大建築領域:蓋房機器人誰領風騷?
2年前

2021年12月28日,工信部等十五部門聯合印發《“十四五”機器人產業發展規劃》(下稱“《規劃》”),旨在加快推動我國機器人產業高質量發展。“機器人+”應用已經走在路上。

這是十四五總體規劃之後,有關機器人產業在“十四五”期間的第一份正式頂層規劃出台。

《規劃》明確了2025、2035年發展目標,到2025年我國成爲全球機器人技術創新策源地、高端制造聚集地和集成應用新高地,一批機器人核心技術和高端產品取得突破,關鍵零部件性能和可靠性達到國際同類產品水平,制造業機器人密度實現翻番。

大建築領域亟待創新

中國擁有世界上最大的建築市場,國家統計局數據顯示,目前,中國建築業總產值約26萬億元,即相當於GDP四分之一的體量。

然而,傳統建築業正面臨諸多制約,如落後的施工手段和方式、用工荒、工人老齡化、用工成本上升等。根據國家統計局調查和數據統計,自2015年以來,我國建築業從業人員增長速度連年下滑並出現負增長情況。目前,50歲以上農民工所佔比重已經超過26%,農民工群體老齡化趨勢明顯。

根據第七次全國人口普查數據,2020年中國65歲以上人口達1.9億,約佔總人口的13.5%,與2010年相比上升4.6%,人口老齡化程度進一步加深。

不僅在中國,在世界範圍內,也存在着建築業的生產方式更新需求。據英國《每日郵報》報道,一項新報告表明,未來幾年內,建築行業將大力使用機器人以獲得更高速、更高效率、更可靠的安全性和更高利潤的成果。

人工智能咨詢公司Tractica稱,建築行業依靠人工勞動力發展了很長時間,是時候做出改變。該機構指出,最近一些公司採用機器人技術的舉動,可以代表增長曲线的开始。他們預計到2025年,機器人取代人工的建築工程價值將達到2.26億美元,與2018年相比增加10倍。

Tractica指出,全球範圍的很多行業,生產力都取得飛躍發展。而建築行業由於缺少技術進步,這些年一直處於停滯不前的狀態。

博智林的三年

2018年7月,博智林建築機器人公司成立。三年多來,博智林投入了大量人力物力开展建築機器人、BIM數字化、新型工業化產品的研發、生產及應用。

因作業環境惡劣、場景復雜、粉塵濃度對伺服識別幹擾大,業界普遍認爲建築機器人研發的難度較大。

截至2021年底,博智林在研建築機器人46款,已有18款建築機器人投入商業化應用。

在研的機器人關鍵零部件和基礎共享技術覆蓋了建築機器人八大核心模塊,多項技術填補了建築機器人領域的空白,自主研發的機器人控制器已批量應用,累計交付量近850件。

截至2021年12月底,博智林已遞交專利有效申請3468項,獲授權1670項。

碧桂園汕頭金平:歷史性一天

2021年12月30日,是歷史性的一天。

這一天,博智林在碧桂園汕頭金平項目首次完成建築機器人多機施工系統驗收,向着智能建造目標邁進了一大步。

汕頭項目現場的施工管理大屏能夠實時清晰地呈現8台施工機器人在不同作業面的施工情況。通過大屏,項目管理人員可以實時監控建築機器人施工狀態和作業位置、作業進度、物料用量等,施工進度的全局統籌十分便捷、高效。

汕頭金平項目的施工大屏上展示的相關施工信息

在此前,即便在世界範圍內,建築機器人均是單機生產或是同一場景下的多機聯動,還未打通不同場景、不同工序的機器人與機器人之間的協作,形成一個流程閉環。

而在碧桂園汕頭金平項目,第一次讓機器人“組團”,獨立完成了一個全鏈條的建築流程。

8款施工機器人、6款運輸及上料機器人、5款集中工作站开展多機協同裝修施工作業,首次跑通了裝修階段端到端的智能建造生態實踐,初步構建了完整的全周期施工閉環。這意味着博智林已經能夠在特定施工階段通過科學鋪排施工工序,讓多台建築機器人像流水线一樣進行自主施工作業,向着智能建造目標又邁進了一大步。

這個特別的施工隊,來自博智林的描述是——“BIM+FMS+WMS+建築機器人”多機施工系統(BIM:建築信息模型;FMS:機器人協同管理系統;WMS: 倉儲管理系統) 。

庖丁解牛:建築機器人到底有什么幹貨?

以三個體系“BIM+FMS+WMS”爲例。

簡單來說,BIM協同平台就是一個功能強大的智能施工任務規劃中心,規劃的內容核心包括兩方面:建築機器人如何施工、相關物料如何保障,這兩者的詳細信息納入工單派發給FMS系統。

FMS系統就是一個現場施工的超級指揮中樞,一方面能夠調度全部機器人按指定路徑自主前往指定區域、自主施工,另一方面也同步呼喚WMS系統提供物料支持。

WMS系統就是一個高度協同、實時響應機器人需求的強大物料供應管理中樞,是“首席物流官”和“物料管理大師”,能夠全程監控物料的出庫、運輸和機器人加料,保證與BIM協同平台的物料保障計劃實時匹配,真正實現“每一種物料從哪來、用哪去、用多少”的精益管理。

可以看到,WMS系統對工地物料消耗的管理可以精確到任一樓棟、樓層、戶型,使用了多少塗料、多少塊瓷磚。

有了它的及時指揮,攪拌站可自主及時啓動攪拌物料,確保物料第一時間保障供應。有了它的智能調度,即使是物流機器人批量出動,也不會發生“堵車”現象。

卷揚式外牆乳膠漆噴塗機器人在作業

怎么樣?挺有意思的吧。

在博智林機器人總部大樓裏,核心研發人員超2500人,他們攻堅克難,上下求索,在一張白紙上描繪出中國智能建造的未來。

走出去亮招

2021年,博智林建築機器人陸續走出去,參與外部單位的建設施工工作。

2021年5月,博智林4款建築機器人完成了首次面向外部單位中鐵建工廣州白雲站項目的混凝土產品线機器人施工應用工作,實測結果皆符合質量要求。

博智林室內噴塗機器人還進駐深圳瑞和建築佛山項目,完成了一次樣板間乳膠漆噴塗作業,其最大綜合工效約爲人工輥塗的4倍,自動作業覆蓋率可達90%-100%,施工質量優於人工。

截至2021年12月底,博智林建築機器人已經在全國各地开啓智能化作業,服務覆蓋超25個省份(直轄市、自治區),超350個項目;累計交付超730台,累計應用施工面積超700萬平米。

中國科學院院士、清華大學人工智能研究院名譽院長張鈸教授認爲,博智林已走在了全國乃至世界智慧建造和建築機器人領域的前列。

2021年,碧桂園重點進行“拆解一棟樓”的試驗,希望通過科學鋪排施工工序讓建築機器人像流水线生產一樣施工作業。在集團董事會主席楊國強看來,機器人會給傳統的建築行業帶來巨大的改變,未來一定會給行業和社會帶來巨大價值。

如今,利用建築機器人完成建造過程中危險系數較高、操作繁重、重復的工序,在碧桂園不少項目中已經得到應用,積累了大量的落地經驗。業內人士認爲,使用建築機器人更安全、更高效、更環保,在實現“碳達峰”“碳中和”目標背景下,可助力“雙碳”目標的實現。

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