高端装备制造与机器人 · 工矿高危场景智能化

从国际学术研究走向高端智能装备产业化,一支跨学科团队正在把“无人进入、智能感知、精准清堵”的理念带入工矿高危场景。面向煤炭、火电、化工、粮食仓储等行业长期存在的料仓堵塞难题,蔡威博士与安长河博士团队正在推进“面向储料仓堵塞高危场景:仿生兔型自适应钻掘清理机器人”项目,以高端装备制造与机器人技术为核心方向,探索以仿生机理、AI算法、数字孪生、智能感知和自适应控制重构传统清堵方式。

人物履历与项目定位

一、从国际学术研究到产业化实践:蔡威博士的复合型职业路径

蔡威博士的职业发展呈现出较为鲜明的“国际学术训练+数字化研究+工程实践+产业转化”复合特征。根据其2026年最新履历资料,蔡威博士毕业于马来西亚国立大学(Universiti Kebangsaan Malaysia,UKM),获得经济学博士学位,目前在马来西亚国立大学开展博士后研究;其研究与专业方向主要涉及经济学、教育与管理研究,并进一步延伸至创新管理、人力资本、数字化转型、可持续发展和区域经济发展等交叉领域。蔡威博士以第一作者和通讯作者发表SSCI和SCI及SCOPUS检索论文数十篇。

在科研方面,蔡威博士长期保持国际化学术研究与成果输出。其履历显示,他以第一作者、通讯作者或核心贡献者身份发表多篇国际期刊论文,研究主题覆盖在线工程教育与区域发展、数字化与低碳产业转型、工程教育与创新、员工创新绩效、平台经济与灵活就业、创新与人力资本等。相关研究成果被Web of Science、Scopus、CNKI、Semantic Scholar和Google Scholar等数据库或平台收录,履历所列代表性成果累计引用超过170次。这一研究经历使其行成了从“技术变化—组织行为—产业转型—经济价值”观察创新项目的研究框架。

值得关注的是,蔡威博士并非单纯停留在论文研究层面。其职业经历还包含高校教学科研、国际学术评审以及工程建设实践。自2023年以来,他在广州城市理工学院从事教学与科研工作,同时担任美国国际商科教育认证委员会(IACBE)学术评审相关工作。2025—2026年间,他完成100余篇与IACBE学术活动和学术出版相关的论文评审。与此同时,他还具有工程项目实践经历,曾在北京城建集团从事测量管理工作,负责工程测量、施工放样及技术管理,并担任湖北鄂州文远路基础设施项目测量作业负责人,开展施工测量和数据分析。这样的经历,使其能够在学术研究之外理解工程项目从方案、现场到应用的实际要求。

国际化经历也是蔡威博士职业背景的重要组成部分。其履历显示,2026年他参加美国旧金山人工智能会议,并参与投资与创新相关研讨;同时参加IACBE学术会议,关注项目申报、学术质量保障等议题。此前,他还参加哈尔滨工业大学(深圳)人工智能与数字金融创新论坛。长期的国际学术交流和数字技术观察,为其后来将创新管理、投融资和产业化思维引入智能装备项目提供了较为完整的知识结构。

在专业能力方面,蔡威博士拥有高级计算机程序员资格,并具备TESOL专家级英语、商务英语等教学资质;同时具有较强的国际英语沟通能力。履历还显示,他曾获得优秀毕业生、马来西亚国立大学研究优秀毕业生等荣誉,并于2026年获得全国性中国商业与经济竞赛一等奖、跨文化传播竞赛优秀指导教师奖,同时参与或主持广东省创新项目。这些经历体现出其跨学科研究、数字技术应用、项目组织与国际沟通能力。

二、从“研究创新”到“创业转化”:蔡威博士的产业化思维

高端装备产业不同于单纯的科研项目,其真正价值不仅在于形成一个技术原型,更在于能否进入真实工业现场并形成稳定的商业模式。蔡威博士在这一点上的职业积累,主要体现在创新项目组织、商业规划、投融资研究以及产业资源整合等方面。

