科技日报记者 宋迎迎 通讯员 田元武
中石化第十建设有限公司（以下简称“中石化十建公司”）青岛智能建造车间内，一台银白色涂装的管道智能焊接机器人正在有序作业：经过打底、填充、盖面等工序，它将一个个管道精准“缝合”，全程无需人工干预。
“机器人焊接效率是手工焊的4倍！”近日，该公司焊接主任技师刘建国向记者展示了一组数据：620寸径管道焊缝，智能焊接机器人仅用3天即可完成，质量合格率达100%。
这一幕，正是石化工程建设领域智能化转型的生动缩影。从单台智能机器人突破到生产线集成，从技术研发到产业应用，中石化十建公司创新拓展智能制造新模式，驱动新质生产力发展。
从“能焊”到“善焊”
在石化工程建设领域，管道焊接长期以来高度依赖人工完成，存在效率低、质量波动大和高技能焊工断层的行业痛点。为打破这一困局，中石化十建公司联合南京理工大学协同攻关，启动智能焊接机器人项目。
“管道焊接工况复杂，不同管径、材质、壁厚的管道，甚至在不同环境温度下，打底焊的工艺参数都需要精准匹配。”中石化十建公司第一安装分公司技术质量部副部长刘玉梅介绍，机器人要实现这一点，必须具备“感知、判断、决策”的能力。
刘玉梅说，早在2022年，公司已在九轴管道智能焊接机器人领域积累了成熟技术。为进一步拓展应用场景，他们将“智能打底焊技术”作为研发重心。
焊缝定位是研发团队面临的首个技术难点。传统焊接机器人依赖预设程序，一旦管道摆放存在偏差，就会导致焊接错位。研发团队引入大视野激光相机系统，通过三维视觉技术实现焊缝的自动识别与定位。“机器人就像装上了‘智慧眼’，能在复杂工况下迅速确定管道焊缝的位置和轮廓，精准识别坡口角度、间隙等特征。”南京理工大学教授王克鸿说。
历经数月攻关，研发团队啃下一个个“硬骨头”，于2023年5月推出第一代管道智能焊接机器人，实现从“0”向“1”的突破。后经技术迭代及“工艺数据库”完善，今年1月，新一代管道智能焊接机器人正式投入使用。新型机器人融合机器视觉、智能轨迹规划及先进的智能焊接算法等技术，不仅能够适应多种材料的焊接需求，还能实现从打底、填充到盖面的“一条龙”焊接作业。
“只需按下启动键，机器人便能自动进行焊接作业，整个过程仅需1名操作员在中控室监控4台智能机器人运行。”刘建国说，新型机器人的诞生不仅提升了工作效率，而且在保障焊接质量的同时降低了人工劳动强度。
从单点突破到系统集成
在中石化十建公司承建的山东滕州甲醇制烯烃装置施工项目中，管道智能焊接机器人累计完成3960寸径管道焊接任务，320个焊缝焊接质量合格率达到100%，创同类项目焊接效率新纪录。“管道智能焊接机器人让我们看到了智能制造在降本增效、提质控险上的巨大潜力。”该项目经理张瑞表示。
除了效率优势，管道智能焊接机器人还具备“全生命周期信息追溯”能力，在作业中自动记录每道焊口的电流电压曲线、层间温度等数据，生成“焊缝身份证”。管理人员可随时查询数据档案，实现“焊前有方案、焊中有监控、焊后可追溯”的全流程管控。
智能焊接机器人的投用，为中石化十建公司带来诸多益处，但他们的探索并未止步。该公司尝试将智能制造从单点突破推向系统集成，整合管道材料智能加工、立体仓储、智能运输、智能抓取组对、管道智能焊接等多个环节，建设管道智能预制生产线。
“如果说单台机器人是‘智能工人’，那么智能预制生产线就是‘智能工厂’。”中石化十建公司智能制造研发团队负责人王银飞介绍，通过人工智能控制系统，生产线实现全流程自动化联动，管材从入库、加工、组对、焊接到成品出库，全程无须人工搬运和操作。
今年2月，管道智能预制生产线在中石化十建公司青岛智能建造车间完成建设，进入初步运行阶段，相比传统预制车间，其生产效率提升3倍，产品合格率稳定在99.8%以上。
“面向‘十五五’，我们明确‘人工智能+制造’的发展方向，公司将以破解行业痛点为核心，积极探索‘基地化布局+模块化建造’新模式，提升石化工程建设的智能化水平。”中石化十建公司第一安装分公司总经理王坤表示。
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