中國(guó)石化自主研發(fā)“新一代人工智能加油站成套技術(shù)”，已建成新一代人工智能加油站7座，可在120秒內(nèi)完成加油全流程操作

閱讀提示：

在中國(guó)石化建成的新一代人工智能加油站，智能加油機(jī)器人熟練地為客戶(hù)提供服務(wù)，精準(zhǔn)打開(kāi)油箱蓋、加注油品……全程操作僅需120秒。

隨著智能化成為服務(wù)業(yè)發(fā)展的重要方向，中國(guó)石化探索轉(zhuǎn)型發(fā)展，致力于為顧客提供更加智慧便捷的消費(fèi)體驗(yàn)。近日，由銷(xiāo)售公司、北京石油、湖南石油、安全工程研究院等單位共同承擔(dān)的中國(guó)石化“十條龍”科技攻關(guān)項(xiàng)目“新一代人工智能加油站成套技術(shù)”出龍，3年攻關(guān)邁出了歷史性的一步。該項(xiàng)目研究形成了人工智能全自動(dòng)加油機(jī)械臂、加油站全過(guò)程數(shù)字孿生系統(tǒng)等技術(shù)成果，開(kāi)發(fā)了適用于加油場(chǎng)景的高精度快速視覺(jué)識(shí)別、全自動(dòng)加油車(chē)型油箱數(shù)據(jù)庫(kù)、加油機(jī)器人安全保障、加油站3D快速建模等技術(shù)，為提升加油站智能化管控水平提供了技術(shù)支撐。

本版文圖由 嚴(yán)文銳 周金廣 唐宇博 葛 澤 王振中 李晶晶 李 煒 張海丹 曾 芬 提供

技術(shù)答疑

●為什么要打造人工智能加油站？

中國(guó)石化每日為車(chē)輛加油2000萬(wàn)余次。雖然車(chē)輛和加油地點(diǎn)不同，但是整體流程高度趨同，對(duì)機(jī)器人應(yīng)用來(lái)說(shuō)屬于“單一場(chǎng)景規(guī)?；钡膬?yōu)質(zhì)場(chǎng)景。使用智能加油機(jī)器人替代人工加油，能夠?qū)⒁痪€(xiàn)加油員從戶(hù)外較差環(huán)境下、簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來(lái)，為顧客提供更好的加油體驗(yàn)。此外，人工智能加油站應(yīng)用智能加油機(jī)器人、數(shù)字孿生、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化管控、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)全流程收集及智能診斷分析、數(shù)質(zhì)量與安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)全過(guò)程智能研判預(yù)警，持續(xù)提升顧客體驗(yàn)，提高總體運(yùn)營(yíng)效率。

●新一代人工智能加油站成套技術(shù)“新”在哪？

●創(chuàng)新研發(fā)了復(fù)合型智能加油屬具技術(shù)

●創(chuàng)新構(gòu)建了全自動(dòng)加油車(chē)型油箱數(shù)據(jù)庫(kù)

●創(chuàng)新研發(fā)了人工智能全自動(dòng)加油機(jī)械臂技術(shù)

●創(chuàng)新研發(fā)了加油機(jī)器人作業(yè)安全技術(shù)

●創(chuàng)新構(gòu)建了加油站單站數(shù)字孿生模型和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模型

●創(chuàng)新研發(fā)了加油機(jī)器人復(fù)合型視覺(jué)感知系統(tǒng)

●人工智能加油站將從哪些方面提升客戶(hù)消費(fèi)體驗(yàn)？

自動(dòng)化和便捷性：客戶(hù)可線(xiàn)上自主下單選擇所需油品并完成支付，減少了等待時(shí)間，提高了加油通過(guò)效率。

個(gè)性化服務(wù)：人工智能加油站通過(guò)分析客戶(hù)的行為和偏好，為客戶(hù)提供個(gè)性化的服務(wù)。比如，根據(jù)客戶(hù)的加油記錄和車(chē)輛信息，人工智能加油站可以推薦適合客戶(hù)的油品、提出車(chē)輛保養(yǎng)建議。

