9月的广州，天气还非常炎热，火辣辣的太阳炙烤着，在阳光下站久了人就已经晕的，但我们面前却出现这样一幕：两个全副武装、包裹着防护服的工人，爬上几米高的工作台为刮伤的船进行喷漆。

船坞工人工作场景

船坞粉尘飞扬、气味刺鼻、工人高空作业、面罩紧裹······这是我国修船企业常见的场景。

在高危行业中，修船工人显然是其中之一，尘肺病、坠落的危险，甚至还有有毒气体泄漏带来的致命威胁；而从整个国家的政策上来看，环保已经成为刻不容缓的事情，但修船厂的废水、废气排放一直不达标，导致很多修船厂只能夜里偷偷开工，白天一旦被举报，就面临着关闭的风险。

船坞工人日常

目前，修船业亟待一场深刻的技术与设备变革，修船业走到转型的十字路口。世界修船业发展到今天，已经步入以中国为代表的东亚和东南亚为世界修船中心的第三阶段。然而，中国修船业暴露的痛点越来越明显。

船企用工成本近年来以每年5%~10%的幅度增长，远远高于船企生产效率的提升速度。现如今，“万人造船”这一“盛况”早已不再，船企招工难、人工成本高已经成为普遍问题。

造船行业作为危险工种集中的行业，在劳动力招聘市场劣势非常明显。而相比造船，修船作业更加“苦、脏、累”，对年轻人更缺乏吸引力；此外，随着互联网技术的推广，以家政、装修、餐饮、快递等服务业为代表的第三产业不断扩张，吸引了大量劳动力，船舶工业等制造业工人由此被不断分流。

在招工难之外，还有一个影响修船企业发展的致命因素就是环保问题！

这两年，不断有修船企业因为环保问题被关停整顿。以安徽省为例，截至2017年11月底，在合肥及沿江各市原有的191家船舶修造企业中，已拆除资质手续不全、设施设备陈旧、技术工艺落后的企业达94家，停产退出市场7家，而剩余的90家企业也正在抓紧整改。

近年来，国家通过环保督查不断加大环境治理工作的力度，环保工作的标准和要求已经逐步深入人心。这对传统的修船工艺是严峻的挑战，比如喷砂除锈作业和危废垃圾的处置。业界人士认为，对环保工作要增强使命感，提高危机意识，积极研究改进生产技术工艺，引进先进装备，适应环保工作的要求，加快构建科技含量高、资源消耗低、环境污染少的绿色修船产业体系。

绿色修船：当梦想照进现实

两个多月前，由中国造船工程学会根据国家有关法律法规、产业政策和《修船行业推进船舶工业高质量发展行动计划》组织制定而成的《修船行业绿色船舶修理企业规范条件》（草案）开始实施。

在政策倒逼下，中国修船业实现绿色转型已经迫在眉睫。在推进“绿色修船”进程中，超高压水除锈是当前修船业正在实践的一项最具代表性的工艺革新举措。

船舶除锈中“喷砂打磨”是目前我国修船行业中普遍使用的船坞工艺。过去，工人手持磨料喷射设备在钢板上进行除锈作业，一般使用铜矿砂作为磨料介质。打砂过程中产生的高浓度粉尘随气流向四周扩散，废铜矿砂、铁锈及喷砂除锈过程沉降的粉尘产生了固体废物。

尽管修船企业注重对污染物的治理，并持续提高清洁生产水平，但目前仍无法根本解决喷砂除锈的污染问题。在“绿色修船”理念下，开放式喷砂除锈作业方式被逐步淘汰。

而超高压水除锈利用水的冲击力，去除污垢和锈斑，以柔性的水包裹粉尘，减少粉尘的扩散。一定程度上解决了粉尘的问题，但是除锈产生的废水回收问题依旧难以解决，此外，因为加了水之后，喷的面积更小了，效率要低很多。

在喷完水砂之后，后续还要用铁砂快速喷一遍，因为水砂有个最大的问题，在喷完的半个小时之后，整个表面又开始返潮生锈。这意味着，超高压水除锈方式虽然在一定程度上改善了环境污染问题，但其对船厂效率提升还不具备明显优势，修船厂下一步技术变革和设备升级落在了爬壁机器人上。

这些年，作为特种机器人的爬壁机器人因为服务应用于各个行业而取得突出表现，慢慢得到市场认可。比如油罐检测、电网探伤等。

爬壁机器人最早是由日本科学家在1966年开始设计研发出一台简单的原理样机，随后，美国、俄罗斯及德国等老牌欧美国家也相继开发出多个不同类型的爬壁机器人。

1986年，中国“863计划”中将用于核废料储存罐检查的爬壁机器人列为五种机器人产品之一，由哈尔滨工业大学负责，开启了国内爬壁机器人的实用化之路。

然而，目前国内大部分爬壁机器人都还处于研发样机阶段，真实的大批量应用还没有形成，因为在实际的应用场景中，还有很多细节问题需要解决。

开拓者：正在崛起的新秀

深圳市华维浦上智能机器人有限公司（简称“华维浦上”）公司于2019年3月成立，已成功自主研发全国首款智能真空吸附攀爬机器人。依托强大的研发能力，努力实现产品化转变，争创爬壁机器人特种行业新高峰。