其履历中既有“跨境物流与管理”高校科研项目,也有广东省博士后创新创业项目“梦软科技龙虾手机与AI键盘东南亚拓展项目”,并作为负责人参与“大湾区跨境协同开放式爪终端:轻量化手持设备与AI融合键鼠系统核心技术”等项目。这些经历使其形成了从技术需求识别、市场分析到商业拓展的实践视角。

在仿生兔型自适应钻掘清理机器人项目中,蔡威博士的角色更加突出地体现为产业化与市场化连接者。项目计划书明确提出,蔡威长期专注工矿高危场景智能装备产业化、工业机器人市场与投融资研究,系统调研储料仓堵料高危工况行业痛点,并负责矿山、建材、仓储等行业的政企资源对接、样机试点推广、产业化落地和产业资本对接。也就是说,他承担的不只是“把机器人做出来”的任务,更重要的是思考“机器人如何进入矿山、火电、建材、粮食仓储等真实场景”。

从创业视角看,项目团队已经形成较清晰的成果转化路径:前期由团队自有资金投入200万元,完成一期原理样机和二期全功能样机迭代;后续计划注册产业化公司,按照“现场工业测试—产品优化—批量产线—全国渠道—海外市场”的路径推进五年成果转化,并计划通过股权融资补充研发、认证、渠道和工业测试资金。项目当前还提出对接大湾区高端装备产业创投、矿山与火电集团、矿山EPC企业以及佛山、东莞工程机械产业链企业,形成“技术研发+产业链制造+市场应用+资本支持”的转化体系。

这意味着,蔡威博士的创业背景并不是简单的传统企业经营经历,而是建立在国际博士后研究、创新项目管理、数字化技术研究、工程实践、商业规划和产业资源整合基础上的科技成果转化型创业路径。

三、把兔子“挖洞”变成工业机器人:技术研发的核心逻辑

仿生兔型自适应钻掘清理机器人项目直面一个长期存在于连续生产行业的痛点:料仓一旦形成堵塞,传统空气炮、机械振动和人工清堵往往面临作用力分散、适应性不足、深部堵塞难以处理以及人员进入高危有限空间等问题。

项目的核心思路,是借鉴兔子挖洞时“寻找薄弱点、局部发力、形成通道”的机理。机器人不是简单地从外部对堵塞物进行强力冲击,而是通过感知与分析寻找堵塞结构中的关键应力集中点,再以较小的局部作用力破坏其力学平衡,形成“空间置换”和疏通通道。

按照项目方案,系统将数字孪生、激光探测及多源传感技术结合起来,对仓内环境和堵料状态进行识别。通过寻找物料堵塞形成的最大应力点,机器人以类似“四两拨千斤”的方式首先去除关键支撑点,使原有穹顶结构卸力、坍塌并最终形成疏通通道。项目计划书进一步提出,机器人通过高精度应力感知、柔性仿生臂和楔入—旋切—撬动复合作业,实现“一点突破、全局疏通”。

图:项目计划书所示“五大原创核心技术”与料仓智能清堵系统示意

在智能控制层面,项目构建了粉体流变AI堵仓预判模型、多源融合抗粉尘AI视觉、轻量化复合伸缩机械臂、无火花双快换执行头以及料仓数字孪生全链路运维系统五大核心技术。项目资料显示,粉体流变AI模型依托武汉大学流体实验室数据,目标是提前识别板结风险;毫米波、红外等多源感知用于提升粉尘环境下的识别能力;轻量化复合伸缩机械臂强调深部作业、收纳体积和标准检修口适配;执行头支持破碎与柔性清扫之间快速切换;数字孪生系统则用于监测、预警、自主疏通和数据复盘。

机器人还采用自适应阻抗控制思路。当钻掘过程中遇到硬块、阻力突然增加时,系统降低进给速度并提高输出扭矩,避免钻头卡死;当进入空洞区域、阻力降低时,则提高转速和推进速度,从而实现“感知—决策—执行”的闭环调节。项目资料显示,该系统还针对防爆作业要求进行设计,以降低过载、摩擦火花等风险。

从工程结构看,项目提出三级液压伸缩与折叠臂结构,使设备能够在有限检修空间内完成探入和展开;同时采用双轮四铣头、莲花灯龙头双工作头设计,支持不同清堵工况之间快速切换。通过“机器人本体+感知系统+AI算法+数字孪生平台+防爆安全模块”的组合,项目试图把单一清堵设备升级为面向料仓全生命周期的智能装备系统。

