2025年11月14日，东方数字科技有限公司部长张帆在深圳核博会机器人与人工智能论坛发表《辐照环境下的机器人应用》主旨报告。
分享介绍了东方电气集团数字科技有限公司在耐辐照环境机器人领域的研发积累、核心技术和工程应用。其耐辐照动力机械手及相关成套装备面向核退役、核后处理、核电运维等高风险场景，旨在替代人工进入辐照环境完成高负载、高精度、远程化作业，并已在国内外项目中实现应用。
关键点
1. 东方数科的定位与能力基础（00:31）
东方电气集团数字科技有限公司是集团旗下专注数字产业化的平台，围绕智能制造、工业互联网、网络信息安全和数字化转型咨询开展业务。公司依托集团高端装备制造与智能装备研发基础，拥有复合型人才队伍、多个省部级科研平台和大量知识产权成果，为耐辐照机器人研发提供了技术和工程能力支撑。
2. 耐辐照机器人研发的行业背景（03:32）
随着我国核电建设快速发展、早期核设施逐步进入退役期，核后处理和核退役需求持续增加。相关场景需要大量自动化和机器人装备，但部分关键装备仍存在进口依赖，不利于核心装备自主可控，因此自主研发耐辐照机器人具有现实必要性和市场空间。
3. 核安全运维场景的核心痛点（04:36）
核环境机器人需要适应极端复杂环境，具备高耐辐射性、精准可靠的作业能力、灵活智能的自主性以及稳定安全的数据通信能力。这些痛点制约了机器人在核电站运维、事故应急处理等关键场景中的应用效能和安全性。
4. 以耐辐照动力机械手构建综合解决方案（05:11）
项目以自主研发的耐辐照动力机械手为核心，面向核退役和后处理领域构建综合解决方案。该装备可替代人工进入极端环境，执行夹取、打磨、采样、重载清障、设备拆除、燃料组件拆解和物料转运等任务，也可用于核应急响应和辐射场景探查。
5. 十余年研发积累形成产品化能力（06:10）
东方电气自2013年起开展耐辐照环境机器人相关研发，从集成应用起步，经历技术引进、消化吸收和关键技术攻关，实现从无到有的突破。通过冷态工程和快堆热试等递进应用，相关成果从实验室样机逐步转化为耐辐照正式产品。
6. 动力机械手系统的组成（06:50）
动力机械手系统由航车平台、多自由度机械臂、工具快速切换末端系统、专用作业工具以及控制与驱动系统组成。该集成方案面向高辐射环境下“进不去、干不了”的行业难题，控制与驱动系统也由团队自主掌握。
7. 移动平台与机械臂关键技术（07:16）
移动平台采用全不锈钢材质和模块化设计，具备IP55防护等级，通过四自由度运动平台、伸缩筒线缆内置管理、双电机冗余驱动和同步链条传动保障运行稳定可靠。机械臂通过运动仿真、模块化设计、敏感器件内置、高可靠传动和应急驱动等技术，实现极端环境下的精准可靠作业。
8. 工具快换提升作业灵活性（08:18）
系统研发了高可靠性夹钳，采用自锁传动机构并将驱动部件后置，以提升抓取安全性和可靠性。通过夹钳和电动工具的远程快速更换，单台机械臂可快速切换不同工具，适应多种复杂作业并提高效率。
9. 控制系统兼顾遥操作与自主控制（08:50）
控制系统实现多轴机械臂精准运动控制，支持单点操作和程序自动化作业，并采用有线与无线结合的人机交互方式，实现宏观遥操作和局部自主控制的结合。针对辐照环境，驱动控制系统后置隔离辐射，并融合旋转变压器控制和FOC电机控制模式，以兼顾高精度和高辐射场景需求。
10. 辐照环境专项防护设计（09:29）
机械手采用“系统后置、本体防护”的策略，将驱动器和控制器等敏感单元布置在低辐射区。进入热室的机械臂本体通过敏感元件内置、IP68防护、模块化设计和冗余驱动等措施，提高酸洗去污适应性、可靠性、易维护性和辐照环境生存能力。
