“最强大脑”科研院所，如何赋能佛山制造业数智化转型？

原标题:“超级大脑”研究院，如何赋能佛山制造业数字化智能转型？

在佛山顺德北滘的美的洗涤电器制造车间，即使是饭后，生产线上的机器人依然忙碌着。他们在流水线上“抓取”电路板，完成一系列测试，然后“抓取”回流水线等待下一道工序。

这个“产业倡议”是季华实验室智能机器人工程研究中心自主研发的AI自编程快速部署机器人，距离工厂只有20公里。

研发这款机器人的想法源于3C家电行业机器人应用远低于汽车行业，中小企业对工业机器人望而却步。作为“超级大脑”实验室，它决定为企业做点事情。经过深入研究，研究团队为工业机器人添加了“眼睛”和“大脑”。

这是佛山深化产学研结合，推进创新链产业链整合的缩影。

在制造业大市佛山，数字智能不仅要应用于高端制造业，还要应用于民生、轻工以及更多的中小企业。

本期，杜南记者走进佛山众多“超级大脑”，看科研院所如何结合当地产业需求，真正赋能和引领制造业数字化智能转型。

“给出一个问题”

机器人只能做“硬”动作？研究小组给了它们“眼睛”和“大脑”

要“答好题”，首先要“出好题”。

R&D的目标是解决实际问题，这些问题需要企业和市场来解决。季华实验室智能机器人工程研究中心常务副主任温志清和他的同事经过一系列实地考察发现，3C和家电行业曾是大湾区最重要的产业之一，但目前3C家电行业的机器人密度仅为每万人40台，而汽车行业为每万人750台。3C家电行业现有工人中，约30%是流水线上没有专业技能的低端普工。

“在流水线上重复同一个动作”的智能化已经不能满足未来产业转型升级的需求和趋势。机械臂和机械手可以在一定程度上解决生产中比较“硬”的动作，但不能满足柔性的要求。

文志清告诉南都记者，一般的工业机器人需要专业工程师做大量的标定、示教、编程等准备工作。在使用过程中，它们必须配合定制的专用夹爪和辅助定位机构才能在生产线上工作，而且每次产品更换时，程序、夹爪、定位机构等都要进行调整。需要重新修改才能再次使用。“这就造成了前期投入大、机器人应用成本高、缺乏配套专业技术人员等问题。然而，这是大多数中小企业不愿意应用机器人的主要原因之一。”

随着3C和家电行业的制造范式逐渐从大规模生产转向大规模定制，多品种小批量的柔性生产需求逐渐给工业机器人在3C和家电行业的大规模使用造成困难。这使得智能机器人工程研究中心意识到机器人的快速部署和生产变革变得越来越重要。

自编程快速部署机器人应运而生。针对这种需求，自编程机器人彻底改变了工业机器人的使用。基于国际先进水平的“元学习”算法，通过多维度、多模态的智能感知语言、动作、手势、图像等人机融合技术，使机器人拥有“智慧大脑”和“明亮眼睛”。

季华实验室智能机器人工程研究中心

供需之间是否存在两难？打造产业链“朋友圈”

科研机构思考的不仅仅是如何让机器人变得更聪明，还包括打造产业链平台和“朋友圈”。

作为较早集聚佛山的科研院所之一，位于南海的佛山数控装备协同创新研究院(以下简称“广工大研究院”)自成立以来，积极探索制造业数字化智能转型发展之路，在企业服务、技术研发、产业孵化转化、人才培养等方面为佛山数字化智能转型赋能。

2015年以来，在市、区科技、工业信息化等部门的指导下，研究院组建专家团队，走访调研当地企业200余家，形成了《佛山工业机器人应用需求报告》、《企业智能工厂转型报告》等数十份数字化转型行业分析报告。

目前，广州工业大学研究院手握两大法宝:中国(广东)机器人集成创新中心(以下简称“集成创新中心”)于最近四年接手运营管理，并以此为契机，于今年1月正式推出全国首家工业机器人集成应用超市(以下简称“集成应用超市”)。2017年以来，培育半导体集成电路和人工智能布局，搭建创新试点平台，形成产业集聚模式。

创新中心聚集了近30家机器人企业，聚焦机器人在佛山家电、建材、机械设备等领域的应用需求，构建“一核多园”机器人产业生态圈。在机器人产业生态系统领域，广州工业大学研究院承担了工业监控项目。如何通过机器人上下游产业支撑数字化智能化转型，也在团队走访调研的范围之内。

AI智能视觉检测摄像机

“针对不同企业在软件或硬件方面的不足，在数字化转型过程中，研究院组织了来自不同细分行业的服务。”佛山科技学院研究院副院长杨舒爱表示，在了解细分行业数字化智能化转型需求时，发现企业数字化智能化转型不是一个供应商就能解决的，服务商一端缺单。这让她意识到两头都有“两难”。为了实现数字化和智能化，我们需要一个集成的平台来访问数据。

