2023 年钢结构行业智能化焊接元年：鸿路钢构引领行业发展，增添变数

*本文约3751个字，阅读需要7.5分钟。

2023年可以看作是钢结构行业智能焊接元年。

星建机器人副总经理王大江认为，2023年8月宏路钢构发布的1000台焊接机器人及500套角焊缝免示教机器人焊接工作站招标公告，是具有里程碑意义的事件，宏路钢构的这一举动，犹如2018年三一集团在我国智能化工程机械道路上“要么翻身，要么倾覆”的决心和勇气，都是引领行业发展的壮举。

按照企业规模来看，鸿路钢构此次采购后，投入使用的焊接机器人总数可达3000台。其他钢结构行业龙头企业也纷纷做出布局。这些企业无论是从外部大量采购焊接机器人，还是自有智能制造团队自主打造焊接机器人，都为钢结构行业智能焊接增添了不少变数。

王大江在高工机器人的调研中表示：“从行建机器人接到的订单中，我们明显感觉到了未来旺盛的需求，2024年，钢结构行业机器人应用数量有望突破1万台，届时，机器人行业实力更强的企业将凭借更好的策略脱颖而出，我相信竞争会越来越激烈。”

这些判断并非空穴来风，各种迹象已经在多个层面显现。

没人，上设备

“观察形势的人是明智的，掌控形势的人是胜利者。”

产业政策方面，《钢结构行业“十四五”规划及2035年远景目标》显示，到2025年底，全国钢结构消耗量将达到1.4亿吨左右，新建建筑面积中钢结构建筑占比将达到15%以上。到2035年，我国钢结构建筑应用达到中等发达国家水平，钢结构消耗量达到2亿吨/年以上，新建建筑面积中钢结构建筑占比将逐步达到40%，基本实现钢结构智能化建造。

从焊工需求量来看，假设一名焊工一年能加工400吨钢材，2022年钢结构消费量为1亿吨，焊工需求量为25万。以此类推，2025年需要焊工35万；2035年需要焊工50万。随着人口负增长趋势明显，焊工需求缺口将进一步扩大。

图片：星箭机器人

从上市钢结构企业CR5生产情况来看，2011年至2016年集中度逐年下降，主要原因是行业企业数量不断增加，竞争日趋激烈。2016年以后，制造业供给侧改革带动上游钢企整合，引发钢材价格波动，加之环保趋严带来的成本上升导致部分小产能钢结构企业退出，行业集中度开始逐步恢复。

目前，我国钢结构行业市场集中度仍较低，CR5占比仅为7%左右，而美国前三大钢结构公司的市场份额均超过50%。

一边是促进，一边是压力。这迫使中国大大小小的钢结构企业，包括2023年产量将达到448.8万吨的鸿陆钢构、年产量将突破100万吨的杭萧钢构以及大部分年产量1-2万吨的企业，重新算起自动化设备和人工的账来。

不难判断，钢结构企业90%以上都是中小企业，其对于自动化设备的需求将愈发旺盛。

钢结构具体可分为轻钢和重钢，按照场景可分为住宅楼、别墅、办公楼、商业楼、工业厂房、大型体育场馆、桥梁、高层建筑等，场景多样，结构复杂，产品附加值不高，从业人员素质参差不齐，对设备价格尤为敏感。

因此，适应性强、功能多、效率高、价格低的自动化设备更受到钢结构企业的青睐。

行剑机器人给出的答案是：基于复合视觉、AI算法、深厚工艺积累三大核心技术，形成了视觉驱动、模型驱动两条技术路线，可适应不同类型企业的需求，实现视觉粗定位、（调用模型）、焊缝信息自动提取、焊接工艺参数匹配、焊接路径自动规划、自动焊接精准定位等。

躺下等风来

“我们不是追风，而是已经在这里躺了20年，现在风在吹。”

作为一位在焊接行业耕耘近20年的资深人士，星剑机器人董事长王宗义博士介绍说，从2006年成立到2015年，星剑机器人一直聚焦项目和细分产品，也就是“啃硬骨头”，逐渐积累了技术和资金。2016年以后，秉持“改变一个行业”的信念，预见到重工业智能制造大潮的到来，星剑机器人紧跟重工业不同细分领域的节奏，开始在重工业领域落地通用、可复制的产品和生产线。

早在上世纪90年代，行剑机器人创新团队就完成了葫芦岛大直径孔切割机器人，并荣获省部级科技进步一等奖；

2007年，星箭机器人为我国第三代核电（AP1000）安全壳建造了大型曲面面板坡口切割机器人，采用激光测量、激光打标、视觉跟踪与矫正技术；

2010年，星箭机器人完成中集罐式集装箱直缝及马鞍形视觉自动化焊接，首次将自主研发的视觉跟踪应用引入实际项目；

2014年，星箭机器人为四川宏华打造了一台耳板加强环自动焊接机器人，这是AI视觉识别技术首次引入到工程实践中，可以自动寻找工件，并根据不同工件自动匹配不同的工序。

2017年，星剑机器人为大明金属研发了一款火焰平板件坡口切割机器人，此项目使得星剑机器人实现了从曲面降维到平面坡口切割，从而进入工程机械行业，奠定了星剑机器人在坡口切割领域的绝对领先地位。

