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

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在中國石化建成的新一代人工智能加油站，智能加油機器人熟練地為客戶提供服務，精準打開油箱蓋、加注油品……全程操作僅需120秒。

隨著智能化成為服務業發展的重要方向，中國石化探索轉型發展，致力于為顧客提供更加智慧便捷的消費體驗。近日，由銷售公司、北京石油、湖南石油、安全工程研究院等單位共同承擔的中國石化“十條龍”科技攻關項目“新一代人工智能加油站成套技術”出龍，3年攻關邁出了歷史性的一步。該項目研究形成了人工智能全自動加油機械臂、加油站全過程數字孿生系統等技術成果，開發了適用于加油場景的高精度快速視覺識別、全自動加油車型油箱數據庫、加油機器人安全保障、加油站3D快速建模等技術，為提升加油站智能化管控水平提供了技術支撐。

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

技術答疑

●為什么要打造人工智能加油站？

中國石化每日為車輛加油2000萬余次。雖然車輛和加油地點不同，但是整體流程高度趨同，對機器人應用來說屬于“單一場景規模化”的優質場景。使用智能加油機器人替代人工加油，能夠將一線加油員從戶外較差環境下、簡單重復的勞動中解放出來，為顧客提供更好的加油體驗。此外，人工智能加油站應用智能加油機器人、數字孿生、工業互聯網平臺等技術，能夠實現業務流程標準化管控、運營數據全流程收集及智能診斷分析、數質量與安全環保風險全過程智能研判預警，持續提升顧客體驗，提高總體運營效率。

●新一代人工智能加油站成套技術“新”在哪？

●創新研發了復合型智能加油屬具技術

●創新構建了全自動加油車型油箱數據庫

●創新研發了人工智能全自動加油機械臂技術

●創新研發了加油機器人作業安全技術

●創新構建了加油站單站數字孿生模型和工業互聯網模型

●創新研發了加油機器人復合型視覺感知系統

●人工智能加油站將從哪些方面提升客戶消費體驗？

自動化和便捷性：客戶可線上自主下單選擇所需油品并完成支付，減少了等待時間，提高了加油通過效率。

個性化服務：人工智能加油站通過分析客戶的行為和偏好，為客戶提供個性化的服務。比如，根據客戶的加油記錄和車輛信息，人工智能加油站可以推薦適合客戶的油品、提出車輛保養建議。

安全性和可靠性：智能加油站通過智能化設備和視頻監控系統，可實時監測加油過程和站內安全狀況，有助于及時發現和消除安全隱患。

智慧支付和結算：人工智能加油站支持多種支付方式，包括移動支付、銀行卡、加油卡等。客戶可以自由選擇，同時可享受快速結算和無現金交易的便利。

信息互動和交流：人工智能加油站通過電子顯示屏、觸摸屏和移動應用等方式，提供實時油價、促銷信息和車輛保養建議等信息。客戶可以獲取所需信息，并與其他用戶交流。

研發歷程

攻關成果

“新一代人工智能加油站成套技術”科技項目

●共申報發明專利26件，獲授權4件，制定企業標準1項

●在湖南、河南、安徽等地的7座加油站進行示范應用

●截至2023年12月，加油機器人累計為1800余輛汽車加注2600余次，部分試點站進站率提升超30%

銷售公司：組織協調確保項目順利推進

2020年12月，“新一代人工智能加油站成套技術”正式入圍集團公司“十條龍”科技項目，由銷售公司任組長單位，北京石油、湖南石油、安工院任組員單位，共同開展項目攻關。項目組開展現場實際應用情況調研，組織專家論證技術路線及技術方案，結合實際優化調整相關參數指標；及時開展項目集中總結，協調各成員單位完成項目工作報告、技術報告、應用報告等鑒定材料，梳理項目形成的知識產權情況，確保項目順利推進。

北京石油：可為大多量產小型汽油車提供加注服務

【成果一】：創新研發基于對裝式類人形雙臂構型的人工智能加油機械臂技術

項目開展以來，北京石油建立重點項目定期調度的工作機制，瞄準智能加油機器人機械臂本體、視覺識別、安全防爆和智能交互等關鍵技術難題，不斷創新研究方式方法，并設置室內室外加油機器人實驗基地。同時，采用志愿者招募、車輛租賃、二手車市場調研等多種手段開展車型數據采集和研發測試，實現了從實驗室到加能站、從加水試驗到油品加注的突破。

