2023年，可以看作钢结构行业智能化焊接的元年

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2023 年可以看作是钢结构行业智能焊接的元年。

兴剑机器人副总经理王大江评判，2023年8月虹鹭钢构1000台焊接机器人、500台角焊机器人免示教机器人焊接工作站招标公告，具有里程碑意义。虹鹭钢构的举动，就像三一集团在2018年在中国智能工程机械道路上“要么翻要么翻”的决心和勇气，这两者都是引领行业发展的壮举。

根据企业规模，购置虹鹭钢构后，焊接机器人总应用量可达3000台，其他钢结构行业的头部企业已经布局。这些企业无论是大额购买资金，还是由自己的内部智能制造团队独立打造焊接机器人，都为钢结构行业的智能焊接增添了不少变数。

王大江在接受高工机器人采访时表示：“从兴健机器人接到的订单来看，市场端已经明显感受到了后续的强劲需求，到2024年，机器人在钢结构行业的应用数量有望超过1万台，机器人行业也将有更强的企业以更好的策略脱颖而出， 我相信竞争会越来越残酷。”

这些评判并非毫无根据，在多个层面都有迹象。

没有人留下，开始使用设备

“观察情况的人是明智的，控制情况的人是胜利的。”

在产业政策方面，《钢结构行业“十四五”规划和 2035 年远景目标》显示，到 2025 年底，全国钢结构消费量将达到约 1.4 亿吨，钢结构建筑在新建建筑面积中的比重将达到 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，钢结构用量达到每年2亿吨以上，钢结构建筑在新建建筑面积中的比重将逐步达到40%，钢结构智能化施工将基本实现。

在焊工需求方面，按一名焊工一年可加工400吨钢材计算，2022年钢结构使用量为1亿吨，实习焊工需求量为25万;以此类推，到 2025 年将需要 350,000 名焊工;到 2035 年，将需要 500,000 名焊工，随着人口负增长趋势的出现，对焊工的需求将进一步扩大。

绘图：星剑机器人

从上市钢结构企业CR5产量来看，2011-2016年集中度逐年下降，主业企业数量逐年增加，竞争日趋激烈。2016年后，制造业供给侧改革导致上游钢铁企业整合导致钢价波动，以及环保措施趋严、小容量钢结构企业部分退出、行业集中度逐步恢复等导致的成本上升。

目前，中国钢结构行业的市场集中度仍然较低，CR5仅为7%左右，而美国排名前三的钢结构企业市场占有率在50%以上。一

方面是推，另一方面是被迫，这使得中国的大小钢结构企业，包括2023年年产448.8万吨的洪鹭钢构，年产100万吨以上的杭霄钢构，以及大多数年产10000-2万吨的企业， 重新计算了自动化设备和劳动力的账户。

不难判断，90%以上的钢结构企业是中小企业，他们对自动化设备的需求将越来越强烈。

钢结构，具体可分为轻钢和重钢，按场景可分为住宅、别墅、写字楼、商业建筑和工业厂房、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，员工素质参差不齐， 对设备价格特别敏感。

因此，适应性强、功能多、效率高、价格低的自动化设备更受钢结构企业的青睐。

星剑机器人给出的答案是：随着复合视觉、AI算法、工艺深度三大核心技术的积累，制定了视觉驱动和模型驱动两条技术路线，能够适应不同类型企业的需求，实现视觉粗定位，（调用模型），自动提取焊缝信息，匹配焊接工艺参数， 自动规划焊接路径，并准确定位并自动焊接。

趴着等待风来

“我们不是在追风，但我们一直躺在这里，这个谎言已经 20 年了，现在风在起。”

作为在焊接行业工作了近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，星剑机器人一直专注于做项目和细分产品，即“啃硬骨头”，逐步积累技术和资金。2016年之后，秉持着“改变一个行业”的信念，也期待重工行业智能制造的浪潮即将到来，兴健机器人与重工行业不同细分领域的节奏已经开始落地重工行业通用可复制的产品和生产线。

早在20世纪90年代，星健机器人主创团队就完成了葫芦岛大口径开孔切割机器人，并荣获省部级科技进步一等奖;

2007 年，星剑机器人利用激光测量、激光划线、视觉跟踪和校正技术，为中国第三代核电 （AP1000） 安全壳制造了一台大型曲面坡口切割机器人。

2010年，星剑机器人完成了中集罐式集装箱的纵缝和鞍形视觉自动焊接，并在实际项目中首次引入自主研发的视觉跟踪应用。

2014年，兴剑机器人为四川宏华打造了自动焊接机器人，首次将AI视觉识别技术引入工程实践，可以自动查找工件，根据不同的工件自动匹配不同的工艺;

2017年，星剑机器人为大明金属研发出火焰平板零件坡口切割机器人，使星剑机器人从曲面降维到平面坡口切割，从而进入工程机械行业，确定了在坡口切割领域的绝对领先地位;

