建筑工地智能化是一個遠比看起來更考驗整體研發(fā)和落地能力，需要長期投入的事業(yè)。加快推廣應(yīng)用建筑機器人，不僅可以提升建筑業(yè)勞動生產(chǎn)率和建造質(zhì)量，也有助于促進農(nóng)民工向技術(shù)工人轉(zhuǎn)型。
工業(yè)自動化的時代過程，經(jīng)濟體量巨大的住房建筑行業(yè)也正積極擁抱。只是囿于這一行業(yè)的場景復(fù)雜性和流程碎片化，目前仍處在相對初級階段。
政策層面在加速推動落地進程。據(jù)國盛證券統(tǒng)計，僅2020年間，住建部聯(lián)合多個部門多次發(fā)文，大力推動著建筑機器人、人工智能為代表的數(shù)字化技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用，進而帶來“中國建造”之于產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
國內(nèi)龍頭房企已經(jīng)在此領(lǐng)域深潛多年。近日，21世紀經(jīng)濟報道記者走進佛山順德發(fā)現(xiàn)，碧桂園集團于2018年7月成立的全資子公司廣東博智林機器人有限公司(下稱“博智林”)如今已經(jīng)完成諸多場景的建筑工地自動化落地。
據(jù)介紹，截至今年2月26日，博智林在研建筑機器人及智能產(chǎn)品近50款，并已有18款機器人在機器人谷中的首開區(qū)和鳳桐花園等超過15個項目中開展試點應(yīng)用，累計應(yīng)用施工面積達80萬平方米。
“機器人正在積蓄澎湃的力量，未來的發(fā)展?jié)摿Σ豢上胂?，”建筑工人出身的碧桂園董事會主席楊國強在不同場合表示，希望建房過程中繁重、重復(fù)、危險的部分工作能夠由機器人來完成，“首先是符合我們對零傷亡和安全的追求，第二能使我們的質(zhì)量提升，第三能使我們的效率提升。我們要像生產(chǎn)汽車一樣在工地生產(chǎn)我們的房子?！?/FONT>
不再“灰頭土臉”的建筑工地
“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?！敝袊こ淘涸菏慷×以票硎尽．斍?，我國建筑行業(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。
現(xiàn)實生活中，改變已經(jīng)悄然發(fā)生。今年2月初，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于同意開展智能建造試點的函》，確定上海、重慶、廣東三地的7個項目將開展智能建造試點工作，要求以數(shù)字化、智能化升級為動力，創(chuàng)新突破相關(guān)核心技術(shù)，加大智能建造在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)應(yīng)用，提升工程質(zhì)量安全、效益和品質(zhì)，盡快探索出一套可復(fù)制可推廣的智能建造發(fā)展模式和實施經(jīng)驗。
佛山順德鳳桐花園項目正位列其中。這是博智林建筑機器人首個商業(yè)應(yīng)用項目，也是目前國內(nèi)唯一真正引入建筑機器人且批量應(yīng)用于工程建造過程的試點項目。
在機器人谷的多個建筑工地中，傳統(tǒng)場景隨處可見的灰蒙蒙揚塵不再，取而代之是循環(huán)游走于各個角落的樓層清潔機器人;通常在高空外墻作業(yè)的人工也換成了機器人;在室內(nèi)精準實現(xiàn)抹膩子和噴涂的人工轉(zhuǎn)而成為了發(fā)出指令者，他們不用再承受長期抬頭作業(yè)的疲累。
“我們發(fā)現(xiàn)在室內(nèi)，工人特別喜歡這些進行天花打磨和膩子打磨的機器人。”博智林助理總裁王克成向記者介紹，機器人進駐工地帶來的直接好處就是，能夠把傳統(tǒng)工人的工作職能從繁復(fù)且沒有太多技術(shù)含量的工作中解放出來，轉(zhuǎn)身成為技術(shù)操作人員;“體驗更好、勞動強度降低，對環(huán)境也有了顛覆性變革?！彼m(xù)稱。
更重要的是用工荒問題也在此過程中得到緩解。我國建筑業(yè)持續(xù)穩(wěn)定增長，但與之不平衡的狀態(tài)是，農(nóng)民工群體已處于持續(xù)老齡化中。
據(jù)統(tǒng)計，2020年中國建筑業(yè)新簽合同額為325174億元，同比增長12.4%。但國家統(tǒng)計局發(fā)布的《2019年農(nóng)民工監(jiān)測調(diào)查報告》顯示，年內(nèi)50歲以上農(nóng)民工所占比重為24.6%，比上年提高2.2個百分點，近五年來占比逐年提高。
