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福建(泉州)先进制造技术研究院“服务机器人产业技术研发公共服务平台”助力中小微企业跨越创新“第一道坎”——

“小试”破题

□本报记者 李珂 文/图

福建(泉州)先进制造技术研究院中试基地

工程师校验辊道输送设备,调试电缆托盘自动切割钻孔一体化装备。

配电室巡操机器人系列化产品中试验证与应用。(受访单位供图)

技术人员调试多自由度机械臂,开展钢结构除锈喷涂机器人测试。

核心提示

科技成果转化有一条著名的“死亡之谷”。中试平台是跨越鸿沟的桥梁,但在中试之前,还有一道更早的坎——企业有了新产品的构想,却做不出可验证的样机。

2025年12月,福建省科技厅认定首批产业技术研发公共服务平台,其中,依托福建(泉州)先进制造技术研究院建设的“服务机器人产业技术研发公共服务平台”入选,定位于“小试”:聚焦成果转化应用,面向产业链上下游企业特别是中小微企业,提供小试技术研发、技术整体解决方案等创新支持服务,解决企业“想做新产品,但没有研发能力做小试样机”的痛点。该研究院还拥有省工信厅认定的“智能机器人技术与系统中试服务平台”,该平台由研究院联合中国华电科工集团等企业共建。两大公共平台统筹建设,覆盖“研发—中试—验证—转化”全链条。从改制前的“交作业”式短链条买卖,到如今与企业“同解题”的全程服务,这种探索试图回答:创新链条的“第一环”,怎么才能不断裂?


平台与企业同解难题

走进位于泉州数字经济产业园的福建(泉州)先进制造技术研究院中试基地,一台甘蔗自动化削皮机静静立在车间一角,输送通道、削皮刀组和落皮腔体集成在一体式机架上,布局简洁规整。

“这是省内最大的水果批发商研制的自动削皮机器。”研究院副院长梁培栋拍了拍机架,“原来人工削皮,一天100多吨,没法做。市场上有半自动的,而我们能做成全自动削皮机器,削完皮自动切段、包装,直接进超市。”设备已完成整机性能验证,小批量生产并交付用户。

一台削皮机,看似不够“高精尖”,但它背后是这家研究院服务中小微企业的方式之变,从过去“交作业”式的单次技术交易,转向把企业的模糊需求变成可执行的小试研发。

福建(泉州)先进制造技术研究院成立于2016年3月,由泉州市政府与哈工大合作共建,最初命名为福建(泉州)哈工大工程技术研究院,2023年完成改制,更名为福建(泉州)先进制造技术研究院,主攻智能制造系统集成、机器人技术工程化创新应用。

“改制前,项目合作往往是‘交作业’式的短链条买卖,和企业完成技术交易后,后续的落地转化服务跟不上,这影响了企业的合作意愿。”梁培栋说。

改制后,研究院从“高校+政府”双重管理,转向政府指导监管下的自主市场化运行,探索“研究院+中试基地+技术转移中心+产业化公司”模式。

用梁培栋的话说,改制后要从“交作业”变成“同解题”。具体变化体现在哪些方面?

最直观的,是与泉州本土体育器材企业舒华体育的合作。研究院技术副总监黄承曦记得,最开始做出了一套“速度与力量系统”,用于采集运动员训练数据,以便科学评估训练效果。“这解决了国内技术空白,相比国外采用拉绳传感器采集训练数据,我们团队则采用深度相机采集数据。但拍照有个致命缺陷,因为运动员爆发性动作极快,高速拍摄会产生误差,运动的最高点或最快速度没采集到,计算就偏了。”

小试阶段,团队使用深度相机进行三维视觉采集并优化算法,能够识别16种健身动作。团队在院内组织二三十名同事,利用下班时间开展测试,系统整体表现稳定。但到体博会现场,多名参观者同时进入画面,多目标干扰下系统识别失常。后续团队持续优化算法,通过人体与杠铃的相对位置、人体相对于相机的距离关系,判定并锁定主要识别目标。

一期做完,舒华主动上门商量开展二期、三期合作,最终实现新产品的批量销售。这套系统帮助舒华的健身器材价值提升近10倍。

另一个例子是钨钼细长杆件检测项目,企业要求检测效率为1万支/小时。“为了实现表观360度全检测,钼杆需要一根根依次快速经过振动盘、皮带、擒纵鼓机构以及视觉检测滚动转盘,不能有一根卡住,一旦卡住就全堵了。”项目团队负责人赵紫阳说,团队不断迭代优化,最终研制出智能视觉检测装备,检测效率达到1万支/小时,单台设备日检测能力达20万支,预计可为企业创造近35万元经济效益。

