36Kr Exklusiv | Der inländische Lieferant von Fertigungsanlagen für Großflugzeuge, der fast 70 % des Marktes für Montageroboter im chinesischen Luft- und Raumfahrtsektor einnimmt, hat eine Finanzierung in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan erhalten.

Autor | Qiao Yujie

Redakteur | Yuan Silai

Dieser Text umfasst etwa 2800 Wörter, die empfohlene Lesezeit beträgt 8 Minuten

Hard-Kr erfuhr, dass Feitai Intelligent Manufacturing Technology (Shaoxing) Co., Ltd. (im Folgenden als „Feitai“ bezeichnet), ein Unternehmen für Luft- und Raumfahrt-Montageroboter, kürzlich eine Finanzierung in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan abgeschlossen hat, die von Haiyuan Capital und der Holding der Zhejiang-Universität angeführt wurde, mit Beteiligung von Zhongfu Venture, Jinke Tongchuang, Nantong Jianghai Talent Angel Investment Fund und Angel-Investoren.

Feitai konzentriert sich auf den Bereich der intelligenten Fertigung in der Luft- und Raumfahrt. Mit selbst entwickelten hochpräzisen körperintelligenten Robotern und der ganzheitlichen Lieferlösung für intelligente Montagelinien löst das Unternehmen die zentralen Probleme in der Luftfahrtfertigung wie geringe Montagegenauigkeit großer Strukturteile, hohe Abhängigkeit von manueller Arbeit und Datenschutz. Derzeit hält es fast 70 % des Marktanteils von Luft- und Raumfahrt-Montagerobotern im Inland.

Dr. ZHANG Yilian, Gründer von Feitai, absolvierte die Shanghai Jiao Tong University und war zuvor technischer Direktor von Shanghai Top Numerical Control Technology Co., Ltd. Er verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung in der Forschung, Entwicklung und Herstellung von Luft- und Raumfahrt-Robotern. Das Kerngründerteam des Unternehmens stammt alle von renommierten Hochschulen wie der Shanghai Jiao Tong University, der Zhejiang-Universität und der Shanghai University, der Anteil des technischen Teams beträgt mehr als 60 %.

Auf der Ebene der Kernprodukte ist Feitai derzeit das weltweit einzige Roboterunternehmen, das über die gesamte Prozesskompetenz für die Montage in der Luft- und Raumfahrt verfügt. Seine Roboterproduktlinie deckt alle wichtigen Verfahren wie Bohrungserstellung, Nietung, Klebstoffauftrag, Schleifen und Prüfung ab. Im Gegensatz zu den traditionellen teuren großen Spezialanlagen setzt Feitai auf ein kleines kooperatives Armkonzept, das eine kleine Standfläche und eine flexible Mobilität aufweist. Die Leistung der Produkte entspricht der von vergleichbaren Produkten aus Europa und Amerika, der Preis beträgt etwa 1/8 bis 1/10 davon. Derzeit ist es der Kernlieferant für Fertigungsanlagen der ersten Phase der Serienproduktion des C919.

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Ergänzt wird diese Hardwarekapazität durch das „schlüsselfertige“ Projekt für intelligente Montagelinien, das das Unternehmen anbietet: Es plant die Umsetzung der gesamten Linie von einzelnen Geräten, Informationssystemen bis hin zu Logistiksystemen gemäß den Anforderungen der Kunden an Teile und Verfahren. Derzeit hat das Unternehmen mehrere nationale Schlüsselprojekte ausgeliefert, seine Kunden umfassen führende Unternehmen wie COMAC, AVIC, AECC und CASIC.

Diese Produktimplementierung wird durch die technischen Fähigkeiten von Feitai in den Bereichen Genauigkeitssteuerung, Maschinelles Sehen, Prozesssimulation, Produktionsmanagement und leichtgewichtige Modelle für körperintelligente Intelligenz gestützt.

