中國科技新聞網11月28日訊(楊晶佳) 忙碌的工地上,一台台粉色機器人穿梭其中,不見粉塵、少了渣土,在機器人的參與下,建築工地煥然一新。
上述場景或許顛覆了不少人對傳統建築業的想象。長期以來,傳統建築業面臨生產方式粗放、生產效率低下、環境污染嚴重等突出問題。據中國建築節能協會統計,2018年我國建築全過程能耗佔全國能源消費總量的46.5%,碳排放佔全國排放總量的51.3%,比例驚人。
在此背景下,2020年9月,我國正式提出“雙碳”目標,隨後國家及相關部委頒布的一系列指導性文件顯示,加速建築業數字化轉型升級勢在必行,而在 現有技術體系中,建築機器人的應用以及智能建造體系的搭建,被普遍認爲是最有可能承擔起建築業革新重任、助力實現“雙碳”目標的突破口。
作爲業內龍頭, 2018年碧桂園成立了子公司廣東博智林機器人有限公司(以下簡稱“博智林”),以智能建造機器人爲抓手,通過高質量、穩定的施工,數字化、智能化的工地 管理,以及科學的材料算量,有效提高作業效率、減少建築材料浪費、降低工業污染排放及碳排放,推動傳統建築行業轉型升級、減碳增綠。
機器人包攬“髒活累活” 建築余料“變廢爲寶”
在位於佛山市順德區北滘鎮的碧桂園鳳凰台項目現場,佔地面積約63畝的建築工地中有近40款博智林建築機器人已經“上崗”,別看這些粉色外形的機器人外表可愛,幹起活來卻毫不“手軟”,搬磚的搬磚、砌牆的砌牆,有條不紊地承包了傳統印象裏的“髒活累活”。
以混凝土澆築爲例,作爲業內公認最髒最累的工序之一,爲保證施工進度,工人們常常需要連續作業12小時以上,勞動強度高且十分熬人。
爲改善這一情況,博智林研發了由智能隨動式布料機及地面整平、地面抹平、地庫抹光機器人組合而成的混凝土施工機器人產品线,通過聯動施工,整個混凝 土施工班組人員可由傳統的12人減少至8人,可實現自動布料、自動振搗、自動找平、自動抹平等工序,大大提高了施工效率,降低了工人勞動強度。
博智林智能隨動式布料機正在作業 圖源:碧桂園微信公衆號
這些機器人上崗後,工人們可以通過熟練掌握及操作建築機器人成爲技術型人才——智能建造產業技師,同時掌握傳統施工和現代化智能建造雙項技術,开展人機協作,在降低勞動強度、減少職業病的同時,有效提升了傳統建築工人的職業尊嚴,真正實現科技力賦能傳統建造。
此外,作爲能源消耗和碳排放的“大頭”,在“雙碳”命題下,如何推動建築業節能降耗、減少碳排放,成爲行業當前面臨的首要難題。
2021年11月,《住房和城鄉建設部辦公廳關於國家標准<施工現場建築垃圾減量化技術標准(徵求意見稿)>公开徵求意見的通知》中提 出,現場混凝土余料宜用做預制過梁、木磚、後澆帶封堵蓋板、異形砌塊等小型構件。隨後,《住房和城鄉建設部 國家發展改革委關於印發城鄉建設領域碳達峰實施方案的通知》則進一步提出要推進建築垃圾集中處理、分級利用,到2030年建築垃圾資源化利用率達到 55%。
在此背景下,碧桂園以博智林建築機器人爲抓手,打造建築廢棄物減量化、資源化、無害化一站式解決方案,實現了建築余料“變廢爲寶”。
博智林流動制磚車 圖源:碧桂園微信公衆號
據悉,博智林流動制磚車能夠將工地上有用的砂、石頭、混凝土等建築余料快速分離並就地加工爲符合要求的混凝土制品,再壓制成爲園林路面磚、植草磚、 盲道磚等再建材制品,即產即銷、變廢爲寶,既能節省建廢清運費用,又大幅減少粉塵污染和渣土來回運輸過程中產生的排放,有力推動了建築行業節能減排。
目前,博智林流動制磚車已在住建部辦公廳首批智能建造試點項目鳳桐花園投入使用,累計消納建築廢棄物450噸,生產路面彩磚(230*115*60mm)超過20萬塊。
從“單兵作战”到多機協同 智能建造工地變工廠
值得一提的是,這些型號、功能各異的機器人們不僅能夠“單兵作战”,更能實現多機調度、協同作業,初步形成了覆蓋建築工程全生命周期的智能建造全系統解決方案。
2021年12月30日,博智林在碧桂園汕頭金平項目首次完成“BIM+FMS+WMS+建築機器人”多機施工系統的驗收,共有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。
