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随着技术人员操作平板电脑发出指令,一台地坪研磨机器人迅速开动磨盘,将粗糙的地面打磨抛光,机器人巧妙地绕开停车场的柱子和工人,打磨产生的灰尘也由自带的吸尘系统收集起来,以往“壮观”的工地扬尘消失不见。
这是发生在佛山市顺德区北滘镇凤桐花园工地的一幕。机器人由碧桂园旗下公司博智林研发生产。目前,博智林在关键领域已拥有一批自主核心技术,在研建筑机器人及智能产品近50款,并结合BIM数字化、智能建筑设备和新型建筑工业化,打造自有的智能建造体系。
住建部《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》提出,以大力发展建筑工业化为载体,以数字化、智能化升级为动力,形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系。如今,以博智林为代表的广东智能建造企业,已经站上了智能建造的“桥头堡”,机器人建房正从梦想一步步走入现实。
机器人活跃在工地
凤桐花园是住建部刚刚公布的智能建造试点项目之一,同时也是试点项目中唯一真正引入建筑机器人批量用于工程建造过程的在建项目,其大部分工序均由机器人来完成。
搭乘工地的自动升降机来到在建的8号楼12层,混凝土修整机器人正在对室内墙面、天花板和螺杆洞进行整修和封堵,外墙腻子喷涂机器人正在喷涂楼栋外立面。其他在建楼栋顶部,几台混凝土施工机器人和自动布料机器人正在与工人协作,进行混凝土浇筑和平整。
施工机器人开足马力的同时,一台萌萌的清扫机器人睁着闪亮的“大眼睛”,自主规划着行程,它所到之处,小石块和灰尘都被一扫而空。
一名施工负责人说,以前清扫工地非常麻烦,需要大量人手,而且扬尘污染很严重,现在直接调两台清扫机器人就能圆满解决。
在工地旁的智慧指挥中心内,BIM智慧运维平台正在发挥作用。工作人员远程监控着建筑机器人的实时状态,并随时向机器人下发工单。在这里,所有楼栋、楼层的工程细节都能通过平面或三维图直观呈现。
距离凤桐花园不远处,另一个在建项目已进入室内装修阶段,墙面喷漆、打磨,地板、瓷砖铺贴等工序均由机器人完成。
值得一提的是瓷砖铺贴,从地砖胶涂敷到地砖铺贴,机器人实现了全流程作业,不但能在空旷客厅卧室工作,在狭小的卫生间里,它们贴起墙砖也得心应手。在导航测量设备的辅助下,铺瓷砖几乎能做到“分毫不差”。
作为建筑机器人的推动者,碧桂园董事局主席杨国强曾多次畅想机器人建房的情景,“过去是工人在地盘走来走去,未来是机器人在地盘走来走去,我们像生产汽车一样,在工地生产我们的房子。”
破解作业环境难题
凤桐花园使用的建筑机器人,全部由博智林智能制造工厂生产,工厂车间拥有完整的智能建造设备产业链。从零部件打磨、元器件焊接再到整机组装,机器制造机器,自动化流水线繁忙不停。
“机器人组装完成后,会经过安全检查、静态功能、爬坡越沟、精度测试等多道检测工序,合格后才能上岗。”现场一名研发负责人表示。
博智林机器人与智能产品研究院副院长曲强见证了建筑机器人研发到投用的全过程,他至今记得第一次带队上工地时看到的混凝土施工情景。“凌晨,我们爬了四层脚手架,脚踩钢筋翻过木板,看到十几名工人在忙碌,他们身上全是泥污。”曲强回忆,那次经历让他感到非常震惊,也成为他决心把建筑机器人做出来的动力。
建筑机器人在归类上属特种机器人,与工业机器人能在控温、控湿、控光的条件中工作不同,建筑工地环境复杂多样,机器人要在凹凸不平甚至铺满钢筋木板的地面上移动作业,再加上需要适应各类天气条件,核心零部件与核心算法都要从零开始。
这也是曲强带队研发地面整平机器人时遇到的最大挑战。混凝土属特殊材料,无法用物理量描述特性,每车混凝土都可能不同,而现场温度、湿度、钢筋条件、模板等因素,也会影响到混凝土成型的过程和质量。
从年起,曲强的团队不断进行攻关和试验,从最初几乎一到工地就故障,到后来逐步克服各项技术难题。终于在他的带领下,包括地面整平机器人在内,多款机器人在年实现量产。
“一开始很多人都不相信建筑机器人能成功,认为工地的活太精细、人工环节复杂,但我们还是办到了。”博智林基础技术研究院技术研发平台所长陈刚说。
目前,博智林在研各类机器人已基本涵盖建筑建造的全流程,已经投入商用的机器人,工作效率比原先纯人工作业提升了两到三倍。
对症下药改变建筑业
“我到现在都认为是个奇迹,建筑机器人是全新的事物,没有太多可借鉴的,”博智林机器人有限公司副总裁刘震说,“我们的愿景,其实就是把建筑行业现在相对落后的现状,拉升到一个更高的地步,做建筑业的转型升级。”
目前,国内建筑业仍面临信息智能化水平不足,生产效益不高,工地污染严重,安全风险高,从业人员年龄偏大等现状。
国家统计局数据显示,截至年,我国农民工总量2.9亿人,平均年龄40.8岁,50岁以上占比24.6%。作为劳动密集行业,建筑业未来或许无法再借丰富而廉价的劳动力实现规模扩张,必须找到新的突破口。这也是博智林攻关建筑机器人的主因,希望借此对建筑业困境对症下药。
在中国建筑业协会副会长刘锦章看来,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。
在大力推动新基建的深刻背景下,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”。
杨国强亦在多个公开场合提出,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,“首先要符合我们对零伤亡和安全作业的追求,第二能使我们的质量提升,第三能使我们的效率提升。”
博智林的技术攻关得到清华大学、浙江大学等多家知名高校科研力量的支持。“碧桂园和博智林对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,目前已经交付大批量的机器人。”中国科学院院士、清华大学人工智能研究院院长张钹认为,博智林已经走在智慧建造和建筑机器人领域的前列。
“除已经投入商用的机器人外,其他建筑机器人也会加快研发测试,推进产品化,希望能尽快服务市场。”刘震说。
文/图:葛政涵
数读
●截至2月底,博智林有余名员工,其中研发人员余人,平均年龄30.2岁,大量90后工程师在此奋斗。
●博智林在研建筑机器人及智能产品近50款,有18款机器人在佛山顺德等地超过15个项目成功开展试点应用,累计应用施工面积达80万平方米。
●博智林已拥有一批自主核心技术,已递交专利有效申请项,已获专利授权项,其中发明专利项。
●目前,博智林形成了混凝土施工、混凝土修整、砌砖抹灰、内墙装饰等12个建筑机器人产品线,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。