掀開飛機(jī)漆面的光鮮外殼，飛機(jī)其實(shí)是一個(gè)由一個(gè)個(gè)孔、一顆顆緊固件、一根根桁條、一塊塊金屬面板組成的鋼鐵世界。飛機(jī)上的約幾百萬顆，類型繁多、大小不一的緊固件以保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固和連接，而要精準(zhǔn)安裝這些緊固件即必須先打好那一個(gè)個(gè)“看不見”的孔。

制孔等裝配技術(shù)是航空航天大型設(shè)備制造裝配過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，制孔占飛機(jī)裝配價(jià)值比例已經(jīng)超過50%，一架ARJ飛機(jī)需制孔數(shù)量超過200萬個(gè)，而C919等大型商用客機(jī)制孔數(shù)300萬個(gè)以上。

36氪近期接觸到的北京神工科技有限公司（以下簡稱：神工科技）成立于2017年12月，是一家聚焦于航空工業(yè)飛機(jī)制造及裝配細(xì)分領(lǐng)域的“智能制孔機(jī)器人”及飛機(jī)裝配系列產(chǎn)品系統(tǒng)研發(fā)供應(yīng)商，其核心特色在于在制孔、涂膠等機(jī)器人上引入機(jī)器視覺和人工智能算法，使其在機(jī)械手臂式機(jī)器人柔性化操作過程中大幅降低系統(tǒng)誤差，實(shí)現(xiàn)精度更高、更易操作、效率更高的智能化工業(yè)場景。

板材制孔是個(gè)不可逆的過程，對精度要求很高。在制孔工作中，主要有兩種方式，一是通過傳統(tǒng)人工制孔，二是使用機(jī)器人自動化制孔系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的人工制孔工序中，每4-6個(gè)工人一組，需要經(jīng)歷分劃線、標(biāo)定、初孔、擴(kuò)孔、去毛刺、锪窩、校驗(yàn)等多個(gè)工序，耗時(shí)長，工人需要在高噪音、高粉塵環(huán)境中工作，而且制孔效果受工人主觀情緒、狀態(tài)等影響較大，制孔質(zhì)量不穩(wěn)定。不僅如此，人力成本對于制造廠來說都是很大開銷，據(jù)神工科技調(diào)研，平均每個(gè)主機(jī)廠需要裝配制孔工人1000-3000人，一般技術(shù)工人工資成本15萬/年左右，8級工這樣的老師傅更是高價(jià)難留，行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)招工難、培養(yǎng)難、留人難的問題。

在自動化制孔系統(tǒng)方面，國外許多公司都有成熟的系統(tǒng)，已經(jīng)大量應(yīng)用于波音、空客等飛機(jī)的裝配制孔。如美國Gemcor公司、EI公司、德國Broetje公司、西班牙的M.Torres公司等?！暗菄庠O(shè)備動輒千萬美元以上，持續(xù)使用成本高，且在涉密領(lǐng)域，無法使用，在貿(mào)易摩擦等背景下，中國航空制造業(yè)處處受制于人。關(guān)鍵在于，我們現(xiàn)在能看到的國外產(chǎn)品，并非智能化設(shè)備，只是高精度的自動化設(shè)備，與神工科技實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路徑完全不同”神工科技執(zhí)行總經(jīng)理李喆告訴36氪。

智能制孔機(jī)器人

針對以上情況，神工科自主研發(fā)了智能制孔機(jī)器人，目前完成SK-RADS-01型的開發(fā)（針對鋁合金材質(zhì)）。李喆介紹說，該機(jī)器人的價(jià)格只有同類型進(jìn)口設(shè)備價(jià)格1/5左右，且實(shí)現(xiàn)了完全自主可控，知識產(chǎn)權(quán)及保密資質(zhì)；效率方面，在實(shí)際應(yīng)用中，神工科技的機(jī)器人只用了2小時(shí)就完成了傳統(tǒng)人工制孔4人組三天時(shí)間完成的工作；精度上，孔徑精度可以做到H6的精度等級，而人工制孔一般只能達(dá)到H9（數(shù)字越小精度越高），位置精度小于±0.3mm；重復(fù)精度小于±0.06mm。