四、团队的技术创新能力:高校教授、博士后与工程师协同攻关

如果说蔡威博士承担了技术产业化、市场连接与资本规划的重要职责,那么安长河博士、石端伟教授等核心成员则构成了项目机械装备、动力学和工程设计的技术支撑。

安长河教授为项目核心技术负责人,具有机械制造及自动化教授、国家注册安全工程师、全国矿山机械标准化技术委员会委员等背景,拥有27年央企设计院设计总负责人经历,主持48项全国特大型矿井大型机械设备设计优化项目。其代表性工程包括总投资45亿元的内蒙古巴彦高勒矿井主提升设备整体设计,项目资料称其通过整机结构与传动系统一体化优化,实现工期提前15天竣工落地,并形成大型智能装备轻量化、高可靠、低成本的设计范式。

石端伟为工学博士、武汉大学动力与机械学院副院长、教授、博士生导师,长期从事机械系统动力学、虚拟样机技术和CAE研究,主持完成三峡升船机、向家坝升船机、丹江口升船机等重大工程关键设备动态性能研究,并参与高速磁悬浮、铁路动车组检修基地等重点科研项目。其科研与工程经验,为机器人机械结构、动力学建模和有限元分析提供了专业支撑。

崔小宁为经济学博士、副教授,长期从事商业规划与资本测算,负责商业模式设计、标准化财务建模、科技专项申报和创新大赛材料策划,并承担项目商业论证和盈利模型建设。团队另配备防爆电控、AI视觉算法、整机装配测试等专业工程师,形成算法、机械、系统、市场四大专项小组。

这一团队结构的突出特点,是把机械工程、动力学、人工智能、经济管理和产业化能力放在同一个项目中。项目计划书显示,团队已投入200万元完成两轮样机研发,并完成72小时重载耐久测试;机械臂和铣头进行ANSYS有限元极限载荷仿真,AI视觉和防爆安全模块开展实测验证。目前已有2项发明专利、2项实用新型专利获得授权,另有2项核心发明进入实质审查阶段。

五、产品与服务:从一台机器人走向一套智能清堵解决方案

项目未来的产品形态并不局限于单台机器人,而是围绕“装备+软件+服务”形成产品体系。

第一类是仿生兔型自适应钻掘清理机器人,重点面向煤仓、料仓、散料仓等深部堵塞场景,通过远程操控、智能感知和自适应钻掘,降低人工进入高危有限空间的需求。

第二类是AI堵仓预测与感知系统,通过粉体流变数据、视觉信息、红外及其他传感数据,对板结、结拱和堵塞风险进行识别,实现从“堵了以后清理”向“提前预测、主动干预”转变。

第三类是料仓数字孪生运维平台,通过监测、预警、自主疏通和数据复盘形成闭环,为企业提供数字化运维服务。

第四类是工业现场技术服务,包括样机测试、设备改造、工况适配、运维支持以及后续的软件升级等,逐步形成持续服务收入。

在行业应用方面,项目首先聚焦煤炭和火电领域,同时计划向粮食、化工、矿业、建材、冶金以及港口散料仓储等场景拓展。项目资料显示,团队已经与国内大型煤矿推进工业测试意向,并与大湾区粤电集团建立示范合作渠道;同时,佛山、东莞、中山等地的液压、钢结构和防爆加工供应链已经开展对接,为后续量产提供产业基础。

六、蔡威博士对行业发展的贡献:让“智能装备”真正进入高危工业现场

对于高端装备制造而言,真正的技术创新不只是提出一个新概念,而是能够让技术在复杂、危险、长期运行的工业环境中真正发挥作用。蔡威博士在这一项目中的价值,正体现为连接“学术研究、技术创新、产业资源与市场需求”的桥梁作用。

一方面,他把创新管理、数字化转型和产业经济研究中的思维引入高端装备产业化过程,将用户痛点、技术路径、商业模式、融资方案和产业布局放在同一框架下考虑;另一方面,他长期参与科研项目、工程实践和国际学术交流,使其能够在不同专业群体之间进行沟通,把机械工程师、算法人员、教授、企业客户和投资机构连接起来。