安全性和可靠性：智能加油站通過(guò)智能化設(shè)備和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加油過(guò)程和站內(nèi)安全狀況，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。

智慧支付和結(jié)算：人工智能加油站支持多種支付方式，包括移動(dòng)支付、銀行卡、加油卡等?？蛻?hù)可以自由選擇，同時(shí)可享受快速結(jié)算和無(wú)現(xiàn)金交易的便利。

信息互動(dòng)和交流：人工智能加油站通過(guò)電子顯示屏、觸摸屏和移動(dòng)應(yīng)用等方式，提供實(shí)時(shí)油價(jià)、促銷(xiāo)信息和車(chē)輛保養(yǎng)建議等信息。客戶(hù)可以獲取所需信息，并與其他用戶(hù)交流。

研發(fā)歷程

攻關(guān)成果

“新一代人工智能加油站成套技術(shù)”科技項(xiàng)目

●共申報(bào)發(fā)明專(zhuān)利26件，獲授權(quán)4件，制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)

●在湖南、河南、安徽等地的7座加油站進(jìn)行示范應(yīng)用

●截至2023年12月，加油機(jī)器人累計(jì)為1800余輛汽車(chē)加注2600余次，部分試點(diǎn)站進(jìn)站率提升超30%

銷(xiāo)售公司：組織協(xié)調(diào)確保項(xiàng)目順利推進(jìn)

2020年12月，“新一代人工智能加油站成套技術(shù)”正式入圍集團(tuán)公司“十條龍”科技項(xiàng)目，由銷(xiāo)售公司任組長(zhǎng)單位，北京石油、湖南石油、安工院任組員單位，共同開(kāi)展項(xiàng)目攻關(guān)。項(xiàng)目組開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況調(diào)研，組織專(zhuān)家論證技術(shù)路線(xiàn)及技術(shù)方案，結(jié)合實(shí)際優(yōu)化調(diào)整相關(guān)參數(shù)指標(biāo)；及時(shí)開(kāi)展項(xiàng)目集中總結(jié)，協(xié)調(diào)各成員單位完成項(xiàng)目工作報(bào)告、技術(shù)報(bào)告、應(yīng)用報(bào)告等鑒定材料，梳理項(xiàng)目形成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況，確保項(xiàng)目順利推進(jìn)。

北京石油：可為大多量產(chǎn)小型汽油車(chē)提供加注服務(wù)

【成果一】：創(chuàng)新研發(fā)基于對(duì)裝式類(lèi)人形雙臂構(gòu)型的人工智能加油機(jī)械臂技術(shù)

項(xiàng)目開(kāi)展以來(lái)，北京石油建立重點(diǎn)項(xiàng)目定期調(diào)度的工作機(jī)制，瞄準(zhǔn)智能加油機(jī)器人機(jī)械臂本體、視覺(jué)識(shí)別、安全防爆和智能交互等關(guān)鍵技術(shù)難題，不斷創(chuàng)新研究方式方法，并設(shè)置室內(nèi)室外加油機(jī)器人實(shí)驗(yàn)基地。同時(shí)，采用志愿者招募、車(chē)輛租賃、二手車(chē)市場(chǎng)調(diào)研等多種手段開(kāi)展車(chē)型數(shù)據(jù)采集和研發(fā)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到加能站、從加水試驗(yàn)到油品加注的突破。

目前最新版本的加油機(jī)器人可在120秒內(nèi)安全平穩(wěn)地完成“開(kāi)關(guān)蓋+插拔槍”全流程操作，整機(jī)及部件均取得“ⅡB T4”級(jí)防爆認(rèn)證，創(chuàng)新構(gòu)建起480余款涵蓋內(nèi)外蓋尺寸、旋轉(zhuǎn)角度、脊梁繩等36項(xiàng)信息的車(chē)型油箱數(shù)據(jù)庫(kù)，可為82%的常見(jiàn)量產(chǎn)小型汽油車(chē)提供加注服務(wù)，并在湖南、河南、安徽等地的7座加油站進(jìn)行部署應(yīng)用，取得良好的應(yīng)用效果。

