探訪年產(chǎn)能萬臺(tái)人形機(jī)器人工廠
“量產(chǎn)難在造得穩(wěn)、造得一致”
人民日報(bào)記者 姜曉丹
走進(jìn)位于廣東佛山南海區(qū)的東方元啟智能機(jī)器人（廣東）有限公司機(jī)器人工廠，車間整潔明亮、智能設(shè)備有序運(yùn)行。這座由樂聚智能（深圳）股份有限公司與廣東東方精工科技股份有限公司聯(lián)合打造的智能制造工廠，是一個(gè)年產(chǎn)能萬臺(tái)的人形機(jī)器人規(guī)模化生產(chǎn)基地。
人形機(jī)器人規(guī)模化生產(chǎn)，難點(diǎn)在哪兒？暨南大學(xué)人工智能教研室主任李德平介紹，人形機(jī)器人全身多關(guān)節(jié)相連，螺絲松緊等細(xì)微差別會(huì)被放大，導(dǎo)致機(jī)器人行走、抓取動(dòng)作出現(xiàn)明顯偏差。此外，行業(yè)零部件統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)缺失，傳感器、仿生配件配套不完善，不同機(jī)型還要單獨(dú)調(diào)試運(yùn)動(dòng)、力度控制參數(shù)，使得規(guī)模化生產(chǎn)性能一致的產(chǎn)品難度很高。
眼前這座量產(chǎn)工廠，依靠整套智能化產(chǎn)線設(shè)計(jì)，針對性化解量產(chǎn)難點(diǎn)。
在智能物料管理區(qū)，高度自動(dòng)化的物料系統(tǒng)讓人眼前一亮。工作人員只需通過身份驗(yàn)證，對應(yīng)物料柜便自動(dòng)開啟，所需零部件整齊擺放、精準(zhǔn)取用。取用完成后，系統(tǒng)自動(dòng)稱重、計(jì)數(shù)、核對。一顆螺絲、一個(gè)墊片的變化，都能被精準(zhǔn)捕捉并實(shí)時(shí)更新。
物料出庫分揀后，AGV（自動(dòng)導(dǎo)引車）化身“智能搬運(yùn)工”，將零部件精準(zhǔn)送達(dá)各個(gè)工位。重載型AGV負(fù)責(zé)長距離跨區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)軀干、機(jī)架等重型部件；輕載型AGV在裝配區(qū)內(nèi)運(yùn)送螺絲、線纜、傳感器等小件；帶升降平臺(tái)的頂升式AGV，可直接將物料托盤送到流水線指定高度，與產(chǎn)線無縫對接……不同AGV按規(guī)劃路徑自動(dòng)避讓、有序通行，全程無需人工跟車，物料流轉(zhuǎn)高效有序。
繼續(xù)向前，便來到了人形機(jī)器人核心裝配區(qū)域。與傳統(tǒng)流水線不同，這里采用模塊化、同步化、柔性化生產(chǎn)模式，手腿部、軀干、頭部等關(guān)鍵部件在不同工位同步裝配，工作人員與自動(dòng)化設(shè)備緊密配合。結(jié)構(gòu)件安裝、線路連接、傳感器調(diào)試等數(shù)十道工序有條不紊推進(jìn)，整條產(chǎn)線安靜平穩(wěn)、持續(xù)運(yùn)行。
讓人印象深刻的，還有產(chǎn)線的“百變能力”。在產(chǎn)線中間區(qū)域，不同型號(hào)、不同配置的人形機(jī)器人同步生產(chǎn)。“我們從設(shè)計(jì)之初就走柔性化路線，只需在系統(tǒng)切換生產(chǎn)指令，就能快速調(diào)整型號(hào)和配置，幾分鐘就完成切換。”樂聚智能助理副總裁曹雨說，硬件層面僅更換末端執(zhí)行器與特定關(guān)節(jié)模組，無需重構(gòu)物理產(chǎn)線；軟件層面由系統(tǒng)自動(dòng)加載對應(yīng)裝配參數(shù)與適配程序，無縫銜接。
質(zhì)量管控從零部件入場時(shí)便已啟動(dòng)。針對輪臂、人形等不同品類機(jī)器人，質(zhì)檢環(huán)節(jié)大部分通用，僅根據(jù)產(chǎn)品定位調(diào)整檢測側(cè)重點(diǎn)。曹雨舉例，輪臂機(jī)器人重點(diǎn)測輪式底盤，看輪子行駛、轉(zhuǎn)向穩(wěn)不穩(wěn)定；人形機(jī)器人則更關(guān)注步態(tài)平衡與雙臂配合，測試上下臺(tái)階、復(fù)雜路面能否平穩(wěn)行走。
