在廣東汕頭碧桂園金平項目工地上，一名產(chǎn)業(yè)技師協(xié)助機器人加注瓷磚膠后，在平板電腦上選中作業(yè)區(qū)域并下發(fā)指令，機器人迅速啟動前往指定位置，進行自主鋪磚施工作業(yè)，動作嫻熟麻利，不到一分鐘就貼好了一塊瓷磚；在膩子打磨作業(yè)區(qū)，膩子打磨機器人接收到產(chǎn)業(yè)技師的指令后，立即開始高效率打磨作業(yè)，并同步反饋作業(yè)完成進度……
2021年12月30日，在這個項目工地上，8款施工機器人、6款運輸及上料機器人，穿梭在5個集中工作站中，首次順利實現(xiàn)了多機協(xié)同裝修施工作業(yè)。自此，碧桂園集團旗下全資子公司廣東博智林機器人有限公司（以下簡稱“博智林”）打造的智能建造體系多機施工系統(tǒng)完成驗收。這意味著博智林向著智能建造目標又邁進一大步。
錨定機器人賽道
“我國建筑業(yè)創(chuàng)造了諸多世界第一，同時也面臨著產(chǎn)品性能欠佳、資源浪費巨大、安全問題突出、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)效益低下等問題。”中國工程院院士丁烈云說。當前，我國建筑業(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，由于從事建筑業(yè)的農(nóng)民工老齡化嚴重、年輕人不愿意進工地等原因，導致用工荒、用工成本上升等問題持續(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董事會主席楊國強認為，無論是考慮效率、質(zhì)量、安全性還是成本，機器人都是一個很好的選擇。
錨定機器人賽道，2018年7月，廣東博智林機器人有限公司成立。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。
“我們要把建筑工人從繁重、重復、危險系數(shù)高的崗位上解放出來，部分工作由機器人來完成。”楊國強說。
基于這種愿景，博智林的技術(shù)研發(fā)根植于實踐，非常注重實用性。“建造房子涉及的工序有很多，我們通過機器人先取代對工人來說最繁重、最勞累的工作，以及那些污染比較嚴重的工作，比如乳膠漆、膩子的刷涂等。”博智林機器人與智能產(chǎn)品研究院院長許安鵬說。
“機器人正在積蓄澎湃的力量。未來應(yīng)該是機器人在工地上走來走去，我們則像生產(chǎn)汽車一樣在工地生產(chǎn)房子。”楊國強說。
引領(lǐng)建造創(chuàng)新
房企進軍機器人，聽起來似乎很不可思議。
其實，博智林建立之初，外界就有一些不同聲音：機器人研發(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；也有聲音稱科技研發(fā)投入大，風險太高等。
許安鵬說，“提到機器人，一般人都會想到工業(yè)機器人，這是目前機器人領(lǐng)域最成熟的一類。在建筑機器人領(lǐng)域，全球一直處于空白狀態(tài)”。
事實上，因作業(yè)環(huán)境惡劣、場景差異性大、施工面復雜多變，建筑機器人在核心零部件以及核心算法的要求方面與工業(yè)機器人等產(chǎn)品有很大差異。在沒有經(jīng)驗可循的情況下，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，智能建造沒有經(jīng)驗可以借鑒。”據(jù)許安鵬介紹，博智林的團隊為機器人研發(fā)進行了大量的實地調(diào)研，以混凝土施工機器人的研發(fā)為例，從2019年3月份至6月份，團隊用了3個月時間去改良機器人，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小時以上，完成100平方米以上的整平工作。
成績背后是團隊成員沒日沒夜的鉆研，因為混凝土施工時間不定，有時候在半夜，團隊成員在工地等著等著就睡著了；有時接到通知說有了作業(yè)面，團隊成員就馬上進工地去測試，干著干著天就亮了……博智林的研發(fā)團隊度過了非常艱難的探索期。2019年底，部分建筑機器人已經(jīng)可以在工地上進行自動化施工。
目前，博智林已經(jīng)實現(xiàn)建筑機器人從自主研發(fā)、小批量生產(chǎn)到工程測試、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款建筑機器人，已有18款啟動了商業(yè)化應(yīng)用，包括外墻噴涂機器人、建筑清掃機器人、內(nèi)墻面打磨機器人、螺桿洞封堵機器人、地面整平機器人、地下車庫噴涂機器人、地坪漆涂敷機器人、測量機器人，等等。
