近100年來,科技飛速發(fā)展,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)得以通過現(xiàn)代化大幅提高生產(chǎn)率,如今的汽車工廠與100年前已是天壤之別。而作為世界上最古老的行業(yè)之一,建筑業(yè)的生產(chǎn)方式卻未曾發(fā)生根本性變革,依然高度依賴“危、繁、臟、重”的人工作業(yè),至今仍是全球數(shù)字化程度最低、自動(dòng)化程度最低的行業(yè)之一。
基于此,波士頓咨詢與世界經(jīng)濟(jì)論壇聯(lián)合20多個(gè)建筑企業(yè)發(fā)布的《重塑未來的建筑》報(bào)告中,對(duì)未來的建筑世界提出了三大構(gòu)想,其中之一便是智能建筑系統(tǒng)和機(jī)器人將主宰建筑行業(yè)。
這一構(gòu)想并非不可想象,實(shí)際上,機(jī)器人已經(jīng)開始在中國(guó)的建筑工地上嶄露頭角。

夏至節(jié)氣,廣州的氣溫已攀升到30度以上,這是一年之中建筑工人最辛苦的季節(jié)。在中鐵建工集團(tuán)海珠赤沙車輛段項(xiàng)目一期的工地上,操作人員從一個(gè)黑色的小箱子中取出測(cè)量機(jī)器人,熟練架裝好后,放置在房間中部開始工作,2分鐘不到的時(shí)間便已生成了精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù),省時(shí)又省力。不遠(yuǎn)處的樓棟上,智能隨動(dòng)式布料機(jī)在1名布料員的操控下,輕松完成了全部的混凝土布料作業(yè),過去,這項(xiàng)繁重勞累的工作至少需要3個(gè)人配合。
這些建筑機(jī)器人均來自碧桂園旗下的博智林機(jī)器人公司。截至2022年5月底,該公司已有23款機(jī)器人投入商業(yè)化應(yīng)用,服務(wù)覆蓋超28個(gè)省份(自治區(qū)、直轄市、特別行政區(qū)),累計(jì)應(yīng)用施工面積突破1000萬(wàn)平方米。
除了在碧桂園的項(xiàng)目中應(yīng)用實(shí)踐,博智林的建筑機(jī)器人也獲得了中建五局、中國(guó)五冶集團(tuán)、中鐵建工、中交一公局、北京建工四建、西安高科新建等領(lǐng)先建筑企業(yè)的青睞。該公司還受邀參編《中國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)白皮書》和《中國(guó)建筑機(jī)器人白皮書》,為古老的建筑產(chǎn)業(yè)探索出一條高質(zhì)高效的智能建造新路徑。
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建筑機(jī)器人顯身手
“我們項(xiàng)目的一期目前是采用了3款建筑機(jī)器人——測(cè)量機(jī)器人、智能隨動(dòng)式布料機(jī)、混凝土天花打磨機(jī)器人。”項(xiàng)目經(jīng)理張祝陽(yáng)對(duì)中國(guó)房地產(chǎn)報(bào)記者表示,該項(xiàng)目一期共有3棟住宅樓,建筑面積約9.4萬(wàn)平方米,自今年4月底開始陸續(xù)投入建筑機(jī)器人進(jìn)行作業(yè),“智能隨動(dòng)式布料機(jī)目前已在2個(gè)樓棟使用,測(cè)量機(jī)器人是3棟樓在用,天花打磨機(jī)器人我們也想每棟樓都用。”
實(shí)際使用效果還是較令人滿意的。以測(cè)量工作為例,“以前需要兩個(gè)人測(cè)量,一個(gè)測(cè)一個(gè)記,現(xiàn)在直接把機(jī)器放到房間中間,測(cè)完就可以直接生成數(shù)據(jù)導(dǎo)出來,效率可以提高兩三倍。”而使用了布料機(jī)后,“每一層可以節(jié)約2個(gè)人工。”
據(jù)張祝陽(yáng)介紹,采用建筑機(jī)器人一方面是考慮到項(xiàng)目定位高端,需要一些新技術(shù)的加持,另一方面則是基于建筑機(jī)器人在該公司其他項(xiàng)目上的良好口碑。
2021年5月,中鐵建工集團(tuán)與博智林首度牽手,在特大型旅客車站——廣州白云站引入了4款建筑機(jī)器人,智能隨動(dòng)式布料機(jī)、地面整平機(jī)器人、地面抹平機(jī)器人及地庫(kù)抹光機(jī)器人。這是博智林混凝土產(chǎn)品線機(jī)器人首次面向外部單位的施工應(yīng)用,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果顯示,機(jī)器人的施工皆符合質(zhì)量要求。勞務(wù)工人反映,智能隨動(dòng)式布料機(jī)的易用性強(qiáng)、操作輕松,節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)人工的同時(shí)還能減少操作人員體力消耗。
