記者 | 古典典
給萬噸級的船舶除鏽,給易燃易爆的石化儲罐做清潔,給近百米高的風機葉片除冰……
在這些特種行業,過去這些髒活、累活和高危作業,都必須由人工完成。幾年前,中科院何凱博士到船廠調研,他就親眼看到了這樣的場面——工人站在二三十米的高空車上對船舶外板噴砂除鏽,巨大的揚塵淹沒了他們的身影。
「這種既損害健康,又危險的工作,能不能交給機器人來做?「回到實驗室,他就開始帶著團隊研發可以除鏽的爬壁機器人。2017年,經過三年時間,團隊研製出了樣機。
這時,他意識到一個新的問題。「如果把這件事當成學術項目看待的話,可能發完論文就束之高閣了。想把這項技術真正產業化,還是要成立公司。」於是,他帶領團隊,成立了行知行機器人,專門研發能夠進行高危作業的特種機器人。
到2019年底,行知行的產品線已經逐漸完善,研製出了履帶式機器人、輪式機器人、半自動設備等系列產品,可以為船舶企業提供整套除鏽方案。2020年10月,行知行籤下了第一筆訂單,為浙江舟山友聯船廠提供船舶清洗整體解決方案及成套裝備。目前,行知行服務的客戶覆蓋了船舶、石化、風力發電等行業。
近日,行知行獲得了數千萬元的Pre-A輪融資, 前海母基金淮澤中釗天使基金領投,峰瑞資本和分享投資跟投。何凱表示,公司將繼續擴大市場,輻射更多船舶和石化等行業的客戶。
註:何凱承諾文中數據無誤,為內容真實性負責。鉛筆道作客觀真實記錄,已備份速記錄音。
除鏽工人的啟示
何凱在中國科學院深圳先進技術研究院工作,並擔任博士生導師,研究方向是精密製造和特種機器人。2010年起,他的實驗室著手研發高壓水成形技術。「超高壓水摻砂就能形成水刀,可以切割20cm的鋼板。」何凱介紹,傳統的金屬成形主要要靠物理擠壓,對於金屬表面會造成一定損害。相比之下,高壓水成形技術的柔性更好,可以通過水壓控制等方式實現金屬薄板的無模成形。
柔性化製造技術如何應用於業界?為了回答這個問題,何凱決定到船廠調研,想探尋如何把柔性化製造技術應用到船板曲面的加工裡。
有一次,他在碼頭上正走著,忽然來了一股揚塵。「我當時不明白怎麼回事,後來船廠的人告訴我,是工人正在給船體除鏽。」他一抬頭,發現幾個工人正站在二三十米的高空車上,在船體鏽蝕的地方噴射銅礦渣,巨大的粉塵淹沒了他們的身影。
當時,國內的船舶除鏽基本依靠人工噴砂,其原理是利用壓縮空氣將噴砂材料噴射到金屬表面,利用高速噴射的磨料除去鏽斑。人工噴砂的特點是除鏽質量好,但作業中產生的大量粉塵會汙染環境,也嚴重損害工人健康。何凱想到,國外的船舶企業已經開始用高壓水技術除鏽了,而自己正好也在研究高壓水技術。於是,他開始思考這項技術如何能服務國內的船舶行業。
除鏽是船舶行業的剛需,但從事除鏽的工人正面臨斷層。年輕人不願意做這種勞累又危險的工作,目前的除鏽工人多是中老年人。因此,船舶企業迫切需要更加自動化的解決方案。
何凱的設想是,先研發出一款可以在船舶表面上行走的爬壁機器人,然後攜帶高壓水設備,在需要除鏽的地方進行作業。他介紹,除了船舶除鏽,爬壁機器人可以應用於很多場景,例如石化行業儲存罐的清洗,風力發電塔的噴塗和檢測等等。他把目標行業梳理了一遍,發現市場規模大約有800億元。這份前景也驅動他進一步推進機器人的研發。
2014年起,何凱開始在實驗室研發爬壁機器人,到了2017年,樣機研發成功。他覺得可以成立一家公司,把他的實驗室成果徹底落地。「如果把這件事當成學術項目看待的話,可能發完論文就束之高閣了。想把這項技術在業界推開的話,還是要成立公司。」
於是,他和自己的同事李赳華,還有幾個實驗室畢業的學生,成立了行知行機器人公司。
