申报单位：七腾机器人有限公司
一、案例概述
为改善化工行业安全生产现状，减少特殊环境下用人岗位，降低行业生产安全事故，自2015年以来，国家国务院、应急管理部、安全监管总局、工信部、发改委等相继提出机器人产业的相关发展规划，拟定“高危岗位机械化换人自动化减人”的方针，鼓励企业提升本质安全水平，利用先进的机器人技术逐步减少和替代高风险岗位和区域的操作人员数量。2020年4月，国务院委员会发布了《全国安全生产专项整治三年行动计划》明确了2个专题试试方案，9个专项整治实施方案.其中绝大部分内容都提到了截至2022年底，对化工品行业进行机械换人。同时也提到了关于煤炭安全方面，截至2022年底，进行全部的机械换人。2022年3月，国家应急管理部发布的十四五危险化学品安全生产规划中提出，到2025年工作目标：是实现全国化工、油气领域事故起数、死亡人数持续下降，安全治理体系建设明显提速、本质安全水平明显提升、重点领域安全管理明显加强，并强调把危险化学品安全风险防控摆在防范化解重大风险的突出位置。这与十四五机器人产业发展规划的五项主要任务中，所提出的重点推进特种机器人在特殊环境作业领域的研制以及应用，以应用牵引促进产业升级，坚持产业融合发展，推动机器人产业高质量发展遥相呼应。
二、行业挑战
基于数字孪生的化工防爆巡检机器人可应用于石油、化工、天然气、电力等行业、通用于各类油、气、田、管、罐等易燃易爆、有毒有害的采集站、化工厂或存储区的智能巡检业务场景。石油化工类工厂的日常巡检通常主要是由人工加固定监控系统结合的方式，提前发现设备故障，定位隐患位置。在实际操作中，传统人工巡检是通过视觉读取现场仪器仪表数据，通过嗅觉判断环境中是否产生气体泄漏，通过听觉判断设备的工作状态，一天多个班次，一是耗时，二是检测的准确性会受限于自身的职业素质，三是环境本来就属于易燃易爆，有毒有害环境，容易对自身造成二次伤害。针对这种行业痛点，七腾机器人研发生产的一款基于数字孪生的化工防爆巡检机器人，以机器替代人工在危险区域执行巡检任务，大幅度降低一线作业人员的危险指数和劳动强度，让人员更安全，巡检更智能化。
三、解决方案与场景
根据化工行业复杂情况，利用数字孪生技术，结合机器人自动巡检能力，建立决策指挥平台，整体系统架构如下：
1、自动化自主巡检
基于数字孪生的化工防爆巡检机器人配备16线激光雷达，可通过对作业区域自主扫图建图，形成作业区域路网。可人工设定机器人在路网中的巡检路线，并在巡检路线中添加巡检点位，每一个巡检点位都可针对所需的巡检项目编辑机器人动作或调用机器人设备以满足巡检任务功能。设定好巡检路线后，机器人可按预设程序自主运行巡检，当发现异常情况时，可主动报警，以满足自主运行安全预警的功能。
机器人还可进行定时巡检、定点巡检、指定任务临时巡检、遥控巡检多种巡检方式。常用的定点巡检可以根据指定的路径和指定的巡检目标点进行自动匀速巡检，只需要设定巡检路径并启动自动巡检即可使机器人自动完成一次巡检。巡检过程中机器人每到一个巡检工作位置，能自动准确停车探测，做完规定的动作后再按照路径自动往下一个巡检目标点前进，并不需要人为操作控制，完成巡检作业，并自动记录并保存所采集到的数据。
自主运行路网
云端管控平台界面
2、视频监控检测
巡检机器人自身具有可见光与红外视频图像采集功能，工作人员可通过上位机软件控制云台自由转动，实现近距离地观察拍摄目标物体，将监控范围覆盖到盲区。机器人可拍摄出生产场地内各种设备高清图像，并将采集到的信息经无线局域网实时传输到主控室，在主控室的工作人员便可根据图像判断出生产场地内的各种设备是否安全。当发现生产场地内的设备有异常情况，工作人员可在第一时间查清问题原因，并采取相应措施。
在巡检过程中，防爆巡检机器人通过自身携带的一体化云台装置，可对周围环境进行视频图像的采集，根据工作人员的需要将图像信息经无线网络传回主控室，并自动记录拍摄地点和设备名称，以备工作人员日后能查询完整的信息。
视频监控检测效果
3、环境气体检测
巡检机器人携带泵吸式四合一气体检测仪，根据本项目特点，可分析硫化氢气体及其它有毒有害、易燃易爆的气体种类和浓度。及时发现泄漏点，并进行预警。
气体类型（包括且不仅限于图片所列）
四、成效及价值总结
（1）助力行业企业在智能巡检业务方面取得关键突破，加快数字化转型升级。聚焦石油、化工、天然气、电力、消防等多个行业，提供一体化解决方案，有效解决异常气体泄漏、跑冒滴漏、油水气分离检测、罐内液位检测等痛点问题，多项技术已在全国上千家厂站项实际项目案中得到应用并取得客户的一致认可，巡检机器人算法领域开拓以及实践成果取得良好口碑，在行业内形成独特优势和竞争力。在全国30多个省市和“一带一路”国家应用推广，为40多个国家及地区的上千家企业有效解决了6000多个痛点难点问题，有效排除安全隐患事故超300件，平均减少98%的安全事故发生率，取得了显著的经济和社会效益，助力企业提升安全作业、精细巡检、优化成本的数字化运维水平。
（２）管理效益提升，安全保障提升，设备信息物联网数字化，进而产生了极大得社会效益。基于数字孪生的化工防爆巡检机器人系统，打破了传统体系模式下生产时间和空间的限制，实现了以设备状态自动感知及预测、风险实时预警、智能辅助决策、远程生产指挥、精益过程管控为代表的实时化、跨空间巡检模式体系，并对现场设备运行状态进行多角度、多维度的分析，优化巡检策略、故障缺陷分析，全面推动生产管理模式方式由“事后应对”向“事前防范”转变，“分散现场管控”向“集约远程指挥”转变，“传统人工生产”向“数据智能驱动”转变，显著提升了管理效率。
（转自：北京物联网智能技术应用协会）