“效率高,也減少了安全事故。”張祝陽(yáng)透露,該項(xiàng)目的二期、三期計(jì)劃繼續(xù)使用建筑機(jī)器人。
博智林的研發(fā)人員告訴中國(guó)房地產(chǎn)報(bào)記者,測(cè)量機(jī)器人及智能隨動(dòng)布料機(jī)都是目前較受市場(chǎng)歡迎的建筑機(jī)器人。測(cè)量機(jī)器人用于施工質(zhì)量檢測(cè),主要應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)、高精砌塊/墻板、抹灰、土建裝修移交、裝修、分戶驗(yàn)收等階段與環(huán)節(jié)。以300平方米的建筑面積為例,使用測(cè)量機(jī)器人只需1人即可在1小時(shí)內(nèi)完成實(shí)測(cè),而傳統(tǒng)施工需2人一組進(jìn)行測(cè)量,需2-3個(gè)小時(shí)方可完成,作業(yè)效率大大優(yōu)于人工。
截至2022年5月底,測(cè)量機(jī)器人累計(jì)施工應(yīng)用220個(gè)項(xiàng)目,服務(wù)足跡踏遍25個(gè)省份,是目前博智林23款商業(yè)化應(yīng)用建筑機(jī)器人中累計(jì)施工面積、應(yīng)用項(xiàng)目、服務(wù)省份最多的建筑機(jī)器人。
智能隨動(dòng)布料機(jī)則是最受工友歡迎的建筑機(jī)器人之一。混凝土澆筑的工友是建筑行業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度最大,工作時(shí)間最長(zhǎng),作業(yè)環(huán)境最差的。智能隨動(dòng)式布料機(jī)正是用于此環(huán)境下,幫助工友更輕松,更省力,更體面完成工作的新型工具。其可在1名布料員的操控下,輕松完成混凝土的布料作業(yè),通過算法控制大小臂運(yùn)動(dòng),只需30%的人力;通過自動(dòng)布料高均勻度優(yōu)勢(shì),可減少13%的攤平工作量。
截至2022年5月底,智能隨動(dòng)式布料機(jī)完成作業(yè)面積超30萬(wàn)平方米,施工應(yīng)用超30個(gè)項(xiàng)目,在降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少職業(yè)病的同時(shí)提升傳統(tǒng)建筑工人的職業(yè)尊嚴(yán),真正實(shí)現(xiàn)科技力賦能傳統(tǒng)建造。
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為大灣區(qū)建設(shè)貢獻(xiàn)新動(dòng)力
積極擁抱新技術(shù)、新應(yīng)用的項(xiàng)目不在少數(shù)。2022年4月,博智林混凝土產(chǎn)品線地面整平機(jī)器人、地面抹平機(jī)器人、地庫(kù)抹光機(jī)器人等多臺(tái)機(jī)器前往華潤(rùn)總部基地,參與華潤(rùn)置地總部大樓建設(shè)。這個(gè)項(xiàng)目位于深圳市南山區(qū)高新科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)核心區(qū)位,總建筑面積約21萬(wàn)平方米,建筑最大高度285.7m,是南山科技金融城六座國(guó)際甲級(jí)寫字樓之一。
同樣是4月份,博智林多臺(tái)建筑機(jī)器人還奔赴澳門,參與了當(dāng)?shù)貧v史上公開招標(biāo)最大民生工程——澳門離島醫(yī)療綜合體項(xiàng)目的建設(shè),率先在澳門開展智能建筑機(jī)器人的試點(diǎn)和探索。
去年5月,博智林測(cè)量機(jī)器人、建筑清掃機(jī)器人、天花打磨機(jī)器人和內(nèi)墻面打磨機(jī)器人陸續(xù)進(jìn)入佛山誠(chéng)通紙廠東側(cè)地塊住宅項(xiàng)目,為中交一公局打造智能建造新模式提速。
據(jù)了解,自2020年9月25日,第一批建筑機(jī)器人正式投入佛山市鳳桐花園項(xiàng)目一線施工使用以來,博智林率先打破傳統(tǒng)建造模式,在智能建造試點(diǎn)項(xiàng)目上探索積累的同時(shí),建筑機(jī)器人足跡遍布全國(guó)多地,目前施工應(yīng)用超400個(gè)項(xiàng)目。截至2022年5月底,博智林建筑機(jī)器人應(yīng)用遍布28個(gè)省份(自治區(qū)、直轄市、特別行政區(qū)),為廣東、廣西、海南、四川、云南、北京、甘肅、新疆、上海、澳門等。
