特種機(jī)器人是指除工業(yè)機(jī)器人之外具有感知、決策、執(zhí)行功能的靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各類特種功能的一種機(jī)器裝置，具有極大的軍用、商用和民用價(jià)值。它是高級(jí)整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物，過去受關(guān)注少、專業(yè)領(lǐng)域細(xì)分較多且尚處在培育期的特種機(jī)器人市場(chǎng)也正悄然啟動(dòng)。作為中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化之技術(shù)集大成者，儀表院，正在全速切入這一市場(chǎng)藍(lán)海。
攻堅(jiān)克難小試牛刀
儀表院擁有三個(gè)“國(guó)字號(hào)”招牌：工業(yè)過程自動(dòng)化國(guó)家工程研究中心，是工業(yè)過程自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)領(lǐng)域唯一的國(guó)家級(jí)工程研究中心;國(guó)家能源核電站儀表研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心，是經(jīng)國(guó)家能源局批準(zhǔn)的第一家國(guó)家能源研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心;國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化儀表產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，是國(guó)家質(zhì)檢總局和認(rèn)監(jiān)委授權(quán)的唯一儀表專業(yè)檢驗(yàn)中心。
儀表院黨政班子對(duì)特種機(jī)器人的前景充滿信心：“在國(guó)外的智能工廠里，全自動(dòng)流水線、原料、加工、庫(kù)存等一路都有各類傳感儀器監(jiān)控;在油田、深水區(qū)域探測(cè)中，特種機(jī)器人的研發(fā)、應(yīng)用也離不開各種傳感器、檢測(cè)儀器儀表。我們將中國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化和傳感儀表等方面的研發(fā)做實(shí)做強(qiáng)，將其在智能化裝備中的應(yīng)用做透，特種機(jī)器人研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化將會(huì)事半功倍，才能取得真正的價(jià)值”。
但是，傳統(tǒng)自動(dòng)化、儀表制造轉(zhuǎn)型特種智能化裝備絕非易事，儀表院目前的特種智能化裝備項(xiàng)目——井下牽引機(jī)器人研制項(xiàng)目更非一蹴而就。
可以說(shuō)，井下牽引機(jī)器人是石油勘探水平井測(cè)井工作中輸送測(cè)井儀器的一項(xiàng)極為重要的工具，可以較傳統(tǒng)方式縮短2/3的測(cè)井時(shí)間，明顯提高效率。它就好像一只機(jī)器工蟻能小心翼翼地搬運(yùn)著勘探油井的傳感器、測(cè)量?jī)x表等精密儀器在油井中垂直、水平移動(dòng)近兩千米，它既要有“小身材有大力量”的搬運(yùn)力和動(dòng)輒幾個(gè)小時(shí)的耐力，又要具備“指哪兒跑哪兒”的導(dǎo)航能力和穩(wěn)定的身體平衡性，還要不怕高溫、不怕高壓。然而，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)要使用這種特種機(jī)器人設(shè)備主要依賴進(jìn)口，并且獲得的還未是國(guó)外最新的裝備，而且后續(xù)服務(wù)不僅價(jià)高還時(shí)間周期長(zhǎng)。
2012年8月，儀表院工作組成員通過油井井下測(cè)井的調(diào)研和前期對(duì)國(guó)外產(chǎn)品技術(shù)研究消化，發(fā)現(xiàn)依據(jù)儀表院在精密儀器、傳感器制造、機(jī)電一體設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)測(cè)試領(lǐng)域技術(shù)積累，完全可以研制出性能不低于國(guó)外同類型性能的產(chǎn)品。
配備了機(jī)械設(shè)計(jì)、材料結(jié)構(gòu)、電氣控制、視覺傳感等15名專業(yè)領(lǐng)域的精兵強(qiáng)將，儀表院項(xiàng)目組便開始了攻堅(jiān)克難之旅。在一系列關(guān)鍵技術(shù)研究、工況分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和與聯(lián)合國(guó)內(nèi)專業(yè)制造單位合作開發(fā)特殊部件等工作后，井下抗高溫高壓、受力隨推進(jìn)位移漸變、大功率驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)結(jié)構(gòu)等技術(shù)難點(diǎn)逐漸攻克，可輸送多種測(cè)井儀器下井作業(yè)的大功率防爆型牽引機(jī)器人逐步出現(xiàn)雛形。