長期以來，我國建筑工人整體工作環(huán)境差、勞動強度高、流動性大，整體職業(yè)化程度偏低。加快推廣應(yīng)用建筑機器人，不僅可以提升建筑業(yè)勞動生產(chǎn)率和建造質(zhì)量，也有助于促進農(nóng)民工向技術(shù)工人轉(zhuǎn)型。在這方面，博智林積極與國內(nèi)職業(yè)技術(shù)院校合作，提供系統(tǒng)化職業(yè)技能培訓(xùn)，使大量建筑工人從“農(nóng)民工兄弟”變?yōu)楦咚刭|(zhì)的“現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)工人”。
基于機器人在不同場景的智能化應(yīng)用，博智林也進而搭建起整個項目的BIM數(shù)字化系統(tǒng)應(yīng)用，在項目智慧指揮中心還能對所有場景的施工進度和狀態(tài)全程掌控。
建筑工地智能化不只是政策指引，也是更多同業(yè)共同在尋求的未來建筑方式。王克成向記者表示，目前已有諸多公司在與博智林保持聯(lián)絡(luò)溝通，對后期的商業(yè)化引入表達了強烈的興趣?！艾F(xiàn)階段，博智林在全球有十多個項目在使用這些建筑類機器人，在集團內(nèi)大批使用后，接下來就必然會向外拓展?！?/FONT>
他續(xù)稱，碧桂園每年新增建筑面積大約1億平方米左右，去年實現(xiàn)了80萬平方米的應(yīng)用，應(yīng)該說還處在逐漸發(fā)展期;但隨著目前進入商業(yè)化驗證階段，今年應(yīng)該是博智林的爆發(fā)期?！拔磥頃懈囝愋偷臋C器人進入這個階段，進行產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型、提供升級服務(wù)。”
本質(zhì)上來說，建筑工地智能化是一個遠比看起來更考驗整體研發(fā)和落地能力，需要長期投入的事業(yè)。
在今年全國兩會期間，碧桂園董事會主席楊國強的提案談到了該方面。他建議，要大力支持建筑機器人及智能施工設(shè)備研發(fā)應(yīng)用，鼓勵行業(yè)重點企業(yè)加大建筑機器人及智能施工設(shè)備研發(fā)力度，支持相關(guān)核心零部件和關(guān)鍵技術(shù)的重點攻關(guān)。
同時要加快推動BIM技術(shù)在建筑全生命周期的一體化集成應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)計、采購、生產(chǎn)、建造、交付、運行維護等階段的信息共享。推廣BIM報建審批和施工圖BIM審圖模式;并融合應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)，設(shè)立建筑業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新中心，實現(xiàn)行業(yè)數(shù)字化賦能。
他還提出要研究建立和完善智能建造標準體系及評價體系。由行業(yè)權(quán)威機構(gòu)或龍頭企業(yè)牽頭，聯(lián)合行業(yè)研究團隊、專家學(xué)者、骨干企業(yè)等力量，研究建立與智能建造相匹配的產(chǎn)品標準、施工標準、設(shè)計標準、BIM集成設(shè)計標準、裝配式部品部件標準、新型建造工藝工法標準、驗收標準等標準體系，為推進智能建造提供全面的技術(shù)支撐。
建筑施工智能化暢想
與家用或者工業(yè)等通用型場景不同，建筑工地場景極其復(fù)雜和碎片化，匹配細分領(lǐng)域機器人進駐的背后，其實涉及到博智林對機器人產(chǎn)業(yè)鏈以及建筑材料等方面的體系化搭建。
博智林基礎(chǔ)技術(shù)研究院院長嚴啟凡向21世紀經(jīng)濟報道記者表示，建筑實際上是對精度要求較高的行業(yè)，很難從目前已經(jīng)商用化的其他機器人產(chǎn)業(yè)鏈找到可以直接引入建筑工地的機器人零配件和材料等。
“我們聯(lián)絡(luò)了很多產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，比如導(dǎo)航類公司、建筑材料公司等，但發(fā)現(xiàn)在建筑場景中跑不起來?！彼m(xù)稱，由于建筑型機器人需要充分適配，“舉例來說，常規(guī)建筑材料在機器人運轉(zhuǎn)時可能會被堵塞，這些都需要我們自己投入研發(fā)進行改良?！?/FONT>
