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技术|你好，机器人工友

科幻电影中的“机器人工友”正在成为现实 。
在广东汕头碧桂园金平项目工地上 ， 一名产业技师协助机器人加注瓷砖胶后 ， 在平板电脑上选中作业区域并下发指令 ， 机器人迅速启动前往指定位置 ， 进行自主铺砖施工作业 ， 动作娴熟麻利 ， 不到一分钟就贴好了一块瓷砖；在腻子打磨作业区 ， 腻子打磨机器人接收到产业技师的指令后 ， 立即开始高效率打磨作业 ， 并同步反馈作业完成进度……
2021年12月30日 ， 在这个项目工地上 ， 8款施工机器人、6款运输及上料机器人 ， 穿梭在5个集中工作站中 ， 首次顺利实现了多机协同装修施工作业 。 自此 ， 碧桂园集团旗下全资子公司广东博智林机器人有限公司（以下简称“博智林”）打造的智能建造体系多机施工系统完成验收 。 这意味着博智林向着智能建造目标又迈进一大步 。
锚定机器人赛道
“我国建筑业创造了诸多世界第一 ， 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、生产效益低下等问题 。 ”中国工程院院士丁烈云说 。 当前 ， 我国建筑业大而不优 ， 多数企业还停留在“搬砖头、扎钢筋、浇混凝土、装模板”的水平 ， 先进水平的工艺技术和工程技术整体应用程度偏低 。
同时 ， 由于从事建筑业的农民工老龄化严重、年轻人不愿意进工地等原因 ， 导致用工荒、用工成本上升等问题持续加剧 。
如何利用数字化技术改造建筑业？建筑工人出身的碧桂园集团董事会主席杨国强认为 ， 无论是考虑效率、质量、安全性还是成本 ， 机器人都是一个很好的选择 。
锚定机器人赛道 ， 2018年7月 ， 广东博智林机器人有限公司成立 。 公司定位为行业领先的智能建造解决方案提供商 ， 聚焦建筑机器人、BIM（建筑信息模型）数字化、新型建筑工业化等产品的研发、生产与应用 。 希望通过技术创新、模式创新 ， 探索行业高质量可持续发展新路径 ， 助力建筑业转型升级 。
“我们要把建筑工人从繁重、重复、危险系数高的岗位上解放出来 ， 部分工作由机器人来完成 。 ”杨国强说 。
基于这种愿景 ， 博智林的技术研发根植于实践 ， 非常注重实用性 。 “建造房子涉及的工序有很多 ， 我们通过机器人先取代对工人来说最繁重、最劳累的工作 ， 以及那些污染比较严重的工作 ， 比如乳胶漆、腻子的刷涂等 。 ”博智林机器人与智能产品研究院院长许安鹏说 。
“机器人正在积蓄澎湃的力量 。 未来应该是机器人在工地上走来走去 ， 我们则像生产汽车一样在工地生产房子 。 ”杨国强说 。
引领建造创新
房企进军机器人 ， 听起来似乎很不可思议 。
其实 ， 博智林建立之初 ， 外界就有一些不同声音：机器人研发属于高新科技产业 ， 房地产行业并不具备这种基因；也有声音称科技研发投入大 ， 风险太高等 。
许安鹏说 ， “提到机器人 ， 一般人都会想到工业机器人 ， 这是目前机器人领域最成熟的一类 。 在建筑机器人领域 ， 全球一直处于空白状态” 。
事实上 ， 因作业环境恶劣、场景差异性大、施工面复杂多变 ， 建筑机器人在核心零部件以及核心算法的要求方面与工业机器人等产品有很大差异 。 在没有经验可循的情况下 ， 技术攻关的难度可想而知 。
“在建筑业数字化转型中 ， 智能建造没有经验可以借鉴 。 ”据许安鹏介绍 ， 博智林的团队为机器人研发进行了大量的实地调研 ， 以混凝土施工机器人的研发为例 ， 从2019年3月份至6月份 ， 团队用了3个月时间去改良机器人 ， 终于将单次作业面积从10平方米/次 ， 提升至连续作业2小时以上 ， 完成100平方米以上的整平工作 。
成绩背后是团队成员没日没夜的钻研 ， 因为混凝土施工时间不定 ， 有时候在半夜 ， 团队成员在工地等着等着就睡着了；有时接到通知说有了作业面 ， 团队成员就马上进工地去测试 ， 干着干着天就亮了……博智林的研发团队度过了非常艰难的探索期 。 2019年底 ， 部分建筑机器人已经可以在工地上进行自动化施工 。