安工院：將事故消除在萌芽狀態(tài)

【成果二】：創(chuàng)新研發(fā)加油機(jī)器人作業(yè)安全保障技術(shù)

針對(duì)加油機(jī)器人日常運(yùn)行過(guò)程中的人機(jī)交互、智能管理和安全保障問(wèn)題，項(xiàng)目組進(jìn)行了大量攻關(guān)。

在人機(jī)交互系統(tǒng)方面，銷(xiāo)售公司主導(dǎo)研發(fā)了線(xiàn)上線(xiàn)下融合的機(jī)器人加油智能交互系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了與“易捷加油”APP融合的加油機(jī)器人專(zhuān)用界面，具備線(xiàn)上預(yù)約、支付等交互功能，開(kāi)發(fā)了線(xiàn)下站內(nèi)引導(dǎo)與交互智能大屏系統(tǒng)，保障了機(jī)器人加油過(guò)程中的用戶(hù)體驗(yàn)。在日常運(yùn)營(yíng)管理方面，銷(xiāo)售公司主導(dǎo)研發(fā)設(shè)計(jì)了基于“邊-站-云”架構(gòu)的多機(jī)器人管理與控制方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)加油機(jī)器人的精細(xì)化管理和持續(xù)升級(jí)優(yōu)化。

在安全保障系統(tǒng)方面，針對(duì)機(jī)器人加油過(guò)程中可能出現(xiàn)的油氣泄漏及火災(zāi)事件，安工院主導(dǎo)研發(fā)了機(jī)器人加油油氣回收智能控制系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)智能調(diào)控氣液比，實(shí)現(xiàn)了油氣回收系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，油氣回收效率高達(dá)95%；研發(fā)了基于紅外光譜成像原理的油氣泄漏快速探測(cè)技術(shù)，能夠在5秒內(nèi)智能識(shí)別出因密封失效、油槍自封失效等故障引發(fā)的油氣泄漏事件并進(jìn)行安全聯(lián)鎖；研發(fā)了適用加油場(chǎng)景的早期火災(zāi)煙霧視覺(jué)快速檢測(cè)模型，可在兩秒內(nèi)識(shí)別油氣逸散后產(chǎn)生的早期火情事件，并具備消防聯(lián)動(dòng)功能，為加油機(jī)器人的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供安全保障。

湖南石油：首座數(shù)字孿生加油站成功上線(xiàn)

【成果三】：創(chuàng)新研發(fā)加油站數(shù)字孿生系統(tǒng)，構(gòu)建“站級(jí)-市級(jí)-省級(jí)”加油站工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能管理平臺(tái)

目前，數(shù)字孿生技術(shù)已廣泛應(yīng)用于先進(jìn)工業(yè)制造業(yè)，但在油品銷(xiāo)售領(lǐng)域應(yīng)用還是首次。

作為“新一代人工智能加油站成套技術(shù)”項(xiàng)目成員單位，湖南石油充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)加油站高精度3D模型快速構(gòu)建方法，制定加油站CAD圖紙標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，構(gòu)建以加油站新形象手冊(cè)為基礎(chǔ)的全要素3D模型庫(kù)，加油站數(shù)字化建模時(shí)間僅需1~2小時(shí)，優(yōu)于傳統(tǒng)手工建模。在硬件設(shè)施方面，數(shù)字孿生加油站采用了智能加油槍、智能油罐、智能視頻系統(tǒng)等設(shè)備，圍繞加油站設(shè)備管理、經(jīng)營(yíng)管理、質(zhì)量管理、安全環(huán)保管理等內(nèi)容完成了19個(gè)業(yè)務(wù)模型算法開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了加油站經(jīng)營(yíng)全動(dòng)態(tài)數(shù)字化展示，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率達(dá)100%。在軟件系統(tǒng)方面，數(shù)字孿生加油站采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)加油站運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能分析，為加油站管理者提供了全面、精確的經(jīng)營(yíng)決策支持。