嚴啟凡介紹，為了實現(xiàn)如今在建筑工地智能化的落地，博智林在諸多核心零部件領(lǐng)域都由自主研發(fā)完成，包括控制器、伺服器、驅(qū)動器、傳感器等，涉及底層開發(fā)框架和算法的軟件層面則幾乎可以說100%為自主搭建?！昂诵膬r值部分都秉持著自主研發(fā)的路線?！?/FONT>
資料顯示，截至2021年2月26日，博智林已遞交專利有效申請3042項，其中發(fā)明專利2161項;已獲專利授權(quán)984項，其中發(fā)明專利262項。
其中，對建筑機器人五大核心系統(tǒng)全自主研發(fā)，包括自動導(dǎo)航系統(tǒng)、面向建筑場景的視覺算法、自研激光雷達等多項產(chǎn)品和技術(shù)的先進性得到實際應(yīng)用驗證，導(dǎo)航融合模塊、激光位移傳感器、智能視覺傳感器等填補了世界建筑機器人領(lǐng)域的空白。
目前博智林已形成混凝土施工、混凝土修整、砌磚抹灰、內(nèi)墻裝飾等12個建筑機器人產(chǎn)品線，其中絕大多數(shù)機器人可同時適用于現(xiàn)澆混凝土工藝與裝配式建筑施工。
僅用兩年半時間，博智林實現(xiàn)了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，并進行了全面的端到端規(guī)劃及實踐，構(gòu)建了完整的全周期閉環(huán)。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)人工智能研究院院長張鈸教授表示：“碧桂園集團針對BIM、裝配式建筑和建筑機器人領(lǐng)域投入了大量的研發(fā)資源和人才，開展全面的研發(fā)，目前已經(jīng)交付了大批量的機器人，已走在了全國乃至世界智慧建造和建筑機器人領(lǐng)域的前列?！?/FONT>
之所以這么說，是因為目前行業(yè)間在建筑場景中遠遠沒有實現(xiàn)智能化改造，放眼全球同樣如此。
根據(jù)克而瑞數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)房地產(chǎn)企業(yè)將智慧建造深度應(yīng)用于測繪環(huán)節(jié)、設(shè)計環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)、大型復(fù)雜工程設(shè)計環(huán)節(jié)的占比分別約為10%、8%、4%、26%。
雖然日本、澳大利亞、韓國、美國等發(fā)達國家在建筑機器人方面取得了部分成果，但均未實現(xiàn)建筑全周期、系統(tǒng)化應(yīng)用的目標，目前仍以單點研發(fā)和小批量試用為主。
住建部建筑市場監(jiān)管司副司長廖玉平表示，我國在通用施工機械和架橋機、造樓機等智能化施工裝備研發(fā)應(yīng)用方面取得了顯著進展，但在構(gòu)配件生產(chǎn)、現(xiàn)場施工等方面，建筑機器人應(yīng)用尚處于起步階段，還沒實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
“數(shù)字化轉(zhuǎn)型是推動建筑產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑，從‘中國建造’走向‘中國智造’是我國建筑業(yè)發(fā)展的大勢所趨?！敝袊ㄖI(yè)協(xié)會副會長劉錦章指出。當下，新基建加速數(shù)字化、智能化與建筑施工現(xiàn)場深度融合，促進傳統(tǒng)建造方式升級，提高項目管理和生產(chǎn)效率，將助推我國建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進入“快車道”。
“我們研判當下是一個很合適的時機?！眹绬⒎脖硎?，隨著當前數(shù)字化和人工智能等技術(shù)在各行各業(yè)興起，自動化技術(shù)相對成熟，急需變革的建筑行業(yè)由此迎來契機。
“未來我們想象中的建筑場景，首先是建筑機器人幫助工地實現(xiàn)自動化建造，對標工業(yè)流程的自動化和半自動化;其次是打造BIM數(shù)字化系統(tǒng)，進行數(shù)字和信息的可視化有效傳遞，在此基礎(chǔ)上逐漸向智能化方向發(fā)展;此后，是實現(xiàn)對建筑工序、人員等細節(jié)領(lǐng)域的統(tǒng)籌管理?！蓖蹩顺上蛴浾咧赋觯罱K是走向智能化運作的終極目標。
（轉(zhuǎn)載）