Die Genauigkeitssteuerung ist eine der zentralen Hürden für Luft- und Raumfahrt-Montageroboter. Laut ZHANG Yilian beträgt die Genauigkeit traditioneller Industrieroboter wie KUKA und ABB im Allgemeinen 0,8 bis 1 Millimeter, während die Genauigkeitsanforderungen einiger Verfahren der Luftfahrtmontage unter 0,5 Millimeter liegen. Dazu hat Feitai einen eigenständigen zugrundeliegenden Steuerungsalgorithmus entwickelt, die Rotationsgelenke des Roboters hochpräzise umgerüstet und in Kombination mit dem Algorithmus zur Kompensation von Roboterdeformationen die Steuergenauigkeit des Körpers auf ±0,25 Millimeter angehoben, was zur weltweiten Spitzengruppe gehört.

Um das Problem der leichten Deformation von dünnwandigen Luftfahrtteilen während der Bearbeitung zu lösen, hat Feitai eine Technologie des maschinellen Sehens für die Luftfahrtfertigung entwickelt. Das System kann temporäre Referenznägel durch visuelle Erkennung identifizieren und die Bearbeitungsbahn dynamisch anpassen, sodass die Lochmitte auf der Mittellinie des Skeletts liegt. Gleichzeitig berechnet es durch die Erkennung der Produktreferenzpunkte die relativen Koordinatenbeziehungen zwischen Roboter und Produkt und kompensiert die Positionierungsfehler, die durch die Bewegung von AGV entstehen, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu gewährleisten.

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Auf der Softwareseite verfügt das Unternehmen über selbst entwickelte Prozesssimulations- und Mensch-Computer-Interaktionssoftware sowie eine Prozessdatenbank, die über Jahre angesammelt wurden und AR/VR-Führung sowie digitale Zwillingssysteme unterstützen. Darüber hinaus fügt das vollständig selbst entwickelte vierdimensionale System für Produktionsmanagement und Qualitätssteuerung eine Zeitachse auf der Grundlage des dreidimensionalen Raums hinzu, wodurch die Rückverfolgbarkeit des Produktionsprozesses und die Suche durch „Rückspielung“ realisiert werden können. In Kombination mit maschinellen Lernverfahren werden Risiken aus massiven Qualitätsdaten vorhergesagt. Laut Angaben kann dieses System den Qualitätsprüfprozess in der Luft- und Raumfahrt erheblich verkürzen, während die Qualitätsprüfung derzeit etwa 40 % der gesamten Produktionszeit in Anspruch nimmt.

Gleichzeitig hat Feitai das leichtgewichtige Modell LHVA (Lightweight Hierarchical Vision-Action Model) entwickelt, um die Anwendungskosten von körperintelligenten Robotern in Szenarien der Luft- und Raumfahrtmontage weiter zu senken.

Nach Ansicht von ZHANG Yilian erfordern die vorhandenen VLA-Modelle für körperintelligente Roboter in der Regel eine große Anzahl von Stichproben und hohe Rechenleistung, was nicht vollständig für hochwertige Szenarien mit geringer Fehlertoleranz wie die Luft- und Raumfahrt geeignet ist. Einerseits müssen die vorhandenen Modelle häufig gleichzeitig visuelle Bilder, Sprachbefehle und Gelenkdaten des Roboters zum Training verwenden, sodass das Datenvolumen sehr groß ist. Andererseits haben Kunden in der Luft- und Raumfahrt hohe Anforderungen an den Datenschutz, sodass sie heimische Hardware für Rechenleistung und Betriebssysteme verwenden müssen, was höhere Anforderungen an die Recheneffizienz des Modells stellt.

Daher hat Feitai das hierarchische leichtgewichtige Modell LHVA auf der Grundlage der Merkmale von Luft- und Raumfahrt-Produktionslinien entwickelt. Das Modell erfasst eine kleine Menge von Punktwolkendaten durch Linienlaser als Merkmalstichproben und kodiert die Produktkonturmerkmale sowie die Positions- und Haltungsinformationen des Werkzeugs, wodurch das Trainingsdatenvolumen erheblich reduziert wird. Gleichzeitig werden nicht die Bewegungen der Roboterarme direkt trainiert, sondern die Bearbeitungsbahnen für bestimmte Verfahren erlernt und anschließend in Kombination mit klassischen kinematischen Algorithmen ausgeführt, sodass sowohl die Effizienz des Modells als auch die Genauigkeit der Aktionen gewährleistet werden.