廣東作為博智林的大本營(yíng),累計(jì)服務(wù)施工項(xiàng)目139個(gè),是博智林建筑機(jī)器人施工應(yīng)用項(xiàng)目最多的省份,項(xiàng)目分布在全省共19個(gè)城市,為佛山、潮州、東莞、廣州、肇慶、韶關(guān)、深圳等。
廣東以制造業(yè)立省,創(chuàng)新水平穩(wěn)居全國(guó)前列,區(qū)域創(chuàng)新綜合能力連續(xù)4年保持全國(guó)首位,數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化發(fā)展水平亦位居全國(guó)第一梯隊(duì)。從目前產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展來看,粵港澳大灣區(qū)已經(jīng)構(gòu)建了半導(dǎo)體與集成電路、高端裝備制造、機(jī)器人、區(qū)塊鏈新能源在內(nèi)十多個(gè)新興產(chǎn)業(yè)集群。其中,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集群成長(zhǎng)速度已經(jīng)不亞于世界其他大灣區(qū),尤其是佛山市順德區(qū)打造的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集群,不少優(yōu)質(zhì)科創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)站上世界領(lǐng)先的位置。
依托灣區(qū)先進(jìn)制造業(yè)經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)、豐富的人才資源及便利的地理位置,自2019年起,博智林建筑機(jī)器人的研發(fā)取得階段性進(jìn)展,陸續(xù)走出實(shí)驗(yàn)室,前往大灣區(qū)各個(gè)城市參與城市建設(shè),為參與打造國(guó)際一流灣區(qū)和世界級(jí)城市群獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策,積極貢獻(xiàn)智能建造新動(dòng)力。
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參編國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步
業(yè)內(nèi)專家表示,短短幾年時(shí)間,博智林建筑機(jī)器人從研發(fā)到走出實(shí)驗(yàn)室、累計(jì)應(yīng)用施工面積破1000萬(wàn)平方米,在中國(guó)乃至全世界建筑行業(yè)內(nèi)均屬首創(chuàng),這背后有來自國(guó)家政策的引導(dǎo)及支持,也有龐大市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)。
2021年12月,工信部等15個(gè)部門正式印發(fā)《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,提出到2025年我國(guó)成為全球機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應(yīng)用新高地。在“機(jī)器人產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)”專欄中,明確了服務(wù)機(jī)器人中的建筑部品部件智能化生產(chǎn)、測(cè)量、材料配送、鋼筋加工、混凝土澆筑、樓面墻面裝飾裝修、構(gòu)部件安裝、焊接等建筑機(jī)器人。
2022年1月25日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,提出要加快建筑機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部副部長(zhǎng)張小宏表示,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部將推進(jìn)建筑機(jī)器人典型應(yīng)用,形成一批標(biāo)志性建筑機(jī)器人產(chǎn)品,輔助和替代“危、繁、臟、重”的人工作業(yè),提高工程建設(shè)機(jī)械化、智能化水平。
