世界人居

當(dāng)前建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)面臨效率、質(zhì)量、安全、成本等多項(xiàng)要素制約。在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化時(shí)代背景下,建筑機(jī)器人已成為建筑領(lǐng)域未來發(fā)展的“專精特新”戰(zhàn)略要地。作為行業(yè)的發(fā)展方向與創(chuàng)新趨勢(shì),建筑機(jī)器人的研發(fā)生產(chǎn)需要從實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景出發(fā),建立貫穿建筑全生命周期的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),努力實(shí)現(xiàn)安全、質(zhì)量、時(shí)間和效益的有機(jī)結(jié)合,促進(jìn)建筑業(yè)工業(yè)化與智能化發(fā)展。

為有效應(yīng)對(duì)行業(yè)工業(yè)化程度低、勞動(dòng)力短缺、環(huán)境污染程度高等難題,2018年7月開始,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“博智林”)將建筑機(jī)器人作為發(fā)展方向,開展技術(shù)攻關(guān),向這座新興戰(zhàn)略高地發(fā)起沖鋒。日前,《中國(guó)建設(shè)報(bào)》記者走進(jìn)博智林建筑機(jī)器人施工現(xiàn)場(chǎng)、研發(fā)與調(diào)試現(xiàn)場(chǎng),深度解碼行業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵內(nèi)容與內(nèi)在邏輯。

讓“鋼鐵俠”成為工人的好幫手

“從未想到,電影中的場(chǎng)景居然成為了現(xiàn)實(shí)?！币晃恢悄芙ㄔ飚a(chǎn)業(yè)技師在施工現(xiàn)場(chǎng)表示,而他身旁這個(gè)地坪漆涂敷機(jī)器人是他的新工友。

據(jù)了解,一般情況下,地坪漆由多種不同揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)混合、溶解、稀釋等許多道生產(chǎn)工藝調(diào)配而成,工人需要利用滾筒反復(fù)進(jìn)行刮漆、收平,平均每天8~10個(gè)小時(shí)連續(xù)蹲在地上作業(yè),對(duì)于呼吸道和腰背損傷較大。如遇上南方梅雨季節(jié)等天氣不確定性因素,第一道工序后需要操作環(huán)境整體風(fēng)干后再進(jìn)行第二次涂敷,工期被動(dòng)延期,大大影響了工程效率。

地坪漆涂敷機(jī)器人

“比如去年3月,由于地庫(kù)環(huán)境密閉,傳統(tǒng)地下作業(yè)施工味道特別刺鼻,即使是冬天,工友們?nèi)猿嗖采详?。為避免施工時(shí)呼吸不暢,工友們無法戴口罩,這就是建筑業(yè)的基本現(xiàn)狀,很多工序都是靠建筑工人拿鐵錘磨刀一步一步手工完成的。所以現(xiàn)在很多年輕人寧愿送快遞也不愿干建筑業(yè)這行。”博智林建筑機(jī)器人研發(fā)代表劉恒志博士對(duì)研發(fā)地坪漆涂敷機(jī)器人的初衷仍記憶猶新,地下車庫(kù)的涂敷環(huán)境往往容易被人忽略,但是工作強(qiáng)度高、對(duì)人體健康影響大,因此地下車庫(kù)成為當(dāng)初研發(fā)此款機(jī)器人的重要場(chǎng)景。

生產(chǎn)工具創(chuàng)新才能提升生產(chǎn)效率,解決困擾行業(yè)的痛點(diǎn)。目前智能建造產(chǎn)業(yè)技師只需要利用手機(jī)或平板電腦終端輸入工作要求,博智林地坪漆涂敷機(jī)器人利用激光雷達(dá)完成施工環(huán)境掃描,通過精準(zhǔn)的客戶流量以及產(chǎn)出面積,控制耗材量、施工時(shí)間,技師通過監(jiān)督機(jī)器人工作效果,查缺補(bǔ)漏完成部分工作,“通過生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新,建筑機(jī)器人成為工人的好幫手?！眲⒑阒局赋?智能化發(fā)展與應(yīng)用不是取代人,而是更好地服務(wù)于人,在材料節(jié)省、施工效果保障等方面都體現(xiàn)出科技創(chuàng)新帶來的巨大變化。