Dieses Modell unterstützt Kunden bei der selbstständigen Erfassung von Daten und dem eigenen Training vor Ort. Das Konzept „allgemeiner Roboter + leichtgewichtiges Modell“ wird voraussichtlich die Kosten von Luftfahrt-Montageanlagen weiter senken. Laut Angaben hat das Unternehmen bereits einen Auftrag für ein System aus „Roboterhund + Roboterarm“ mit diesem Modell abgeschlossen, was der erste Auftrag für körperintelligente Intelligenz im Bereich der Luftfahrtmontage ist.

Was den Marktraum betrifft, so überstieg der weltweite Marktumfang für Luft- und Raumfahrt-Montageroboter im Jahr 2024 24 Milliarden Yuan, der inländische Marktumfang betrug etwa 6,2 Milliarden Yuan. Die CAGR des chinesischen Marktes erreichte 17,9 %, was über dem globalen durchschnittlichen Wachstumstempo von 14,2 % liegt. Mit der steigenden Anforderung der Luftfahrtindustrie an die Automatisierungsrate wird Feitai voraussichtlich die großflächige Replikation von Fertigungslösungen durch standardisierte Roboterprodukte und Fähigkeiten für Produktionslinien realisieren. Das Unternehmen erwartet, dass sein Auftragsvolumen im Jahr 2026 150 Millionen Yuan und der Umsatz mehr als 100 Millionen Yuan übersteigen wird.

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Neben der Luftfahrt beginnt Feitai auch, die Fertigung im kommerziellen Weltraum zu erschließen. Angesichts der steigenden Nachfrage nach der Herstellung von Produkten wie Raketen und Satelliten erforscht das Unternehmen die standardisierte Produktion von Raketen- und Satellitenkomponenten und erweitert die Fähigkeiten für die Planung und den Aufbau von Luft- und Raumfahrt-Montagerobotern sowie digitalen intelligenten Produktionslinien auf den kommerziellen Weltraum.

Im Folgenden finden Sie einen Auszug aus dem Gespräch zwischen Hard-Kr und ZHANG Yilian, dem Gründer von Feitai:

Hard-Kr: Die Strukturteile im Luftfahrtbereich sind im Allgemeinen sehr groß. Welche Überlegungen liegen dem Konzept der „Kleinteiligkeit“ Ihrer Roboterprodukte zugrunde?

ZHANG Yilian: Früher wurden für die Bearbeitung von Flugzeug- und Raketenkomponenten große Spezialwerkzeugmaschinen verwendet, die Geräte mussten der Größe der Produkte angepasst werden, wobei eine einzelne Anlage mehrere zehn Millionen Yuan kostete. Später begann man, Roboter als Ersatz einzusetzen, aber um große Teile abzudecken, mussten weiterhin Säulen, Hubplattformen und mobile AGV-Fahrgestelle hinzugefügt werden. Die gesamte Anlage wog möglicherweise mehr als zehn Tonnen, importierte Geräte kosteten dreißig bis vierzig Millionen Yuan, und selbst nach der Lokalisierung kosteten sie mehr als zehn Millionen Yuan.

Wir verfolgen jetzt einen anderen Weg, nämlich die Entwicklung kleiner mobiler Roboter. Unser Roboter wiegt nur 40 Kilogramm, das Endwerkzeug etwa 10 Kilogramm, die Standfläche beträgt 1 Meter × 1 Meter, und der Preis beträgt etwa ein Zehntel der früheren großen Anlagen. Seine Reichweite ist größer als die eines Menschen, und seine Tragfähigkeit ist ebenfalls höher als die eines Menschen. Er kann manuelle Montagearbeiten ersetzen und zudem durch den kooperativen Einsatz mehrerer Roboter arbeiten.

