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建筑机器人异军突起

时间: 2024-01-17 11:17:56 |   作者: 新闻/gogo体育

  建筑行业是我国的支柱产业,每年创造了近20万亿元的GDP。近年,随着人力成本的提升,建筑装备也在不断的更新换代。

  在碧桂园某项目工地上,一台智能随动布料机矗立在施工作业面上,这一个项目所有楼栋的标准层都是这台机器人搅拌的混凝土浇筑而成的,累计作业量已超过2.2万立方米;在建好的楼层通道处,楼层清洁机器人迎面缓缓而来,正自动执行施工现场的小石块与灰尘的清理工作,所过之处地面变得洁净如新。此外,砌墙机器人、施工机器人、焊接机器人等多工种机器人都在建筑领域得到应用。

  其实建筑机器人的研发很早就开始了,早在20世纪70年代,日本小松建设集团就推出无人机和推土机;清水建设集团推出焊接机器人和天花板安装机器人;美国麻省理工学院研发了面向建筑施工外骨骼机器人SRA和SRL;南加州大学研发了“轮廓工艺”高性能混凝土3D打印技术等;而中国建筑机器人的研发,大多分布在在高层建筑外墙的清洗和建筑施工自动化的安装领域。

  但由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。不过,随着建筑业人力资源的日趋紧缺,建筑机器人的研发推广也随之加速。

  国家统计局《2020年农民工监测调查报告》显示,2020年我国农民工平均岁数为40.8岁,比2019年提高0.6岁。其中,50岁以上农民工所占比重已超越24%。这在某种程度上预示着慢慢的变多的年轻人已经不愿意进入工地干重活了。现有建筑从业者的平均岁数持续老化及新进建筑从业者的人员缺失将促使建筑施工公司进一步考虑机器化的解决方案。同时,安全与效率问题也将逐步推动建筑施工公司考虑新型建筑工业化技术。

  今年2月初,国家有关部门在全国范围内确定了7个智能建造试点项目,要求加大智能建造在工程建设各环节的应用,尽快探索出一套可复制可推广的智能建造发展模式和实施经验。其中,地产行业巨头碧桂园投资研发的“博智林机器人”表现抢眼。

  2018年7月,碧桂园投资研发“博智林机器人”,正式跨界入行机器人赛道,重点聚焦建筑机器人的研发、制造与应用。3年时间,碧桂园就已经在建筑机器人这个细分赛道做出了不可小觑的成绩。据碧桂园2020年报显示,截至2020年底,博智林递交专利申请近3000项,已获授权近1000项。在研建筑机器人46款,其中已有18款建筑机器人实现批量商业化,服务覆盖14个省份近70个项目,累计应用施工超百万平方米。碧桂园董事局主席杨国强表示,未来要以建筑机器人取代大部分工地建筑工人。

  碧桂园官方发布的多个方面数据显示,室内喷涂机器人的施工效率是人工喷涂的1.5倍、人工辊涂的4倍;地砖铺贴机器人的施工效率是人工的2倍;楼层清洁机器人的清扫效率是人工的4倍;墙砖铺贴机器人的施工效率是人工的2倍,并且这些机器人的实施工程的成本明显低于人工。尽管这可能是在比较理想的条件下得到的试验数据,但也能够准确的看出建筑机器人相对于人工在各方面的巨大提升,以及其拥有者替代人工、升级建筑产业的巨大潜力。

  不仅碧桂园,国内多家建筑施工公司也逐步启动建筑机器人应用工程。中南工业集团执行董事助理周杨说,目前公司正尝试通过多种渠道研发建筑机器人。他透露,今年中南集团会在内部选择部分建造环节进行试点,从内部测试开始慢慢地推开,最终实现让机器人代替建筑工人干活。周杨认为,制作工序重复且可标准化生产的预制板非常有可能成为机器人切入建筑业的第一个环节。

  中铁八局近期也迎来大批机器人上岗,分别为“找平”机器人、“收面”机器人和“压光”机器人。它们各司其职,效率是建筑工人的6倍,这也代表着一台机器人一天可完成6个工人的工作量。同时,在施工期间,操作人员无需进入作业现场,只需提前通过遥控器进行AI设定即可,机器人便会井然有序地施工,经智能AI测量后的精准度,高出工人作业的2倍。

  此外,建筑机器人研发商蔚建科技宣布完成数千万元天使轮融资。该公司目前已推出了抹灰机器人产品,抹灰效率5倍于人工效率。

  尽管建筑机器人拥有很大的潜力,但现阶段仍处于起步阶段,在建筑机器人的应用中,只取得了单点研发和小批量试用的成果,距离建筑全周期、大规模应用的目标,还非常遥远。

  相关调研多个方面数据显示,2018年全球建筑机器人销售量只有1150台左右,预计到2025年全球建筑机器人年销售量将达到3200台左右,市场规模为2.3亿美元。也就是说,在未来几年里,建筑机器人的市场规模都将不大,而为何会有这种结果,也是因建筑机器人本身的痛点难除。

  首先就是技术问题。只要进过建筑施工工地的人,大概都会对杂乱的现场、复杂的工序有所体会,这在某种程度上预示着建筑施工工地是一个不可控的环境,各种障碍物、深沟、脚手架,足以让建筑机器人寸步难行,想让机器人像人类一样智慧地工作,实现兼顾效率、质量、安全、环保、成本等要素的精益建造,可以说比登天还难。

  现阶段的建筑机器人存在着不少的缺点。硬件方面,建筑机器人对外界环境抗干扰性能较差,常因外部磨损影响施工精度;软件方面,控制管理系统也不理想,对建筑机器人的动作调整有限,因此都只能用于简单的工种,比如水泥浇筑后由机器人打磨、在地面贴瓷砖等,即使如此,完成的效果也远不如人工。

  其次是成本问题。中国机器人产业起步较晚、技术不成熟,核心零部件大部分只能从日本、德国等国家进口,这些零部件占到机器人整体生产所带来的成本的72%左右,大幅度的提升了建筑机器人的价格,使得建筑机器人的性价比不高。

  最后是人才问题。建筑机器人是近年来才开始投用的,国内高校开设智能建造相关专业也比较晚,如清华大学、同济大学等高校直到2018年才开设了相关专业,至今都还没有毕业生,因此建筑机器人领域的人才储备相当匮乏。

  虽然建筑机器人的发展还有种种困难,但用其代替人工的趋势是不变的,未来将拥有广阔的前景。如今正是十四五期间,新基建落地的重要时刻,建筑机器人将在其中发挥重要的作用,相信随机器人产业的发展,建筑机器人必然有一天会迎来拐点。

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