從實驗室走向船廠
即便已經在實驗室摸索了三年,何凱心裡清楚,自己的產品還遠遠算不上成熟。所以成立公司後,要想讓產品走向市場第一步,就是繼續完善產品。
何凱介紹,船舶的表面因為撞擊和腐蝕有很多坑坑窪窪的地方,船板的連接處還有焊縫,機器人如果走不穩很容易掉下來。為了模擬複雜的真實場景及提升產品的穩定性,團隊在公司實驗室拼焊多塊鋼板,有直面,曲面,反底面等,儘可能還原作業的真實場景。
經過反覆試錯,何凱的團隊做出了第一款產品——履帶式爬壁機器人。
但是把產品帶到船廠後,問題接踵而至:履帶式機器人在船舶豎直面可以很好的完成任務,但是無法在曲率較大的地方作業;而且機器人的操縱需要靠鍵盤,對於工人來說不方便。
「做學術項目的時候,我們幫船廠解決了部分問題,人家就會肯定我們;但是現在作為一個公司,對方就希望我們可以提供整套的解決方案。」為了滿足用戶的需求,何凱介紹,行知行的團隊後來研製出了更輕便的輪式機器人,可以在船舶側部的曲面和船底進行除鏽工作,和履帶機器人相比更靈活;針對點打的除鏽作業,行知行還開發了可搭載於高空車的半自動設備,體量也比履帶式機器人小了很多。
為了讓產品更易用,何凱和團隊把機器人改成了無線控制,工人用一個遙控器就可以控制機器人的前進和後退。遙控器設置了自動模式和手動模式,當機器人在平整區域作業時可以直接選擇自動模式。「我們後來把遙控器做的像小孩玩的遙控車一樣,只有幾個按鈕。操作簡單了,工人自然就願意用了。」
到了2019年底,行知行的產品線逐漸完善。
何凱覺得這些被船廠反覆試煉的爬壁機器人可以進入市場了,但一場疫情打亂了他的節奏。
疫情中的曙光
2020年初,新冠疫情爆發,行知行的業務沒法開展,公司的現金流一下子變得緊張。「最難的時候幾個合伙人出了將近200萬元來維持公司運轉。」令何凱欣慰的是,團隊裡沒有人離開。「大家對產品很有信心,覺得風口馬上就來了。」
何凱透露,國內大部分船舶企業對是否採用超高壓水除鏽新工藝持觀望態度。一方面,進口設備比較昂貴,維護起來也比較困難。「像是德國的超高壓水清洗裝備,一套買下來就得一千多萬元。設備一旦出了問題還要找國外的售後團隊,溝通起來很麻煩。」
另一方面,國內公司還在摸索技術,離商業化落地還有一段距離。不過,和進口設備相比,國內設備也有一些優勢。何凱舉例,行知行的單套設備部署成本為100多萬元,僅為德國設備的十分之一;售後團隊可以駐守船廠,隨時應對機器人出現的問題;和德國設備相比,行知行還研發了汙水回收處理裝置,實現了綠色除鏽清洗。他認為國內自主研發的裝備更貼合船舶企業的需求,但需要一個證明自己的機會。
2020年6月,何凱等來了機會。當時,位於浙江舟山的友聯船廠想引進可以除鏽的爬壁機器人,邀請行知行等國內外廠商到現場做演示。何凱回憶,在眾多的競爭對手當中,行知行的機器人脫穎而出,在產品穩定性和作業效果等方面都得到了船廠的首肯。到了10月,友聯船廠清洗服務商向行知行確認了第一筆訂單。
作業中的輪式機器人
目前,行知行的盈利模式為銷售、租賃和運維,2020年的營收額達到了千萬級,客戶覆蓋了船舶、石化、風力發電等行業。石化企業存在大量儲存易燃易爆物的儲罐,行知行為此研發了防爆的爬壁機器人;風力發電機葉片到了冬季就會有除冰需求,以前都是依靠蜘蛛人,現在可以用搭載融冰劑的爬壁機器人。
突破了越來越多的企業客戶後,行知行也獲得了資本的認可。近日,行知行獲得了數千萬元的Pre-A輪融資,前海母基金淮澤中釗天使基金領投,峰瑞資本和分享投資跟投。何凱表示,公司將繼續擴大市場,計劃在舟山成立分公司並在青島建立研發基地,以此來輻射船舶和石化等行業的客戶。