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炒菜機器人、裝瓶機器人……唐山一企業

把京津冀三地好創意變產品

造機器人 你有夢想我有工廠可共享

工作人員在數控加工中心加工零件

共享工廠是全國首個機器人非標產品研發制造共享平臺

在河北唐山百川機器人共享制造工廠（以下簡稱共享工廠），一臺近2米高的炒菜機器人樣機正迎來關鍵調試階段。據悉，該設備由北京科技大學退休教授研發設計，依托共享工廠實現技術轉化，目前烹飪速度已突破10秒/份、超15秒出三份菜的初始目標。   

占地超1萬平方米的廠房內，融合了京津冀地區的技術、人才與制造資源，可實現30多家企業的訂單同時生產。這座共享工廠只是京津冀機器人產業鏈協同發展的一個縮影。其中，唐山高新區作為京津冀機器人產業主要承載地，正持續為區域科研院所和企業提供技術、設備、人才等多項服務，推動京津冀機器人產業生態協同共進。   

希望讓學生快速吃上“小炒菜” 北京老教授帶著草圖求助共享工廠   

“這鍋底下的加熱模組，一塊對應一個溫度區，炒宮保雞丁時調溫100℃-150℃，做紅燒肉就設200℃。電腦里存著十幾種食譜，醬油、鹽、油等調料的用量也能通過自動注油泵精準控制，可實現多種菜品的自動烹飪。”在唐山百川機器人共享制造工廠的調試車間，技術副總紀超、工程師張德群和同事正在對一個近2米高、寬1.5米的炒菜機器人進行調試。   

這個炒菜機器人的發明人是北京科技大學一位退休的老教授，他覺得學校食堂大鍋菜難以滿足學生的口味需求，于是設計了這款能高速小炒、連續出餐的炒菜機器人。但從圖紙到成品并非易事。去年，他帶著設計圖紙找了好幾家機構都沒能如愿，后來在學校引薦下，他來到了百川共享工廠。   

當時，老教授手里只有幾份草圖，機器人的具體尺寸、加熱方式等具體參數都未標注。紀超和同事們此前從未接觸過炒菜機器人，但為了老教授的“炒菜機器人”夢，他們準備試一下。   

一番研究之后，紀超和同事們決定把整個“炒菜”流程拆解為“投料、加熱、翻炒、出料”等多個模塊。設計方案有了之后，還需要確認每個小模塊的功能最終“能不能實現”。紀超介紹，比如自動注油注料，他們想到用工業設備里常見的注油泵，稍作改造就能精準控制油量；溫度控制則參考了工廠里的溫控模塊，調整程序后就能適配不同菜品。“這些機械設計雖未在炒菜設備上應用過，但在其他機械上有過類似使用。”   

從發明圖紙到成品樣機 炒菜機器人實現不到10秒出餐   

經過可行性評估后，紀超和同事們開始了攻堅。他們將草圖轉化為精準的工程圖，再與老教授進一步溝通，一起完善設計、修改圖紙，并在材料選擇、零件規格等方面提出建議。   

最終，他們利用螺旋葉片隔離出不同炒菜工位，不同工位分區加熱，旋轉螺旋葉片將食材自后向前移動，通過各工位烹飪實現連續出菜。在火候控制方面，他們采用先進的傳感器和算法，能夠實時監測炒菜溫度，并根據不同食材的特性自動調節火力，確保菜品色香味俱全。   

張德群在項目中全程負責電氣設計與調試。張德群表示，炒菜機器人的核心需求是實現“15秒出三份菜”的高速烹飪，而這臺炒菜機包含多個運動部件，難點就在于短時間內如何讓這些部件精準配合，完成投料、翻炒、出菜等動作。從螺旋送料、電磁加熱到鍋體傾斜翻炒，每個環節的電氣控制都需精準到秒。調試過程中，他們常遇到部件配合不協調的問題，需聯合機械、軟件等部門的人員共同討論，通過頭腦風暴考量設計細節，分析并解決問題，最終讓設備按預設流程穩定運行，還能通過內置食譜滿足不同菜品的烹飪需求。   

一次次頭腦風暴，一次次調整，從發明圖紙到成品樣機，炒菜機器人通過小炒模式自動烹飪，不到10秒可出一份菜，目前已進入調試階段。老教授的“炒菜機器人”夢終于快實現了。   

