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机器人批量走入建筑工地:探路房地产业“中国智造”正当时

时间:2021/3/9 1:04:18 点击:

        都市、信息、都市信息、酷艺都市信息网讯:建筑工地智能化是一个远比看起来更考验整体研发和落地能力,需要长期投入的事业。加快推广应用建筑机器人,不仅可以提升建筑业劳动生产率和建造质量,也有助于促进农民工向技术工人转型。

  工业自动化的时代过程,经济体量巨大的住房建筑行业也正积极拥抱。只是囿于这一行业的场景复杂性和流程碎片化,目前仍处在相对初级阶段。

  政策层面在加速推动落地进程。据国盛证券统计,仅2020年间,住建部联合多个部门多次发文,大力推动着建筑机器人、人工智能为代表的数字化技术在工程建设领域应用,进而带来“中国建造”之于产业的转型升级。

  国内龙头房企已经在此领域深潜多年。近日,21世纪经济报道记者走进佛山顺德发现,碧桂园集团于2018年7月成立的全资子公司广东博智林机器人有限公司(下称“博智林”)如今已经完成诸多场景的建筑工地自动化落地。

  据介绍,截至今年2月26日,博智林在研建筑机器人及智能产品近50款,并已有18款机器人在机器人谷中的首开区和凤桐花园等超过15个项目中开展试点应用,累计应用施工面积达80万平方米。

  “机器人正在积蓄澎湃的力量,未来的发展潜力不可想象,”建筑工人出身的碧桂园董事会主席杨国强在不同场合表示,希望建房过程中繁重、重复、危险的部分工作能够由机器人来完成,“首先是符合我们对零伤亡和安全的追求,第二能使我们的质量提升,第三能使我们的效率提升。我们要像生产汽车一样在工地生产我们的房子。”

  不再“灰头土脸”的建筑工地

  “我国建筑业创造了诸多世界第一,同时也面临着产品性能欠佳、资源浪费巨大、安全问题突出、环境污染严重、生产效益低下等问题。”中国工程院院士丁烈云表示。当前,我国建筑行业大而不优,多数企业还停留在“搬砖头、扎钢筋、浇混凝土、装模板”的水平,先进水平的工艺技术和工程技术整体应用程度偏低。

  现实生活中,改变已经悄然发生。今年2月初,住房和城乡建设部发布《关于同意开展智能建造试点的函》,确定上海、重庆、广东三地的7个项目将开展智能建造试点工作,要求以数字化、智能化升级为动力,创新突破相关核心技术,加大智能建造在工程建设各环节应用,提升工程质量安全、效益和品质,尽快探索出一套可复制可推广的智能建造发展模式和实施经验。

  佛山顺德凤桐花园项目正位列其中。这是博智林建筑机器人首个商业应用项目,也是目前国内唯一真正引入建筑机器人且批量应用于工程建造过程的试点项目。

  在机器人谷的多个建筑工地中,传统场景随处可见的灰蒙蒙扬尘不再,取而代之是循环游走于各个角落的楼层清洁机器人;通常在高空外墙作业的人工也换成了机器人;在室内精准实现抹腻子和喷涂的人工转而成为了发出指令者,他们不用再承受长期抬头作业的疲累。

  “我们发现在室内,工人特别喜欢这些进行天花打磨和腻子打磨的机器人。”博智林助理总裁王克成向记者介绍,机器人进驻工地带来的直接好处就是,能够把传统工人的工作职能从繁复且没有太多技术含量的工作中解放出来,转身成为技术操作人员;“体验更好、劳动强度降低,对环境也有了颠覆性变革。”他续称。

  更重要的是用工荒问题也在此过程中得到缓解。我国建筑业持续稳定增长,但与之不平衡的状态是,农民工群体已处于持续老龄化中。

  据统计,2020年中国建筑业新签合同额为325174亿元,同比增长12.4%。但国家统计局发布的《2019年农民工监测调查报告》显示,年内50岁以上农民工所占比重为24.6%,比上年提高2.2个百分点,近五年来占比逐年提高。

  长期以来,我国建筑工人整体工作环境差、劳动强度高、流动性大,整体职业化程度偏低。加快推广应用建筑机器人,不仅可以提升建筑业劳动生产率和建造质量,也有助于促进农民工向技术工人转型。在这方面,博智林积极与国内职业技术院校合作,提供系统化职业技能培训,使大量建筑工人从“农民工兄弟”变为高素质的“现代产业工人”。

  基于机器人在不同场景的智能化应用,博智林也进而搭建起整个项目的BIM数字化系统应用,在项目智慧指挥中心还能对所有场景的施工进度和状态全程掌控。

  建筑工地智能化不只是政策指引,也是更多同业共同在寻求的未来建筑方式。王克成向记者表示,目前已有诸多公司在与博智林保持联络沟通,对后期的商业化引入表达了强烈的兴趣。“现阶段,博智林在全球有十多个项目在使用这些建筑类机器人,在集团内大批使用后,接下来就必然会向外拓展。”

  他续称,碧桂园每年新增建筑面积大约1亿平方米左右,去年实现了80万平方米的应用,应该说还处在逐渐发展期;但随着目前进入商业化验证阶段,今年应该是博智林的爆发期。“未来会有更多类型的机器人进入这个阶段,进行产业化转型、提供升级服务。”

