科幻電影中的“機(jī)器人工友”正在成為現(xiàn)實(shí)。
在廣東汕頭碧桂園金平項(xiàng)目工地上，一名產(chǎn)業(yè)技師協(xié)助機(jī)器人加注瓷磚膠后，在平板電腦上選中作業(yè)區(qū)域并下發(fā)指令，機(jī)器人迅速啟動(dòng)前往指定位置，進(jìn)行自主鋪磚施工作業(yè)，動(dòng)作嫻熟麻利，不到一分鐘就貼好了一塊瓷磚；在膩?zhàn)哟蚰プ鳂I(yè)區(qū)，膩?zhàn)哟蚰C(jī)器人接收到產(chǎn)業(yè)技師的指令后，立即開(kāi)始高效率打磨作業(yè)，并同步反饋?zhàn)鳂I(yè)完成進(jìn)度……
2021年12月30日，在這個(gè)項(xiàng)目工地上，8款施工機(jī)器人、6款運(yùn)輸及上料機(jī)器人，穿梭在5個(gè)集中工作站中，首次順利實(shí)現(xiàn)了多機(jī)協(xié)同裝修施工作業(yè)。自此，碧桂園集團(tuán)旗下全資子公司廣東博智林機(jī)器人有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“博智林”）打造的智能建造體系多機(jī)施工系統(tǒng)完成驗(yàn)收。這意味著博智林向著智能建造目標(biāo)又邁進(jìn)一大步。
錨定機(jī)器人賽道
“我國(guó)建筑業(yè)創(chuàng)造了諸多世界第一，同時(shí)也面臨著產(chǎn)品性能欠佳、資源浪費(fèi)巨大、安全問(wèn)題突出、環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)效益低下等問(wèn)題。”中國(guó)工程院院士丁烈云說(shuō)。當(dāng)前，我國(guó)建筑業(yè)大而不優(yōu)，多數(shù)企業(yè)還停留在“搬磚頭、扎鋼筋、澆混凝土、裝模板”的水平，先進(jìn)水平的工藝技術(shù)和工程技術(shù)整體應(yīng)用程度偏低。
同時(shí)，由于從事建筑業(yè)的農(nóng)民工老齡化嚴(yán)重、年輕人不愿意進(jìn)工地等原因，導(dǎo)致用工荒、用工成本上升等問(wèn)題持續(xù)加劇。
如何利用數(shù)字化技術(shù)改造建筑業(yè)？建筑工人出身的碧桂園集團(tuán)董事會(huì)主席楊國(guó)強(qiáng)認(rèn)為，無(wú)論是考慮效率、質(zhì)量、安全性還是成本，機(jī)器人都是一個(gè)很好的選擇。
錨定機(jī)器人賽道，2018年7月，廣東博智林機(jī)器人有限公司成立。公司定位為行業(yè)領(lǐng)先的智能建造解決方案提供商，聚焦建筑機(jī)器人、BIM（建筑信息模型）數(shù)字化、新型建筑工業(yè)化等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用。希望通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新，探索行業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展新路徑，助力建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
“我們要把建筑工人從繁重、重復(fù)、危險(xiǎn)系數(shù)高的崗位上解放出來(lái)，部分工作由機(jī)器人來(lái)完成。”楊國(guó)強(qiáng)說(shuō)。
基于這種愿景，博智林的技術(shù)研發(fā)根植于實(shí)踐，非常注重實(shí)用性。“建造房子涉及的工序有很多，我們通過(guò)機(jī)器人先取代對(duì)工人來(lái)說(shuō)最繁重、最勞累的工作，以及那些污染比較嚴(yán)重的工作，比如乳膠漆、膩?zhàn)拥乃⑼康取！辈┲橇謾C(jī)器人與智能產(chǎn)品研究院院長(zhǎng)許安鵬說(shuō)。
“機(jī)器人正在積蓄澎湃的力量。未來(lái)應(yīng)該是機(jī)器人在工地上走來(lái)走去，我們則像生產(chǎn)汽車(chē)一樣在工地生產(chǎn)房子。”楊國(guó)強(qiáng)說(shuō)。
引領(lǐng)建造創(chuàng)新
房企進(jìn)軍機(jī)器人，聽(tīng)起來(lái)似乎很不可思議。
其實(shí)，博智林建立之初，外界就有一些不同聲音：機(jī)器人研發(fā)屬于高新科技產(chǎn)業(yè)，房地產(chǎn)行業(yè)并不具備這種基因；也有聲音稱(chēng)科技研發(fā)投入大，風(fēng)險(xiǎn)太高等。