30多家企業訂單同時生產 實驗室技術成果快速走向市場   

像老教授一樣，心懷實現機器人夢的客戶不在少數。在共享工廠1萬多平方米的廠房里，打磨聲、焊接聲此起彼伏，來自幾十家企業的訂單正在加緊生產。   

“我們配備了1000多名生產和技術研發人員，現在至少有30多家企業的訂單正在生產。”35歲的唐山百川機器人共享制造工廠負責人王孟昭對工廠的運行情況如數家珍。此前，因客戶對交貨時效要求高，百川公司采購了很多機械設備保障生產，但因生產的都是非標產品（根據特定需求定制的產品），公司的這些設備難免有閑置的時候。“后來我們就想，能不能讓別的企業也來使用這些設備，這樣不但可以提高設備利用率，還能幫到有需求的企業。”   

隨著京津冀協同發展“六鏈五群”戰略推進，河北唐山承擔著京津冀機器人產業鏈的重點建設任務。作為唐山機器人行業的龍頭企業，百川公司在2024年初整合資源成立了全國首個機器人非標產品研發制造共享平臺——機器人共享制造工廠，將服務從“設備共享”延伸至“全鏈條轉化”，成為機器人孵化器的“加速器”——銜接研發、中試、小試與批量生產，讓實驗室里的技術成果能快速走向市場。   

北京青年報記者從唐山高新區了解到，百川共享工廠具備年產機器人產品3000臺（套）的生產能力，可以幫助中小企業單位產品成本降低8%以上，產品研制周期縮短15%以上，產品不良品率降低10%以上。   

共享工廠已服務三地160多家企業機構   

王孟昭介紹，共享工廠的核心是裝備制造基地，作為河北省科技成果中試示范平臺，還與中國科學院、北京理工大學、北京科技大學等眾多高校、科研院所建立中試轉化合作。自成立以來，共享工廠已服務京津冀地區160多家機器人中小企業和科研院所，唐山四維智能科技有限公司（以下簡稱“四維科技”）就是其中的一家企業。   

“我們與北京一家國企食品公司聯合研發的裝瓶機器人產品，就是在共享工廠實現了從研發、設計到制造。”四維科技負責人陳耀岐告訴北青報記者，其實在共享工廠成立前，他們公司就已經開始跟百川合作了，共享使用其人才和設備。   

2023年底，裝瓶機器人產品項目啟動，陳耀岐的公司負責機器人方面的技術，聯合研發方主要負責食品生產工藝研究。陳耀岐說，這款裝瓶機器人要用于裝食品，且要復制一整條生產線的功能，技術要求很高。“我們公司屬于小微企業，總共有15名研發人員，無法覆蓋所有領域，但在共享工廠，他們的技術人員就能很好地補位。他們（聯合研發方）來唐山考察了我們公司和百川，了解到這種合作模式，也對研發更有信心了。”   

在共享工廠，陳耀岐很快就組建了一支20多人的研發團隊，涉及多學科、多領域，其中10人來自本公司，6人來自共享工廠，還有部分研發人員來自中國科學院和北京理工大學。項目啟動初期，研發人員一起頭腦風暴，確定研發方向。“共享工廠研發人員的加入，讓我們少走了很多彎路，比如排除一些不可行的研發路線，并在研發思路定下來后，承擔一些設計任務。在生產過程中，共享工廠的制造生產和質量管控能力也對我們很有幫助。”   

在共享工廠的幫助下，經過一年多的攻堅克難，陳耀岐的公司已經完成了這款裝瓶機器人最核心系統的研發，目前還在繼續進行輸送、AI檢測等配套系統的研發和制造。“這款裝瓶機器人從無到有，需要多長時間，研發能否成功，一開始我們都沒底。項目研發難度大，時間緊，我們預計是用兩年時間完成，現在，研發最難的部分已經解決了，預計今年年底能完成項目。”陳耀岐坦言，共享工廠解了他們的燃眉之急，不僅幫他們縮短了研發周期，也節省了成本。   

把好創意變成好產品 與京津冀科研院所合作共贏   

9月的一天，在共享工廠內，王孟昭和工程師們正在看一款農業機器人樣機。這款樣機是北京一所科研院所研發的，希望實現批量生產。由于沒有現成的生產圖紙，共享工廠的工程師們便開始仔細研究這臺樣機。他們發現，這款機器人技術含量很高，但離實際生產應用還有些距離。于是，科研院所和共享工廠進行了聯合研發，并最終優化了這款機器人的防水、防塵性能和一些內部結構，以使其滿足批量生產的條件。   