11. 系统参数与高负载能力（10:04）
动力机械手系统设计寿命长达30年，允许操作质量超过200公斤，最大承重能力达到2000公斤以上。机械臂总长超过1.6米，腕关节可连续旋转，伸缩筒提供4米垂直行程，能够在热室等复杂环境中承担大负载、高精度远程操作任务。
12. 功能、极限与环境适应性验证（10:43）
团队完成了大小车运动、机械臂200公斤负载运动、夹钳扭矩与夹持力、2.5吨负载以及应急回收等八大关键功能与极限测试。环境适应性测试显示，机械手累计耐辐照剂量可达到1.5兆戈瑞以上，并通过密封保压实验验证IP68防护等级，具备15米以下水下密封能力。
13. 技术成果获得行业认可（11:55）
项目成果经第三方评价达到国际先进水平，被认定为省级首台套产品，并获得恰佩克技术创新奖。这些荣誉从技术水平、产业价值和行业创新角度肯定了产品从关键技术突破到高端装备研制的能力。
14. 辐照环境机器人应用逐步扩展（12:32）
公司自2013年起深入核能领域，与核动力院、综合单位及相关重点客户协同，围绕现场需求开展低放废物处理、设备维修、设施退役和后处理等项目。经过多年工程实践，已形成从核心部件到成套系统解决方案的能力。
15. 成果转化与海外应用突破（13:13）
截至目前，公司在核同方向累计承接30余项成果转化项目，总金额突破亿元，覆盖核应用研究、设施退役、在役运维和废料处理等领域。到2025年，相关装备服务巴基斯坦恰希玛核电站，实现从国内实践到海外应用的突破。
16. 霞浦核电动力机械手应用（13:53）
面向霞浦核电，动力机械手主要用于在辐照环境下完成燃料组件抓取、搬运以及专用工具转移运输。系统集成过载保护、碰撞保护等安全功能，已多次完成燃料组件检测作业，体现了核电站关键运维装备自主化和工程应用突破。
17. 巴基斯坦恰希玛核电站项目（14:25）
团队为巴基斯坦恰希玛核电站提供两套耐辐照动力机械手系统，用于高放环境下部件更换和设备维修等关键操作。项目突破辐射防护、环境感知、重构、智能控制等多项核心技术，打破国外长期垄断，标志着从技术引进到自主创新并出口海外的重要跨越。
18. 压力容器自动解体切割装置（14:58）
压力容器自动解体切割装置面向核设施退役领域，基于自主研发的耐辐照机械臂和切割工艺积累，为大型后壁压力容器定制。系统通过远程控制和无人化作业解决中低放环境下解体难题，降低人员风险并提升退役作业安全性、效率和自动化水平。
19. 强放部件吊装工具（16:58）
用于反应堆运维的强放部件吊装工具可实现自动调平、自动对中和自动抓取，水平调整精度达到0.01度，姿态角度调整精度为0.05度。该装置以高自动化水平替代传统高风险人工作业，提升吊装作业的安全性、效率和可靠性。
20. 壳体自动化去污装置（17:35）
核设施退役用壳体自动化去污装置集成机械打磨、激光清洗和粉尘收集系统，用于解决大型退役壳体表面放射性污染问题。系统融合3D视觉扫描、重构和智能路径规划，可适应复杂不规则曲面，并通过升降、定位和回转能力实现高效高质量自动化去污。
21. 螺栓拉伸装置与总体结论（18:11）
反应堆压力容器螺栓拉伸装置用于特殊反应堆换料大修，第二代产品体积重量较上一代缩减约60%，作业效率提升100%，降低人员辐射暴露风险。报告最后指出，东方电气集团已在耐辐照机械手、自动解体装置、螺栓拉伸等关键装备上形成完整布局，具备提供全链条智能化解决方案的能力。
