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【原创】建筑机器人“困境”何解?
建筑机器人| 博智林| 大界机器人 文章来源自:高工机器人网
2021-07-27 13:36:13 阅读:4424
摘要建筑机器人的赛道正迎来“神仙打架”的局面。

撰文 | 罗艳

建筑机器人的研究与应用,绝非偶然。

“工地一道院墙,好比监狱的围栏,消耗着我的青春和生命,没有社交,没有时间构造自己的圈子,完全活在工地独立的小社会中,一旦失去这堵围墙,就像肖申克的救赎里面的老布,只能上吊自杀。”几年的建筑生活,让这位网民忍不住吐槽,“大多数的年轻人已经不会来干建筑了。”

“我个人觉得,一个人如果有其他工作可以选的话,大多是不会做工地的。年纪大一点的也能吃下这份儿苦,年轻人基本不可能。”

国家统计局发表出来的数据正好与上述言论相对应。国家统计局《2020年农民工监测调查报告》显示,2020年我国农民工平均年龄为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经超过24%。越来越多的年轻人,不再愿意像父辈那样,顶着“农民工”的标签进工地干重活,而是更加愿意选择新兴行业。

除缓解劳动人口压力外,建筑行业还面临着工作环境恶劣,生产事故频发,加上劳动生产率低,管理模式、技术设备落后,限制着建筑行业的发展。

建筑机器人意识觉醒

当“机器换人”的理念在工业领域兴起时,也吸引了房地产企业的目光,企业家们对于建筑机器人的意识也在觉醒。

作为知名的房地产企业,碧桂园深谙高科技的重要性。在2018年7月,碧桂园斥800亿巨资成立了“博智林机器人”子公司,正式踏进机器人赛道,重点聚焦建筑机器人研发、制造与应用。

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(碧桂园建筑机器人)

据碧桂园2020年年报显示,截至2020年年底,博智林已递交专利申请近3000项,已获授权近1000项。在研建筑机器人46款,其中已有18款超过 200 台建筑机器人实现批量商业化,服务覆盖 14 个省份超 65 个项目,累计应用施工超百万平方米,在安全性、质量和工作效率上相比传统作业实现了较好提升。

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。

与此同时,同样是作为房地产企业出身的绿地控股,也瞄准了建筑机器人的赛道。2018年,早在碧桂园决定做建筑机器人之前,绿地控股就率先拟以3亿入股深蓝科技,并与之合资,一口气组建了2家机器人子公司:绿地深蓝建筑科技和绿地深蓝机器人科技,准备在工业机器人、物流机器人、医疗机器人、教育机器人等领域全线作战。

绿地控股董事长、总裁张玉良表示,大企业需要主动拥抱现代科技,传统企业运用新科技将是新的物种,可实现新的腾飞。

除了跨界入局者,还有自2016年成立以来就专注于建筑机器人领域的大界机器人。自成立以来,大界机器人便持续挖掘建筑机器人的控制系统、智能算法与人机交互的核心技术。

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(大界机器人复合场景施工机器人产品)

大界机器人CEO孟浩表示,建筑机器人的核心技术在于机器人控制算法和建筑工艺数据融合。机器人企业进入建造应用场景需要理解建筑产品的几何、材料、结构、工艺的信息化数据以及将这些数据自动匹配机器人软硬件的能力。

根据孟浩的测算,建筑机器人不仅可以替代2-3名建筑工人,还可以提升工作效率、缩短工期,预期3年左右可以收回成本。和人工施工相比,机器人作业准确度也更高,这意味着减少了材料的浪费。

此外,还有众多企业已经进入建筑行业的各个细分领域。如“盈创建筑”瞄准3D打印的细分市场,抗疫期间盈创建筑为湖北一天打印15个隔离房,更是刷新了人们对于3D打印建筑快速高效的认知;“华蔚物联”声称幕墙清洗、砌砖的专家,经过前期充分的考察和准备,其高空幕墙清洗机器人于贵阳财富中心正式亮相。

可以看到,建筑机器人的赛道正迎来“神仙打架”的局面。

机器换人的“冷思考”

当玩家不断进入,值得思考的是,这个行业真的迎来“春天”了吗?