博智林科研代表、高級算法工程師張華琛介紹，博智林現(xiàn)在下設(shè)建筑機器人研究院、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個研究院，研發(fā)人員近3000人；在研的機器人關(guān)鍵零部件和基礎(chǔ)共享技術(shù)覆蓋了建筑機器人八大核心模塊，其中導航、視覺、多機調(diào)度等技術(shù)填補了建筑機器人領(lǐng)域的空白。此外，在施工質(zhì)量智能化評判和智慧工地監(jiān)管等細分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“從0到1”的突破。
“截至2021年底，博智林已遞交專利有效申請3468項，獲授權(quán)1670項。這些技術(shù)專利已構(gòu)成博智林最核心的競爭力，也將成為博智林最大的技術(shù)資產(chǎn)。”許安鵬說。
助力行業(yè)升級
機器人建房這件事，靠譜嗎？在2020年9月，首批博智林建筑機器人就已進入工地“上崗”。
在山東濟南碧桂園項目施工現(xiàn)場，測量機器人展示了其精準定位、精準測算的拿手絕活。
測量一間房，需要多久？“通常情況下，單個房間的施工質(zhì)量檢測需要三四個人拿著靠尺一點點地測量，至少要耗費一個小時，測量過程既繁瑣又費時。”項目施工人員說。
測量機器人應(yīng)用了先進的AI測量算法處理技術(shù)，可在兩到三分鐘內(nèi)完成單個房間實測作業(yè)，測量效果比人眼更加客觀和準確，且可根據(jù)測量結(jié)果自動化生成報表。
在碧桂園順德鳳桐花園項目的施工現(xiàn)場，除了普通工人，還有一溜“機器人工友”。“高個子”智能隨動布料機，矗立在作業(yè)面上，不斷地泵出混凝土，澆筑出整個項目的標準層；混凝土機器人在進行整平、抹平工作；外墻噴涂機器人正在進行高空作業(yè)……這是目前國內(nèi)唯一一個將建筑機器人批量實際應(yīng)用于工程建造過程的試點項目。
2021年7月，這一項目的“測量機器人和智能測量工具”“施工機器人和智能工程機械設(shè)備”兩項經(jīng)驗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)展可復制經(jīng)驗做法清單。
……
機器人建房已經(jīng)成為碧桂園眾多項目工地上十分吸睛的畫面。截至2021年12月底，博智林建筑機器人服務(wù)范圍達25個省份，超過350個項目，累計應(yīng)用施工面積超700萬平方米。
“對比普通人工，建筑機器人憑借更強的計算能力，在建材的利用規(guī)劃上更為合理、科學，可實現(xiàn)精益建造。”許安鵬介紹，建筑機器人的規(guī)模化應(yīng)用，不僅能夠確保房企建筑項目按時、保質(zhì)、保量地交付，還能進一步提高建筑效率。
以廣東汕頭碧桂園金平項目的“BIM+FMS+WMS+建筑機器人”（建筑信息模型+機器人協(xié)同管理系統(tǒng)+倉儲管理系統(tǒng)+建筑機器人）多機施工系統(tǒng)為例，其中博智林自研的WMS系統(tǒng)相當于“首席物流官”和“物料管理大師”，可實現(xiàn)物流類機器人全自動調(diào)度、智能電梯自動控制、物料消耗的精確管理與數(shù)據(jù)化監(jiān)控。它對工地物料消耗的管理可精確到每一棟樓、每一個樓層、每一個戶型，清晰記錄配送及使用的涂料及瓷磚數(shù)量等，實現(xiàn)精細化管理。
如今，碧桂園的不少項目已經(jīng)利用建筑機器人完成建筑中危險系數(shù)較高、操作繁重、操作重復等工序，積累了大量落地經(jīng)驗。“建筑機器人還有很長的路要走，由于沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒，每一步都需要探索和開拓。”許安鵬說。
博智林將研發(fā)更多符合落地場景的產(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，為建筑全產(chǎn)業(yè)鏈提供智能建造解決方案，推動建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化升級。
“機器人建房子”引領(lǐng)的建筑行業(yè)革命，或許正在到來。
