- 作者：溫暉
- 來源：天津電建
- 發(fā)布時(shí)間：2026-04-24
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春風(fēng)掠過烏蘭布和沙漠腹地，卷起細(xì)碎的沙粒，打在光伏支架桿上，發(fā)出沙沙的輕響。這片位于內(nèi)蒙古阿拉善高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的土地，曾是荒無人煙的戈壁荒漠，如今卻因一場(chǎng)科技與沙海的邂逅，正悄然煥發(fā)新生。
8000個(gè)足球場(chǎng)大的沙漠腹地，連綿的光伏支架整齊列隊(duì)，與遠(yuǎn)處的沙丘構(gòu)成一幅壯闊的能源畫卷。新“工友”——光伏安裝機(jī)器人，將在這里接受沙海的考驗(yàn)，為這片沙漠的“追光之路”開辟新徑。
智能“工友”外觀
30°坡爬行 硬核技能解鎖
烏蘭布和沙漠的地形遠(yuǎn)比想象中復(fù)雜，沙丘起伏，坡度多變，還有松軟的流沙地帶，這對(duì)光伏安裝設(shè)備的地形適應(yīng)性提出了極高的要求。
在以往的項(xiàng)目中，傳統(tǒng)人工作業(yè)需要工人們背著沉重的光伏組件，在沙丘間艱難跋涉，不僅效率低下，還存在極大的安全隱患；而常規(guī)光伏安裝機(jī)器人則“水土不服”，側(cè)向坡度超過5°就會(huì)出現(xiàn)重心偏移，甚至無法正常作業(yè)。
“這里多是30°的坡，相當(dāng)于我們?nèi)粘Ｅ罉翘輹r(shí)，樓梯扶手與地面的陡峭程度，站在上面都讓人有些發(fā)怵，更別說讓一臺(tái)沉重的機(jī)器人平穩(wěn)行駛、精準(zhǔn)作業(yè)。”宛亞林說道，“這個(gè)機(jī)器人就是專門針對(duì)沙漠、山地等復(fù)雜地形研發(fā)設(shè)計(jì)的。”
只見“工友”駛向一處坡度約28°的沙丘，履帶穩(wěn)穩(wěn)抓地前進(jìn)，當(dāng)行駛到側(cè)向15°的斜坡時(shí)，車架自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，精準(zhǔn)調(diào)整姿態(tài)，“它的誤差目前控制在±1°以內(nèi)，比我們一根手指的寬度還要小！”阿電入烏現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)理?xiàng)钫?span style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; line-height: 2em; font-family: 微軟雅黑, "Microsoft YaHei";">介紹道，語氣里滿是對(duì)這臺(tái)“工友”的認(rèn)可。
“工友”的料架也很獨(dú)特，四向夾持防護(hù)裝置緊緊固定著光伏組件，即使在顛簸的行駛和作業(yè)過程中，組件也沒有絲毫移位，如同雙手緊緊抱住物品一樣穩(wěn)妥?！耙郧暗膯瘟霞苄实?/span>、易滑落，我們?cè)O(shè)計(jì)的冗余雙料架，一套裝料一套作業(yè)，就算一套出現(xiàn)故障，另一套也能正常工作，避免停工，就像兩個(gè)搭檔輪流干活，互不耽誤。”宛亞林補(bǔ)充道。
機(jī)器人雙側(cè)料架
那“寒冬臘月、三伏酷暑”能通過考驗(yàn)嗎？
它搭載的高原型大功率柴油動(dòng)力系統(tǒng)，即便在-20℃以下的低溫環(huán)境中，也能正常啟動(dòng)作業(yè)?！?/span>咱的車趴窩了，它都不會(huì)！”楊政亭笑道。
±1毫米精定位 實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)鋪裝
光伏組件安裝，精度是關(guān)鍵。一絲一毫的偏差，都可能影響后續(xù)的發(fā)電效率，甚至導(dǎo)致組件損壞。
在傳統(tǒng)人工作業(yè)中，工人憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行安裝誤差大約20毫米——這個(gè)誤差，相當(dāng)于一枚一元硬幣的直徑，足以影響組件的貼合度；常規(guī)光伏安裝機(jī)器人雖然精度有所提升，但在戶外強(qiáng)光、反光等復(fù)雜光照條件下，感知系統(tǒng)容易失靈，定位精度大幅下降，常常需要人工配合調(diào)整，既耗時(shí)又費(fèi)力。
如何讓新“工友”擁有一雙“火眼金睛”？
試運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)，陽光正烈，沙漠的反光格外刺眼，只見“工友”的多目視覺3D感知設(shè)備快速運(yùn)轉(zhuǎn)，清晰識(shí)別光伏支架位置、精準(zhǔn)定位安裝點(diǎn)位。接著，機(jī)械臂緩緩抬起，抓取光伏組件，平穩(wěn)移動(dòng)到支架上方，然后精準(zhǔn)落下，整個(gè)過程一氣呵成。
技術(shù)人員用專業(yè)儀器依次進(jìn)行測(cè)量，“可以達(dá)到±1毫米的精度，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的直徑，比我們平時(shí)用的鉛筆芯還要細(xì)，比常規(guī)機(jī)器人精度提升了整整4倍！”宛亞林激動(dòng)地說道。