目前 ， 博智林已经实现建筑机器人从自主研发、小批量生产到工程测试、工程服务及批量化商用 ， 并初步形成覆盖建筑工程全生命周期的智能建造全系统解决方案 。 博智林在研46款建筑机器人 ， 已有18款启动了商业化应用 ， 包括外墙喷涂机器人、建筑清扫机器人、内墙面打磨机器人、螺杆洞封堵机器人、地面整平机器人、地下车库喷涂机器人、地坪漆涂敷机器人、测量机器人 ， 等等 。
博智林科研代表、高级算法工程师张华琛介绍 ， 博智林现在下设建筑机器人研究院、基础技术研究院、智能技术研究院、工程应用研究院等8个研究院 ， 研发人员近3000人；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八大核心模块 ， 其中导航、视觉、多机调度等技术填补了建筑机器人领域的空白 。 此外 ， 在施工质量智能化评判和智慧工地监管等细分领域实现了“从0到1”的突破 。
“截至2021年底 ， 博智林已递交专利有效申请3468项 ， 获授权1670项 。 这些技术专利已构成博智林最核心的竞争力 ， 也将成为博智林最大的技术资产 。 ”许安鹏说 。
助力行业升级
机器人建房这件事 ， 靠谱吗？在2020年9月 ， 首批博智林建筑机器人就已进入工地“上岗” 。
【技术|你好，机器人工友】在山东济南碧桂园项目施工现场 ， 测量机器人展示了其精准定位、精准测算的拿手绝活 。
测量一间房 ， 需要多久？“通常情况下 ， 单个房间的施工质量检测需要三四个人拿着靠尺一点点地测量 ， 至少要耗费一个小时 ， 测量过程既繁琐又费时 。 ”项目施工人员说 。
测量机器人应用了先进的AI测量算法处理技术 ， 可在两到三分钟内完成单个房间实测作业 ， 测量效果比人眼更加客观和准确 ， 且可根据测量结果自动化生成报表 。
在碧桂园顺德凤桐花园项目的施工现场 ， 除了普通工人 ， 还有一溜“机器人工友” 。 “高个子”智能随动布料机 ， 矗立在作业面上 ， 不断地泵出混凝土 ， 浇筑出整个项目的标准层；混凝土机器人在进行整平、抹平工作；外墙喷涂机器人正在进行高空作业……这是目前国内唯一一个将建筑机器人批量实际应用于工程建造过程的试点项目 。
2021年7月 ， 这一项目的“测量机器人和智能测量工具”“施工机器人和智能工程机械设备”两项经验做法入选住建部首批智能建造与新型建筑工业化协同发展可复制经验做法清单 。
……
机器人建房已经成为碧桂园众多项目工地上十分吸睛的画面 。 截至2021年12月底 ， 博智林建筑机器人服务范围达25个省份 ， 超过350个项目 ， 累计应用施工面积超700万平方米 。
“对比普通人工 ， 建筑机器人凭借更强的计算能力 ， 在建材的利用规划上更为合理、科学 ， 可实现精益建造 。 ”许安鹏介绍 ， 建筑机器人的规模化应用 ， 不仅能够确保房企建筑项目按时、保质、保量地交付 ， 还能进一步提高建筑效率 。
以广东汕头碧桂园金平项目的“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”（建筑信息模型+机器人协同管理系统+仓储管理系统+建筑机器人）多机施工系统为例 ， 其中博智林自研的WMS系统相当于“首席物流官”和“物料管理大师” ， 可实现物流类机器人全自动调度、智能电梯自动控制、物料消耗的精确管理与数据化监控 。 它对工地物料消耗的管理可精确到每一栋楼、每一个楼层、每一个户型 ， 清晰记录配送及使用的涂料及瓷砖数量等 ， 实现精细化管理 。
如今 ， 碧桂园的不少项目已经利用建筑机器人完成建筑中危险系数较高、操作繁重、操作重复等工序 ， 积累了大量落地经验 。 “建筑机器人还有很长的路要走 ， 由于没有成熟的经验可以借鉴 ， 每一步都需要探索和开拓 。 ”许安鹏说 。
博智林将研发更多符合落地场景的产品 ， 建立贯穿建筑全生命周期的产业互联网平台 ， 为建筑全产业链提供智能建造解决方案 ， 推动建筑行业产业化升级 。
“机器人建房子”引领的建筑行业革命 ， 或许正在到来 。 （经济日报采访人员 张建军）

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