針對(duì)目前在用的地下車庫(kù),如果存在滲漏、磨損問題,未來人們?cè)谶M(jìn)行翻新改造工作時(shí)會(huì)更加注重選擇環(huán)保材料、縮短工期以減少實(shí)際應(yīng)用影響等關(guān)鍵細(xì)節(jié)。因此,地坪漆涂敷機(jī)器人將迎來廣闊的應(yīng)用前景,大大縮短翻新改造工期的同時(shí)還能顯著提升施工品質(zhì)。

技術(shù)攻關(guān)聚焦安全、質(zhì)量和效率系統(tǒng)性提升

1月20日召開的全國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)工作會(huì)議指出,2022年重點(diǎn)工作之一是促改革,更好地激發(fā)企業(yè)活力,更好地適應(yīng)和滿足需求變化。

我國(guó)擁有世界上最大的建筑市場(chǎng)。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2021年全國(guó)建筑業(yè)總產(chǎn)值293079億元,同比增長(zhǎng)11.0%;全國(guó)建筑業(yè)房屋建筑施工面積157.5億平方米,同比增長(zhǎng)5.4%。建筑業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)作用越來越突出,但當(dāng)前傳統(tǒng)建筑業(yè)正面臨諸多制約,如落后的施工手段和方式、用工成本上升等,導(dǎo)致安全問題突出、資源浪費(fèi)巨大等問題凸顯,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。

建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)亟須尋找實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的突破口和關(guān)鍵抓手。1月25日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出,加快建筑機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用,加強(qiáng)新型傳感、智能控制和優(yōu)化、多機(jī)協(xié)同、人機(jī)協(xié)作等建筑機(jī)器人核心技術(shù)研究,研究編制關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),形成一批建筑機(jī)器人標(biāo)志性產(chǎn)品。

結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及實(shí)際應(yīng)用性問題,建筑機(jī)器人的研發(fā)應(yīng)用聚焦行業(yè)痛點(diǎn),以保障施工安全、提升施工質(zhì)量、提高施工效率,提升建筑施工綜合效益。

“提起建筑業(yè),大家都覺得又臟、又累,還要起早貪黑,一般有體力的年輕人都去送外賣了。”劉恒志指出,建筑工種的“臟、累、險(xiǎn)”等缺點(diǎn)被很多人詬病?；诖?博智林從減少工人體力勞動(dòng)、增加工人作業(yè)的安全性出發(fā),在承重墻搬運(yùn)、外墻體噴涂等體力繁重或存在危險(xiǎn)的施工工序,逐漸讓機(jī)器人從事這些領(lǐng)域的工作。

“外邊這面白墻就是建筑機(jī)器人整體粉刷完成的?！币晃滑F(xiàn)場(chǎng)人員表示,卷揚(yáng)式外墻乳膠漆噴涂機(jī)器人通過自主路徑規(guī)劃,可以實(shí)現(xiàn)建筑外墻涂裝的全自動(dòng)、全方位噴涂。相較于傳統(tǒng)人工施工,卷揚(yáng)式外墻乳膠漆噴涂機(jī)器人從根本上杜絕了工人因高空作業(yè)帶來的安全風(fēng)險(xiǎn),有更穩(wěn)定的施工質(zhì)量和更高的施工效率。

在質(zhì)量和效率方面,博智林各款機(jī)器人產(chǎn)品的效率對(duì)比人工有較大提升,主要體現(xiàn)在節(jié)省時(shí)間、節(jié)省人工方面;由于機(jī)器作業(yè)的穩(wěn)定性與誤差小,機(jī)器人的施工質(zhì)量比人工質(zhì)量也有較大提升。例如測(cè)量機(jī)器人,根據(jù)工程應(yīng)用測(cè)試,工效為人工的2.5倍以上,測(cè)量精度在±1毫米內(nèi),作業(yè)效率與測(cè)量準(zhǔn)確率優(yōu)于人工。目前混凝土施工機(jī)器人產(chǎn)品線由智能隨動(dòng)式布料機(jī)及地面整平、地面抹平、地庫(kù)抹光機(jī)器人組合而成,通過聯(lián)動(dòng)施工,整個(gè)混凝土施工班組人員可以更加精簡(jiǎn)。