示范應(yīng)用

示范站點(diǎn)：安徽蕪湖石油新國(guó)泰綜合能源站

應(yīng)用效果：智能加油機(jī)器人累計(jì)服務(wù)車(chē)輛1100余次

2023年3月20日，安徽蕪湖石油新國(guó)泰綜合能源站升級(jí)改造后正式投入運(yùn)營(yíng)。這是安徽省蕪湖市首座多業(yè)態(tài)智慧加能站，也是安徽省首座應(yīng)用中國(guó)石化“十條龍”科技攻關(guān)項(xiàng)目“新一代人工智能加油站成套技術(shù)”的站點(diǎn)。該站現(xiàn)有智能加油機(jī)器人一組，兩臺(tái)機(jī)械手可同時(shí)滿(mǎn)足左右油箱蓋汽車(chē)加注需求。車(chē)主通過(guò)中國(guó)石化“一鍵加油”APP線(xiàn)上下單，發(fā)送指令后，加油機(jī)器人即可開(kāi)蓋、插槍、加油，僅用時(shí)120秒便能完成操作。該站便利店升級(jí)使用智能服務(wù)機(jī)器人，可根據(jù)關(guān)鍵字索引客戶(hù)指定商品，與客戶(hù)進(jìn)行日常交流，實(shí)現(xiàn)智能送達(dá)和結(jié)算。

示范站點(diǎn)：湖南長(zhǎng)沙石油濱江加能站

應(yīng)用效果：智能加油機(jī)器人車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)涵蓋500余款常見(jiàn)車(chē)型油箱數(shù)據(jù)，已為500余輛汽車(chē)提供加油服務(wù)

湖南長(zhǎng)沙濱江加能站是集團(tuán)公司“十條龍”科技攻關(guān)項(xiàng)目“新一代人工智能加油站成套技術(shù)”示范站，也是中國(guó)石化首座集智能加油機(jī)器人和數(shù)字孿生技術(shù)于一體的人工智能加能站。該站智能加油機(jī)器人車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)已涵蓋500余款常見(jiàn)車(chē)型油箱數(shù)據(jù)，已為1800余輛汽車(chē)提供加油服務(wù)；配套的油氣泄漏快速探測(cè)技術(shù)和適用于加油場(chǎng)景的早期火災(zāi)煙霧視覺(jué)檢測(cè)模型，能在5秒內(nèi)發(fā)出報(bào)警信息；數(shù)字孿生技術(shù)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并同步模擬加能站整體運(yùn)行情況，根據(jù)客戶(hù)畫(huà)像，精準(zhǔn)制定營(yíng)銷(xiāo)方案。

“人機(jī)融合”推動(dòng)數(shù)智化轉(zhuǎn)型發(fā)展

問(wèn)：目前，中國(guó)石化人工智能加油站成套技術(shù)在整個(gè)行業(yè)內(nèi)處于什么水平？

答：中國(guó)石化人工智能加油站成套技術(shù)主要包括以“數(shù)字孿生”為代表的智慧管理技術(shù)和以“智能加油機(jī)器人”為代表的智慧服務(wù)技術(shù)。

從全球來(lái)看，自20世紀(jì)60年代起，美國(guó)、荷蘭、德國(guó)、法國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已先后就機(jī)器人技術(shù)在加油站的應(yīng)用展開(kāi)研究。2013年和2014年，瑞典和丹麥曾分別推出兩款智能加油機(jī)器人，但受限于加油站的復(fù)雜環(huán)境、車(chē)型數(shù)據(jù)的多樣性等因素，始終處于實(shí)驗(yàn)室研究和展覽展示的狀態(tài)，近年來(lái)也未取得突破性進(jìn)展。國(guó)內(nèi)加油機(jī)器人的研究起步較晚，前期主要集中在部分高校對(duì)加油機(jī)器人的理論探索，后續(xù)國(guó)內(nèi)油品銷(xiāo)售企業(yè)也開(kāi)始探索機(jī)器人加油的可能性。中國(guó)石化于2019年開(kāi)始研究。2020年，銷(xiāo)售公司牽頭，聯(lián)合北京石油、湖南石油、安工院申報(bào)中國(guó)石化“十條龍”科技攻關(guān)項(xiàng)目并成功“入龍”。2021年，項(xiàng)目階段性研發(fā)成果作為國(guó)內(nèi)首臺(tái)智能加油機(jī)器人產(chǎn)品，成功亮相第18屆中國(guó)—東盟博覽會(huì)，央視報(bào)道引發(fā)社會(huì)關(guān)注。整體來(lái)看，中國(guó)石化智能加油機(jī)器人技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平。

