当大多数机器人公司沉迷于人形机器的科幻叙事时,石油化工防腐这个特殊却在基础行业占据重要地位的行业,如今对机器人的需求,或许比人形机器人更为强烈。
在时代的洪流中,罕有企业选择俯身潜入那些“脏乱差”的工业角落。但恰恰是在这些行业,机器人的价值不仅在于技术参数,更在于揭示一个真相:机器人带来产业升级的本质,是对“人”的重新定义——不是用机器取代人,而是让机器解放人,去做更有尊严的工作,在“无人愿去”的地方,创造“不可替代”的价值。
这也使我们更加相信,这场始于“机器人替代人力”的技术革命,终将指向一个更具人性温度的工业未来。
▍时代的变革风起
在深耕行业30余年的涂装行业知名专家邓本金看来,全球涂装行业正经历双重挤压,一面是各国环保法规的层层加码,另一面是“Z世代”对3D(Dangerous, Dirty, Demanding)岗位的集体逃离,从而正催生机器人等智能化装备的庞大市场需求。
中国涂料工业协会统计的一组数据非常具有代表性:2023年国内涂装工人平均年龄已达52岁,年轻从业者占比不足15%,2023年涂装行业技术工人缺口达45万人。更严峻的是,行业人力成本十年间飙升300%,且以年均8%的速度攀升,而效率仅提升15%。更严峻的是,从业者老龄化导致安全事故频发,2022年石化行业高空作业事故中,60%与人工操作失误相关。

而在中国,钢铁的巨大产能使中国成为全球多制造门类的主要生产基地,船舶、化工、建筑等领域都存在大量涂装需求,但在国家“双碳”目标要求下,未来绿色涂料占比超70%,开放式喷砂等高污染工艺面临全面淘汰。以化工喷涂为例,开放式喷砂工艺曾占据80%市场份额,但单次作业粉尘排放量高达1000mg/m³以上,远超国标排放限值。
当“双碳”目标与老龄化问题叠加,面临劳动力老龄化、环保合规成本飙升、工艺效率低下等结构性难题,喷涂行业传统工艺的生存空间正被政策与市场双向收窄,这种剪刀差迫使涂装行业正经历结构性洗牌。对企业而言,环保合规与劳动力短缺不再是选择题,而是生存必答题,他们希望寻求既能穿透环保壁垒,又能重构生产力模型的破局之道。
史河机器人同样敏锐察觉到了行业的变革。史河机器人涂装行业产品总监沈平介绍,2024年,深耕高空作业市场多年的史河机器人发现了涂装行业的迫切需求,而这个市场未来的空间也非常广泛。贝哲斯咨询预估,到2029年全球储罐市场规模将达到150亿元,年复合增长率预计为5%。中国近年来已经进入大规模维护周期,每年有1万个储罐需要进行涂装等工艺维护,需求频次非常高,而且曲率在5米左右的大型储罐更是对维护效率和质量提出了更高要求。

在此背景下,史河机器人通过技术横向迁移,尝试用特种机器人去取代大型机械设备,进入石油化工这个对于安全、环保要求更高的新领域,全流程解决表面处理等各类工艺问题。其推出的石化AP系列多功能机器人和成套设备,以模块化设计、水射流技术、全工序闭环能力,正成为破解行业痛点的关键钥匙。
在此趋势下,机器人的应用需求与价值非常明确。邓本金指出,由于涂装行业具备“三分涂料、七分施工”的典型特性,中国“十四五”规划已经明确规定,2025年绿色涂料占比需达70%,VOC排放量需较2020年下降10%以上。传统涂装工艺如开放式喷砂,粉尘污染占比高达行业总排放的65%,且修复周期长、综合成本高,环保法规的趋势迫使企业转向水射流、真空喷砂等绿色工艺,而此类技术对设备自动化程度要求极高,传统人力操作难以满足。因此,行业通过机器人等自动化方式,无疑能替代高风险、高强度环节,降低安措费用、保险支出,重构生产力模型。
▍机器人如何定义涂装新范式
史河AP系列多功能防腐机器人最为吸引人的无疑是功能性,这种机器人底盘+模块化上装的架构设计,能兼容不同方式的表面处理、喷涂作业、中低压清洗、检测闭环四个工艺上装。企业用户能根据需求,在5分钟内拆装功能接口,快速组合执行机构就能完成切换。这种一机多功能的优势不言而喻,不仅意味着设备利用率相较单机大幅提升,而且综合成本也相应降低,更有望破解涂装场景需求碎片化难题。
在开发过程中,由于史河机器人有着磁吸附底盘等核心技术的积累,其针对石化储罐的曲面结构与高空作业限制,将整机自重做到仅70多kg,但上装负载超过120kg,且整机高度35cm,越障高度大于15mm,因此便于穿越复杂管线,也可穿越罐体的管廊间隙,并且作业效率高达人工的3-5倍,最高可达50㎡/h,曲面适应性Φ≧5m,匹配大型罐体作业。
更值得一提的是,通过将核心部件定制化设计与开发,史河这款机器人的零部件自主化率达到90%以上。史河机器人在高空作业场景已经经过多年验证,产品安全性、通用性、可靠性、耐用性久经考验,其上装模块化设计更是非常便于维护。从指标参数来看,整机IP65、零部件IP68的防护等级设计确保其在化工恶劣环境中能够稳定运行,即使在高粉尘、漆雾环境下,都能够正常满足作业需求,规范使用寿命周期更是长达5年以上。
基于通用磁吸附型爬壁机器人底盘,借助不同涂装工艺执行功能模块,AP系列多功能防腐机器人能实现8种作业方式,表面处理上支持超高压水射流、中低压清洗、干/湿喷砂、真空循环喷砂等工艺,而在喷涂作业上,则能支持摆臂式扇形喷涂、直线模组精密喷涂等工艺,未来还能搭载涂层厚度传感器,实现施工质量实时监测,攻克复杂场景作业“最后一公里”。