时间线
00:00 - 主持人介绍东方数字科技有限公司张芳部长进行分享，主题为辐照环境下的机器人应用。
00:31 - 报告首先介绍东方数科的成立背景、集团定位、数字化业务方向、人才队伍、科研平台和资质荣誉。
03:32 - 随后转入耐辐照机器人研发背景，说明核电发展、核设施退役和后处理需求带来的装备自主化需求。
04:36 - 报告分析核安全运维行业的痛点，并提出以耐辐照动力机械手为核心构建核退役和后处理综合解决方案。
06:10 - 接着梳理十余年研发历程，并详细介绍动力机械手的系统组成、移动平台、机械臂、工具快换、控制系统和辐照防护设计。
10:04 - 报告展示系统关键参数、功能测试、极限测试和环境适应性验证，说明装备的寿命、负载能力、防护等级和耐辐照水平。
11:55 - 报告介绍项目获得的第三方评价、省级首台套认定和行业技术创新奖，为产品市场化奠定基础。
12:26 - 进入应用案例部分，概述公司在辐照环境机器人领域的工程实践、项目数量、合同金额和从国内到海外的应用拓展。
13:53 - 重点说明霞浦核电和巴基斯坦恰希玛核电站的动力机械手应用，体现关键运维装备自主化和出口突破。
14:58 - 报告继续介绍压力容器自动解体切割装置、强放部件吊装工具、壳体自动化去污装置和螺栓拉伸装置等衍生装备。
18:49 - 最后总结东方电气集团在辐照环境机器人技术领域已具备完整布局和全链条解决方案能力，并表示将持续服务核能事业安全高效发展。
AI 延伸阅读(下文由AI生成，其内容可能存在偏差，请注意甄别)：
东方数科张帆：耐辐照机器人加速核工业高风险作业智能化与国产化
东方电气集团数字科技有限公司作为东方电气集团数字产业化平台，承担着集团数字化转型和数字化产业输出的重要职责。公司围绕智能制造、工业互联网、网络信息安全和数字化转型咨询等方向，推动人工智能、云边端协同、自动化集成和工业软件等技术与高端装备深度融合。依托东方电气在发电装备制造、智能装备研发和工程实践方面的长期积累，东方数科已形成较强的复合型研发能力，拥有多个省部级科研平台、数百项知识产权，并在智能制造示范工厂、数字化车间和工业数字化建设方面取得多项成果，为耐辐照机器人研发奠定了技术、人才和场景基础。
耐辐照机器人研发的背景来自核电运维、核设施退役和核燃料后处理等领域的现实需求。随着我国在运、在建和核准核电机组规模持续扩大，早期核电机组及核燃料循环设施逐步进入退役阶段，核后处理能力建设也面临刚性需求。相关作业往往处于高辐射、强污染、空间受限和环境复杂的场景中，传统人工方式不仅风险高、效率低，也难以满足高精度和长周期可靠运行要求。因此，通过机器人替代人员进入高风险环境，成为提升核工业本质安全、保障关键装备自主可控和推动核后处理产业发展的重要方向。
东方数科耐辐照动力机械手经历了从技术引进、消化吸收到自主攻关的过程。自2013年起，公司围绕相关集成应用开展研究，并在“十三五”期间实现关键技术突破，推动产品从实验室样机走向工程化应用。该系统由航车移动平台、多自由度机械臂、末端快换系统、专用作业工具以及控制驱动系统组成，可完成夹取、搬运、打磨、采样、部件更换等任务。其移动平台采用全不锈钢材质、模块化设计和防护结构，并通过冗余驱动、同步链条传动和线缆内置管理提升可靠性；机械臂则通过自由度规划、运动仿真、高可靠传动和敏感器件防护设计，保证在辐照环境下仍具备稳定作业能力。
