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【中国经营网】机器人在碧桂园的工地上“搬砖”

2021.04.30

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位于佛山顺德凤桐花园项目的一栋新建住宅楼内,一位衣着整洁的女员工在平板电脑上点击启动键后,一台高约1.8米的粉红色机器人便开始了墙面油漆喷涂作业。

这道工序之前,另一台机器人已经自主完成了腻子打磨。这位在工地上手持平板电脑操作各种建筑机器人的女员工,以前在电子厂的流水线上工作,2020年凤桐花园项目开工时,她应聘进入了工地。

只需接受半天的培训,她就能够熟练运用平板电脑操作这些建筑机器人。而在传统的装修现场,腻子打磨、墙面油漆喷涂会弥漫浓重的粉尘和有害气雾,许多装修职业病与此有关,通常女性也会被排除在这类工作以外。

今年,佛山顺德凤桐花园被列为智能建造试点,一大批建筑机器人应用于工程建造过程,该项目也成为碧桂园旗下博智林建筑机器人首个商业化应用项目。

目前,博智林在研建筑机器人近50款,其中绝大多数机器人通用于现浇混凝土工艺与装配式建筑施工。目前已形成混凝土施工、混凝土修整、砌砖抹灰、内墙装饰等12个建筑机器人产品线。

碧桂园创始人杨国强所描绘的“像生产汽车一样造房子”的愿景,在碧桂园的建筑工地上逐步成为现实。

外墙喷涂机器人在作业

越来越多的机器代人

凤桐花园项目上“自升造楼平台”的诞生,源于杨国强对“造楼机”的畅想。

“杨主席率先提出了造楼机的概念,由博智林建筑机器人的工程师来实现了它。”凤桐花园项目一位负责人称,“它就像3D打印机一样,可以把一栋楼建起来,还像是一个空中工厂。”

博智林的自升造楼平台,通过可自动顶升的新型智能化建筑机器人施工平台,实现了房屋生产线随建筑向上同步抬升,进而实现建筑主体的智能化自动建造。

据悉,自升造楼平台搭载了与智能建造相关的自动化工艺执行器,同时也是博智林建筑机器人的作业平台。

譬如,自升造楼平台上部署的自动布料机器人,工作人员仅需简单操作即可完成混凝土的灌填。而与传统人工布料方式下的混凝土施工相比,传统3人的工作量,如今只需1人即可完成。

在智能随动布料机完成作业以后,混凝土整平机器人和喷淋养护机器人将会自主进入作业阶段。

凤桐花园项目外墙喷涂的工作,也是由机器人完成,再也不会看到工人悬挂在吊篮里从事高空作业。

外墙喷涂机器人模仿了人工作业,在喷涂过程中它能够识别出外墙的窗户和阳台。同时,它也配置了自动平衡系统,即便高空遇风,也能够自动调整后继续喷涂。

通过机器人替代人工,不仅大大降低了高空作业坠落的安 全 隐患��而且产品施工质量稳定、安全可靠,最大喷涂效率可达300平方米/小时。

楼栋内部的水泥墙板安装,博智林也研发了机器人替代。施工现场的墙板搬运机器人一次性可以搬取3块预制水泥墙板,每块重达180公斤。一直以来,由工人搬运水泥墙板,不仅非常吃力,还有可能对身体造成损伤。

墙板搬取以后,墙板安装机器人通过精准的视觉系统进行定位安装。在墙板安装完成以后,挂网填浆机器人会对墙板之间的缝隙、凹槽处进行混凝土涂抹,防止开裂。

内部装修时墙面上的洞口填补,则是由螺杆洞封堵机器人来完成,它能够自动识别墙上洞口并在十几秒钟内完成填补。

室内装修的墙砖、地砖和地板铺贴,也应用了具有精密视觉和测量系统的机器人替代了人工。对比之下,人工铺贴一块墙砖要花费4分30秒左右,而机器人可以在2分33秒高效完成。

