位于內(nèi)蒙古阿拉善高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的烏蘭布和沙漠腹地，曾是荒無人煙的戈壁荒漠，如今連綿的光伏支架與遠處的沙丘正構成一幅壯闊的新能源畫卷。新“工友”——光伏安裝機器人，將在這里接受沙海的考驗，為這片沙漠的“追光之路”開辟新徑。

新“工友”準備進行工作（中國能建天津電建供圖）

烏蘭布和沙漠沙丘起伏，坡度多變，還有松軟的流沙地帶，這對光伏安裝設備的地形適應性提出了極高的要求。傳統(tǒng)人工作業(yè)需要工人們背著沉重的光伏組件，在沙丘間艱難跋涉，不僅效率低下，還存在極大的安全隱患；常規(guī)光伏安裝機器人則“水土不服”，側(cè)向坡度超過僅5°就會出現(xiàn)重心偏移，甚至無法正常作業(yè)。這里多是30°的坡，相當于日常爬樓梯時，樓梯扶手與地面的陡峭程度。新“工友”，正是專門針對沙漠、山地等復雜地形研發(fā)設計的。

只見“工友”駛向一處坡度約28°的沙丘，履帶穩(wěn)穩(wěn)抓地前進，當行駛到側(cè)向15°的斜坡時，車架自動啟動調(diào)平系統(tǒng)，精準調(diào)整姿態(tài)，“它的誤差目前控制在±1°以內(nèi)，比我們一根手指的寬度還要�。　卑㈦娙霝蹴椖拷�(jīng)理楊政亭的語氣里，滿是對新“工友”的認可。

“工友”的料架也很獨特，四向夾持防護裝置緊緊固定著光伏組件，即使在顛簸的行駛和作業(yè)過程中，組件也沒有絲毫移位，如同雙手緊緊抱住物品一樣穩(wěn)妥�！耙郧暗膯瘟霞苄�率低、易滑落，我們設計的冗余雙料架，一套裝料一套作業(yè)，就像兩個搭檔輪流干活，互不耽誤�！碧旖螂娊ㄑ邪l(fā)團隊專家宛亞林補充道。同時，“工友”搭載的高原型大功率柴油動力系統(tǒng)，即便低于零下20攝氏度的環(huán)境中，也能正常啟動作業(yè)。

光伏組件安裝，精度是關鍵。在傳統(tǒng)人工作業(yè)中，工人憑借經(jīng)驗進行安裝誤差大約20毫米，足以影響組件的貼合度；常規(guī)光伏安裝機器人雖然精度有所提升，但在戶外強光等復雜光照條件下，感知系統(tǒng)容易失靈，定位精度大幅下降，常常需要人工配合調(diào)整，既耗時又費力。

而在陽光正烈的試運現(xiàn)場，配備多目視覺3D感知設備的“工友”能夠清晰識別光伏支架位置、精準定位安裝點位。在技術人員用專業(yè)儀器依次進行測量后可以發(fā)現(xiàn)，“工友”的安裝精度可以達到±1毫米的精度，比常規(guī)機器人精度提升了整整4倍。

“火眼金睛”如何煉成？原來，天津電建研發(fā)團隊解決了傳統(tǒng)相機點云生成與三維重建的難題，不僅精度高，還能抗強光，適應反光、吸波等多種材料。未來，依托海量數(shù)據(jù)訓練，模型的泛化性極強，它還能結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)學習優(yōu)化，實現(xiàn)識別速度與準確率的雙重提升，越來越“聰明”。

光伏組件的質(zhì)量，直接關系到光伏電站的使用壽命和發(fā)電效率。在傳統(tǒng)光伏安裝過程中，工人會在安裝前對組件進行外觀檢查，排查裂紋、碎片、污染等缺陷，但人工檢查效率低，還容易漏檢；而常規(guī)機器人則不進行缺陷檢查，后續(xù)可能出現(xiàn)發(fā)電效率下降、組件損壞等問題。