除此之外,博智林在全球首次實(shí)現(xiàn)了噴涂機(jī)器人智能化參數(shù)調(diào)節(jié)技術(shù),結(jié)合噴涂實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)流體仿真,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的噴涂工藝參數(shù)。噴涂機(jī)器人通過人工智能技術(shù),基于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)參數(shù)智能化預(yù)測(cè),調(diào)節(jié)噴涂參數(shù),實(shí)現(xiàn)噴涂質(zhì)量最優(yōu),作業(yè)后漆膜厚度均勻一致,漆面光滑、無污染、無色差。同時(shí),噴涂機(jī)器人效率高,乳膠漆噴涂效率約為人工噴涂的4倍,乳膠漆自動(dòng)噴涂覆蓋率可達(dá)95%以上。

從點(diǎn)上開花到行業(yè)良性循環(huán) 急需生態(tài)體系搭建

當(dāng)前全球建筑行業(yè)智能建造的整體水平仍處于起步階段。日本、澳大利亞、韓國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑機(jī)器人方面取得了一些成果,但尚未實(shí)現(xiàn)建筑全周期、系統(tǒng)化應(yīng)用的目標(biāo),目前仍以單點(diǎn)研發(fā)和小批量試用為主。

智能建筑機(jī)器人施工不是單打獨(dú)斗,從整體地下車庫(kù)的建筑施工體系,到混凝土澆筑、整平抹平、地坪研磨工序,再到建筑垃圾的清掃、地坪漆涂敷等,建筑施工的全周期性進(jìn)一步增加了技術(shù)研發(fā)與系統(tǒng)性管理難度。

“面對(duì)建筑機(jī)器人這個(gè)新興領(lǐng)域,除傳統(tǒng)建筑業(yè)存在的通病,與一般工業(yè)機(jī)器人相比,建筑機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用需求精確度更高。一般工業(yè)化機(jī)器人操作對(duì)象是標(biāo)準(zhǔn)化零件或者原材料,但是難以操作類似砂漿、混凝土、乳膠漆、膩?zhàn)拥攘黧w物質(zhì)。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。面對(duì)不同工序的工作要求,需要研發(fā)人員逐步突破技術(shù)與應(yīng)用之間的壁壘?！辈┲橇謾C(jī)器人與智能產(chǎn)品研究院院長(zhǎng)許安鵬表示,博智林現(xiàn)已搭建系統(tǒng)化的研發(fā)、制造、應(yīng)用體系;針對(duì)建筑機(jī)器人八大核心模塊實(shí)現(xiàn)了全覆蓋自主研發(fā),其中導(dǎo)航、視覺、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,在施工質(zhì)量智能化評(píng)判、建筑大數(shù)據(jù)治理、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年年底,博智林在研46款建筑機(jī)器人,18款開啟商業(yè)化應(yīng)用,累計(jì)交付730臺(tái);機(jī)器人足跡遍布25個(gè)省份,覆蓋350個(gè)項(xiàng)目,施工面積已經(jīng)超過了700萬平方米……這是博智林在建筑機(jī)器人領(lǐng)域取得的階段性成果。

博智林總部大樓

憑借世界500強(qiáng)企業(yè)的碧桂園集團(tuán)豐富資源,博智林發(fā)力建筑機(jī)器人和智能建造,擁有綜合實(shí)力、應(yīng)用場(chǎng)景、人才、資金、項(xiàng)目等優(yōu)勢(shì),打破了其他同類建筑機(jī)器人企業(yè)產(chǎn)品無豐富應(yīng)用場(chǎng)景的窘境。同時(shí),碧桂園集團(tuán)作為房地產(chǎn)行業(yè)龍頭,擁有30年房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)經(jīng)驗(yàn),深諳建筑施工需求,圍繞需求開展研發(fā),更加貼合行業(yè)發(fā)展的實(shí)際,更加有利于建筑機(jī)器人產(chǎn)品的加速迭代和智能建造體系的升級(jí)完善,完整的智能建造體系能夠支撐建筑機(jī)器人系列產(chǎn)品最大化發(fā)揮功效,形成核心技術(shù)優(yōu)勢(shì),建立企業(yè)獨(dú)有的技術(shù)壁壘,從而真正推動(dòng)傳統(tǒng)建筑行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。