在生產(chǎn)線末端，每一臺(tái)機(jī)器人都要接受“上崗體檢”——工作人員大力推動(dòng)機(jī)身，機(jī)器人要穩(wěn)穩(wěn)站立；機(jī)器人還能180度轉(zhuǎn)腰、靈活關(guān)節(jié)屈伸，動(dòng)作流暢自然；行走、轉(zhuǎn)向、定位，在高精度設(shè)備監(jiān)控下逐項(xiàng)校驗(yàn)。工作人員還會(huì)模擬真實(shí)場景，對機(jī)器人進(jìn)行多維度測試，確保其能在實(shí)際環(huán)境中穩(wěn)定工作，只有全部達(dá)標(biāo)，才能順利通過考核。
“不在造得多、造得快，量產(chǎn)難在造得穩(wěn)、造得一致。”東方元啟技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，這也是規(guī)模化生產(chǎn)的重要考驗(yàn)之一，“在測試階段多下功夫，是為了不讓存在隱患的產(chǎn)品流向市場。”
曹雨表示，人形機(jī)器人已在工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)服務(wù)、教育科研等場景初步應(yīng)用。未來，隨著技術(shù)不斷成熟、場景不斷豐富、需求不斷擴(kuò)大，人形機(jī)器人將承擔(dān)更豐富的任務(wù)、扮演更重要的角色，而這一切的基礎(chǔ)，正是穩(wěn)定可靠的量產(chǎn)能力。
暨南大學(xué)機(jī)器人智能技術(shù)研究院院長柳寧認(rèn)為，當(dāng)前人形機(jī)器人仍處于產(chǎn)業(yè)初期，受限于傳感器、仿生執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)短板，加上成熟商用場景不多，市場大規(guī)模訂單尚未釋放，但長遠(yuǎn)來看，隨著硬件技術(shù)迭代、各類落地場景持續(xù)拓展，市場需求持續(xù)擴(kuò)容，大規(guī)模量產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展必然趨勢。
揭秘人形機(jī)器人專用電工鋼
0.2毫米迸發(fā)的強(qiáng)勁力量
人民日報(bào)記者 王云杉
電工鋼，電能與磁能高效轉(zhuǎn)換的核心材料，被譽(yù)為鋼鐵工業(yè)皇冠上的“明珠”。
在新能源汽車?yán)铮鼮殚L續(xù)航與強(qiáng)動(dòng)力打下基礎(chǔ)；在大型變壓器中，它支撐電流的穩(wěn)定輸送與高效轉(zhuǎn)換；在高端家電內(nèi)部，它讓能耗更低、運(yùn)行更穩(wěn)……從家電到新能源，從特高壓到智能電網(wǎng)，薄薄一片電工鋼，串聯(lián)起現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的動(dòng)力脈絡(luò)。
在河北遷安首鋼智新EVI（供應(yīng)商早期介入）實(shí)驗(yàn)室，研發(fā)工程師張豹正俯身研究一片樣品——0.2毫米超薄人形機(jī)器人專用電工鋼。
張豹介紹，當(dāng)前人形機(jī)器人加速進(jìn)化，這款專為機(jī)器人量身打造的超薄鋼片，厚度僅相當(dāng)于發(fā)絲直徑，卻能讓小巧電機(jī)迸發(fā)強(qiáng)勁力量，精準(zhǔn)適配人形機(jī)器人輕量化、高扭矩密度、高功率密度的嚴(yán)苛需求。“一臺(tái)機(jī)器人身上往往搭載四五十個(gè)乃至更多的電機(jī)，每個(gè)電機(jī)都離不開電工鋼的支撐，助力機(jī)器人靈活行走、精準(zhǔn)操作、穩(wěn)定發(fā)力。”