“小试不是‘缩小版中试’。”梁培栋表示,小试要回答的是:企业想做的新产品,技术上到底能不能实现?用什么路径实现?成本大概多少?这些问题没搞清楚就直接上中试,等于花钱试错。

小试与中试梯次推进

中试基地车间里,一台电缆托盘自动切割钻孔一体化装备正进入功能测试。梁培栋和工程师认真核验设备的切割、冲孔性能。金属型材顺着辊道平稳输送,切割、冲孔两道工序集成在一台设备上,原本多步骤的人工加工变成一体化自动作业。

“电缆托盘是核岛安装工程里核安全级设备的关键载体,质保要达到60年,加工精度要求极严。”梁培栋说,“我们的设备不能仅停留于实验室阶段,必须落地应用于生产一线。你所见的不少设备,均在此完成总装后发往工程现场,区别于部分仅能在实验室环境下运行、难以走出试验场地的科研成果。”

这套自主研发的装备瞄准传统核电施工现场加工的痛点,有望填补国内核电专用加工装备领域的空白。从实验室样机到可发往核电现场的设备,这中间是中试基地里一遍遍的精确核验。

在中试基地车间的另一头,一台钢结构除锈喷涂机器人正在调试,工程师俯身核验多自由度机械臂末端的感知与作业流程。“3D相机先粗定位,再精细扫描生成点云,系统自行规划除锈喷涂轨迹,还要兼顾登高车臂架关节限制。”工程师介绍,大型钢结构人工除锈风险高、质量不稳定,而这套装备把锈蚀识别、三维扫描、轨迹规划、激光除锈集于一体。

从实验室到生产一线,靠什么衔接?要依托小试和中试,一棒接着一棒实现接续转化。省科技厅认定的产业技术研发公共服务平台聚焦小试,省工信厅认定的制造业中试服务平台负责中试放大和工艺熟化。同一个研究院依托两类平台资质,形成前后接续、梯次推进的转化链条。

但衔接不是自动发生的。黄承曦坦言,有时候人们对小试和中试也分不太清,“这两个概念在这两年才被较多提及,所以大家的理解也不一样”。从服务边界看,小试更多是聚焦于需求引导和技术方案探索,中试则是可靠性、稳定性、环境适应性的系统验证。

为某知名新能源科技公司研制的汽车底盘扫描工具,是一个从概念验证到中试放大的典型案例。众所周知,新能源二手车的估值中,电池价值占比约一半。在对新能源二手车作估值时,传统检测方式需举升车辆以查验底盘,为了检测的快速便捷,合作方提出研发便携式检测装置,可伸入车底完成扫描作业。“项目难点在于作业空间高度受限,图像采集距离底盘仅一两厘米,同时需对1.6米幅宽区域获取清晰图像。”黄承曦说,光路设计、畸变调整、光源均匀性,都是在小试阶段一点点打磨出来的,“不到一个月就完成概念验证,但要形成可实用化装备,仍需投入大量攻关工作”。

矿山智能巡检机器人则诠释了中试阶段开展场景化验证的价值。在中煤所属某煤矿主运输巷道内,该轨道式巡检机器人将皮带巡检频次由每日1次提升至每日4次,异常识别准确率稳定维持在90%以上。装备需满足防爆要求,并适应高粉尘工况,实现连续一个月稳定运行。“对于托辊温升等隐患,机器人比人工巡检提前数小时至一天发出预警。”项目负责人陈金海说。

针对某海上制氢站点,该平台配套研发了专用巡检机器人。鉴于氢气易燃易爆、泄漏风险高,且因密度小易在顶部空间积聚,巡检装备必须精准识别泄漏点。“对这类高危场景,企业自己很难搭建一套验证环境,因为企业不可能为了测试机器人专门建一个制氢站。”黄承曦说,平台的中试线提供了模拟工况,机器人在真实制氢环境中的防爆性能、传感器响应、长时间连续作业能力,都被逐一验证出来。

尽管如此,堵点也真实存在。黄承曦以一个机器人创新应用产品项目为例指出:合作团队提出理念,研究院开展验证,但对方往往前一天想做,隔天想法又变了。“我们就得慢慢引导,从技术角度评估哪些能产业化,从产品角度分析实现产业化的复杂度和投入,把产品定义范围明确下来。”需求变更,是小试阶段最磨人的事。

