问题——重大装备制造面临“规模—效率—精度”三重约束。航空航天、海洋舰船、轨道交通等领域集中体现着制造业能力，但飞机机翼、机身壁板等大型复杂部件往往尺寸巨大、定位困难、装配链条长，各环节对精度一致性的要求极高。以国产大飞机装配为例，传统工艺对熟练工依赖度高，而订单增长带来产能爬坡压力；高铁螺栓锁附、船舶焊接等关键工序也普遍存劳动强度大、质量波动风险与用工成本上升等现实挑战。如何在确保质量安全的前提下提升效率、缩短交付周期，成为行业共同关注的问题。 原因——传统“工件流转”模式与柔性需求矛盾突出。长期以来，大型部件制造多采用“工件动、工位相对固定”的组织方式，依靠吊装、转运和人工找正实现工序衔接。在产量较低时该模式尚可运行，但在批量化与快速交付需求增强的背景下，频繁搬运不仅占用场地、拖慢节拍，还会叠加定位误差与安全风险。另一上，多工序交叉并行对柔性生产提出更高要求，而单机自动化难以覆盖测量、搬运、加工、装配等全链条场景，系统性升级已成必然。 影响——机器人“组团作业”带来效率提升与质量可控的新可能。针对上述难点，潇湘实验室团队提出“逆向”思路：让大型工件尽量保持不动，由多台机器人按任务流动协同完成测量、顶升搬运、抓取搬运、加工与装配等操作，以减少转运、压缩节拍、降低人为误差。轨道交通场景中，螺栓锁附机器人投入应用后，相较人工拧紧效率提升50%以上，扭矩精度误差控制在3%以内，劳动强度与安全风险明显下降，企业也从“试用”转向“主动提出新需求”，推动应用持续扩展。航空场景上，两台协同作业的测量机器人通过“定位跟踪+扫描测量”分工，可对大型壁板开展高精度现场测量，为后续装配对接提供数据基础。以测量、装配、机身机翼对接等场景为牵引，有关机器人集群已国产大飞机C919产线完成试用验证，为提升产能、缩短交付周期提供了可复制的技术路径。 对策——以“感传算控一体化”破解多机器人协同难题。机器人能否从“单机自动化”走向“群体协同”，关键在于实时理解环境并实现精准配合。多机器人协同搬运机翼时，速度、方向与姿态需要高度一致；协同铆接时，一个顶紧、一个铆接，配合误差必须足够小，否则可能引发质量缺陷甚至损伤部件。为此，团队以“感知—通信—计算—控制”闭环为核心推进“感传算控一体化”体系建设，使机器人具备环境感知、信息互联、决策规划与精准执行能力。同时，通过“通信—控制协同设计”提升系统韧性，即便出现通信时延或丢包，也可由控制算法进行补偿，保障稳定运行。在工程化上，团队已完成测量、顶升搬运、抓取搬运、加工装配等多类型机器人研发，并探索“单机可独立作业、多机可弹性组合”的柔性应用模式，以适配不同制造现场的工况差异。 前景——从产线验证走向规模化应用，智能制造生态有望加速成形。业内人士认为，机器人集群协同制造的价值不止于“替代人工”，更在于重构大型复杂产品的制造组织方式：通过标准化接口与模块化能力形成可扩展的制造单元，提升产线弹性与质量一致性。目前，相关技术已从实验室进入企业现场，并与航空公司发动机检修等应用结合，为飞行安全提供更多数据支撑。面向未来，随着关键算法、可靠性工程与产业链配套更成熟，机器人集群有望在风电、汽车等领域拓展应用，同时带动本地工程化团队、核心部件与系统集成能力提升，形成智能制造新的产业优势。，跨学科联合攻关与“研发—工程化—场景验证”一体推进的转化机制，也为跨越科技成果转化的关键阶段提供了可借鉴的实践路径。
从单机自动化到群体智能化，机器人集群技术正在改变重大装备的生产方式，既重塑流程，也推动制造体系向更高水平升级。随着核心技术持续突破、应用生态健全，这项拥有完全自主知识产权的成果有望成为我国参与全球高端装备制造竞争的重要支撑。其发展过程也表明：只有把基础研究、技术创新与产业需求更紧密地结合起来，才能在关键领域实现能力跃升。