传统民生产业如何与高端制造业“并驾齐驱”？学霸团队与食品制造企业“一拍即合”

在佛山，除了机器人、家电、汽车，数字化转型已经开始，食品、饮料、调味品等与民生密切相关的行业也与创新链紧密结合。

“计算机技术、人工智能、数据挖掘等检测技术很多，但大多应用于高端制造领域，如显示器件、汽车、新能源等。与我们日常生活密切相关的发酵食品领域，如醋、酱油、白酒等食品行业，虽然已经应用到机械化、自动化，但整体生产工艺和检测技术相比高端制造业还是比较传统的。”在季华实验室A区，X实验室(X Lab)核心成员王博士正在研究食品科学与技术。王加入这个团队的原因之一，就是希望将实验室的先进技术应用起来，推动传统食品行业以及更广泛的轻工行业的数字化转型升级。

这个项目也是基于产业需求和技术应用的双向互动的“一拍即合”。

“我们有技术，我们希望实现产业化，生产企业有需求。这是一个相互促进、相互推进的项目。”王对说道。

王的团队负责人是季华实验室的特约研究员毕海。经过多次实地考察和一系列深入交流，团队联合海天叶巍、九江酒厂等当地龙头企业，针对传统酿造食品生产过程中的产业升级瓶颈，在人工智能辅助光谱分析方法与设备、传统食品生产自动化设备等领域进行了深入系统的研发。以传统食品生产技术为基础，探索人工智能、光学检测和自动化的发展边界。

在这个过程中，团队的目标是实现测试技术无预处理、无损伤、非接触、快速、简单等优势的状态，真正将“接地气”与工业实际相结合。

吉化X实验室(X实验室)样品检测

“解决问题”

媲美“刷脸”技术的酿造食品质量快速检测

“问题”是行业，“答案”是来自各方面的企业与“超脑”的紧密合作。

在王的对面，的另一个同事正在检测公司送来的日常生产样品。这是他们最近几天的日常工作，测试大量样本，积累数据库。

季华实验室X实验室(X实验室)

据介绍，针对白酒、醋、酱油等传统食品酿造行业生产过程中对无损、快速、智能检测手段的需求，结合相关酿造食品的特点，团队深入研究以辅助光谱为核心技术，研发新一代检测技术和设备。为实现智能光谱检测技术的产业化应用，自主研发了一批适用于实时检测、抽样检测、成品储运过程监控等不同质量监控场景的新型设备。相关技术已在18种广东传统白酒产品的质量检测实验中得到验证，准确率达到90%以上。已经申请了四项发明专利。

为了实现上述成果和专利的产业转化，促进白酒生产过程中的无损快速质量控制，团队与广东九江酒厂有限公司签订了合作协议:“白酒智能检测技术与设备研究(第一阶段)”。“过去，检测一个指标可能需要10-30分钟。技术应用后，有望在5分钟内完成所有指标的检测。”王对说道。

据了解，自2022年初与九江酒厂合作项目启动以来，团队已完成设备设计、样机组装、方法优化等工作。数据库的建立、分析模型的优化和软件开发正在有序进行。相关技术和设备预计将于2022年在合作企业进行测试。

一边和工人一线工作，一边改变生产，就像一个高级的“通用机器工人”

在季华实验室的B区，另一个团队也在忙碌。

在美的电厨行业的生产线上，AI自编程快速部署机器人已经实现了与工人共线作业，同步生产变化，就像一个资深的“通用机器工人”...目前，文志清带领的团队已经与美的集团签订了正式的商业采购合同，该自编程机器人已经应用于家电行业PCB柔性检测生产线，并被列入美的电厨事业部2022年智能车间改造重点项目。

AI自编程生产线快速部署机器人

除了应用机器人，杜南记者看到，文志清的实验室里还有一批针对不同工艺的机器人正在测试，将实现“成熟一个工艺，促进一个工艺替代”。

结合机器视觉和人工智能，精确抓取和安装零散部件；识别和定位不同类型的电路板；机器人工作站对应多个检测站；24小时在线运行不停机……自编程机器人让制造业向数字化、智能化转型升级变得更容易、更快速、更灵活。

回忆起与美的集团的“战略会议”，文志清用了“立竿见影”这个词来形容。

“由于家电行业用工荒问题逐年加剧，美的一直非常重视智能化转型和减少用工的方向。因此，当我们了解到我们的自编程机器人这一新产品时，我们立即表现出了浓厚的兴趣，并为我们的产品改进提供了很多建议和帮助。”相应的，团队还针对美国的需求开发了专门的柔性手爪，实现了对现有同类产品的完全适配，从而实现了从软件到硬件的柔性化。