根据相关调研数据,2018年全球建筑机器人销售量1150台左右,预计到2025年全球建筑机器人年销售量或将达到3200台左右,市场规模达2.3亿美元。

也就是说,如今的建筑机器人,市场规模相对狭小,全球建筑机器人数量也极其有限,令人疑惑的是,是什么造成了市场需求与规模不匹配的现状?

首先,从应用场景上来看,与工业机器人相比,建筑机器人是移动的,建筑物则是固定的,而且建筑工地并非可控的场景,现场施工环境复杂。对此,机器人的移动性需要复杂的导航能力,包括在脚手架上和深沟中的移动作业、避障、意外事件控制算法、机器人视觉系统、新的控制系统和处理单元等。可以说,环境的复杂多变对建筑机器人提出了更高的挑战。

从技术方面来看,建筑机器人由于施工面复杂多变,对于核心零部件以及核心算法的要求与工业机器人等产品有很大差异,由于中国起步较晚,核心零部件“受制于人”,大多依靠进口,这一定程度上导致建筑机器人核心零部件成本比重较大,国产核心零部件也无法进一步提升,也造成核心零部件市场的不断波动。

从人才来看,一般来说,行业的壮大除依靠核心技术研发与突破外,还要依赖于人才的支撑,当市场需求不断扩大,而国内本科开设的智能建造相关专业起步较晚,建筑机器人领域人才资源却相对匮乏,高新人才储备不足与人才流失问题愈显紧迫,专业人才缺口已经成为阻碍该领域机器人产业发展的主要原因之一。

无疑,企业家们又迎来了另一个难题,建筑机器人的破局点在哪?

寻求破局

在政策层面,国家出台了一系列文件推动,以此来推动智能建造与建筑工业化协同发展,并将其作为抢占建筑业未来科技发展高地的战略选择。

如2020年9月23日,发改委、工信部、科技部、财政部还联合发布《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》,重点支持工业机器人、建筑、医疗等特种机器人、高端仪器仪表、轨道交通装备、航空航天装备高端装备生产。再如今年2月初,住房和城乡建设部发布《关于同意开展智能建造试点的函》,确定上海、重庆、广东三地的7个项目开展智能建造试点工作等。

在此政策环境下,行业玩家们试图通过技术创新来破解机器人的应用难题。

博智林的建筑机器人虽然距离批量化落地仍有一定距离,但其针对建筑机器人伺服、传感器、导航、视觉、软件五大核心系统,投入了人力物力实现了全覆盖自主研发,其中基于模糊自适应的运动控制算法、智能视觉传感器、机器人集群作业规划与调度系统、建筑机器人作业仿真系统等填补了世界建筑机器人领域的空白。

而大界机器人在2018年率先推出了中国第一款模块化的建筑机器人算法平台,该平台可对接建筑信息模型(BIM),一键生成工业机器人运动仿真,满足建筑行业大规模定制与柔性生产需求,其复合移动式机器人产品可实现多类建筑工艺及场景切换,提高工厂预制及现场施工的效率。

针对建筑工厂设备之间存在的“信息孤岛”难题,大界机器人还开发了建筑工业软件ROBIM,连接建筑的数字化设计与工业化生产,打通建筑BIM数据与工业机器人的运动控制,使机器人可在无编程情况下将数据模型变成具有生产定义的模型。

绿地控股则与深兰科技推出AI网站大脑系统,其中站点大脑可以使用多层卷积神经网络算法来分析由监视收集的视频中站点人员和车辆的行为,例如头盔佩戴,禁止进入的区域,员工吸烟,员工摔倒,垃圾车覆盖,还可以通过人脸识别技术判断工作的身份和类型,完成智能安全监督和处置,提高现场作业效率,并确保人员安全。

可见,建筑机器人作为一个极具发展潜力的新兴领域,随着相关技术的迭代、产品系列的丰富,以及大量人才的储备和国家利好政策的引导,建筑行业将迎来智造的“拐点”。


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