當(dāng)傳統(tǒng)人工巡檢還在與嚴(yán)寒酷暑、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、人身安全抗衡時(shí)，研華聯(lián)合伙伴完成了前端四足機(jī)器人與后端數(shù)字孿生的軟硬件高效協(xié)同創(chuàng)新。不僅實(shí)現(xiàn)了變電站設(shè)備的全面實(shí)時(shí)可視化、可管理、可追溯，還能夠結(jié)合AI提供預(yù)測(cè)性維護(hù)，提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，確保變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，成為“機(jī)器人+”應(yīng)用落地的典范。

通過(guò)將傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，某科技企業(yè)的人形機(jī)器人在2025年春晚舞臺(tái)上大放異彩，不僅掀起了行業(yè)內(nèi)關(guān)于機(jī)器人應(yīng)用的討論熱潮，還成為不少“兩會(huì)”代表關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)的調(diào)研報(bào)告顯示，中國(guó)擁有世界上最大的機(jī)器人市場(chǎng)，特別是在制造業(yè)，2023年中國(guó)安裝的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量為276,288臺(tái)，占全球安裝量的51%。

然而縱觀機(jī)器人開(kāi)發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀，在熱潮的背后，其發(fā)展過(guò)程中的痛點(diǎn)也不容忽視。隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來(lái)的行業(yè)與行業(yè)、企業(yè)與企業(yè)之間數(shù)字化能力及需求的差異性日漸凸顯，對(duì)于機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景也更為精細(xì)復(fù)雜。如何精準(zhǔn)匹配用戶(hù)需求，讓機(jī)器人能夠與人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，成為了機(jī)器人應(yīng)用拓展和價(jià)值提升的關(guān)鍵。

在這方面，研華攜手此科技企業(yè)打造了基于四足機(jī)器人的變電站數(shù)字孿生巡檢方案。當(dāng)傳統(tǒng)人工巡檢還在與嚴(yán)寒酷暑、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、人身安全抗衡時(shí)，研華聯(lián)合伙伴完成了前端四足機(jī)器人與后端數(shù)字孿生的軟硬件高效協(xié)同創(chuàng)新。不僅實(shí)現(xiàn)了變電站設(shè)備的全面實(shí)時(shí)可視化、可管理、可追溯，還能夠結(jié)合AI提供預(yù)測(cè)性維護(hù)，提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，確保變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，成為“機(jī)器人+”應(yīng)用落地的典范。

　01 受限多重因素，人工巡檢“行路難”

近年來(lái)，巡檢人員在巡檢過(guò)程中發(fā)生安全事故的消息已屢見(jiàn)不鮮。例如，2024年1月31日，寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司精細(xì)化工廠發(fā)生爆燃事故，致2名巡檢人員受輕傷。5月18日，山西晉城晉豐煤化工有限責(zé)任公司尿素車(chē)間液氨緩沖罐氣相管線卡具注膠加固過(guò)程中，液氨突然泄漏，導(dǎo)致2名作業(yè)人員及現(xiàn)場(chǎng)1名巡檢人員中毒暈倒……

這些安全事故的發(fā)生，不禁讓人思考：在高危、惡劣、人工作業(yè)有短板的特定環(huán)境，采用智能巡檢機(jī)器人代替或輔助人工巡檢，會(huì)不會(huì)是更好的選擇?眾所周知，傳統(tǒng)的巡檢作業(yè)，主要通過(guò)人工方式，定期對(duì)設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行評(píng)估判斷。然而，隨著巡檢作業(yè)朝著精細(xì)化、規(guī)范化、自動(dòng)化、數(shù)字化等方向發(fā)展，人工巡檢的弊端也隨之顯現(xiàn)：

環(huán)境惡劣

人工巡檢常常伴隨著封閉、高溫、粉塵等惡劣的自然環(huán)境。例如，油氣廠站作業(yè)區(qū)這種高危環(huán)境，潛伏著安全隱患，稍不留神可能造成事故發(fā)生。

工作量大

由于巡檢現(xiàn)場(chǎng)分散，并且巡檢設(shè)備較多，區(qū)域較大，人工巡檢需要花費(fèi)巡檢人員大量時(shí)間和精力。比如，依靠人工方式進(jìn)行電力巡檢，由于輸電線路往往架設(shè)在郊區(qū)、戈壁等地區(qū)，甚至有些跨越高山和湖泊。