目前最新版本的加油機器人可在120秒內安全平穩地完成“開關蓋+插拔槍”全流程操作，整機及部件均取得“ⅡB T4”級防爆認證，創新構建起480余款涵蓋內外蓋尺寸、旋轉角度、脊梁繩等36項信息的車型油箱數據庫，可為82%的常見量產小型汽油車提供加注服務，并在湖南、河南、安徽等地的7座加油站進行部署應用，取得良好的應用效果。

安工院：將事故消除在萌芽狀態

【成果二】：創新研發加油機器人作業安全保障技術

針對加油機器人日常運行過程中的人機交互、智能管理和安全保障問題，項目組進行了大量攻關。

在人機交互系統方面，銷售公司主導研發了線上線下融合的機器人加油智能交互系統，開發了與“易捷加油”APP融合的加油機器人專用界面，具備線上預約、支付等交互功能，開發了線下站內引導與交互智能大屏系統，保障了機器人加油過程中的用戶體驗。在日常運營管理方面，銷售公司主導研發設計了基于“邊-站-云”架構的多機器人管理與控制方案，實現了對加油機器人的精細化管理和持續升級優化。

在安全保障系統方面，針對機器人加油過程中可能出現的油氣泄漏及火災事件，安工院主導研發了機器人加油油氣回收智能控制系統，通過實時智能調控氣液比，實現了油氣回收系統的長期穩定達標，油氣回收效率高達95%；研發了基于紅外光譜成像原理的油氣泄漏快速探測技術，能夠在5秒內智能識別出因密封失效、油槍自封失效等故障引發的油氣泄漏事件并進行安全聯鎖；研發了適用加油場景的早期火災煙霧視覺快速檢測模型，可在兩秒內識別油氣逸散后產生的早期火情事件，并具備消防聯動功能，為加油機器人的安全平穩運行提供安全保障。

湖南石油：首座數字孿生加油站成功上線

【成果三】：創新研發加油站數字孿生系統，構建“站級-市級-省級”加油站工業互聯網智能管理平臺

目前，數字孿生技術已廣泛應用于先進工業制造業，但在油品銷售領域應用還是首次。

作為“新一代人工智能加油站成套技術”項目成員單位，湖南石油充分運用物聯網、大數據、云計算等先進技術，研發加油站高精度3D模型快速構建方法，制定加油站CAD圖紙標準化規范，構建以加油站新形象手冊為基礎的全要素3D模型庫，加油站數字化建模時間僅需1~2小時，優于傳統手工建模。在硬件設施方面，數字孿生加油站采用了智能加油槍、智能油罐、智能視頻系統等設備，圍繞加油站設備管理、經營管理、質量管理、安全環保管理等內容完成了19個業務模型算法開發，實現了加油站經營全動態數字化展示，數據準確率達100%。在軟件系統方面，數字孿生加油站采用了先進的數據分析算法，實現了對加油站運營數據的實時監控和智能分析，為加油站管理者提供了全面、精確的經營決策支持。

示范應用

示范站點：安徽蕪湖石油新國泰綜合能源站

應用效果：智能加油機器人累計服務車輛1100余次

2023年3月20日，安徽蕪湖石油新國泰綜合能源站升級改造后正式投入運營。這是安徽省蕪湖市首座多業態智慧加能站，也是安徽省首座應用中國石化“十條龍”科技攻關項目“新一代人工智能加油站成套技術”的站點。該站現有智能加油機器人一組，兩臺機械手可同時滿足左右油箱蓋汽車加注需求。車主通過中國石化“一鍵加油”APP線上下單，發送指令后，加油機器人即可開蓋、插槍、加油，僅用時120秒便能完成操作。該站便利店升級使用智能服務機器人，可根據關鍵字索引客戶指定商品，與客戶進行日常交流，實現智能送達和結算。

