爬上4層腳手架,腳踩鋼筋、翻過木模板,工人手持不同的工具忙忙碌碌,衣服、鞋子、帽子上到處是混凝土泥點……
建筑工地上這一再常見不過的畫面,在可見的未來,將被改寫。
日前發(fā)布的政府工作報告明確提出,“十四五”期間要“加快數(shù)字化發(fā)展,打造數(shù)字經(jīng)濟新優(yōu)勢,協(xié)同推進數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型”。
今年兩會期間,建筑工人出身的全國政協(xié)委員、碧桂園董事會主席楊國強,將目光聚焦到了自己最熟悉的智能建造,并提交了《關于加快研發(fā)應用智能建造產(chǎn)品技術推動建筑業(yè)數(shù)字化轉型的提案》。他認為,目前我國建筑業(yè)大而不優(yōu),落后的施工手段及施工方式制約了行業(yè)效率及建筑質量提升,無法從根本上解決施工安全問題,行業(yè)“招工難”“用工荒”現(xiàn)象也在不斷加劇。
基于此,提案里指出,要大力支持建筑機器人及智能施工設備研發(fā)應用;加快推進以BIM數(shù)字化技術為基礎的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設;研究建立和完善智能建造標準體系及評價體系。
事實上,碧桂園早在2018年就已開始在“智造”方面進行全方位探索,其旗下的廣東博智林機器人有限公司便著力研發(fā)、生產(chǎn)及應用建筑機器人,以期實現(xiàn)兼顧效率、質量、安全、環(huán)保、成本等要素的精益建造。
如今,這一探索已現(xiàn)出成效。截至2021年2月,博智林已有18款機器人在超過15個項目中開展試點應用,累計應用施工面積達80萬平方米。
大而不優(yōu),建筑業(yè)待革新
建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)。數(shù)據(jù)顯示,建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),2020年約占我國GDP份額的26%左右,有力支撐了國民經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展。
但這樣的支柱行業(yè)目前存在著大而不優(yōu)的現(xiàn)象。“我國建筑業(yè)創(chuàng)造了諸多世界第一,同時也面臨著產(chǎn)品性能欠佳、資源浪費巨大、安全問題突出、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)效益低下等問題。”中國工程院院士丁烈云表示。當前,我國建筑行業(yè)多數(shù)企業(yè)還停留在“搬磚頭、扎鋼筋、澆混凝土、裝模板”的水平,先進水平的工藝技術和工程技術整體應用程度偏低。
在5G時代加速到來的當前,眾多行業(yè)在加緊做“智能加法”之時,建筑行業(yè)仿佛被拋在時代之后,成為數(shù)字化和自動化程度最低的行業(yè)之一。
相關數(shù)據(jù)表明,自1945年以來,相比制造業(yè)、零售業(yè)和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)率增加了150%,我國建筑業(yè)的生產(chǎn)率幾乎沒有增長;在科研創(chuàng)新和新技術的投入不到總收入的1%,建筑業(yè)數(shù)字化轉型任重道遠。
不止如此,建筑業(yè)還面臨著更現(xiàn)實的問題:用工老齡化、用工荒、用工成本上升等。
國家統(tǒng)計局《2019年農(nóng)民工監(jiān)測調查報告》顯示,2019年我國農(nóng)民工平均年齡為40.8歲,比2018年提高0.6歲;其中,50歲以上農(nóng)民工所占比重已經(jīng)超過24%,比上年提高2.2個百分點,近五年來占比逐年提高。
由此來看,在人口紅利逐漸褪去、生產(chǎn)方式落后的背景下,建筑業(yè)亟待一場革新,需要尋找到實現(xiàn)高質量、可持續(xù)發(fā)展的突破口。
機器人技術有望成為這道曙光。楊國強在不同場合表示,希望建房過程中繁重、重復、危險的部分工作能夠由機器人來完成,“首先是符合我們對零傷亡和安全的追求,第二能使我們的質量提升,第三能使我們的效率提升”。
當前機器人正處于創(chuàng)新突破的重要關口,相關技術的不斷突破將進一步賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),包括建筑行業(yè)。智能建造已經(jīng)成為世界建筑業(yè)大國不斷加大投入、積極探索的最前沿領域,特別是建筑機器人應用前景廣闊、市場巨大,已經(jīng)成為全球建筑業(yè)的關注熱點。
在行業(yè)自身變革的需求之外,國家近年來也從在發(fā)展戰(zhàn)略的高度出臺了一系列積極利好政策,明確、鼓勵發(fā)展智能建造,推動并引導行業(yè)向前。