據了解,BIM協同平台相當於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系統則可以看作一個現場施工的“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,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。
碧桂園汕頭金平項目施工管理大屏 圖源:碧桂園微信公衆號
基於“BIM+FMS+WMS+建築機器人”多機施工系統的應用,碧桂園汕頭金平項目、鳳凰台項目等施工工地已然變身智慧工廠,一台台機器人穿梭其 中、高效運作,工作人員則通過施工管理大屏實時監控其施工狀態、作業位置、作業進度、物料用量等,實現建築材料的精准計算和使用,減少材料浪費、降低廢棄 物產生。
據統計,截至2022年10月底,博智林已有32款建築機器人投入商業化應用,服務覆蓋30個省份超600個項目;累計交付超1700台,累計應用施工超1000萬平方米,多機協作施工已在部分項目環節得到驗證,切實推動了建築行業提質增效、減碳增綠。
高科技人才激發創新活力 產學研合作推動行業發展
客觀來看,當前全球建築行業智能建造整體水平仍處於起步階段,美國、日本、韓國、澳大利亞等發達國家雖然也在建築機器人等領域取得了部分成果,但均未實現建築全周期、系統化應用的目標,仍以單點研發和小批量試用爲主。
相較之下,目前博智林研發的建築機器人產品數量遠多於國內外相關企業,且已覆蓋大部分建築工序,積極拓展商業化應用試點並產生了實際價值。
博智林智能工廠陳列
中國工程院院士、清華大學人工智能研究院院長張堯學認爲,博智林通過BIM數字化、建築機器人、新型建築工業化等技術創新,在多個復雜的施工場景上成功實現多機協同施工,在國內智能建造領域屬於首創,對中國乃至世界建築行業的發展做出了突出貢獻。
作爲一家不滿五歲的年輕公司,博智林何以取得如此成就?
據悉,作爲碧桂園集團的全資子公司,雄厚的資金和人才資源爲博智林機器人的發展奠定了良好基礎。同時,作爲國家高新技術企業、廣東省建築機器人工程 技術研究中心、廣東省博士工作站、廣東省博士後創新實踐基地,博智林致力於引進和培養高素質人才隊伍,現有研發創新及服務人才超2000人,包含人工智 能、數字化、機器人、建築學、土木工程等各領域優秀人才。
近年來,博智林以綜合科研優勢和研發資源爲“土壤”,提供集研發試驗、生產應用於一體的多樣化科研交流機會,通過與清華大學、香港科技大學等攜手建立聯合研究院,推動產學研一體化合作,形成多元人才孵化生態。
同時,博智林也積極主導或參與《建築機器人CR認證實施規則》、《建築機器人安全技術規範》等建築機器人國家認證制度及配套實施的標准體系建設,爲推動我國建築行業加快向智能建造轉型升級貢獻智慧經驗。
此外值得一提的是,除碧桂園自身項目外,2021年5月,博智林還攜手中鐵建工,參與了廣州白雲站綜合交通樞紐項目建設,智能隨動式布料機、地面整 平機器人、地面抹平機器人及地庫抹光機器人4款機器人上崗开工;同年10月,博智林測量機器人、建築清掃機器人、天花打磨機器人和內牆面打磨機器人也陸續 進入佛山誠通紙廠東側地塊住宅項目,爲中交一公局打造智能建造新模式提速。
2022年11月9日,住建部發布《關於公布智能建造試點城市的通知》顯示,佛山市等24個城市已被列爲智能建造試點城市,而博智林機器人已在其中21個試點城市投入應用。
“科技建造的力量是強大的。”在實地考察順德碧江科凡家居總部大樓項目工地時,集團創始人、董事局主席楊國強信心滿滿地表示:“未來我們建的房子質量又好又安全,成本也會降低,未來科技建造將大大提升我們的競爭力。”
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標題:機器人拉滿建房科技感:碧桂園發力智能建造,助推建築業減碳增綠
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