示范站點：湖南長沙石油濱江加能站

應用效果：智能加油機器人車型數據庫涵蓋500余款常見車型油箱數據，已為500余輛汽車提供加油服務

湖南長沙濱江加能站是集團公司“十條龍”科技攻關項目“新一代人工智能加油站成套技術”示范站，也是中國石化首座集智能加油機器人和數字孿生技術于一體的人工智能加能站。該站智能加油機器人車型數據庫已涵蓋500余款常見車型油箱數據，已為1800余輛汽車提供加油服務；配套的油氣泄漏快速探測技術和適用于加油場景的早期火災煙霧視覺檢測模型，能在5秒內發出報警信息；數字孿生技術能實時監測并同步模擬加能站整體運行情況，根據客戶畫像，精準制定營銷方案。

“人機融合”推動數智化轉型發展

問：目前，中國石化人工智能加油站成套技術在整個行業內處于什么水平？

答：中國石化人工智能加油站成套技術主要包括以“數字孿生”為代表的智慧管理技術和以“智能加油機器人”為代表的智慧服務技術。

從全球來看，自20世紀60年代起，美國、荷蘭、德國、法國等發達國家已先后就機器人技術在加油站的應用展開研究。2013年和2014年，瑞典和丹麥曾分別推出兩款智能加油機器人，但受限于加油站的復雜環境、車型數據的多樣性等因素，始終處于實驗室研究和展覽展示的狀態，近年來也未取得突破性進展。國內加油機器人的研究起步較晚，前期主要集中在部分高校對加油機器人的理論探索，后續國內油品銷售企業也開始探索機器人加油的可能性。中國石化于2019年開始研究。2020年，銷售公司牽頭，聯合北京石油、湖南石油、安工院申報中國石化“十條龍”科技攻關項目并成功“入龍”。2021年，項目階段性研發成果作為國內首臺智能加油機器人產品，成功亮相第18屆中國—東盟博覽會，央視報道引發社會關注。整體來看，中國石化智能加油機器人技術處于國際先進水平。

問：研發應用新一代人工智能加油站成套技術的難點在哪？

答：首先是如何適應加油站復雜多變的應用環境，加油機器人包含機械臂、視覺識別、作業安全等關鍵技術，在研發過程中必須充分考慮工作時機器人面臨的光照強度、溫濕度等外部條件的復雜多樣性，以及防爆、測量精度、操作精度等硬性要求；其次是如何滿足加注服務復雜多變的人機交互需求，不同的客戶停車習慣不同，駕駛的車輛型號、加注品號也不同，如何使加油機器人滿足客戶的需求，并且使客戶獲得良好的人機交互體驗，也是研發難點；再次是加油機器人技術作為新技術，在應用推廣過程中需要推動相應的行業標準、國家標準出臺；最后是目前智能加油機器人相關產業鏈尚處于發展階段，人工智能技術的研發和應用成本較高，實現技術的成本可控和產業化應用也是一個難點。

問：中國石化對未來幾年人工智能加油站的發展有何規劃？

答：2023年，銷售公司正式成立易嘉油智能加油機器人公司，通過專業化公司負責技術迭代升級、生產制造、產品運行維護，帶動智能制造產業鏈發展。截至2023年底，銷售公司已在湖南、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（套）智能加油機器人。未來，中國石化人工智能加油站將朝著更智能、更高效、更便捷的方向發展，智能加油機器人將整合現有加油機功能，向“人機融合”一體化模式發展，人機融合一體機比現有加油機將更安全、更智能、更便捷，后期將結合實際情況逐步在全系統推廣應用。

問：人工智能加油機器人對推動中國石化數智化改造有何意義？

答：機器人是“制造業皇冠頂端的明珠”，是衡量國家科技創新能力和高端制造業水平的重要標志。“十三五”以來，我國機器人產業蓬勃發展，產業規模快速增長、技術水平不斷提升、產品類型持續豐富、重點領域創新應用層出不窮。同時，隨著我國數字經濟飛速發展，制造業轉型升級明顯加快，機器人與新一代信息技術、人工智能、云計算、物聯網、新材料等實現了更廣泛、更深入的融合，機器人產業正向智能化、網絡化、數字化方向快速邁進。中國石化油品銷售企業加快智能加油機器人應用，可助力實現加油站機械化減人、自動化換人、智能化無人，對推動中國石化數智化轉型具有重要意義。