2018年，星剑智能打造了新时代船厂分段组立式焊接机器人，开创了造船行业形成AI+视觉+流程深度积累深度融合的行业先河;

2019年，星剑机器人江南造船厂研发了起重机自动焊接机器人工作站，集AI+视觉+工艺深度积累于一体，实现高度智能化，是造船行业非常先进的起重机生产线。

近年来，星健智能参与了“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的重点项目，实现了点-线-面的完整方案和布局。

事实上，兴健机器人在 2016 年就关注了钢结构行业，发现这个行业特别大，中国粗钢产量的一半用于建筑行业，即 5 亿吨，是汽车用钢量的十倍。钢结构建筑实际用钢量也是 1 亿吨，是汽车行业的两倍。

因此，星剑机器人在 2018 年对钢结构行业进行了深入的考察，也下了一些订单。不过，走了一圈之后的感觉是，企业有自动化升级的需求，但是对机器人的认知还是很原始的，他们希望机器人买回家就能工作了，他们认为系统集成是一件很简单的事情。

除了终端客户意识到需要改进一个流程外，人工成本的上升和机器成本的下降还没有形成交集，基于各种考虑，兴剑机器人决定暂时放下钢结构业务，主要布局刚性行业，但保持对钢结构行业的专注。这样，一次将是两到三年。

当风起时，扑向它

“只有敢于胜利，才能善于胜利。”

“当市场上涨时，我们必须非常迅速地扑向它，即使它没有盈利。”王宗义博士在接受高科技机器人采访时说。

自 2018 年兴剑机器人与虹鹭钢构首次合作以来，2023 年，邢剑机器人将再次与虹鹭钢构就首批 100 套智能免示教焊接机器人工作站达成战略合作。

在虹鹭钢构车间内，兴健智能焊接机器人自动完成平焊、垂直焊接、转角焊、自动清枪和线切割，整个过程操作简单，免示教编程，综合焊接速度快，可一人多机操作，提高了工件的焊接精度， 焊接合格率，减少了工人对专业焊接技术的依赖，提高了操作的安全性。双方的合作意味着星剑机器人凭借其核心技术竞争力和综合交付能力，赢得了钢结构行业领先客户的认可。

兴剑机器人也在探索与杭萧钢结构合作的新型重钢生产线，并已建成了拥有 18 台机器人的智能机器人自动装配焊接生产线，生产线包含 9 套工位，每个工位配备两台机器人，负责处理立柱间梁的装配焊接， 以及AGV对工件的搬运，整条生产线可实现物流、装配、焊接的自动化，生产线处于行业领先水平。

星健机器人还为国顺集团规划了一座智能工厂，占地面积约5万平方米，从标识、切割、分拣、匹配、坡口，从AGV到立式仓库，从自动组装到自动焊接，结合MES等软件系统，实现全厂智能化，项目投资金额近亿元， 并且还具有行业引领性，代表着行业的发展方向。

王大江透露，一开始，国信集团对这个智能工厂的规划投资是6亿，动用了120多台机器人，而兴剑机器人给出的解决方案是将国信集团的工件抽象成“柱状”和“梁状”，通过两台机器人共同进行抓取和焊接，将机器人数量减少到60台左右， 这为客户降低了成本并提高了效率。

高工机器人发现，星剑机器人的三个项目都是“点、线、面”的代表，在行业内具有非常高的影响力，通过打造标杆案例，进而实现细分领域的复制，推动行业发展。

我很幸运能成为这场革命的一部分

“伟大是被煮沸的，硬技术并不在乎谁的灵感闪现。”

事实上，直到现在，钢结构行业对机器人的认知仍然是“无所不能”的，钢结构行业设备自动化、智能化的发展还处于1.0阶段。

目前，钢结构的智能焊接只能解决所有有限的具体问题，对客户的工件质量有一定的要求。例如：

钢结构企业的需求更多的是“单机设备，能用”，前期准备包括备槽自动化和装配标准化;

虽然部分工艺已经实现了自动焊接，但大多数企业仍然需要在图纸或模型上手动选择焊缝;

目前的多层多道焊只是测量坡口的角度和宽度变化，然后进行布置，远非“智能”;

目前，钢结构智能装备厂商主要做桥梁、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，目前还没有完整的解决方案......用于屋面梁端板缝合接头的芯部工艺

王大江分析，细分领域没有通用的模式，必须结合不同行业的生产制造特点，给出针对性的解决方案，不仅要讲技术，还要强调客户流程和流程的特点。全方位的适应性不是一朝一夕就能实现的，而是一个需要积累的过程。

未来，钢结构行业的自动化升级改造空间将与物流相结合，加强物流建设，真正提高设备使用效率;与工业软件更加联动，物流紧密结合，提高设备整体效率。

王大江判断，钢结构行业市场空间巨大，兴剑机器人将长期保持乐观态度，将重点放在产值1万吨以上和20万吨以下的钢结构企业，做好20万吨以上大客户的示范工厂。