許安鵬說(shuō)，“提到機(jī)器人，一般人都會(huì)想到工業(yè)機(jī)器人，這是目前機(jī)器人領(lǐng)域最成熟的一類(lèi)。在建筑機(jī)器人領(lǐng)域，全球一直處于空白狀態(tài)”。
事實(shí)上，因作業(yè)環(huán)境惡劣、場(chǎng)景差異性大、施工面復(fù)雜多變，建筑機(jī)器人在核心零部件以及核心算法的要求方面與工業(yè)機(jī)器人等產(chǎn)品有很大差異。在沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循的情況下，技術(shù)攻關(guān)的難度可想而知。
“在建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，智能建造沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。”據(jù)許安鵬介紹，博智林的團(tuán)隊(duì)為機(jī)器人研發(fā)進(jìn)行了大量的實(shí)地調(diào)研，以混凝土施工機(jī)器人的研發(fā)為例，從2019年3月份至6月份，團(tuán)隊(duì)用了3個(gè)月時(shí)間去改良機(jī)器人，終于將單次作業(yè)面積從10平方米/次，提升至連續(xù)作業(yè)2小時(shí)以上，完成100平方米以上的整平工作。
成績(jī)背后是團(tuán)隊(duì)成員沒(méi)日沒(méi)夜的鉆研，因?yàn)榛炷潦┕r(shí)間不定，有時(shí)候在半夜，團(tuán)隊(duì)成員在工地等著等著就睡著了；有時(shí)接到通知說(shuō)有了作業(yè)面，團(tuán)隊(duì)成員就馬上進(jìn)工地去測(cè)試，干著干著天就亮了……博智林的研發(fā)團(tuán)隊(duì)度過(guò)了非常艱難的探索期。2019年底，部分建筑機(jī)器人已經(jīng)可以在工地上進(jìn)行自動(dòng)化施工。
目前，博智林已經(jīng)實(shí)現(xiàn)建筑機(jī)器人從自主研發(fā)、小批量生產(chǎn)到工程測(cè)試、工程服務(wù)及批量化商用，并初步形成覆蓋建筑工程全生命周期的智能建造全系統(tǒng)解決方案。博智林在研46款建筑機(jī)器人，已有18款啟動(dòng)了商業(yè)化應(yīng)用，包括外墻噴涂機(jī)器人、建筑清掃機(jī)器人、內(nèi)墻面打磨機(jī)器人、螺桿洞封堵機(jī)器人、地面整平機(jī)器人、地下車(chē)庫(kù)噴涂機(jī)器人、地坪漆涂敷機(jī)器人、測(cè)量機(jī)器人，等等。
博智林科研代表、高級(jí)算法工程師張華琛介紹，博智林現(xiàn)在下設(shè)建筑機(jī)器人研究院、基礎(chǔ)技術(shù)研究院、智能技術(shù)研究院、工程應(yīng)用研究院等8個(gè)研究院，研發(fā)人員近3000人；在研的機(jī)器人關(guān)鍵零部件和基礎(chǔ)共享技術(shù)覆蓋了建筑機(jī)器人八大核心模塊，其中導(dǎo)航、視覺(jué)、多機(jī)調(diào)度等技術(shù)填補(bǔ)了建筑機(jī)器人領(lǐng)域的空白。此外，在施工質(zhì)量智能化評(píng)判和智慧工地監(jiān)管等細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“從0到1”的突破。
“截至2021年底，博智林已遞交專(zhuān)利有效申請(qǐng)3468項(xiàng)，獲授權(quán)1670項(xiàng)。這些技術(shù)專(zhuān)利已構(gòu)成博智林最核心的競(jìng)爭(zhēng)力，也將成為博智林最大的技術(shù)資產(chǎn)。”許安鵬說(shuō)。
助力行業(yè)升級(jí)
機(jī)器人建房這件事，靠譜嗎？在2020年9月，首批博智林建筑機(jī)器人就已進(jìn)入工地“上崗”。
在山東濟(jì)南碧桂園項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)，測(cè)量機(jī)器人展示了其精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)測(cè)算的拿手絕活。
測(cè)量一間房，需要多久？“通常情況下，單個(gè)房間的施工質(zhì)量檢測(cè)需要三四個(gè)人拿著靠尺一點(diǎn)點(diǎn)地測(cè)量，至少要耗費(fèi)一個(gè)小時(shí)，測(cè)量過(guò)程既繁瑣又費(fèi)時(shí)。”項(xiàng)目施工人員說(shuō)。