在不到1年的时间里，其产品样机就已经研发成功，2020年9月份，华维浦上的爬壁机器人还进入了广州某家修船厂进行现场作业测试。

华维浦上爬壁机器人在广州某船厂进行测试

该爬壁机器人使用真空抽吸的方式形成负压吸附在船体表面上，通过伺服电机驱动移动。分为两个部分：主体和支援体。主体主要负责攀爬至作业范围执行工作任务，而支援体则负责在地面提供动力并回收废料，主要应用于船体除锈和喷砂。

据悉，华维浦上爬壁机器人采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、）高速喷射到需要处理的工件表面，或者用高速喷射水束使工件表面的外表面发生变化，达到清洁除锈的目的。

同样的，在喷漆过程中，采用压缩空气为动力喷漆，将油漆喷射到工件表面，实现涂装目的；对于流出的废料，支援体利用负压回收，通过旋风分离，积尘过滤等手段达到回收处理目的。

相对于传统的人工作业，爬壁机器人的优势更安全、更环保和更高效。采用真空抽吸吸附、电机驱动自行攀爬行走的工作模式，工作过程中采用遥控控制，极大地减少人工登高作业环节，大大提高了作业时人员的安全性；增加攀爬主机的防坠落安全装置，避免了主机工作中出现断电等意外发生。

最关键的是让作业更环保。喷砂全过程在密闭空间中进行，采用真空回收，将矿砂、铁锈、杂物百分百进行废渣回收，实现“零排放”。同时，利用分离技术对废渣和矿砂进行筛选，可实现矿砂99%的循环利用，剩余废渣进行回收处理。

此外，机器人机器人喷砂效率可以达到40平方米/小时，并且机器人能够连续、稳定的工作，进一步提升了作业效率。

事实上，攀爬机器人的技术主要有真空抽吸和磁吸附（电磁和永磁）两种技术，两种技术互有优劣之分。

磁吸附行走的速度比真空吸附要快，只要电磁吸附保持在稳定的状态，跑起来就很快，而真空吸附如果跑太快就容易掉下来；但是电磁要保证吸附的话要确保吸附的是铁质的东西，

此外，在应用场景上，两者也有分别：如果在一些需要防电磁、防爆的应用场景，电磁吸附就不合适；而像船体这样有些位置可能不是铁质的，是水泥或者不锈钢，就只能选择真空吸附。

华维浦上攀爬机器人基于真空吸附核心技术，融合磁吸附技术，未来可满足所有的应用场景。

事实上，在实际的应用场景中，遇到的问题更为复杂，因为船体的表面不完全是平面的，会有坑坑洼洼，也有高低不平，对跨越障碍物的要求更高，这就需要对机器本身进行更细节的处理。

然而，如果船体是一个垂直面，怎么吸都好吸，但是如果是一个斜面或者弧面，仅仅使用真空吸附就很难做到贴合吸附。很多企业做的产品吸得住，也走得了，但是遇到坑洼的地方就会掉下来，华维浦上是如何突破这一技术难点的呢？差别就在于对细节的处理。

为了实现吸附的贴合，华维浦上在吸盘部分加入了一种自研的软垫，实现了爬行吸盘完全密封。该材料的选择非常关键，因为该吸盘材料软了可能会变形，硬了在曲面的地方容易漏风，密封性不好。看似大家都差不多，其实细节有很多讲究，光是材料的选择我们就比配了很多种，需要不同的配方，大量的测试找到数据。

此外，要实现“吸能吸得住，走也能走起来，这里边还涉及到精确的算法和关键的数据以及找到数据的平衡点。

突破量产瓶颈

事实上，爬壁机器人在突破了底层技术壁垒之后，除了修船造船，还可以广泛应用于核工业、石化企业、建筑业等。

业内人士分析，在2-3年的市场培育期后，爬壁机器人在修船业、大型油罐以及海上平台的应用将进入市场的快车道。而目前的难点就在于产品化、产业化。

“每一家研发单位都在跟时间赛跑，谁最早有量产的产品，并经过用户的实际检验，满足用户的要求，谁就会成为行业的领跑者。”

有业内人士指出，爬壁机器人涉及的场景繁杂，不同场景下，作业环境和任务都不同，很容易陷入大量定制化的困境。文万彬指出，即便是普通的修船厂跟大型的国有船厂，一个是1万吨的船，一个是几十万吨的船，要求都不一样，这也导致研发成本高、周期长。

但对于华维浦上来说，即便是定制化，他们也能做到一个多月交货，因为爬壁机器人有一部分是通用的配件，只要更换非标的部分就行了。“生产目前不是难题，难题在于使用场景应用的稳定性。因为修船厂一旦决定应用爬壁机器人，就需要先进行技术整改。”

在突破了关键技术之后，华维浦上还将根据具体的应用对爬壁机器人进行技术上的迭代和新产品的研发，以拓宽其应用场景并丰富产品系列。未来爬壁机器人将向着底盘柔性化、功能模块化、作业自主化发展。

目前，华维浦上的爬壁机器人已经进入到量产的阶段，未来公司战略发展，预计2021年12月，完成爬壁机器人（水刀项目）的开发，实现销售产值1000万；2021年12月，爬壁机器人形成系列产品，实现销售产值1.5亿；2021年12月，基本建成完善的开发、生产、销售一体的中型高科技企业，实现销售产值3亿。