　漏檢誤檢

人工巡檢受人員技術(shù)水平、心理素質(zhì)、責(zé)任心、工作經(jīng)驗(yàn)等影響，存在漏檢、誤檢的可能性。并且，巡檢記錄通常需手工填寫(xiě)，難以避免地會(huì)產(chǎn)生漏記、錯(cuò)記等人為失誤。

　缺乏管理

由于人工巡檢各區(qū)域工作相對(duì)獨(dú)立，后端運(yùn)維人員無(wú)法形成統(tǒng)一的管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)綜合分析、追溯和審核歷史巡檢數(shù)據(jù)。此外，也難以在巡檢中實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)，進(jìn)而對(duì)具有潛在問(wèn)題的設(shè)備或狀況及時(shí)制定特別的應(yīng)對(duì)策略。

以臺(tái)州某220KV變電站的巡檢工作為例，需要滿(mǎn)足變電站主設(shè)備、主控室、端子箱、構(gòu)支架、消防、土建設(shè)施及站內(nèi)環(huán)境等多維巡檢要求。由于變電站數(shù)量快速增長(zhǎng)，而巡檢人員配置不足，并且變電站大多地處偏僻、分散較廣，企業(yè)工作負(fù)荷大、時(shí)間長(zhǎng)，管理精益化水平下降和“管不過(guò)來(lái)”等問(wèn)題日漸突出，無(wú)法滿(mǎn)足智能電網(wǎng)對(duì)變電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

02 攜手伙伴，奏響機(jī)器人巡檢“沖鋒號(hào)”

面對(duì)傳統(tǒng)人工巡檢方式暴露出的種種弊端，如何借助先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高效、更安全、更智能的巡檢作業(yè)，成為字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)方向之一。經(jīng)過(guò)層層選型，該220KV變電站最終選擇了研華與伙伴聯(lián)手打造的基于四足機(jī)器人的變電站巡檢解決方案。

究其原因，電力局相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為機(jī)器人巡檢獲取的大量數(shù)據(jù)若缺乏有效整合與深度分析，就無(wú)法充分挖掘其潛在價(jià)值。此時(shí)，后端數(shù)字孿生平臺(tái)的價(jià)值就得以體現(xiàn)：通過(guò)構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景高度逼真的虛擬模型，并實(shí)時(shí)映射和模擬，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境變化趨勢(shì)等更全面、精準(zhǔn)的洞察。因此，研華聯(lián)合該科技企業(yè)打造的端到端一體化解決方案，便成為了該變電站的首選。

首先，在依托前端機(jī)器人完成變電站的各項(xiàng)數(shù)據(jù)采集需求方面，該科技企業(yè)四足巡檢機(jī)器人搭載了高清可見(jiàn)光相機(jī)、紅外熱成像儀、局部放電傳感器等設(shè)備，可實(shí)時(shí)獲取變電站主要設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)內(nèi)置的研華EKI-2728工業(yè)交換機(jī)工業(yè)交換機(jī)回傳至后端數(shù)字孿生平臺(tái)，用于實(shí)時(shí)、可視化的呈現(xiàn)。

針對(duì)變電站復(fù)雜、偏僻的自然環(huán)境，該方案采用仿生四足式機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)平衡控制技術(shù)，憑借高扭矩關(guān)節(jié)和高速運(yùn)動(dòng)控制算法，實(shí)現(xiàn)了斜坡、坑洼、石子路、草地等復(fù)雜路面的快速移動(dòng)能力，能夠跨越邊界障礙，讓巡檢路徑更加科學(xué)、靈活。

在后端的數(shù)字孿生平臺(tái)搭建方面，研華通過(guò)UNO-348工業(yè)級(jí)數(shù)字孿生一體機(jī)，對(duì)220KV變電站的主要設(shè)備進(jìn)行3D模型制作，根據(jù)CAD圖紙和現(xiàn)場(chǎng)的照片完成數(shù)字孿生場(chǎng)景的構(gòu)建，并設(shè)計(jì)主要的設(shè)備參數(shù)卡片，用于監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況。為了直觀的展示各項(xiàng)設(shè)備的實(shí)時(shí)情況，研華在場(chǎng)景兩側(cè)場(chǎng)景中設(shè)計(jì)了主要參數(shù)顯示，方便查看主要設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)，是否有設(shè)備故障和異常情況，便于問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。