“施工效率会快很多,尤其是后期装修阶段建筑机器人的优势会更加明显。”凤桐花园负责人说,“不仅建筑成本不会增加,本质上用机器人替代人工,更是提高了建筑业的生产力。”

在博智林的研发总部,这些建筑机器人每隔3个月就会进行一次更新迭代。博智林研发相关负责人陈刚说,“两年多以前,我们会觉得像生产汽车一样造房子这个目标很遥远,但现在其实越来越近了。”

过去两年多时间里,博智林已招募了7000多名员工,其中4000多名研发人员,平均年龄30.2岁,包括一大批来自国内外知名院校的土木工程、机器人、人工智能、数字化等领域的优秀人才。

“在世界范围内,国内的机器人技术与国外研发企业还有差距,但在与建筑业工程施工领域的适配与融合上,博智林形成了体系化、标准化的开发能力,包括一些核心零部件和关键技术的创新突破,比如适用于复杂建筑环境下的特种导航系统的研发应用,而且这些算法还在不断优化迭代。”陈刚说。

变革建筑业建造体系

2020年,住建部门、国家发改部门、科技部门等联合印发了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,明确指出要围绕建筑业高质量发展总体目标,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,创新突破相关核心技术,加大智能建造在工程建设各环节应用。

这些举措将推动形成涵盖科研、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,提升工程质量安全、效益和品质,有效拉动内需,培育国民经济新的增长点,实现建筑业转型升级和持续健康发展。

中国是建筑大国,拥有世界上最大的建筑市场。建筑业是我国国民经济的支柱产业,2020年约占我国GDP份额的26%左右。但与巨大市场容量不匹配的是,如今从事建筑行业的农民工老龄化严重,年轻劳动力从事建筑业的意愿持续降低。

传统建筑业属于劳动密集型行业,随着我国人口红利逐渐退去,过去主要凭借丰富而廉价的劳动力实现规模扩张的方式无以为继,建筑业亟须找到新的突破口,提高人效、降低成本,实现行业可持续发展。

我国建筑业创造了诸多世界领先,同时也面临着产品性能欠佳、资源浪费巨大、安全问题突出、环境污染严重、生产效率低下等问题。

建筑施工行业也是六大高危行业之一,常见伤害包括高处坠落、物体打击、机械伤害、触电、坍塌等,此外还有粉尘、噪音、高温等多种职业危害,直接或间接地、长期地对建筑工人的生命安全和身体健康造成威胁。

“我们还是优先高强度、高危险工序的机器代人,这些施工作业对人的生命安全和身体健康产生危害。我们会不断推进研发应用,这是一个动态过程。”博智林基础技术研究院副总工程师谢军说。

他补充解释,建筑机器人不会让农民工失业,而是将传统建筑工人从繁重、高危劳动当中解放出来。这些劳动力在继续接受教育和培训过后,将成为工地上新的产业工人。

“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。”中国建筑业协会副会长刘锦章表示。

2020年,国家发改部门、科技部门、工信部门等联合印发了《关于支持民营企业加快改革发展与转型升级的实施意见》,明确提出要实施机器人及智能装备推广计划,加快高危行业领域“机器化换人、自动化减人”行动实施步伐,加快自动化、智能化装备推广应用及高危企业装备升级换代。

2018年7月份创立以来,博智林重点聚焦建筑机器人及智能施工设备的研发应用,并建立了以BIM数字化技术为基础的建筑产业互联网平台,打造覆盖建筑工程全生命周期的智能建造全系统解决方案。

博智林坚持对建筑机器人五大核心系统全自主研发,自动导航系统、面向建筑场景的视觉算法、自研激光雷达等多项产品和技术的先进性得到实际应用验证,导航融合模块、激光位移传感器、智能视觉传感器等世界建筑机器人领先。

“我们能够在短短两年多时间里取得这么多成果,归功于碧桂园的多维投入,包括资金、人才和产业链资源。”谢军说,“博智林在智能建造上的创新与突破,不止于机器代人,更本质在于对整个建筑业建造体系的变革。”

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