В контексте современной глобальной обрабатывающей промышленности, которая ускоряет трансформацию в сторону интеллекта и цифровизации, роботы-манипуляторы, как ключевое оборудование в области промышленной автоматизации, меняют традиционные модели логистики и производства с беспрецедентной скоростью.
Ухань, город технологических инноваций, известный как «Китайская долина оптики», стал центром развития индустрии манипулирующих роботов в центральном Китае и даже в стране благодаря своим богатым научным и образовательным ресурсам, комплексным промышленным вспомогательным объектам и превосходному расположению и транспортным преимуществам.
От гибкой линии сборки комплектных автомобилей до перевалки контейнеров в «умных портах», от прецизионной сортировки электронных компонентов до погрузочно-разгрузочных работ в тяжелом машиностроительном оборудовании — компании-производители роботов-манипуляторов в Ухане используют независимые инновации в качестве двигателя для продвижения скачкообразного перехода от «Сделано в Китае» к «Сделано в Китае интеллектуально».
1. Состояние развития и стратегическая ценность индустрии погрузочно-разгрузочных роботов в Ухане
Погрузочно-разгрузочные роботы, в широком смысле, включают в себя AGV (автоматические управляемые транспортные средства), AMR (автономные мобильные роботы), RGV (железнодорожные шаттлы), а также различные типы роботизированных манипуляторов, беспилотные вилочные погрузчики и другое интеллектуальное оборудование. Их основная функция — автоматическая передача и точное позиционирование материалов в различных процессах и областях.
В Ухане эта отрасль больше не представляет собой изолированное производство оборудования, а представляет собой системное решение, глубоко интегрирующее искусственный интеллект, машинное зрение, связь 5G и технологию цифровых двойников.
Согласно отраслевой статистике, в провинции Хубэй имеется более 200 предприятий и подразделений, поддерживающих роботов, расположенных выше и ниже по технологической цепочке, образуя полную производственную цепочку от производства основных деталей и корпусов до системной интеграции и применения.
Являясь центром исследований и разработок, Ухань объединил большое количество ключевых предприятий и накопил глубокие технические преимущества в таких сценариях применения, как обработка, сварка и напыление.
С точки зрения промышленного распределения, компании-манипуляторы из Уханя демонстрируют отличительные характеристики и специализированное разделение труда: на уровне основных компонентов многие компании достигли независимого управления в области высокопроизводительных серводвигателей, приводов и контроллеров движения; в процессе производства кузовов у них есть возможности для исследований, разработок и производства шарнирно-сочлененных и мобильных роботов;
Что касается системной интеграции, компании глубоко вовлечены в вертикальные отрасли, такие как автомобилестроение, бытовая техника, логистика и медицина, предоставляя услуги полного жизненного цикла — от разработки решения до внедрения, эксплуатации и обслуживания.
Эта трехуровневая архитектура «основные компоненты – производство онтологий – системная интеграция» не только повышает устойчивость производственной цепочки, но и закладывает прочную основу для участия индустрии манипулирующих роботов Ухани в глобальной конкуренции.
С точки зрения региональной планировки индустрия манипулирующих роботов в Ухане представляет собой пространственную структуру «одно ядро, несколько точек»: зона высоких технологий Ист-Лейк (Оптическая долина), как источник инноваций, собрала большое количество предприятий, ориентированных на исследования и разработки, и университетских научно-исследовательских институтов;
Зона экономического развития Ухани (Долина Че), опирающаяся на свою прочную основу в автомобильной промышленности, стала основным полем битвы за применение манипулирующих роботов при сборке автомобилей и логистике запчастей;
Хуанши, Сянъян и другие места стали важными базами для производства корпусов роботов и крупномасштабного производства благодаря своим ценовым преимуществам и вспомогательным производственным мощностям. Такая схема несогласованного развития, синергии и взаимодополняемости эффективно снизила затраты компании на исследования, разработки и производство, а также ускорила коммерциализацию технологических достижений.
2. Эволюция базовой технологии манипулирующих роботов и инновационных практик в Ухане
Быстрое развитие индустрии манипулирующих роботов в Ухане неотделимо от постоянных прорывов в базовых технологиях и всестороннего расширения сценариев применения.
В настоящее время технологическая эволюция в этой области в основном вращается вокруг четырех основных направлений навигации и позиционирования, диспетчерского управления, взаимодействия человека и машины и цифровых двойников, и компании из Уханя хорошо зарекомендовали себя в этих четырех измерениях.