相比新能源汽車電機(jī)，人形機(jī)器人電機(jī)體積更小巧、集成度更高，對材料部分性能的要求也更為極致。
例如，高扭矩意味著電機(jī)更“有勁”，支撐機(jī)器人邁步、舉物、完成復(fù)雜動(dòng)作；低鐵損則對應(yīng)低發(fā)熱、低耗電，讓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)無需復(fù)雜的散熱系統(tǒng)……“兩者之間存在性能矛盾，提升一方往往會(huì)制約另一方。”張豹說。
如何在方寸之間破解這一矛盾？首鋼研發(fā)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室開展了600多次配方試驗(yàn)，歷經(jīng)10余次工業(yè)驗(yàn)證，耗時(shí)整整一年，終于在磁感、鐵損與扭矩之間找到最佳平衡點(diǎn)。相比市面常規(guī)產(chǎn)品，這款0.2毫米厚的專用鋼片鐵損降低了20%—30%，讓機(jī)器人電機(jī)更小、更強(qiáng)、更高效。
雖然人形機(jī)器人眼下仍處于起步階段，規(guī)模化應(yīng)用尚需時(shí)日，但首鋼堅(jiān)持提前卡位，為未來產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展打下基礎(chǔ)。
“2015年，在家電用電工鋼賣得最火的時(shí)候，我們就意識(shí)到新能源汽車處于爆發(fā)前夜，毅然轉(zhuǎn)向新能源汽車用電工鋼的研發(fā)。”首鋼智新首席技術(shù)專家安冬洋告訴記者。如今，首鋼的電工鋼產(chǎn)品應(yīng)用已實(shí)現(xiàn)全球新能源汽車銷量前十車企全覆蓋，國內(nèi)市場占有率達(dá)1/3。
“據(jù)估算，每1萬臺(tái)人形機(jī)器人約用百噸電工鋼，未來人形機(jī)器人走進(jìn)千家萬戶，這片‘薄鋼’將打開千億元級新市場。”安冬洋說。
從更大的視角看，首鋼在細(xì)分賽道的深耕，是我國電工鋼產(chǎn)業(yè)整體向上突破的縮影。
在供給側(cè)，“十四五”時(shí)期，我國全面掌握了先進(jìn)的電工鋼生產(chǎn)技術(shù)及工藝，特別是新能源汽車電工鋼、特高壓輸配電工程電工鋼等高端產(chǎn)品，均達(dá)到或超越世界同行先進(jìn)水平。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示：2025年，我國電工鋼總產(chǎn)量約1963.3萬噸，同比增長9.6%，占全國粗鋼總產(chǎn)量的2.04%。
在需求側(cè)，中鋼協(xié)科技環(huán)保部專家顧問陳卓分析，面向“十五五”，電工鋼的需求增長主要來自三個(gè)方面——
新能源汽車的持續(xù)放量。我國新能源汽車市場滲透率預(yù)計(jì)將持續(xù)上升，是無取向電工鋼需求最大的增量市場之一。
電力行業(yè)的投資拉動(dòng)。“十五五”時(shí)期我國電網(wǎng)固定資產(chǎn)投資將達(dá)5萬億元以上，用于變壓器的高端取向電工鋼需求有望隨之增長。
新興領(lǐng)域的加速崛起。低空經(jīng)濟(jì)中，無人機(jī)舵機(jī)、飛行汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等場景，將推動(dòng)超高性能電工鋼等材料的應(yīng)用。機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)、掃地機(jī)器人等智能終端大量使用小型化、智能化的微特電機(jī)，將對電工鋼形成穩(wěn)定需求。
嘗試為人形機(jī)器人穿新衣
不止外套，還在進(jìn)化為“皮膚”
人民日報(bào)記者 黃曉慧