據(jù)了解,國家及相關部委先后頒發(fā)多個指導性文件,加速建筑業(yè)改革發(fā)展和轉型升級。
2020年政府工作報告提出,要持續(xù)推動制造業(yè)升級和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),推進智能制造,打造數(shù)字經(jīng)濟新優(yōu)勢;2020年8月,住建部等9部門聯(lián)合印發(fā)意見,提出要加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展,帶動建筑業(yè)全面轉型升級,打造具有國際競爭力的中國建筑品牌……
“數(shù)字化轉型是推動建筑產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展的重要途徑,從‘中國建造’走向‘中國智造’是我國建筑業(yè)發(fā)展的大勢所趨。”中國建筑業(yè)協(xié)會副會長劉錦章表示。
主動改變,碧桂園促升級
在此次的提案之前,碧桂園早已主動改變和琢磨生產(chǎn)技術升級。
“過去是工人在地盤走來走去,未來是機器人在地盤走來走去,我們像生產(chǎn)汽車一樣在工地生產(chǎn)我們的房子”。這是碧桂園創(chuàng)始人對建筑工地未來模樣的設想。
帶著這樣的圖景,2018年7月,廣東博智林機器人有限公司(以下簡稱“博智林”)成立了。
據(jù)介紹,博智林集中力量研發(fā)、生產(chǎn)及應用建筑機器人,推進應用新型裝配式建筑體系,同時以BIM(建筑信息模型)數(shù)字化技術為基礎構建建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,創(chuàng)新運用新型施工組織方式,將自主研發(fā)的建筑機器人大規(guī)模、系統(tǒng)性地應用于建筑施工環(huán)節(jié),讓機器人像人類一樣智慧地工作。
智能施工升降機
背靠碧桂園集團,博智林快速成長。截至今年2月底,博智林有7000多名員工,其中研發(fā)人員4000多名,平均年齡30.2歲;同時,其在研建筑機器人及智能產(chǎn)品近50款,已遞交專利有效申請3042項,其中發(fā)明專利2161項;已獲專利授權984項,其中發(fā)明專利262項,在關鍵領域擁有一批自主核心技術。
據(jù)介紹,博智林目前擁有多款明星機器人產(chǎn)品,大大提升了傳統(tǒng)建筑工藝的效率。
其中,用于施工實測實量的測量機器人可利用AI測量算法處理技術,通過模擬人工測量規(guī)則,使用虛擬靠尺、角尺等完成實測實量作業(yè),自動生成報表,測量結果客觀準確,綜合工效為2min/站點,測量效率較人工提升2到3倍,并可為作業(yè)機器人提供作業(yè)面數(shù)據(jù)。
測量機器人
樓層清潔機器人的清掃效率較人工提升3倍,重點解決保潔行業(yè)人力資源緊張、成本上漲、清潔效率低下問題;智能隨動布料機將過去3人的工作量,變成1人即可完成;地坪研磨機器人的整體工效約為人工作業(yè)的2倍……
樓層清潔機器人
這些并不是停留在實驗階段的數(shù)據(jù)。得益于碧桂園豐富的地產(chǎn)項目資源,博智林的建筑機器人產(chǎn)品從一下線就可以投入到嚴格的工地測試應用環(huán)節(jié)。目前已有一大批建筑機器人產(chǎn)品真實應用于工地作業(yè)現(xiàn)場,部分場景實現(xiàn)了少人化或無人化施工作業(yè),產(chǎn)品和技術的先進性在工地實際應用中得到充分驗證。
今年2月初,佛山順德鳳桐花園項成為住建部公布的7個智能建造試點項目之一。這是博智林建筑機器人首個商業(yè)應用項目,也是目前國內(nèi)唯一真正引入建筑機器人且批量應用于工程建造過程的試點項目。
自2020年9月,首批9款43臺建筑機器人在順德碧桂園鳳桐花園項目舉行交接儀式后,以建筑機器人為核心的人機協(xié)同作業(yè)施工體系正式在一線投入使用,開啟實戰(zhàn)模式。
能自主規(guī)劃行程的樓層清潔機器人,在行進過程中展開小石塊與灰塵清理作業(yè),機器人走過的地方很快清潔如新;在地下車庫作業(yè)面,工程師在平板電腦上一鍵下發(fā)任務,“身高”1.7米的地坪研磨機器人隨即啟動自主工作,遇見柱子能靈活地自動調整避障……
截至目前,鳳桐花園項目已開展了建筑機器人應用的多項試點,包括首次完成機器人參與示范區(qū)建造、首次建立機器人調度中心、首次跑通修整類機器人施工模式等。
“碧桂園集團在短短近三年時間里,針對BIM、裝配式建筑和建筑機器人領域投入了大量的研發(fā)資源和人才,開展全面的研發(fā),目前已經(jīng)交付了大批量的機器人,已走在了全國乃至世界智慧建造和建筑機器人領域的前列。”中國科學院院士、清華大學人工智能研究院院長張鈸教授表示。