2018年，星箭机器人为新时代船厂打造分段式小组装配焊接机器人，以AI+视觉+技术的深厚积累与融合，开创了船舶工业装配行业的先河；

2019年，星箭机器人江南造船研发了吊马自动焊接机器人工作站，该工作站集AI+视觉+深厚工艺积累于一体，实现了高度智能化，是船舶行业非常先进的吊马生产线。

近年来，行剑机器人参与了“三一重工灯塔工厂建设项目”“中联重科智能工厂建设项目”“山东国顺智能制造产业园项目”等多个智能制造领域重点项目，实现了完整的点线面规划布局。

其实，行建机器人在2016年就关注到了钢结构行业，当时就发现这个行业特别大，中国粗钢产量的一半用在了建筑行业，也就是5亿吨，这个行业用钢量是汽车行业的十倍，而钢结构建筑实际用钢量是1亿吨，是汽车行业的两倍。

因此，行建机器人在2018年就对钢结构行业进行了深入调研，也接到了一些订单。但经过一轮调研，感觉企业有自动化升级的需求，但对机器人的认识还很原始，希望机器人买回家就能干活，认为系统集成是一件很简单的事情。

加上终端客户认知提升尚需时间，人工成本上涨与机器成本下降也尚未走到十字路口，基于多方面考虑，行建机器人决定暂时放下钢结构业务，转而专注刚需行业，但保持对钢结构行业的关注度，就这样搁置了两三年。

当风吹来，就跳上去

“唯有敢于胜利，才能善于胜利。”

“当市场回暖的时候，我们要迅速抓住机会，把订单做起来，哪怕这个订单没有利润。”王宗义博士在高工机器人调研时说。

自2018年星建机器人与宏路钢构首次合作后，2023年，星建机器人再次与宏路钢构达成首批100套智能免示教焊接机器人工作站战略合作，目前首批设备已发货投产，春节后将有更多套设备陆续发货。

在宏路钢构车间，星建智能焊接机器人自动完成平焊、立焊、角焊、自动清枪、剪线等作业。整个过程操作简单，无需示教编程，综合焊接速度快，一人可操作多台机器，提高了工件的焊接精度和焊接合格率，减少了对工人专业焊接技术的依赖，提高了作业的安全性。此次双方的合作，意味着星建机器人凭借核心的产品技术竞争力和综合交付能力，获得了钢结构行业头部客户的认可。

星建机器人还与杭萧钢构共同探索重钢生产线新模式，目前已建成一条拥有18台机器人的智能机器人自动化装配焊接生产线。该生产线包括9组工作站，每台工作站有两台机器人负责柱梁的焊接，工件采用AGV运输，整条生产线可实现物流、装配、焊接的自动化，该生产线在行业内处于领先地位。

行健机器人还为国顺集团规划了智能工厂，工厂占地面积约5万平米，从打标、切割、分拣、码垛、坡口，从AGV到立库，从自动装配到自动焊接，结合MES等软件系统，将整个工厂做到了智能化。这个项目的投资金额近亿元，也是行业领先，代表着行业发展的方向。

王大江透露，一开始，国顺集团计划在这个智能工厂投入6亿元，使用120多台机器人。行健机器人提出的解决方案，将国顺集团的工件抽象成“柱”和“梁”，再用两台机器人协同抓取、焊接，将机器人数量压缩到60台左右，为客户降低成本、提高效率。

高工机器人发现，星剑机器人三个项目在“点、线、面”方面具有代表性，在行业内影响力极高，通过打造标杆案例，可在细分领域实现复制，推动行业发展。

我有幸见证了这场革命。

“伟大是通过努力实现的。硬技术不在乎任何人的突发奇想。”

事实上，截至目前，钢结构行业依然将机器人视为“万能的”，钢结构行业设备自动化、智能化发展还处于1.0阶段。

目前钢结构智能焊接只能解决具体问题，具有一定的局限性，且对客户工件质量有一定要求。例如：

钢结构企业更多的是“单台设备，只要能用就行”，包括坡口制备的自动化、拼装的标准化等前期准备工作尚未达标；

虽然部分工序已实现自动化焊接，但多数企业仍需在图纸或模型上人工选择焊缝；

目前的多层多道焊只是测量坡口的角度、宽度变化，然后排列坡口，离“智能化”还相差甚远；

目前智能钢结构设备厂家主要针对桥梁、高层建筑、门式钢结构、轻钢装配式房屋等钢结构场景的焊接，而对于屋面梁端板缝合这一核心工序，目前市场上尚未有完整的解决方案......

王大江分析称，细分领域没有通用的模式，要结合不同行业的生产制造特点，提供针对性的解决方案，不能只谈技术，更应该强调客户的工艺、流程特点。全方位的适应性不是一朝一夕就能做到的，是一个需要积累的过程。

未来钢结构行业自动化升级改造的空间在于结合物流，强化物流，真正提高设备使用效率；与工业软件产生更多联动，使物流紧密结合，提高设备整体效率。

王大江认为，钢结构行业市场空间巨大，行建机器人长期看好。将重点布局产量1万吨以上20万吨以下的钢结构企业，打造20万吨以上大客户示范工厂，针对范围内客户进行针对性服务，扎根向下，逐步一个场景一个细分行业突破。