“小试平台提前把样机可靠性打磨好,中试环节的试错成本就能降下来。”梁培栋说,“接力赛”的关键不是把接力棒交出去就完事,而是每一棒都知道下一棒需要什么。科创服务真正要交付的,是“可承接性”:产业问题能否被说清,技术证据能否被复核,后续的资金和风险由谁承担,接手后由哪个主体继续经营。只要有一环没有落实,就等于把不确定性转嫁给下一棒。

厘清公共服务“边界”

技术转化链条上的堵点考验平台的技术服务能力,而作为面向企业的公共服务平台,该如何兼顾公益属性与自身的生存和发展?

黄承曦打了个比方:“这有点像消费者在超市试吃,少量试吃,成本不高,可以当作一种促成合作的手段,但如果有大量成本消耗,或者一两个月的人员集中投入,就要做具体的服务估值。”让公共服务平台采取全公益的运行模式,这不现实,而标准化的定价存在难度,目前基本是在已有的合作基础上推进。“我们大多数服务是全周期的,从研发到验证再到中试,很难拆成标准化环节单独定价。”

与泉州本地某汽车部件生产企业的合作,从“项目制”变成了“长效伙伴”。最初是合作研发基于机器视觉的空气弹簧关键尺寸在线检测设备,把单个工件检测时间从人工4道工序的120秒缩短到20秒,效率提升5倍,每年可直接省下75万元人力成本,产品批次不良率降低40%以上。此后,合作延伸到视觉检测算法、新工艺生产设备整体规划,研究院深度参与企业全生产周期。

对这类项目,企业需求明确,平台做小试研发和集成调试,按市场化方式收费。黄承曦说,有大量成本消耗或一两个月以上人员集中投入的,平台会做具体的服务估值。

数据显示,产业技术研发公共服务平台立足技术研发与成果转化,累计开展研发项目16项、承担国家重大专项2项,开发出特种作业、智能巡检、重载搬运、智慧服务等系列机器人产品并批量应用于华电、国能、中煤、宁德时代、国铁科技等头部企业,近1年服务企业79家,实现研发服务收入约1669.5万元。中试服务平台则面向产业化落地,近3年累计完成87个中试项目,合同金额超1亿元,推动光伏运维、矿山巡检、酿酒搬运、配电巡操等机器人成果转化并落地五粮液、龙煤等企业。迄今为止,研究院累计服务企业700多家。

平台之外,一张更大的协同网络在支撑小试研发。研究院搭建起院校协同、高校合作生态,目前已覆盖22所高校,构建起“项目攻关—平台共建—人才培养—产业赋能”全链条合作生态:联合上海交大、哈工大等8所高校开展国家重点项目攻关,联合南洋理工、哈工大等3所高校共建高水平创新平台,与哈工大、厦大等6所高校共建研究生校外培养基地,赋能华大、集大等8所地方院校实训发展。

“科创服务不能只看平台承接了多少项目、办了多少活动。”梁培栋说,“公共平台要容纳足够早、足够不确定的项目,市场化团队又必须有收入与长期激励。资助设备和场地只是起点,还要允许分阶段终止,如实记录失败,明确尽职免责,并区分服务收入、成果交易额、项目融资额和产业收入。”

这一机制要求,已在具体平台实践中得到回应。2025年3月,全省首个具身智能服务机器人创新平台在该研究院启动,联合国家和地方共建人形机器人创新中心,服务泉州纺织鞋服、智能家居、健康养老等产业集群。前沿技术储备正在反哺中小企业的小试研发。

此类探索也正被纳入更大范围的政策布局,福建正在加快构建中试创新服务平台体系。目前,省科技厅已认定概念验证中心5个、产业技术研发公共服务平台16个,省工信厅认定制造业中试服务平台30个、培育36个。政策原则清晰明朗:政府引导、地市为主、省级认定奖补、公益性与市场化有机结合、开放服务共享。

在采访中,有专业人士指出,认定只是起点,一个平台能否持续发挥作用,关键不在于设备多少、牌子多大,而在于能否不断帮助企业解决新问题。企业有了想法,平台帮其把第一台样机做出来、通过验证,创新链条才不会在“第一环”就断掉,这正是小试平台最朴素的价值。

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