原來，天津電建研發(fā)團(tuán)隊(duì)解決了傳統(tǒng)相機(jī)點(diǎn)云生成與三維重建的難題，不僅精度高，還能抗強(qiáng)光，適應(yīng)反光、吸波等多種材料。未來，依托海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練，模型的泛化性極強(qiáng)，它還能結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)識(shí)別速度與準(zhǔn)確率的雙重提升，越來越“聰明”。
98%高檢出率筑牢質(zhì)量防線
光伏組件的質(zhì)量，直接關(guān)系到光伏電站的使用壽命和發(fā)電效率。在傳統(tǒng)光伏安裝過程中，工人會(huì)在安裝前對(duì)組件進(jìn)行外觀檢查，排查裂紋、碎片、污染等缺陷，但人工檢查效率低，還容易漏檢；而常規(guī)機(jī)器人則不進(jìn)行缺陷檢查，后續(xù)可能出現(xiàn)發(fā)電效率下降、組件損壞等問題。
這是天津電建研發(fā)團(tuán)隊(duì)必須突破的瓶頸，也是優(yōu)化機(jī)器人時(shí)的核心目標(biāo)之一，讓新“工友”不僅能干，還能把活干好、干細(xì)。
新“工友”在抓取組件前，搭載的AI、AOI智能缺陷檢查設(shè)備快速對(duì)組件進(jìn)行掃描，僅僅幾秒鐘，就完成對(duì)組件外觀的全面檢測(cè)——這個(gè)速度，比人工檢查快了10倍不止，而且精準(zhǔn)度更高。
“檢測(cè)內(nèi)容包括尺寸偏差、裂紋、碎片、蝸牛紋、污染、異物附著等，只要有一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)，‘工友’就會(huì)自動(dòng)告警，并將不合格組件分揀出來，避免安裝使用?！蓖饋喠盅菔局?，整個(gè)過程快速、精準(zhǔn)。
據(jù)介紹，這套智能缺陷檢查技術(shù)的檢出率達(dá)到98%以上，完全符合《NB/T11080-2023》標(biāo)準(zhǔn)，還能根據(jù)項(xiàng)目需求，靈活設(shè)置檢測(cè)項(xiàng)目、閾值和分揀規(guī)則，同時(shí)輸出缺陷圖像、位置標(biāo)記、自動(dòng)告警等信息，方便工作人員后續(xù)處理。
64.3%縮工期 效能全面提升
在光伏項(xiàng)目建設(shè)中，人工成本高、用工人數(shù)龐大且不穩(wěn)定，一直是困擾行業(yè)發(fā)展的難題，尤其是在沙漠、戈壁等偏遠(yuǎn)地區(qū)，招工難、培訓(xùn)難的問題更加突出。而常規(guī)機(jī)器人雖然能節(jié)省部分人工，但由于存在諸多技術(shù)短板，無法大規(guī)模應(yīng)用，難以從根本上解決這一困境。
阿電入烏項(xiàng)目航拍
“目前，在類似規(guī)模的光伏項(xiàng)目中，安裝24000塊組件（16.92兆瓦），需要大量的工人連續(xù)作業(yè)，工期長(zhǎng)，人工成本也居高不下?！?/span>楊政亭介紹道，傳統(tǒng)人工作業(yè)模式下，工人需要兩人一組，抬著重量超過30公斤的光伏組件——這個(gè)重量，相當(dāng)于6袋5公斤的大米，在沙丘間艱難作業(yè)，尤其寒冬酷暑天，勞動(dòng)強(qiáng)度極大。而現(xiàn)在，新“工友”的出現(xiàn)，正在徹底改變這一現(xiàn)狀。
試運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)，“工友”的作業(yè)效率相當(dāng)于4名工人的工作量，每小時(shí)可鋪設(shè)80-100塊光伏組件，總體人工節(jié)約比例達(dá)到42.9%，組件安裝費(fèi)用節(jié)約比例達(dá)到32.22%，總體工期縮短率更是高達(dá)64.3%，大大加快了項(xiàng)目推進(jìn)速度。
“樣機(jī)的實(shí)踐數(shù)據(jù)采集完，我們將就機(jī)器人與工人緊固螺栓的適配度再進(jìn)行提升，爭(zhēng)取‘取放緊固’一體化完成！”楊政亭在沙漠里計(jì)算著說道。
更令人驚喜的是，“工友”采用的吸夾功能一體式高安全性組件抓取系統(tǒng)，突破了行業(yè)掣肘。
原來，部分質(zhì)量控制嚴(yán)格的國(guó)際能源公司因?yàn)槌Ｒ?guī)機(jī)器人組件破損率高，損失巨大，從而拒絕中資總包企業(yè)在工程中應(yīng)用光伏組件安裝機(jī)器人。
“常規(guī)機(jī)器人依靠真空吸盤吸取組件，組件掉落、破損率高達(dá)2.5-5‰。”宛亞林介紹道，而“吸夾一體式”抓取系統(tǒng)，通過吸盤吸取組件后，再用4組氣動(dòng)夾爪夾持組件邊框并托住組件，鎖定壓力后釋放吸盤真空度，確保組件在運(yùn)送和安裝過程中不發(fā)生表面損傷和掉落，完美滿足了部分業(yè)主禁止使用吸盤方案的要求。
除此之外，新“工友”在作業(yè)過程中，還能通過多源傳感器融合，構(gòu)建包含地理信息與組件屬性的多維數(shù)字地圖，同步完成鋪裝與數(shù)字化建檔，解決了傳統(tǒng)光伏電站管理中資產(chǎn)空間位置與屬性信息割裂、可視化差、定位效率低等痛點(diǎn)，為后續(xù)的運(yùn)維管理提供了便利。
夕陽西下，金色的余暉灑在烏蘭布和沙漠上，光伏組件反射出耀眼的光芒，那些堅(jiān)守在研發(fā)一線的科研工作者，那些奮斗在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的建設(shè)者，還有新“工友”依舊在有條不紊地作業(yè)，履帶留下的痕跡，在沙地上勾勒出科技賦能的印記，智慧和汗水澆灌出“光的綠洲”……