測(cè)量機(jī)器人應(yīng)用了先進(jìn)的AI測(cè)量算法處理技術(shù)，可在兩到三分鐘內(nèi)完成單個(gè)房間實(shí)測(cè)作業(yè)，測(cè)量效果比人眼更加客觀和準(zhǔn)確，且可根據(jù)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)化生成報(bào)表。
在碧桂園順德鳳桐花園項(xiàng)目的施工現(xiàn)場(chǎng)，除了普通工人，還有一溜“機(jī)器人工友”。“高個(gè)子”智能隨動(dòng)布料機(jī)，矗立在作業(yè)面上，不斷地泵出混凝土，澆筑出整個(gè)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)層；混凝土機(jī)器人在進(jìn)行整平、抹平工作；外墻噴涂機(jī)器人正在進(jìn)行高空作業(yè)……這是目前國(guó)內(nèi)唯一一個(gè)將建筑機(jī)器人批量實(shí)際應(yīng)用于工程建造過(guò)程的試點(diǎn)項(xiàng)目。
2021年7月，這一項(xiàng)目的“測(cè)量機(jī)器人和智能測(cè)量工具”“施工機(jī)器人和智能工程機(jī)械設(shè)備”兩項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)做法入選住建部首批智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展可復(fù)制經(jīng)驗(yàn)做法清單。
……
機(jī)器人建房已經(jīng)成為碧桂園眾多項(xiàng)目工地上十分吸睛的畫(huà)面。截至2021年12月底，博智林建筑機(jī)器人服務(wù)范圍達(dá)25個(gè)省份，超過(guò)350個(gè)項(xiàng)目，累計(jì)應(yīng)用施工面積超700萬(wàn)平方米。
“對(duì)比普通人工，建筑機(jī)器人憑借更強(qiáng)的計(jì)算能力，在建材的利用規(guī)劃上更為合理、科學(xué)，可實(shí)現(xiàn)精益建造。”許安鵬介紹，建筑機(jī)器人的規(guī)模化應(yīng)用，不僅能夠確保房企建筑項(xiàng)目按時(shí)、保質(zhì)、保量地交付，還能進(jìn)一步提高建筑效率。
以廣東汕頭碧桂園金平項(xiàng)目的“BIM+FMS+WMS+建筑機(jī)器人”（建筑信息模型+機(jī)器人協(xié)同管理系統(tǒng)+倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)+建筑機(jī)器人）多機(jī)施工系統(tǒng)為例，其中博智林自研的WMS系統(tǒng)相當(dāng)于“首席物流官”和“物料管理大師”，可實(shí)現(xiàn)物流類(lèi)機(jī)器人全自動(dòng)調(diào)度、智能電梯自動(dòng)控制、物料消耗的精確管理與數(shù)據(jù)化監(jiān)控。它對(duì)工地物料消耗的管理可精確到每一棟樓、每一個(gè)樓層、每一個(gè)戶(hù)型，清晰記錄配送及使用的涂料及瓷磚數(shù)量等，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。
如今，碧桂園的不少項(xiàng)目已經(jīng)利用建筑機(jī)器人完成建筑中危險(xiǎn)系數(shù)較高、操作繁重、操作重復(fù)等工序，積累了大量落地經(jīng)驗(yàn)。“建筑機(jī)器人還有很長(zhǎng)的路要走，由于沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，每一步都需要探索和開(kāi)拓。”許安鵬說(shuō)。
博智林將研發(fā)更多符合落地場(chǎng)景的產(chǎn)品，建立貫穿建筑全生命周期的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，為建筑全產(chǎn)業(yè)鏈提供智能建造解決方案，推動(dòng)建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化升級(jí)。
“機(jī)器人建房子”引領(lǐng)的建筑行業(yè)革命，或許正在到來(lái)。
關(guān)鍵詞： 機(jī)器人 博智林 建筑 工地 施工 智能 碧桂園 測(cè)量
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