自编程机器人的“在线工作”将工业机器人的在线部署周期从3至7天缩短至1小时以内。

“自动化设备生产的变化可以类似于人工生产线，同时可以避免工人动作的不稳定、效率波动、人员流动等问题，可以真正实现敏捷制造、混线生产、可重构柔性生产。“文志清说，在不改变现有人工流水线布局的前提下，机器人可以说是即插即用，机器可以灵活自由的推送，从而无缝衔接现有的工艺流程。通过对某个流程的反复复制和应用，每个自编程机器人都会逐渐成为这个流程的“熟练技工”。

自主研发智能视觉检测摄像头，每年为企业节省数百万元。

为满足各行各业对制造业数字化智能化转型的迫切需求，广工大研究院还组建了集算法、软件、机械、控制传感器系统设计于一体的智能装备R&D团队，在图像、机器视觉技术领域积极探索。

在该所6楼的实验室里，该所研发部技术总监王化龙将测试样品整齐有序地放在自动流水线上，智能相机开始工作。一旦发现不合格产品，监控平台将发布标记记录。机器检验取代了生产线上的人工检验，帮助每条生产线减少了6名以上的目视检验员，单品检验效率提高了30%以上，至少为企业节省了数百万元的成本。

AI智能视觉检测摄像机

2021年，该项目入选佛山市科协创新新驱动助力项目，也成为广工大研究院以自主研发成果赋能制造企业的生动实践。

经过约一年的研究和攻关，去年11月小批量投产约100套成品。它们主要流向制造环节，如印刷电路板检查、封装行业中的零件放置和尺寸测量等。它们在物体识别和尺寸测量中具有稳定性好、测量精度高、不间断运行的特点。

除了自主机器视觉的研发成果，研究院的“嫁接桥梁”更为突出。数字化智能转型过程中如何打通平台数据整合？扫描打开微信小程序，在首页点击“自由需求”。这是佛山高新区与广州工业大学研究院共同打造的智汇+智能制造技术众包平台。专注于解决生产企业的自动化和智能化升级需求，致力于智能制造领域供需双方利益和效率的最大化。

国内首家工业机器人综合应用超市，为机器人供应商和供应商双方提供B2B一站式服务，解决机器人应用“最后一公里”问题。在综合应用超市首页，主视觉滚动“一站式机器人应用集成解决方案”，第一排有最新的机器人解决方案、行业需求、服务中心、资源中心可供浏览。他们面对的是佛山各大制造业，很多种类的机器人产品都可以在这里对接。从企业发出需求到创新中心接到订单，再到发出最优解，进入确认环节的生产线上即将上路的“机器人”也整装待发。

混合在一起

佛山制造给了R&D团队广阔的应用市场。

近日，佛山“六大提升行动”方案出台。提出到2026年，全市80%规模以上工业企业实现数字化、智能化转型发展，数字化、智能化转型企业总数达到6950家。建设广东省制造业创新中心3个，新增省级重点实验室3个。

在这个过程中，不仅加快了创新链和产业链的融合，而且双向促进了人才的聚集和技术研发的应用。

季华实验室

在美的工厂工作一直是季华实验室微生博士的日常工作。除了他自己的团队开发的机器人，微生还在整个车间进行了许多智能改造。

“创业者都很支持，做扎实的投入，积极配合实验室研究。”毕业后，王来到了佛山。从一开始的“我才知道这里是全国制造业的中心”，到现在，通过与企业的互动，我深刻体会到了“哪里有家，哪里就有佛山”的城市实力。王力可·陈晖实验室里的许多同事来自全国各地。“希望通过我们的努力，能够为基础民生产业的现代化、数字化、智能化转型做出贡献。让更多先进的技术真正在企业中得到应用。”

一方面，佛山制造给了R&D人员广阔的应用市场；另一方面，R&D团队尽最大努力应用更先进的技术，推动产业转型升级，为企业降本增效。

作为湾区的人才创新高地，广东工业大学研究院在人才培养上也给出了参考模式:包括与省内外多所高校持续联合培养研究生和专业技能。通过建立一批专业涵盖工业机器人、3D打印等企业的技术骨干和项目总监的校外导师团队，提供企业实践项目，培养具有创新思维和实践能力的高层次工业工匠。

文志清告诉南都记者，对于研究团队来说，除了资金支持，他们还希望得到人才、场地、资本对接、应用推广等全方位的支持。，并引导企业积极尝试新技术、新产品、新材料，对试错进行一定的补偿。科研成果只有在使用过程中不断完善，才能最终落地，取得优秀的应用效果。

项目:秋苹何慧文

统筹规划:路漫漫其修远兮。

采写:南都记者路长实习生陈英萍

摄影:南都记者郑俊斌陈斌英返回搜狐查看更多

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