七騰機器人在海上石油平台、化工天然氣廠區以及煤炭焦化裝置廠區表現出色。

具體來看,針對海上石油鉆井平台,七騰提供了一套立體式巡檢解決方案,以防爆輪式巡檢機器人(小型化)+防爆掛軌巡檢機器人+防爆四足機器人的立體巡檢組合方式進行作業。對於狹窄空間、非結構化環境防爆四足機器人可以實作強機動性的巡檢作業,小型化防爆輪式巡檢機器人配合可升降雲台,實作不同角度觀察點的數據采集。

在四川的天然氣計畫當中,七騰機器人率先采用防爆化工輪式巡檢機器人執行巡檢作業,透過影像辨識演算法、異常檢測演算法、場景監控演算法、機器深度學習演算法、影像建模辨識技術、紅外探傷演算法和AI視覺辨識技術,對計畫作業現場的環境、裝置進行異物辨識。其中包括安全標識有無情況、歪斜,裝置本體、操作平台等裝置有無銹蝕,裝置基礎有無下沈、歪斜或裂紋,儀表裝置表盤是否有裂紋或水霧等,在該方案中,七騰防爆化工輪式巡檢機器人透過異常狀態檢測,即時反饋異常數據,並在第一時間采取預警措施,減少企業安全風險。

在河南某煤焦化廠的焦爐裝置區域,七騰機器人透過在園區內部署輪式防爆巡檢機器人,進行全時段立體巡檢作業。該機器人透過表計辨識演算法、預處理演算法、修正演算法和AI辨識技術可以準確辨識現場各類表計裝置狀態和數據記錄,采集到的數據超過閾值則產生預警。同時透過瓦斯泄漏演算法和泵吸式危險瓦斯檢測模組,將數據即時傳輸到控制中心,為操控人員提供現場環境資訊,當監測到有害瓦斯超標時,系統將進行報警,以提示運維人員及時處理。

▍中國企業已打響海外特種機器人領域第一槍

對於七騰機器人來講,在拿下國內大量訂單,並取得上千個成功案例後。為進一步拓展市場,七騰機器人選擇「出海」計劃。對於七騰機器人而言,海外布局是其全球化戰略的重要一環,也是其持續發展的必然選擇,國內優秀企業走出去接受全球市場檢驗,不僅有助於提升企業的國際競爭力,更能推動整個行業的創新與進步,展現了中國智慧制造的硬實力。

記者了解到近日七騰機器人現身加拿大全球能源展,該展會是全球最大的B2B展覽和會議之一,涵蓋石油化工、油砂、氫能、風能等能源行業。它是全球能源公司展示最新技術、裝備的綜合舞台,也是各國企業進入北美陸上油氣田市場、開拓客戶的重要渠道。七騰機器人參展,標誌著七騰機器人正式進軍北美市場,正式對標國際頭部特種巡檢機器人,搶占又一藍海市場。目前七騰機器人業務範圍已覆蓋40余個國家和地區,主要客戶覆蓋卡達、沙烏地、新加坡、巴西、加拿大等。

▍結語與未來:

多模態大型模型的發展助推了人形機器人的商業化落地行程。步入2024年,不少人形機器人企業開始進入實際套用場景,展開驗證與實訓工作。人形機器人商業化落地是機器人領域的「技術考試」。而能夠在此考驗中真正脫穎而出的,必定是那些擁有核心研發實力且專註於特定細分領域的企業。對於七騰機器人來講,石油、石化、煤炭等特種領域業務成長已初具規模,全國範圍內擁有較高市場份額,且行業滲透率極高。而七騰機器人也在加速研發人形機器人產品,並透過其在特種領域的技術積累,嘗試從輪式、履帶再到足式機器人的商業化落地突破。

在北京市人形機器人產業聯盟大會上,七騰機器人有限公司與北京人形機器人創新中心、北汽集團、北京智源人工智慧研究院等11家企業成為副理事長單位。由此可見,七騰機器人在攻堅機器人技術、專註行業細分領域的同時,也在利用自身影響力,推動機器人行業成長。

近年來,全國湧現出了一批優秀案例及優秀產品,七騰機器人作為國內應急安全領域頭部企業,在中國安全生產科學研究院主辦的第一屆「工業互聯網+危化安全生產」研討會上,七騰機器人有限公司以優秀的商業化場景實戰案例和創新產品設計,成為全國唯一一家斬獲「優秀產品」獎項的機器人公司。獎項由危化行業領域相關領導、專家學者根據行動計劃成果遴選而來,具有極高的權威性和專業性,該獎項的獲得既是對七騰機器人卓越產品力的高度認可,也是對七騰機器人推進危化行業安全生產數位化、智慧化做出貢獻的充分肯定。

在特種領域數位化與智慧化改造浪潮中,七騰機器人以創新的產品設計和豐富的行業套用落地案例,成為特種機器人領域的標桿企業,並引領者行業創新和發展。而透過七騰自研工業化工專用領域多模態大模型與巡檢機器人相結合,將解決更多石油、化工、天然氣、電力、消防等領域的巡檢難題,加速推進更多特種領域的智慧化轉型升級。