更重要的是,仿生兔型自适应钻掘清理机器人所对应的,并不是单一企业的设备升级问题,而是工矿行业“机械化换人、自动化减人”和本质安全生产的重要应用场景。项目计划书提出,机器人通过无人进仓和远程作业降低人员暴露在物料掩埋、有毒气体、粉尘爆炸、高空坠落等风险中的概率;通过智能预测和数字孪生进一步把安全管理从事后处置向主动预防延伸。

从产业角度看,项目还试图利用粤港澳大湾区工程机械产业链优势,推动精密加工、液压、防爆电控等配套产业协同发展,并规划向东南亚等海外矿产市场拓展。其意义在于,国产高端智能装备不仅要解决国内高危工业场景的实际问题,还需要逐步形成可复制、可量产、可输出的产业能力。

结语

从马来西亚国立大学博士后研究,到高校教学科研、国际学术评审和工程实践,再到参与广东省创新项目及高端智能装备成果转化,蔡威博士正在形成一条具有跨学科特点的职业路径:以经济与管理研究理解产业,以数字化与AI观察技术,以工程实践理解应用,再以产业化思维推动科技成果进入市场。

而仿生兔型自适应钻掘清理机器人,则成为这条路径与高端装备制造产业交汇的重要项目。安长河博士的机械工程与大型装备设计经验、石端伟教授的动力学与CAE能力、崔小宁博士的商业规划与资本测算能力,以及防爆电控、AI视觉和整机测试工程师的协同,使项目形成从理论、算法、机械结构到样机、测试和产业化的完整链条。

未来,当更多机器人能够代替人进入矿山、料仓、化工和其他高危工业空间时,智能装备的价值将不再只是“提高效率”,更将体现为“减少人员暴露、提升生产连续性、推动工业系统智能化”。这也正是蔡威博士和安长河博士团队正在探索的方向——让仿生智慧与人工智能、机器人技术和高端装备制造深度融合,为传统工矿行业打开一条更加安全、智能和可持续的升级路径。

核心技术亮点:从“强行破堵”走向“精准卸力”

核心团队信息(产业化与技术协同)

● 蔡威博士:马来西亚国立大学博士后研究员,IETI香港风险投资与管理协会副秘书长,美国IACBE学术委员成员。长期专注工矿高危场景智能装备产业化、工业机器人市场与投融资研究,系统调研储料仓堵料高危工况行业痛点,积累大湾区及全国工矿企业、行业协会政企渠道资源。主导多项工业智能装备商业化落地项目,负责科创装备融资设计、中长期产业布局、矿山、建材、仓储行业政企资源对接,统筹样机试点推广、产业化落地与产业资本对接。

● 安长河教授:高校机械制造及自动化教授、国家注册安全工程师、全国矿山机械标准化技术委员会委员。具备27年央企设计院设计总负责人履历,主持48项全国特大型矿井大型机械设备设计优化项目。

● 石端伟教授:工学博士,武汉大学动力与机械学院副院长、教授、博士生导师。长期从事机械系统动力学、虚拟样机技术及CAE领域教学科研,并参与多项国家重大工程关键设备动态性能研究。

● 崔小宁博士:经济学博士、副教授,高校教师。深耕商业规划与资本测算领域10余年,负责商业模式设计、标准化财务建模、科技专项申报和创新大赛材料策划,构建项目商业论证体系。

● 黄汉雄教授:教授、博士生导师。中国的省部级重大重点项目30余项;获省部级科技奖4项(均为第一完成人),获得第四届教育部“高校青年教师奖”,发表论文300余篇等。

● 专业工程师团队:配置防爆电控、AI视觉算法、整机装配测试等岗位,形成算法、机械、系统、市场四大专项小组。

编辑说明:本文依据蔡威博士2026年最新履历及《面向储料仓堵塞高危场景:仿生兔型自适应钻掘清理机器人》项目计划书整理,并结合项目方提供的技术工作原理进行新闻化表达。涉及项目进展、专利、测试、市场及融资等数据,发布前建议以项目方最终公开口径复核。