▍环保工艺再创新
在核心工艺开发过程中,史河机器人重点拓展了水射流工艺在机器人上的实践,兼顾了机器人作业环保与效率的平衡。作为AP系列的核心创新,超高压水射流技术以水代砂,消除了涂装作业的粉尘污染。
行业专家邓本金介绍,由于水射流是用几百MPa的高压或超高压水进行冲击作业,冲击力能够有效清理锈蚀表面及附着污渍,从而减少了传统喷砂粉末在空中飘逸的高污染,更容易解决当前化工业主所关心的环保问题。同时,对作业者而言,无线遥控机器人执行水射流工艺程序复现了表面处理的工艺特点,能够应对化工储罐粗糙表面,相对人工喷砂也更为简单,减少了工匠高空作业难度与风险,企业施工综合成本快速降低。
沈平还提到,史河机器人不仅仅让机器人完成了表面处理工作,为了更加满足石化储罐行业对于环保的强需求,还尝试搭建全流程、全生命周期的成套式解决方案。为此,史河科技在成套化方案中,加入了与水机、机器人综合适配的小型节能污水回收泵,从而使其可随时匹配适应机器人移动,同时通过双级污水过滤器,可吸收过滤99%以上作业过程中产生的固体污染物。
在实际作业过程中,安装水射流套件后,机器人会连通超高压管路与污水回收管,在作业过程中实时将污水与污染物吸附回收到底部回收机。实测数据显示,相比传统喷砂工艺,机器人水射流成套设备作业能节能超20%,表面处理效率达人工的3-5倍,过滤精度0.5μm,废水回收率超99%。在苏南某10万立方米石化储罐项目中,史河该机器人将维护周期从28天压缩至20天,VOCs排放量减少15%。此外,配套的三级污水处理系统(物理过滤+沉淀)可将废水中99%的危废过滤出来。
邓本金等多位行业专家对此给予了高度评价。其解释,在我国“碳达峰、碳中和”的政策要求下,2025年计划实现70%的环保性涂装,未来5年还将继续收窄。这不仅仅促使行业开始规模化采用水性涂料与UV固化涂料,而且各类化工企业更加重视更环保的施工作业喷涂流程。史河针对石化配套的小型便捷式污水回收机以及三级物理过滤装置,已经能满足石化行业对污水环保排放的初步要求。
不仅仅是效率与环保价值,在工艺优化上,机器人也有着更多质量升级潜力。例如AP系列多功能防腐机器人未来还将拓展工艺覆盖(如抛丸、打磨),实现涂层质量闭环管理。具备参数记忆功能的机器人,不仅支持一键切换工艺,还能优化喷涂偏差和涂层寿命。
沈平透露,史河机器人正研发防爆机型,适配石化高危场景,并尝试基于AI视觉和传感器系统,通过深度学习识别表面缺陷,自主生成处理路径。未来,史河根据自身积累的海量防腐作业工艺参数和数据,搭建智能防腐工艺大数据库,并结合数字孪生技术,机器人可预设喷涂程序,并实时模拟施工效果,让作业一致性更高,甚至实现“零试错”涂装。

▍中国方案的全球化输出
目前史河机器人正在聚焦劳动力成本高、环保要求严的地区,通过海外认证打通出口链路,尝试快速出海,打造市场新增长极。邓本金解释,基于劳动力短缺加剧和用工成本攀升的全球背景,叠加海外市场对自动化设备的高需求特性及同链路的产品认证体系,以史河科技为代表的特种机器人企业有望充分发挥本土化优势,通过深耕中国市场实现海外市场辐射,在技术适配性、场景应用价值和产品性价比三个维度构建起显著的竞争优势。
例如北欧与中东地区沿海地区因高温高湿环境,储罐腐蚀速率较国内高30%,但本地化服务能力有限。史河HighMate V系列机器人凭借轻量化设计与CE/ATEX等国际化认证,目前已进入东南亚、中东市场,2023年海外订单占比升至25%。沈平认为,由于国内化工储罐已经进入维护周期,庞大的场景与企业客户需求,使得国内产品正快速经历多轮迭代,从而综合产品性能近年来已经大幅提升。借助国内供应链优势,中国制造的机器人产品在全球市场都有着卓绝的市场竞争力,更快为客户创造价值。
目前史河不仅已经建立了海外销售团队,同时也在部分行业携手资深专家库共同开发定制化解决方案,联合行业协会起草相关标准,整合涂料厂商、设计院与终端用户,共同推动涂装行业走向绿色化、自动化、智能化。
“拿下海外认证只是开始,极端环境才是试金石。”沈平透露,特种机器人的终极考验,是在人类无法生存的场景中创造价值。未来史河的产品,还将集成AI自主决策系统,实现“无人值守”作业,让机器人从替代人力到超越人力,真正书写涂装行业的“新边疆法则”。

▍涂装新生态的奠基者
当AP机器人穿梭于石化储罐与万吨巨轮之间,它解决的不仅是人力与环保的燃眉之急,更在重构一个行业的底层逻辑——从依赖经验到数据驱动,从高耗能到低碳闭环,从劳动密集到技术密集。
未来十年,随着AI与全球化红利的释放,涂装行业的价值链条将加速向“智能化服务”迁移。而那些率先拥抱变革的企业,终将在新一轮产业革命中占据制高点。
正如邓本金与沈平在发布会尾声的感慨:“四十年前,我们的师傅们用榔头和刷子擦亮钢铁;四十年后,我希望年轻人用代码与机器人延续这份守护。”
这必然是一个新的科技时代。
(文:机器人大讲堂)