來自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示,2020年房地產(chǎn)企業(yè)房屋新開工面積22.44萬(wàn)億平方米,樓面混凝土施工面積約占1/3,以混凝土施工人工為8元/平方米測(cè)算,房屋樓面混凝土施工市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)60億元,按照混凝土施工機(jī)器人產(chǎn)品線施工可替代1/3人工計(jì)算,混凝土機(jī)器人房屋市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)20億元(3億美金)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,建筑業(yè)向高質(zhì)量、高科技方向發(fā)展是行業(yè)必然的趨勢(shì),而建筑機(jī)器人是助推這個(gè)趨勢(shì)的重要關(guān)鍵因素,其市場(chǎng)規(guī)模遠(yuǎn)不止上述測(cè)算的房地產(chǎn)企業(yè)房屋市場(chǎng)與混凝土施工工序,未來的市場(chǎng)是非常廣闊和大有可為的。
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)高建忠對(duì)中國(guó)房地產(chǎn)報(bào)記者表示,建筑行業(yè)是世界上數(shù)字化程度最低、自動(dòng)化程度最低的行業(yè)之一。“在既有的現(xiàn)代化技術(shù)體系中,最有可能承擔(dān)起建筑業(yè)革新重任之一的便是機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用和智能建造體系的搭建。”
作為新興技術(shù)領(lǐng)域,建筑機(jī)器人大規(guī)模應(yīng)用還有一個(gè)亟須解決的問題。“國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際缺少權(quán)威、有效的產(chǎn)品認(rèn)證制度,嚴(yán)重制約行業(yè)的規(guī)范化發(fā)展,沒有權(quán)威的安全標(biāo)準(zhǔn)也使得制造商和應(yīng)用方對(duì)相關(guān)安全事項(xiàng)不能進(jìn)行充分識(shí)別,供需雙方必要時(shí)也是需要第三方出具客觀、權(quán)威的報(bào)告及證明。”
有鑒于此,身為建筑機(jī)器人領(lǐng)域頭部企業(yè)的博智林獲邀參編行業(yè)的國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn),推進(jìn)多個(gè)省、部級(jí)科技專項(xiàng),并積極牽頭建筑機(jī)器人團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定,以引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
據(jù)高建忠介紹,博智林目前已經(jīng)主導(dǎo)制定了《外墻噴涂機(jī)器人》《智能隨動(dòng)混凝土布料機(jī)》《智能施工升降機(jī)》3份產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),且在全國(guó)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)進(jìn)行了公開。同時(shí),該公司還在中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CECS)立項(xiàng)了24份團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),為建立建全建筑機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系起了良好的開端。“博智林主導(dǎo)制定的《建筑機(jī)器人CR認(rèn)證實(shí)施規(guī)范》及配套實(shí)施的3份建筑機(jī)器人安全、電磁兼容聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn),是國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際首個(gè)針對(duì)建筑機(jī)器人的自愿性認(rèn)證制度,是建筑機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的重要里程碑。”
在他看來,通過智能建造融合建筑機(jī)器人、BIM數(shù)字化、新型建筑工業(yè)化,構(gòu)筑核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)建造全過程的管理智能化、建造自動(dòng)化、生產(chǎn)工業(yè)化,打造全新的建造體系,將推動(dòng)和引領(lǐng)傳統(tǒng)建筑業(yè)的創(chuàng)新和變革。