Что касается технологий навигации и позиционирования, компании из Уханя добились скачка в развитии от навигации по магнитной полосе и навигации по QR-коду до лазерной SLAM, визуальной SLAM и даже мультисенсорной навигации.
В продуктах AGV/AMR, независимо разработанных многими ведущими компаниями, используется композитный метод навигации SLAM+vision с точностью наведения до ±10 мм. Они могут самостоятельно рисовать карты и планировать пути в динамично меняющейся производственной среде без каких-либо изменений в производственном цехе, что значительно снижает затраты на развертывание.
Компании из Уханя также находятся в авангарде отрасли с точки зрения кластерного планирования и совместного контроля.
Ценность манипуляционных роботов заключается не только в автоматизации одной единицы оборудования, но также в совместных операциях и глобальной оптимизации нескольких единиц оборудования.
Алгоритм кластерной диспетчерской системы, самостоятельно разработанный местными предприятиями, может реализовать распределение задач в реальном времени, планирование маршрутов и разрешение конфликтов для сотен AGV/AMR. Компания успешно развернула около 300 AGV на заводах ведущих отечественных автомобильных компаний, построив первую в стране полноценную автоматическую логистическую систему AGV, подняв эффективность логистики «умных» заводов на новую высоту.
Что касается взаимодействия человека и машины и технологий безопасности, компании из Уханя активно отреагировали на потребности гибкого производства и выпустили множество совместных роботов-манипуляторов с функциями безопасности, такими как обнаружение столкновений и перетаскивание с контролируемым усилием. Они могут работать бок о бок с рабочими без защитных ограждений, выполняя такие задачи, как точная сборка и сортировка материалов. Точность сопротивления некоторых продуктов может достигать ±0,5 мм, а работа без подвесного пульта обучения значительно снизила порог программирования и сделала операции по обработке более гибкими и эффективными.
Что касается цифровых двойников и виртуальной отладки, компании из Уханя применяют эту передовую технологию для управления полным жизненным циклом манипулирующих робототехнических систем.
Создавая цифровую модель, которая отображает 1:1 физический мир в виртуальной среде, компании могут завершить проверку решения, оптимизировать оптимизацию и прогнозировать неисправности перед развертыванием робота, что значительно сокращает цикл реализации проекта и обеспечивает надежную работу тяжелых погрузочно-разгрузочных роботов в суровых условиях, таких как порты и шахты.
3. Перспективы развития отрасли
Хотя индустрия манипулирующих роботов в Ухане добилась замечательных успехов, в процессе перехода к более качественному развитию она по-прежнему сталкивается с такими проблемами, как необходимость улучшения независимого управления основными компонентами, недостаточная проверка высококлассных сценариев применения и высокая итерационная нагрузка на новые технологии. Но проблемы и возможности сосуществуют: Ухань, как город науки и образования, имеет ведущие университеты, такие как Хуачжунский университет науки и технологий и Уханьский университет, и лидирует в стране по количеству талантов в областях, связанных с робототехникой;
В 2025 году город Ухань опубликовал «План действий по ускорению развития индустрии роботов-гуманоидов (2025-2027 годы)», а провинция Хубэй также модернизировала индустрию роботов-гуманоидов до уровня провинциальной стратегии и учредила фонд фондов для роботов-гуманоидов в размере 10 миллиардов юаней, который обеспечивает политические стимулы для развития индустрии манипулирующих роботов до более продвинутой формы.
Глядя в будущее, индустрия погрузочно-разгрузочных роботов в Ухане представит четыре основные тенденции развития: во-первых, технологическая интеграция.
Манипуляторы-роботы больше не будут изолированными аппаратными устройствами, а будут глубоко интегрированы с большими моделями искусственного интеллекта, цифровыми двойниками и средствами связи 5G-A, чтобы стать «интеллектуальными» с возможностью независимого принятия решений; во-вторых, обобщение сценариев, от традиционного производства автомобилей и электроники до новой энергетики, биомедицины, современного сельского хозяйства, деловых услуг и других областей для проникновения в большее количество областей; третье – облегчение и модульность корпуса. Чтобы адаптироваться к гибкому производству, моделям мелкосерийного и многовариантного производства, роботы-манипуляторы будут использовать более легкие материалы и более модульные конструкции для достижения быстрого развертывания и гибкой реорганизации; четвертый – интернационализация промышленных кластеров. Ведущие компании будут ускорять расширение зарубежных рынков, продвигать роботов-манипуляторов «Сделано в Ухане» на глобальном уровне и вносить больший вклад в интеллектуальную трансформацию производства Китая.
