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汇聚湾区“数”动力!2138cn太阳集团数字经济创新管理研究团队与南方日报合作启动“寻找数字化标杆”系列报道之4

发布时间:2022-11-23 11:51:29浏览次数:

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佛山市顺德区骏悦路,一处新建住宅片区正在忙碌地施工。从外观看,这里与一般建筑工地并无二致,但与众不同的是,现场来了不少机器人“同事”,它们正在进行一场宏大的试验。

这片工地名叫碧桂园凤凰台,在碧桂园内部代号“63亩试验”项目。这里集结了碧桂园旗下博智林公司研发生产的40多款建筑机器人,共同进行“拆解一栋楼”的实验,探索并测试建筑机器人全过程施工。

面对用工老龄化、施工高污染等突出问题,建筑行业数字化转型升级势在必行。目前,博智林建筑机器人已经能够在部分施工阶段通过科学铺排施工工序,让建筑机器人像流水线一样进行自主施工作业。

现场:机器人上工地,一天能装修两套房

走进“63亩试验项目工地,不远处就会看到几台物流类机器人正在有条不紊地搬运着建筑材料,自行驶向施工楼栋的智能升降机,升降机收到指令后打开舱门,机器人自动驶入,到达指定楼层后卸货。

搭乘升降机来到10层,会看到几台混凝土内墙面打磨、混凝土天花打磨、螺杆洞封堵机器人正在不同房间工作。

混凝土打磨工序往往会带来大量粉尘,但这里的机器人加载了集尘模块,刚刚打磨下来的灰尘立刻就被吸走,现场几乎感受不到粉尘存在。

在装配式建筑不断普及的今天,分层有序施工已经成为工地常态。10层进行混凝土墙面施工的同时,9层已进入装修环节,是腻子涂覆、腻子打磨、室内喷涂机器人的主舞台,它们接力完成每一面墙的美容

在铺贴墙纸的房间,接力棒传递给一台墙纸铺贴机器人,从墙纸输送、上胶,再到裁剪、铺贴,整个过程一气呵成。墙纸铺贴机器人搭载了多融合传感器系统,可实时调整机身姿态,保证墙纸铺贴垂直度和拼接精度。

沿着楼梯下至8层,这里已经完成墙面施工,进入铺砖环节。地砖铺贴机器人在各个房间里有条不紊地忙碌着,它利用激光导航、视觉识别等系统,向地面铺设瓷砖胶,再将瓷砖精准地铺设、压实,分毫不差。

走出楼栋,会看到几台外墙机器人正在缓慢爬升,他们将完成楼栋外立面乳胶漆、多彩漆喷涂。在工地外,一台流动制砖车随时待命,原本要废弃的砂、石、混凝土等建筑余料利用起来,变废为宝制成行道砖,用作人行道、园林硬化地面的铺设。

变革:工地变黑灯工厂


在这场试验中,在机器人的参与下,建筑参与各方的角色也发生了重要变化:建筑机器人由产业技师负责指挥、调度与协调,他们不再需要直接上手干活,而是利用平板电脑、手机等智能设备与机器人对话,发出各项工作指令。

从物料搬运、混凝土施工、内外墙施工,再到室内装修,各个施工环节都有机器人深度参与。“BIM+FMS+WMS+建筑机器人多机施工系统将它们串联起来,建筑机器人能够按照规划路径和规划指令,协作完成各项工序,也可以通过设备自带的传感系统随时应对施工现场新变化。在理想的状态下,整个工地可以像黑灯工厂那样,实现无人化、全天候推进建设。

董华兵是产业技师中的一员,专门负责墙纸铺贴机器人的施工和运维保障。他对机器人的工作效率深有感触,像墙纸铺贴,一台机器一天就能完成两套房屋的铺贴,效率差不多是传统人工的3倍,速度非常快。

像董华兵这样愿意蹲工地的高学历技术人才,在整个建筑市场并不常见,而事实上,机器人上工地,本身就是碧桂园对未来长期趋势的预判:工地劳动力老龄化会越来越严重,而且招不到工。

当制造人口红利逐步减少时,数字化已经不是可选项,而是必选项。今年4月,国家统计局发布的《2020年农民工监测调查报告》显示,2020年中国农民工总量28560万人,比上年减少517万人。其中从事制造业的农民工占27.3%,比重保持下滑态势。

博智林建造数字化产品研究院院长林湧涛说,智能建造数字化系统的研发对团队的要求是很高的, 既要懂业务,也要懂数字化,还要懂现场,复合型人才培养是最大的挑战。同时,数字化系统的使用对现场工人也提出了更高的要求,农民工也将转身为产业工人

与此同时,数字化提升了施工的透明度。林湧涛就谈到,过去要人工进行大量的数据搜集、整理、汇总工作,现在全部变成数据自动采集和整理,将生产力解放出来,去做更有意义的工作。

我们通过数字孪生,构建了一个虚拟的建筑体,面对不同的场景,在电脑上先虚拟建房,支持机器人规划行动路径。林湧涛说,在开工之前要做什么都一目了然,甚至测算出了每个房间需要使用多少物料。

有了这套数字化系统,施工效率也将大大提升。比如过去,建筑完成毛坯框架后,才开始准备门窗的生产,各种查缺补漏给建设方、总包、门窗厂都带来不少额外的工作量。而如今,根据精准的模型,协同门窗的深化设计、现场的施工进度,就可以提前灵活派发指令,门窗提前排产,并且细化到标准件、卡扣的数量。

 

展望:智能设备商业化可期

从目前的试验来看,施工各环节都有机器人深度参与,但这仅仅是第一步。我们花了四年时间研发建筑机器人,这只是完成了01的过程,就像万里长征走完了第一步,现在建筑机器人还处在110的阶段。林湧涛说。

让工地施工像生产流水线一样科学有序、智能协同,这是更为艰巨的目标。林湧涛就谈到,工地上突然多出来的一块砖头就可能堵住机器人的去路,可能一两个堵点,就让整个流程难以实现标准化

与工厂最大的不同在于,制造工厂里的机器人在固定点位运行,工作流程也是标准化的,而建筑机器人连工作场景都不固定,工作环境也没有标准可言,机器人要在不同的空间中不断移动。

据中研产业研究院数据,建筑机器人受限于建筑施工场景和程序的复杂性,以及高昂的成本,至今建筑机器人可处理的建筑工程工作量仅为1%,全球建筑机器人市场仍在培育期。

目前,博智林还在针对一些技术做攻坚,而博智林的探索之路也不再孤单。住建部印发的《十四五建筑业发展规划》提出,加强新型传感、智能控制和优化、多机协同、人机协作等建筑机器人核心技术研究,研究编制关键技术标准,形成一批建筑机器人标志性产品。

该规划重点提及,积极推进建筑机器人在生产、施工、维保等环节的典型应用,重点推进与装配式建筑相配套的建筑机器人应用,辅助和替代危、繁、脏、重施工作业。

智能建造首先要有智能设备,以后工地将变成工厂,并朝着少人化、无人化发展,建造效率更集约化、更高效率发展。林湧涛如是说。

 

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