借力東風(fēng)，渴望高飛
借中國(guó)機(jī)器人行業(yè)爆發(fā)的“東風(fēng)”，挾數(shù)十年之技術(shù)優(yōu)勢(shì)的儀表院渴望展翅高飛。
儀表院作為中國(guó)自動(dòng)化系統(tǒng)集成、儀器儀表制造、檢驗(yàn)檢測(cè)的行業(yè)領(lǐng)先者，其實(shí)早已把目光聚焦到了國(guó)家及上海市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高端裝備制造業(yè)，下定決心在原有的行業(yè)技術(shù)儲(chǔ)備基礎(chǔ)上發(fā)揮關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方面的行業(yè)優(yōu)勢(shì)，開展技術(shù)創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新，推進(jìn)科技成果向智能化工程、產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化。
目前，儀表院已依靠自身的技術(shù)積累和行業(yè)資源，與大慶油田、新疆克拉瑪依油田、江蘇油田、中海油平湖油田等在油田井口計(jì)量系統(tǒng)、枝狀供熱系統(tǒng)、油田采油信息無(wú)線傳輸及控制系統(tǒng)、流量標(biāo)準(zhǔn)裝置以及特種閥門制造等智能化系統(tǒng)領(lǐng)域開展了良好的合作。儀表院還通過項(xiàng)目合作、課題研究、技術(shù)交流等方式，與油田企業(yè)拓展在石油勘探機(jī)器人裝備方面的合作，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)口壟斷性測(cè)井推送裝置產(chǎn)品的替代。這種替代不僅僅意味著我們不用花費(fèi)昂貴的價(jià)錢去購(gòu)買一套國(guó)外淘汰的“次品”設(shè)備，更意味著在井下牽引機(jī)器人裝備上，儀表院乃至中國(guó)特種智能化裝備企業(yè)有了一席之地。
儀表院主營(yíng)的傳統(tǒng)三塊產(chǎn)業(yè)——控制系統(tǒng)集成、檢驗(yàn)檢測(cè)、儀表儀器產(chǎn)品研發(fā)制造向智能化制造裝備、特種機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變的道路越加明確，實(shí)現(xiàn)向新型研究院所的發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的藍(lán)圖越加清晰。據(jù)了解，該研制項(xiàng)目已得到了上海市經(jīng)濟(jì)與信息化委員會(huì)2013年度重大裝備制造專項(xiàng)資金的支持，有力地促進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)研制項(xiàng)目的開展。
“目前特種機(jī)器人企業(yè)的產(chǎn)品及應(yīng)用市場(chǎng)都比較單一，導(dǎo)致短期內(nèi)難以盈利。企業(yè)在研發(fā)和材料方面又很難降低成本，唯有不斷研發(fā)新產(chǎn)品、提升產(chǎn)品附加值，通過向新領(lǐng)域延伸來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)困境，而研發(fā)的重中之重就是專業(yè)人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，”徐院長(zhǎng)一直著力于培養(yǎng)高層次科學(xué)研究和技術(shù)人才，以提升核心競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新能力。目前儀表院近400名員工中，教授級(jí)高級(jí)工程師和高級(jí)工程師80多人，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼的高級(jí)專家6人，具有國(guó)際、國(guó)內(nèi)認(rèn)可的專業(yè)資質(zhì)人員58人。同時(shí)與著名大學(xué)聯(lián)合建立博士工作站和碩士研究生基地，不斷為儀表院研究開發(fā)和創(chuàng)新培養(yǎng)高素質(zhì)人才。
特種機(jī)器人、智能化裝備之路，任重道遠(yuǎn);儀表院“發(fā)揮專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)、打造高端技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)、建設(shè)國(guó)際知名、國(guó)內(nèi)一流的科研院所”的目標(biāo)，漸行漸近。