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【中国新闻周刊】机器人盖房子?这不是电影

2022.02.23

浏览量:2326

“机器”仅有行动力

“人”的智慧才是核心

“搬砖”,一个建筑工人的常规工作项目,如今已经成为广大网民调侃自己辛苦劳作状态的网络词。而真实的工地上,比搬砖更辛苦的工作,太多了。

就拿大型商场的地库施工举例,工人们首先需要用研磨机处理毛坯地面,金钢砂轮与水泥摩擦产生的大量尘土与噪音只是前奏。之后再调配底漆、中涂材料、面涂材料,一层层均匀涂抹在地面上。最后,光洁鲜亮的环氧色漆登场,工人们需要一桶一桶地搅拌、弯着腰、或是伏着身,踩在木条上刷涂。

上万平米的地下空间,每一个施工步骤都需要计算材料硬化的时间,争分夺秒地混料、涂料。对很多建筑工人来说,这样的工作一干就是十几年,腰酸背痛是常态,最终还会落下一身“职业病”。传统工地太苦了。

智能工友

美国漫威旗下的高人气角色“钢铁侠”,是在荒漠深处的山洞中“诞生”的。工程师托尼·史塔克被困绝境,从一堆破铜烂铁中造出一身强力机甲,击退敌人成功脱身。

如今建筑行业也陷入困境:我国拥有世界上最大的建筑市场,但年轻人踏入这个行业的意愿在逐年降低。据统计,截至2020年,全国农民工平均年龄上升至41.4岁,要知道在2008年,农民工的平均年龄还只有34岁。

农民工老龄化的背后是传统建筑行业粗放的生产模式,一线工地不变革,则很难改变现状。头部房企碧桂园集团在助力解决行业“用工荒”和提升建筑工地生产效率方面,提前做了创新性尝试与智慧化实践。

2018年7月,广东博智林机器人有限公司(下简称“博智林”)成立。作为碧桂园集团的全资子公司,也是智能建造解决方案的提供商,博智林给出的解决方案是:让机器人建房子。

由博智林建筑机器人参与施工的楼盘

这个听起来科幻的命题实际上很接地气。同样拿大型商场的地库施工来举例,从地坪研磨到地坪漆涂敷的每一个步骤,博智林都有可执行相关工序的建筑机器人提供解决方案。

首先是处理毛坯地面,博智林“地坪研磨机器人”可以在程序设定好后自行作业,研磨同时完成吸尘与集尘的工作。之后“地下车库喷涂机器人”登场,腻子漆在机械臂和双喷枪的结构下精准喷涂,比起经验丰富的“老师傅”,厚度均匀一致,效率提升了3倍多。最后“地坪漆涂敷机器人”就可以全自动开启整个地下车库环氧地坪漆的底漆、中涂漆以及面漆的涂敷,施工完成。

“地坪涂敷机器人”正在地库施工

这些针对建造全周期而研发的博智林建筑机器人,已经有18款开启商用。截至2022年1月底,博智林建筑机器人已经在全国各地开启智能化作业,服务覆盖超25个省(直辖市、自治区)超350个项目;累计交付超730台建筑机器人、累计应用施工面积超700万平方米。

自主研发

20世纪原创媒介理论家马歇尔·麦克卢汉曾说过:工具,是人类器官的延伸。建筑机器人,可以看做是诸多能工巧匠双手的延伸。

从“工具”的角度拆分博智林“地坪研磨机器人”,是一台整合了激光测量工具、研磨机和吸尘器的大型机械,听起来简单,但要达到在复杂的工地场景中持续稳定作业的要求,需要持续的研发定力。

博智林建筑机器人研发代表刘恒志博士对此深有体会。“博智林最初研发时也采购过其他品牌的机械臂等部件,但在条件苛刻的工地环境中,这些采购部件的使用寿命很短,为了让建筑机器人真正能用、好用,我们开启了自主研发。”

功夫不负有心人,博智林在研的机器人关键零部件和基础共享技术覆盖了建筑机器人软硬件八大核心模块,自主研发的多项技术也填补了建筑机器人领域的空白。

坐落在佛山的博智林展厅中,专门有一个区域摆放着各类建筑机器人的“前身”。单从机械结构和工艺层面的进步来看,便可直观感受到博智林研发团队投入其中的心血。

多机协同

在博智林建筑项目的施工现场,随处可见手拿平板电脑的建筑工人。

平板电脑是操控建筑机器人的终端,根据工人们的演示,在平板电脑上触控下达指令,机器便会响应,按照路径轨迹开启各种施工动作。

但如果机器与人的协同止步于此,其意义只是一个替代重体力人工劳作的工具,对建造效率的提升并没有质的改变。能够被称作“机器人”,“机器”的能力是基础,“人”的智慧才是核心。

博智林的研发工程师们想得更远,他们通过技术创新和模式创新,让同在一起施工的全部机器人成为一个协同的整体。

去年12月,博智林在碧桂园汕头金平项目中首次完成了“BIM(建筑信息模型)+FMS(机器人协同管理系统)+WMS(仓储管理系统)+建筑机器人”多机施工系统的验收,这标志着博智林建筑机器人已进入了多机协同系统化应用的新阶段,在探索高质量、智慧化的智能建造新路径方面再度取得重大成果,这对建筑行业来说,具有重要的标杆示范意义。

打个通俗的比方,BIM一开始好比侦查+沙盘推演。这个功能强大的智能施工任务规划中心能够生成定制化的施工地图,规划机器人的施工路径与供给路径,将施工计划与材料用量相关联,最终形成机器人施工工单。在BIM系统的策划下,施工需要配备的产业技师、建筑材料、建筑机器人设备等信息均提前实现了布局,机器人大军“整装待发”。

接下来,由BIM形成的施工工单将下发至FMS多机施工系统进行处理。FMS好比“总指挥部”。负责全部机器人的管控与任务调度。一时间工地上运作的全部机器人都“活”了起来,实现有序高效的协同作业。

“地面整平机器人”协同“智能随动布料机”施工

物料调配是高效施工的保障,FMS系统通过智能调度算法同步派发工单给WMS系统,这个系统相当于机器人大军的“后勤部门”。WMS能够全程监控物料的出库、运输和机器人加料,在WMS的智能调度下,物流机器人会自主达成智能升降梯前往各楼层,完成任务后自动返回。

建筑机器人自主乘坐智能升降梯

服务于人

当然,就复杂多变的施工环境来看,目前把所有工作都交给机器是不现实的,“无人驾驶”的智能汽车也需要在有人监管的前提下运行,建筑机器人也离不开产业技师的辅助。目前,在人机协同中,人工主要负责建筑机器人的作业控制,简单维保及边角的处理。

智能化发展与应用不是取代人,而是更好地服务于人。机器人像是一座桥梁,把看似毫不相干的“施工”与“智慧化”连接了起来。通过这座桥梁,也能吸引更多高端人才进入行业,因为无论是对博智林还是建筑机器人来说,都有很长的探索研发之路要走。

和在山洞中琢磨机甲的“钢铁侠”不同,电影需要棱角分明的角色和极致的个人英雄主义吸引眼球和票房;而现实世界中的“建筑机器人”,需要更多怀揣改变世界梦想的人才协力研发和推进,才能真正改变行业,把美好未来写进逐梦的程序。

从“中国建造”走向“中国智造”,数字化转型是推动建筑产业高质量发展的重要途径,也是大势所趋。未来已来,机器人盖房子,已不是电影。

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