問(wèn)：研發(fā)應(yīng)用新一代人工智能加油站成套技術(shù)的難點(diǎn)在哪？

答：首先是如何適應(yīng)加油站復(fù)雜多變的應(yīng)用環(huán)境，加油機(jī)器人包含機(jī)械臂、視覺(jué)識(shí)別、作業(yè)安全等關(guān)鍵技術(shù)，在研發(fā)過(guò)程中必須充分考慮工作時(shí)機(jī)器人面臨的光照強(qiáng)度、溫濕度等外部條件的復(fù)雜多樣性，以及防爆、測(cè)量精度、操作精度等硬性要求；其次是如何滿(mǎn)足加注服務(wù)復(fù)雜多變的人機(jī)交互需求，不同的客戶(hù)停車(chē)習(xí)慣不同，駕駛的車(chē)輛型號(hào)、加注品號(hào)也不同，如何使加油機(jī)器人滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，并且使客戶(hù)獲得良好的人機(jī)交互體驗(yàn)，也是研發(fā)難點(diǎn)；再次是加油機(jī)器人技術(shù)作為新技術(shù)，在應(yīng)用推廣過(guò)程中需要推動(dòng)相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)；最后是目前智能加油機(jī)器人相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈尚處于發(fā)展階段，人工智能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用成本較高，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的成本可控和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也是一個(gè)難點(diǎn)。

問(wèn)：中國(guó)石化對(duì)未來(lái)幾年人工智能加油站的發(fā)展有何規(guī)劃？

答：2023年，銷(xiāo)售公司正式成立易嘉油智能加油機(jī)器人公司，通過(guò)專(zhuān)業(yè)化公司負(fù)責(zé)技術(shù)迭代升級(jí)、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品運(yùn)行維護(hù)，帶動(dòng)智能制造產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。截至2023年底，銷(xiāo)售公司已在湖南、安徽、河南、江蘇、山東、天津等6省市的7座加油站部署完成了7臺(tái)（套）智能加油機(jī)器人。未來(lái)，中國(guó)石化人工智能加油站將朝著更智能、更高效、更便捷的方向發(fā)展，智能加油機(jī)器人將整合現(xiàn)有加油機(jī)功能，向“人機(jī)融合”一體化模式發(fā)展，人機(jī)融合一體機(jī)比現(xiàn)有加油機(jī)將更安全、更智能、更便捷，后期將結(jié)合實(shí)際情況逐步在全系統(tǒng)推廣應(yīng)用。

問(wèn)：人工智能加油機(jī)器人對(duì)推動(dòng)中國(guó)石化數(shù)智化改造有何意義？

答：機(jī)器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，是衡量國(guó)家科技創(chuàng)新能力和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志?！笆濉币詠?lái)，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長(zhǎng)、技術(shù)水平不斷提升、產(chǎn)品類(lèi)型持續(xù)豐富、重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用層出不窮。同時(shí)，隨著我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)明顯加快，機(jī)器人與新一代信息技術(shù)、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、新材料等實(shí)現(xiàn)了更廣泛、更深入的融合，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化方向快速邁進(jìn)。中國(guó)石化油品銷(xiāo)售企業(yè)加快智能加油機(jī)器人應(yīng)用，可助力實(shí)現(xiàn)加油站機(jī)械化減人、自動(dòng)化換人、智能化無(wú)人，對(duì)推動(dòng)中國(guó)石化數(shù)智化轉(zhuǎn)型具有重要意義。