具體來說，智能制孔機(jī)器人主要由機(jī)器人本體和智能制孔系統(tǒng)兩部分組成。機(jī)器臂本體選用市場上通用的工業(yè)機(jī)械臂，再通過末端執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)行制孔功能。智能系統(tǒng)上，則使用AI機(jī)器視覺、激光制孔點(diǎn)法線檢測技術(shù)、多傳感器融合的系統(tǒng)集成技術(shù)（包括震動、力控等）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)孔的檢測定位，加工基準(zhǔn)的自動找正，不同的材料自適應(yīng)調(diào)整、刀具磨損和斷刀等異常情況時(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。

當(dāng)被問及，國外高端自動化制孔設(shè)備與神工科技機(jī)器人的區(qū)別時(shí)，李喆告訴36氪，“目前市面上的常見自動化制孔設(shè)備，大多是先使用精確固定裝置進(jìn)行面板固定，再利用機(jī)械臂加工，通過尖端的機(jī)械控制技術(shù)進(jìn)行機(jī)械臂姿態(tài)動作控制實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)制孔。而我們則是加入了機(jī)器視覺識別和人工智能算法，結(jié)合多傳感器配合實(shí)現(xiàn)高精度快速自動制孔。如此一來整套設(shè)備的智能化和靈活性更高更能滿足柔性制造的需求。”他也認(rèn)為國外廠商還將在高端設(shè)備壟斷地位的利潤舒適區(qū)中，要將人工智能技術(shù)引入到自動化設(shè)備當(dāng)中還需一段時(shí)間。

同時(shí)，目前市面上還有一些高校與主機(jī)廠合作的智能制孔機(jī)器人，這些機(jī)器人多源自高校課題。據(jù)神工科技調(diào)研，它們?nèi)源嬖诠I(yè)場景落地水平相對較低問題。

在產(chǎn)品落地方面，目前神工科技的產(chǎn)品已通過驗(yàn)證，進(jìn)入到兩家飛機(jī)制造廠。每臺機(jī)器都配有工程師全程跟蹤調(diào)試，與制造廠工程師和產(chǎn)業(yè)工人同吃同住同勞動。

神工科技

值得一提的是，神工科技的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在技術(shù)和商務(wù)兩方面都擁有豐富經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)方面，作為神工科技首席科學(xué)家，北京航空航天大學(xué)張德遠(yuǎn)教授，是北京航空航天大學(xué)機(jī)械制造及自動化系主任，守鍔書院院長，中國生物制造學(xué)會主任理事，長期專注于航空航天產(chǎn)業(yè)中生物加工、振動切削、MEMS加工等細(xì)分領(lǐng)域，2016年4月，發(fā)表我國機(jī)械工程學(xué)科首篇《Nature》期刊論文。商務(wù)方面，公司總裁張凱有著近25年的高端制造領(lǐng)域歐美設(shè)備的營銷經(jīng)驗(yàn)，熟悉航空航天制造業(yè)場景，執(zhí)行總經(jīng)理李喆則曾在國務(wù)院機(jī)關(guān)負(fù)責(zé)招標(biāo)采購工作，其他核心管理團(tuán)隊(duì)人員多在同行業(yè)上市公司任過高管。

目前公司團(tuán)隊(duì)人數(shù)在40人左右，技術(shù)研發(fā)人員均為海歸專才和清華大學(xué)、北京航天航空大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校畢業(yè)的博士、碩士，以及具備軍工、工業(yè)機(jī)器人行業(yè)從業(yè)背景的專業(yè)工程師，碩士以上學(xué)歷占研發(fā)人員總數(shù)的85%，目前正在籌建“院士工作站”。

飛機(jī)制造市場增長空間巨大，根據(jù)國際航空運(yùn)輸協(xié)會預(yù)計(jì),中國將在未來20年輕松超越美國,成為全球最大的航空市場。截至2018年6月，C919訂單已達(dá)846架。根據(jù)《簡氏防務(wù)周刊》預(yù)計(jì)，我國到2020年將新增600架以上的戰(zhàn)斗機(jī)，未來10年將新增1000架。

據(jù)悉，未來，神工科技的計(jì)劃研發(fā)方向?qū)⒀由熘林悄芡磕z、智能噴涂、智能探傷、智能布線、新材料應(yīng)用等工藝技術(shù)領(lǐng)域，服務(wù)客戶拓展至航天、船舶、兵器等軍工領(lǐng)域及相關(guān)民用領(lǐng)域。