基于四足機(jī)器人巡檢的變電站數(shù)字孿生架構(gòu)

這其中，研華提供了豐富的數(shù)據(jù)集成接口，使數(shù)字孿生平臺(tái)極具靈活性和可擴(kuò)展性，能夠無(wú)縫整合各種異構(gòu)數(shù)據(jù)，完成電氣參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、溫度監(jiān)測(cè)、設(shè)備異常告警、環(huán)境監(jiān)測(cè)、機(jī)器人狀態(tài)、機(jī)器人電池信息、巡檢當(dāng)前任務(wù)等多項(xiàng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，讓運(yùn)維人員關(guān)心的變電站全生命周期數(shù)據(jù)信息一覽無(wú)余。

值得一提的是，為了監(jiān)測(cè)一些不便于人員進(jìn)入的巡檢場(chǎng)景，研華還提供了VR頭盔等可穿戴設(shè)備，使運(yùn)維人員可在數(shù)字孿生場(chǎng)景中進(jìn)行自由的行走查看，也可在數(shù)字孿生空間中進(jìn)行巡檢，在保障人身安全的情況下獲取現(xiàn)場(chǎng)沉浸式的體驗(yàn)。

研華提供基于VR的沉浸式巡檢體驗(yàn)

　03 軟硬協(xié)同創(chuàng)新，釋放企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)“源動(dòng)力”

對(duì)于電力行業(yè)而言，電力系統(tǒng)快速發(fā)展，導(dǎo)致對(duì)電力線路的安全運(yùn)行和供電可靠性要求越來(lái)越高，電力巡檢向自動(dòng)化、智能化方式轉(zhuǎn)變已成必然趨勢(shì)，研華攜手該伙伴融合四足機(jī)器人和數(shù)字孿生技術(shù)形成的變電站巡檢方案，將成為機(jī)器人較早應(yīng)用同時(shí)也是較為成熟的領(lǐng)域，具有以下優(yōu)勢(shì)：

　　提高巡檢效率

四足巡檢機(jī)器人受地理?xiàng)l件、環(huán)境及天氣條件限制少,也不會(huì)像人一樣隨工作量加大而疲累，可代替巡檢工進(jìn)行高頻次巡檢。并且，四足巡檢機(jī)器人還能夠通過(guò)預(yù)設(shè)置，按照需求完成預(yù)設(shè)時(shí)間、預(yù)設(shè)任務(wù)的巡檢工作，使巡檢過(guò)程的便捷性、靈活性大幅度提升。

　保證巡檢質(zhì)量

四足巡檢機(jī)器人能夠自動(dòng)采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，省去了人工填寫(xiě)巡檢記錄的過(guò)程，也避免了人工填寫(xiě)過(guò)程中可能出現(xiàn)的漏記、誤記，保證了巡檢到位率、及時(shí)性和客觀性。

　易于運(yùn)維管理

通過(guò)數(shù)字孿生平臺(tái)，管理人員能夠?qū)崟r(shí)、直觀的查看各種設(shè)備的運(yùn)行情況，通過(guò)將巡檢數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)進(jìn)行對(duì)比和分析，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患和故障征兆，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，有效提升巡檢工作質(zhì)量。并且，輔助的VR頭盔和手柄，能夠讓巡檢人員“身臨其境”，對(duì)危險(xiǎn)及惡劣環(huán)境下的巡檢工作游刃有余。

今年的《政府工作報(bào)告》明確提出要“大力發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車(chē)、人工智能手機(jī)和電腦、智能機(jī)器人等新一代智能終端以及智能制造裝備”，這意味著對(duì)于機(jī)器人的深度應(yīng)用已上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。未來(lái)，研華與更多機(jī)器人產(chǎn)業(yè)伙伴還將深化合作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人巡檢方案的多行業(yè)多領(lǐng)域拓展，包括軌道交通、煤炭、石油化工、城市治理、數(shù)據(jù)中心、公共安防等各個(gè)場(chǎng)景。通過(guò)協(xié)同創(chuàng)新，共同譜寫(xiě)機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用的新篇章。