Früher waren große Anlagen schwer zu bewegen und sehr teuer, sodass die Automatisierung in der Regel nur etwa 10 % der Verfahren abdecken konnte. Wir zielen eigentlich auf den Markt ab, der früher zu 90 % von Hand erledigt wurde, dessen Nachfrage sehr groß ist. Ein kleiner Roboter kann die Arbeit von zwei bis drei Personen übernehmen. Nach den aktuellen Gerätepreisen lassen sich die Investitionskosten in etwa zwei Jahren amortisieren, was die Kapitalrendite der Hersteller erheblich verbessert.

Hard-Kr: Warum entwickeln Sie weiter ein Modell für körperintelligente Intelligenz?

ZHANG Yilian: Die Entwicklung des körperintelligenten Modells hängt mit unserem Entwicklungspfad zusammen. Die allgemeinen Geräte, die wir derzeit herstellen, kosten möglicherweise mehr als eine Million Yuan pro Stück. In Zukunft hoffen wir, dass allgemeine Roboter mit unseren leichtgewichtigen Modellen ausgestattet werden, sodass Kunden selbst Daten erfassen und selbst trainieren können. Nach der Ausstattung des allgemeinen Robotergeräts mit dem Modell lassen sich die Gerätekosten weiter senken. Diese Modellplattform wurde inzwischen entwickelt, und es wurde bereits ein Gerät für körperintelligente Intelligenz vom Typ „Roboterhund + Roboterarm“ verkauft, was der erste Auftrag für körperintelligente Intelligenz im gesamten Luftfahrtbereich ist.

Hard-Kr: Welche anpassenden Auslegungen hat das LHVA-Modell für die Luft- und Raumfahrtmontage vorgenommen?

ZHANG Yilian: Die aktuellen Modelle des VLA-Typs trainieren im Allgemeinen visuelle Bilder, Sprachbefehle und Gelenkdaten des Roboters gemeinsam, was eine sehr große Anzahl von Stichproben erfordert. Außerdem werden die Fehler, die vom Robotergerät und dem visuellen System erzeugt werden, ständig in die Iteration einbezogen, sodass die endgültige Genauigkeit der Aktionen möglicherweise nur 30 % bis 40 % beträgt. Dieses Verfahren kann nicht direkt in unserer Branche angewendet werden. Darüber hinaus haben Kunden in der Luft- und Raumfahrt Anforderungen an den Datenschutz, sodass sie nur heimische Computer und Betriebssysteme verwenden können und keine GPUs von NVIDIA nutzen dürfen, wodurch die verfügbare Rechenleistung relativ begrenzt ist.

Daher haben wir das hierarchische leichtgewichtige Modell LHVA entwickelt, das den Sprachteil entfernt und hierarchisches Training anwendet. Die Trainingsstichproben sind ebenfalls sehr klein: Wir erfassen eine kleine Menge von Punktwolkendaten durch Linienlaser, extrahieren nur einige wenige Konturmerkmale des Produkts und ergänzen sie um 6 Koordinatenwerte der Werkzeugposition und -haltung. Eine Stichprobe hat nur eine Größe von wenigen KB. Beispielsweise kann beim manuellen Klebstoffauftrag Daten vor Ort erfasst und trainiert werden, was auf heimischer Hardware ausgeführt werden kann.

Gleichzeitig trainieren wir nicht die Gelenkdaten des Roboters, sondern die Prozessbahnen. Das heißt, für unterschiedliche Produktmerkmale lernen wir, welche Art des Klebstoffauftrags verwendet werden soll, um schließlich die Prozessbahn zu erhalten, die dann durch klassische kinematische Algorithmen ausgeführt wird. Auf diese Weise lassen sich sowohl das Datenvolumen und die Anforderungen an die Rechenleistung für das Modelltraining senken als auch die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Bahnausführung gewährleisten.