“咔噠、咔噠……”上海嘉定區(qū)江橋鎮(zhèn)的制衣車間里，縫紉機(jī)聲依舊，但雷文手中的衣物卻變了——不再是厚重的工裝，而是一件銀白色的人形機(jī)器人外衣。這件衣服能隨著機(jī)械臂180度扭轉(zhuǎn)，又能在機(jī)器人意外跌倒時(shí)，像氣囊一樣護(hù)住昂貴的關(guān)節(jié)部件。“一條胳膊摔壞了，損失就不小。”雷文仔細(xì)檢查著人形機(jī)器人關(guān)節(jié)處無縫包覆的細(xì)節(jié)。
2004年，從老家湖北仙桃到上海闖蕩的雷文創(chuàng)辦了上海紫羲公司，裁制傳統(tǒng)工裝。幾年下來，他在紡織新材料及服裝加工企業(yè)聚集的江橋鎮(zhèn)扎下根來。隨著智能制造的到來，雷文觀察到一個(gè)現(xiàn)象：一套進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人的防護(hù)服動(dòng)輒上萬元，還要等幾個(gè)月才能拿到。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克面料耐高溫難題，自主研發(fā)的焊接、噴涂防護(hù)服售價(jià)僅為進(jìn)口防護(hù)服的一半，拿到不少企業(yè)的訂單。
2023年，一名工程師拋出一個(gè)問題：能不能做一件高彈罩子？不像工業(yè)防護(hù)服那樣笨重，必須阻燃、透氣，能跟隨關(guān)節(jié)彎折不卡死，運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫落，最好還能拆洗。為了啃下這個(gè)難題，雷文的制衣車間里搬進(jìn)了智能排料裁剪、3D激光掃描儀等設(shè)備，通過數(shù)字化建模模擬機(jī)器人各軸運(yùn)動(dòng)軌跡來優(yōu)化版型。
“你看肩膀處。”雷文指著樣衣上的無縫拼接處說，“我們加了防滑硅膠條，實(shí)際測試中，機(jī)器人連做幾十個(gè)急停，衣服位移不到幾毫米。”一次次的技術(shù)積累，讓公司在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的急速發(fā)展中搶占先機(jī)。2025年，公司人形機(jī)器人服裝出貨量1000套，成為宇樹科技、智元機(jī)器人等企業(yè)的供應(yīng)商。“過去，我們要上門給機(jī)器人量體裁衣，現(xiàn)在企業(yè)都主動(dòng)把機(jī)器人送來研發(fā)新樣式。”眼下，公司正聯(lián)合高校和面料企業(yè)，研發(fā)可集成溫度、壓力傳感陣列的織物表層，試圖讓人形機(jī)器人的外套具備碰撞檢測和體表溫感，一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)化為“電子皮膚”。
在雷文忙著給機(jī)器人做柔性外衣時(shí)，松江區(qū)的一間研發(fā)工作室內(nèi)，針織服裝設(shè)計(jì)師丁罕青正在為機(jī)器人手指編織針織套。丁罕青團(tuán)隊(duì)的主業(yè)一直是研發(fā)針織服裝，直到去年下半年，一家具身智能公司請他們用針織面料設(shè)計(jì)機(jī)器人的外觀。丁罕青回憶：“當(dāng)時(shí)客戶需要服裝近乎皮膚一樣嚴(yán)絲合縫包裹每一個(gè)工業(yè)曲面，扭轉(zhuǎn)彎折不起皺，為每個(gè)傳感器接口留孔，讓衣服變成可穿戴設(shè)備。”
丁罕青團(tuán)隊(duì)把早先為時(shí)裝開發(fā)的“3D針織算版”技術(shù)移植過來，將機(jī)械曲面逐一轉(zhuǎn)為針織版片，選用高彈紗線控制薄厚與回彈，使外衣像皮膚一樣附著在機(jī)體上，還可拆洗更換。目前，團(tuán)隊(duì)接到的機(jī)器人“皮膚”訂單已與傳統(tǒng)針織開發(fā)業(yè)務(wù)持平，客戶涵蓋具身智能、醫(yī)療康復(fù)及靈巧手企業(yè)。團(tuán)隊(duì)正嘗試在針織結(jié)構(gòu)中植入導(dǎo)電紗線，結(jié)合算法探索壓力感知與接觸反饋功能。“還在測試階段，但方向很明確——未來的機(jī)器人要能‘感覺’被碰了一下。”丁罕青說。