這是天津電建研發(fā)團隊必須突破的瓶頸，也是優(yōu)化機器人時的核心目標之一：讓新“工友”不僅能干，還能把活干好、干細。

新“工友”在抓取組件前，搭載的AI、AOI智能缺陷檢查設備快速對組件進行掃描，僅僅幾秒鐘，就能完成對組件外觀的全面檢測——這個速度，比人工檢查快了10倍以上，而且精準度更高。

“檢測內(nèi)容包括尺寸偏差、裂紋、碎片、異物附著等，只要有一項不符合標準，‘工友’就會自動告警，并將不合格組件分揀出來，避免安裝使用。”宛亞林演示著，整個過程快速、精準。據(jù)介紹，這套技術的檢出率達到98%以上，完全符合《NB/T11080-2023》標準，還能根據(jù)項目需求，靈活設置檢測項目、閾值和分揀規(guī)則，同時輸出缺陷圖像、位置標記、自動告警等信息，方便工作人員后續(xù)處理。

此外，在光伏項目建設中，人工成本高、用工人數(shù)龐大且不穩(wěn)定，一直是困擾行業(yè)發(fā)展的難題，尤其是在沙漠、戈壁等偏遠地區(qū)，招工難、培訓難的問題更加突出。常規(guī)機器人雖然能節(jié)省部分人工，但由于存在諸多技術短板，無法大規(guī)模應用，難以從根本上解決這一困境。

“目前，在類似規(guī)模的光伏項目中，安裝24000塊組件（16.92兆瓦），需要大量的工人連續(xù)作業(yè)，工期長，人工成本也居高不下。”據(jù)楊政亭介紹，傳統(tǒng)人工作業(yè)模式下，工人需要兩人一組，抬著重量超過30公斤的光伏組件在沙丘間艱難作業(yè)，勞動強度極大。新“工友”的出現(xiàn)，正在徹底改變這一現(xiàn)狀。

試運現(xiàn)場，“工友”的作業(yè)效率相當于4名工人的工作量，每小時可鋪設80至100塊光伏組件，總體人工節(jié)約比例達到42.9%，組件安裝費用節(jié)約比例達到32.22%，總體工期縮短率更是高達64.3%，大大加快了項目推進速度。

“樣機的實踐數(shù)據(jù)采集完，我們將就機器人與工人緊固螺栓的適配度再進行提升，爭取‘取放緊固’一體化完成！”楊政亭在沙漠里計算著說道。

更令人驚喜的是，“工友”采用的吸夾功能一體式高安全性組件抓取系統(tǒng)，突破了行業(yè)掣肘。

原來，部分質(zhì)量控制嚴格的國際能源公司因為常規(guī)機器人組件破損率高，損失巨大，從而拒絕中資總包企業(yè)在工程中應用光伏組件安裝機器人�！俺Ｒ�(guī)機器人依靠真空吸盤吸取組件，組件掉落、破損率高達2.5至5‰�！睋�(jù)宛亞林介紹，“吸夾一體式”抓取系統(tǒng)，通過吸盤吸取組件后，再用4組氣動夾爪夾持組件邊框并托住組件，鎖定壓力后釋放吸盤真空度，確保組件在運送和安裝過程中不發(fā)生表面損傷和掉落，滿足了部分業(yè)主禁止使用吸盤方案的要求。

除此之外，新“工友”在作業(yè)過程中，還能通過多源傳感器融合，構建包含地理信息與組件屬性的多維數(shù)字地圖，同步完成鋪裝與數(shù)字化建檔，解決了傳統(tǒng)光伏電站管理中資產(chǎn)空間位置與屬性信息割裂、可視化差、定位效率低等痛點，為后續(xù)的運維管理提供了便利。

夕陽西下，金色的余暉灑在烏蘭布和沙漠上，光伏組件反射出耀眼的光芒，那些堅守在研發(fā)一線的科研工作者，那些奮斗在項目現(xiàn)場的建設者，還有新“工友”依舊在有條不紊地作業(yè)。履帶留下的痕跡，在沙地上勾勒出科技賦能的印記。智慧和汗水正在澆灌出“光的綠洲”……（來源：中國能建天津電建）