在控制与防护体系上，东方数科形成了“系统后置、本体防护”的耐辐照设计思路，将驱动器、控制器等敏感单元尽量布置在低辐射区域，同时对热室内机械臂进行金属壳体防护、敏感元件内置和高等级密封设计。系统支持多轴精准控制、单点操作、程序化自动作业和局部自主控制，并结合有线、无线人机交互方式，满足远程安全操作需求。其全伺服控制、FOC电机控制、应急驱动和模块化维护能力，使设备能够在高辐射场景中兼顾精度、稳定性和可维护性。相关产品设计寿命可达30年，允许操作质量超过200公斤，最大承重能力超过2000公斤，并可通过约4米垂直行程适应热室等复杂环境的大负载作业。
在测试验证方面，耐辐照动力机械手已完成大小车运动、机械臂200公斤负载运动、夹钳扭矩、2.5吨夹持负载和应急回收等多项测试，形成覆盖机械运动、承载极限和安全冗余的验证体系。环境适应性测试显示，设备通过真实放射性辐照累计实验，耐辐照剂量达到1.5MGy以上，并通过密封保压实验验证IP68防护等级，具备相当于15米水下环境的密封能力。项目成果经第三方评价达到国际先进水平，并获得省级首台套产品认定和恰佩克技术创新奖，体现出较高的工程成熟度和行业创新价值。
经过十余年发展，东方数科耐辐照机器人及相关智能装备已应用于低放废物处理、设备维修、设施退役、核后处理等场景，并与核动力院、八二一厂、四零四厂等重点单位开展工程化合作，累计承接三十余项成果转化项目，总金额突破亿元。2025年，相关产品服务巴基斯坦恰希玛核电站，标志着东方数科在核环境机器人领域实现海外应用突破，也体现出国产高端核工业装备从自主研发走向国际市场的能力。
在具体应用中，霞浦核电动力机械手主要用于辐照环境下燃料组件抓取、搬运和专用工具转运，集成过载保护、碰撞保护等功能，并已多次完成现场燃料组件检测作业，推动核电站关键运维装备自主化取得实质进展。巴基斯坦恰希玛核电站热室动力机械手则面向高放环境下的部件更换和设备维修，突破了辐射防护、环境感知、系统重构和智能控制等核心技术，打破国外长期垄断，实现了从技术引进到自主创新再到出口海外的重要跨越。
除动力机械手外，东方数科还围绕核设施退役和运维开发了多类专用装备。压力容器自动解体切割装置面向大型厚壁压力容器退役需求，集成三坐标运动平台、多关节机械臂、绳锯系统、转运控制和废物回收系统，通过一次精密切割和二次高效分解相结合，实现远程无人化拆解。反应堆强放部件吊装工具可实现自动调平、自动对中和自动抓取，水平调整精度达到0.01度，姿态角度调整精度达到0.05度，有效替代高风险人工操作。核设施退役壳体自动化去污装置融合机械打磨、激光清洗、粉尘收集、三维视觉扫描和智能路径规划，可自动适应复杂不规则曲面，解决大型退役壳体表面放射性污染去污难题。
在核电大修场景中，反应堆压力容器螺栓拉伸装置也展现出明显工程价值。该装置用于特殊反应堆换料大修，第二代产品较上一代体积和重量缩减约60%，作业效率提升约100%，最大拉伸力达到3300千牛，可适用于M85大螺栓自动化精准拉伸与装卸，并通过自动对中、顶升和旋转功能降低人员辐射暴露风险。这些装备共同构成了东方数科面向核环境作业的智能化产品体系，覆盖了核应用研究、在役运维、设施退役和废料处理等多个环节。
东方数科在耐辐照机械手、自动解体装置、螺栓拉伸和自动化去污等关键装备方面已形成较完整布局，推动核工业高风险作业从人工进入向远程化、自动化和智能化转变。随着核电规模扩大、核设施退役加速和核燃料后处理需求释放，耐辐照机器人将继续在提升作业安全、增强装备自主可控、提高运维效率和支撑核能可持续发展方面发挥重要作用。