  本质上来说,建筑工地智能化是一个远比看起来更考验整体研发和落地能力,需要长期投入的事业。

  在今年全国两会期间,碧桂园董事会主席杨国强的提案谈到了该方面。他建议,要大力支持建筑机器人及智能施工设备研发应用,鼓励行业重点企业加大建筑机器人及智能施工设备研发力度,支持相关核心零部件和关键技术的重点攻关。

  同时要加快推动BIM技术在建筑全生命周期的一体化集成应用,实现设计、采购、生产、建造、交付、运行维护等阶段的信息共享。推广BIM报建审批和施工图BIM审图模式;并融合应用大数据、云计算技术,设立建筑业大数据创新中心,实现行业数字化赋能。

  他还提出要研究建立和完善智能建造标准体系及评价体系。由行业权威机构或龙头企业牵头,联合行业研究团队、专家学者、骨干企业等力量,研究建立与智能建造相匹配的产品标准、施工标准、设计标准、BIM集成设计标准、装配式部品部件标准、新型建造工艺工法标准、验收标准等标准体系,为推进智能建造提供全面的技术支撑。

  建筑施工智能化畅想

  与家用或者工业等通用型场景不同,建筑工地场景极其复杂和碎片化,匹配细分领域机器人进驻的背后,其实涉及到博智林对机器人产业链以及建筑材料等方面的体系化搭建。

  博智林基础技术研究院院长严启凡向21世纪经济报道记者表示,建筑实际上是对精度要求较高的行业,很难从目前已经商用化的其他机器人产业链找到可以直接引入建筑工地的机器人零配件和材料等。

  “我们联络了很多产业链环节,比如导航类公司、建筑材料公司等,但发现在建筑场景中跑不起来。”他续称,由于建筑型机器人需要充分适配,“举例来说,常规建筑材料在机器人运转时可能会被堵塞,这些都需要我们自己投入研发进行改良。”

  严启凡介绍,为了实现如今在建筑工地智能化的落地,博智林在诸多核心零部件领域都由自主研发完成,包括控制器、伺服器、驱动器、传感器等,涉及底层开发框架和算法的软件层面则几乎可以说100%为自主搭建。“核心价值部分都秉持着自主研发的路线。”

  资料显示,截至2021年2月26日,博智林已递交专利有效申请3042项,其中发明专利2161项;已获专利授权984项,其中发明专利262项。

  其中,对建筑机器人五大核心系统全自主研发,包括自动导航系统、面向建筑场景的视觉算法、自研激光雷达等多项产品和技术的先进性得到实际应用验证,导航融合模块、激光位移传感器、智能视觉传感器等填补了世界建筑机器人领域的空白。

  目前博智林已形成混凝土施工、混凝土修整、砌砖抹灰、内墙装饰等12个建筑机器人产品线,其中绝大多数机器人可同时适用于现浇混凝土工艺与装配式建筑施工。

  仅用两年半时间,博智林实现了建筑机器人从自主研发、小批量生产到工程测试、工程服务及批量化商用,并进行了全面的端到端规划及实践,构建了完整的全周期闭环。

  中国科学院院士、清华大学人工智能研究院院长张钹教授表示:“碧桂园集团针对BIM、装配式建筑和建筑机器人领域投入了大量的研发资源和人才,开展全面的研发,目前已经交付了大批量的机器人,已走在了全国乃至世界智慧建造和建筑机器人领域的前列。”

  之所以这么说,是因为目前行业间在建筑场景中远远没有实现智能化改造,放眼全球同样如此。

  根据克而瑞数据,目前国内房地产企业将智慧建造深度应用于测绘环节、设计环节、施工环节、大型复杂工程设计环节的占比分别约为10%、8%、4%、26%。

  虽然日本、澳大利亚、韩国、美国等发达国家在建筑机器人方面取得了部分成果,但均未实现建筑全周期、系统化应用的目标,目前仍以单点研发和小批量试用为主。

  住建部建筑市场监管司副司长廖玉平表示,我国在通用施工机械和架桥机、造楼机等智能化施工装备研发应用方面取得了显著进展,但在构配件生产、现场施工等方面,建筑机器人应用尚处于起步阶段,还没实现大规模应用。

  “数字化转型是推动建筑产业高质量发展的重要途径,从‘中国建造’走向‘中国智造’是我国建筑业发展的大势所趋。”中国建筑业协会副会长刘锦章指出。当下,新基建加速数字化、智能化与建筑施工现场深度融合,促进传统建造方式升级,提高项目管理和生产效率,将助推我国建筑产业现代化进入“快车道”。

  “我们研判当下是一个很合适的时机。”严启凡表示,随着当前数字化和人工智能等技术在各行各业兴起,自动化技术相对成熟,急需变革的建筑行业由此迎来契机。

  “未来我们想象中的建筑场景,首先是建筑机器人帮助工地实现自动化建造,对标工业流程的自动化和半自动化;其次是打造BIM数字化系统,进行数字和信息的可视化有效传递,在此基础上逐渐向智能化方向发展;此后,是实现对建筑工序、人员等细节领域的统筹管理。”王克成向记者指出,最终是走向智能化运作的终极目标。

 
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