在高端制造业中，喷涂工艺的精度与效率直接决定了产品的可靠性与生产成本，当前已有诸多行业通过对喷涂的智能化升级，实现工业制造的链路优化。

此前，我们已系统性地介绍了 ALVA 空间智能视觉喷涂方案，本期我们将从技术角度解析其创新逻辑与实施价值。

喷涂智能化的前提是数据的精确获取与建模，ALVA 空间智能视觉喷涂方案通过 RGB 摄像头扫描工件表面，以 0.2mm 精度捕捉铆钉、接缝等微观结构纹理，生成三维模型，这一步骤为后续智能决策提供了“数字地基”。

随后，通过将扫描数据与原始 CAD 模型比对，系统构建出与物理实体完全同步的数字孪生体，将物理世界的复杂性转化为算法可理解的逻辑单元。

既避免了人为误差，又将建模效率提升数倍，尤其适用于飞机蒙皮等大面积复杂表面的快速数字化喷涂。

喷涂路径规划需在效率与精度间找到最佳平衡点，ALVA 通过双重技术实现这一目标：  

• 语义分割与动态避障协同

基于 U-Net 网络的语义分割，将工件划分为高精度区（±0.1 mm）与普通区（±0.3 mm），并在不同分区动态调整喷涂速度。  

此外，基于强化学习训练的机械臂避障逻辑，能够在 <100ms 内响应环境变化，避开天线、传感器等突出部件。

这种“分区管理 + 动态避障”的策略，既避免“一刀切”的资源浪费，又保障了关键区域的喷涂质量。  

*相关技术示意图

•  多目标优化与曲面的智能适配 

喷涂参数（流量 200-400ml/min、距离 15-30cm、速度 0.5-2m/s等）通过多目标优化模型求解，最终实现涂料消耗降低 10%-30%，同时将厚度误差压缩至 <5µm。 

针对机翼前缘等复杂曲面（曲率半径 <0.5m），系统自动调整喷枪角度（±15°）与移动轨迹，解决了传统喷涂中因曲面曲率变化导致的涂层堆积或过薄问题，实现成本与质量的精细化管控。

喷涂环境的动态性（如车间气流、温度波动）要求系统具备实时纠偏能力，ALVA 则通过两类技术构建闭环控制：

• 多传感器融合监测  

红外传感器以 1µm 分辨率实时反馈涂层厚度，结合气溶胶粒子计数器检测雾化颗粒直径（20-50µm），动态调节喷涂气压（0.3-0.7MPa）。

这一组合在监控结果的同时捕捉过程数据，为优化喷涂提供全维度输入。

• 高速控制与扰动应对 

系统每 50ms 更新一次路径规划，并通过算法修正机械臂轨迹，实时“感知-决策-执行”的闭环频率，提供了远超传统控制的响应能力。  

大型工业场景中，单一设备的效率存在明显上限，ALVA 的智能视觉喷涂方案通过两类协同技术突破瓶颈：

• 多机械臂协同 

6 台机械臂通过分布式 AI 算法分配任务，间距控制精度达±2cm，避免喷涂重叠。

不仅使整体效率提升 40%，同时也降低了单点故障风险。 

• 人机协作的“智能增强”模式 

AI 标记进气道等复杂结构供人工复检，将干预耗时减少 70%，同时通过后台界面直观显示涂层质量数据。

这种“机器主操作、人类主决策”的模式，既发挥 AI 的效率优势，又保留人工在复杂场景下的灵活性。 

智能化系统的生命力在于持续学习与适应，ALVA通过双轨机制实现这一目标： 

• 虚拟仿真：十万种场景的压力测试  

在进行喷涂工作前，系统在数字孪生平台模拟 10 万种不同工况，涵盖极端温度、机械臂故障等场景，验证算法在绝大多数场景下的鲁棒性。

• 强化学习迭代：数据驱动的工艺优化 

在实际应用中，单架次飞机喷涂时将采集不低于 2TB 的实际喷涂数据，涵盖环境参数、涂层质量等全维度信息，并据此持续优化避障逻辑与路径规划效率。  

关于 ALVA Systems

ALVA Systems 专注增强现实/人工智能等空间智能相关技术的自主创新，成立十余年始终深耕底层算法研发与优化，拥有自研算法引擎并拓展丰富创新产品与应用，是全球空间智能领域的核心供应商。