科研院所和共享工廠的合作，最終實現的是共贏。“科研院校的主要工作并不是生產，而是技術研發，但技術并不能直接轉化到生產，這個過程中需要進行轉化，我們恰好就能解決這個問題。”王孟昭自豪地說。   

把好創意變成好產品，是共享工廠工程師們的主要任務。   

“這鈦合金部件的焊接點，當時為了保證強度又不影響穿戴靈活性，我們前前后后咨詢了好幾家專業廠家才確定的工藝。”工程師韓璐璐正在和同事們進行著一款外骨骼機器人的調試工作。   

這款外骨骼機器人是北京某科研院所研發的，剛來到共享工廠時，只有一套樣機和部分圖紙。拿到項目資料時，韓璐璐和同事們發現，樣機上的一些改動未更新到圖紙中，部分關鍵參數標注模糊，如果照著原圖紙生產，組裝時肯定會出現部件“打架”的問題。隨后，工程師們頻繁與原研發團隊對接，詳細了解樣機的實際尺寸、部件連接方式，并召集共享工廠工藝、材料等部門的技術人員，一起對樣機進行拆解分析。“我們把每個零件都拆下來，和圖紙逐一比對，重新測量標注。”韓璐璐說。   

對圖紙進行優化后，生產環節的問題也接踵而至。外骨骼的核心支架采用鈦合金材料，這種材料輕便且強度高，卻給加工帶來不小挑戰——鈦合金焊接容易出現裂紋，表面處理也需特殊工藝。“我們沒有貿然開工，而是先聯系了三家有鈦合金加工經驗的廠家，帶著樣機部件去請教焊接參數、打磨技巧，最后結合自己的生產設備調整工藝。”韓璐璐回憶，僅焊接工藝的調試，他們反復試驗了多次才達到要求。   

從圖紙優化到機械加工，再到定制布藝部件，整個項目僅用了兩個月。就項目進展而言，共享工廠效率是高的。韓璐璐坦言，“快”的前提是“細”，比如在材料選型時，團隊會拿著3種不同強度的鈦合金樣品現場演示承重效果，讓對方直觀判斷；布藝部件的顏色、紋理也會提供多種方案供選擇。   

此外，高效的背后離不開共享工廠工程師團隊的經驗積累——比如在材料選型時，會優先推薦性價比高、易加工的替代材料，既滿足“省力、耐用”的需求，又控制成本；遇到工藝難題時，能快速聯動各部門找到解決方案。   

京津研發創新成果在河北實現快速低成本轉化   

在王孟昭看來，京津冀地區科研院所、高校眾多，科研實力雄厚。“科研機構更擅長從‘0到0.8’的科研工作，共享工廠擅長的則是‘0.8到1’的轉化環節，比如一個科研成果出來之后，共享工廠的產業工人及工程師便根據自己的經驗、設備等對這些研究成果進行技術驗證、商業驗證等，優化科研院所科研成果，使其具備生產條件。通過技術驗證評估技術可行性、先進性及是否有同類成果；通過商業驗證判斷技術成果是否有市場需求，避免技術先進卻無銷路的情況出現。”   

京津研發、河北轉化是京津冀協同創新體系的重要內容。王孟昭說，河北產業門類齊全、產業工人多、產業鏈龐大，能夠最快速地幫助京津冀地區相關單位優化產品設計，使其適合生產，所以河北特別適合承接北京、天津的科技成果轉化落地，而唐山機器人產業規模大、創新能力強、機器人人才多，尤其適合承接機器人相關項目的轉化。“河北轉化并不是說河北只能做一些附屬品，或者只是代工，而是發揮河北的優勢，跟京津的研發機構聯合進行創新，讓成果在河北快速低成本地實現轉化。”   

北青報記者了解到，唐山高新區積極融入京津冀協同發展戰略，充分借助北京的智力資源，發揮龍頭企業的帶動作用，機器人產業已成為京津冀協同共建“機器人產業鏈”的主要承載地。在河北省、唐山市的大力支持下，高新區機器人產業自2023年以來進入發展黃金期，企業數量從2023年初的71家增至如今的236家；機器人產業規模從2022年的50億元增至2024年的73億元，年均增長 20%以上，今年1到6月為39億元，增長20.3%。