建筑机器人商业化加速,碧桂园打造博智林成智能建造领跑者

张照
2022-07-19 18:00:51
来源: 时代数据

建筑机器人商业化加速,碧桂园打造博智林成智能建造领跑者


近年来,随着人口红利逐渐消失,人力成本与日俱增,工业自动化、智能化的需求日益旺盛。相较于以往的工业机械设备,智能机器人不仅自动化、智能化水平高,还便于集中统一管理且产生的经济效益显著,已快速成为我国企业实现数字化转型、智能化升级的重要工具。

2021年12月21日,工业和信息化部、国家发展和改革委员会等十五部门发布关于《“十四五”机器人产业发展规划》(以下简称“《规划》”)的通知,计划到2025年,我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地;到2035 年,我国机器人产业综合实力达到国际领先水平,机器人成为经济发展、人民生活、社会治理的重要组成。

《规划》指出,不仅要提高机器人产业创新能力、夯实机器人产业发展基础,还要面向制造业、采矿业、建筑业、农业等行业需求,集聚优势资源,重点推进工业机器人、服务机器人、特种机器人重点产品的研制及应用,拓展机器人产品系列,提升性能、质量和安全性,推动产品高端化智能化发展,拓展机器人应用深度广度;同时,鼓励骨干企业通过兼并重组、合资合作等方式,培育具有生态主导力和核心竞争力的机器人领航企业。

目前来看,我国智能制造仍处于初级发展阶段,我国机器人产业发展仍有较大的增长空间。《规划》明确,未来5年乃至更长一段时间,是我国机器人产业自立自强、换代跨越的战略机遇期,必须抢抓机遇,直面挑战,加快解决技术积累不足、产业基础薄弱、高端供给缺乏等问题,推动机器人产业迈向中高端。

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机器人产业蓬勃发展,多领域实现规模应用

如今,随着机器人产业的蓬勃发展,人们生产和生活方式也正改变着,同时也为经济社会发展注入了强劲动能。工信部数据显示,在“十三五”期间,我国机器人应用水平得到大幅提高,已逐步覆盖汽车、电子、冶金、轻工、石化、医药等52个行业大类、143个行业中类,其中服务机器人、特种机器人在多个领域实现规模应用。

同时,随着工业机器人规模应用需求的增加,我国工业机器人产量也在不断增长。据国家统计局数据显示,“十三五”期间,工业机器人产量从7.24万套迅速增长至23.71万套,“十三五”期间年均复合增长率约45.5%。2021年,工业机器人产量首次突破30万套,达到36.6万套,累计同比增长44.9%。

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与此同时,我国工业机器人市场规模实现快速增长,据头豹研究院数据显示,按出货量计,2020年我国工业机器人市场规模达到1760.9亿元,五年年复合增长率6.8%。预计到2025年,工业机器人市场规模将达3361.7亿元,未来五年年复合增长率将达14.5%。

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建筑业智能化转型需求倍增,建筑机器人顺势崛起

一直以来,建筑业都是我国经济建设的支柱产业。但是,工业机器人在建筑业中的应用却尚未得到普及。

然而,作为传统的劳动密集型行业,建筑业正面临着劳动力短缺的挑战。据中国建筑业协会发布的《2021年建筑业发展统计分析》,2021年,建筑业从业人数已减少至5282.94万人,较2020年减少了1.56%,已连续三年减少。

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与此同时,上海、天津、深圳、泰州、南昌、荆州等多地出台了政策来规范建筑企业的工人年龄,包括禁止18周岁以下、60周岁以上男性及50周岁以上女性三类人员进入施工现场从事建筑施工作业;还包括其他禁止男性超过55岁、女性超过45岁进入施工现场,从事地下、高空、高温等高危作业,以及影响身体健康、危险系数高的特殊作业的规定。

另一方面,我国建筑业仍维持高速发展,2021年,建筑业总产值达到29.31万亿元,同比增长11.04%。

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由此一来,工业机器人在建筑业中的应用需求与日俱增,专业用于建筑工程中建造领域的建筑机器人也应运而生。建筑机器人除了能解决建筑业劳动力短缺的根本问题外,还能大大提高建筑施工安全性,代替人做一些危险、枯燥、高强度的工作,减少人员施工安全事故的发生。

另一方面,相较于一般工业机器人的固定进行操作、物料移动配合来说,建筑机器人通常是需要移动作业的,建筑物是固定被施工的。同时,建筑物内的空间大小往往是无固定标准的,且存在各类障碍物;建筑工地环境也与工厂环境完全不一样,存在坑坑洼洼的软泥土路面和各类障碍物。因此,建筑机器人在技术要求上也更为复杂,不仅要符合有可移动的灵活性和较大的工作空间,还需要在约束的空间内完成特定的建筑作业工序。

在机器人产业蓬勃发展大势下,住房和城乡建设部2022年1月19日发布关于《“十四五”建筑业发展规划》(以下简称“《建筑业发展规划》”)的通知,提出加快建筑机器人研发和应用;到2025 年,形成一批建筑机器人标志性产品,实现部分领域批量化应用。

《建筑业发展规划》明确指出,推广部品部件生产机器人、加快研发施工机器人、积极探索运维机器人;积极推进建筑机器人在生产、施工、维保等环节的典型应用,重点推进与装配式建筑相配套的建筑机器人应用,辅助和替代“危、繁、脏、重”施工作业;推广智能塔吊、智能混凝土泵送设备等智能化工程设备,提高工程建设机械化、智能化水平。

据头豹研究院研究显示,现阶段,建筑机器人基本完成技术落地,正逐步在建筑建造工程中得到应用。首批建造机器人企业稳定向好发展;预计到2025年,在建筑建造领域中的渗透率达到10%,市场规模超过18亿元。

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历时三年多,碧桂园打造博智林实现26款建筑机器人商业化应用

作为首批建筑机器人企业之一,广东博智林机器人有限公司(以下简称“博智林机器人”)自2018年7月成立以来,就以覆盖全产业链路形式切入为主,聚焦建筑机器人、BIM数字化、新型建筑工业化等产品的研发、生产与应用,并迅速发展成为行业领先的智能建造解决方案提供商。

据悉,博智林机器人是碧桂园集团全资子公司。在公司刚成立之时,外界都对碧桂园集团的工业机器人保持怀疑态度。但是,正是在碧桂园集团的全产业生态链布局下,博智林机器人从“零”到有,自主研发伺服系统、传感器、控制器、轮系单元、AI路径规划、导航系统、机器视觉、机器人管理软件八大核心模块,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,用实力打消了外界的质疑。

建筑机器人的工作前提是识别周围环境,识别物体大小、空间范围及行走过程中遇到的障碍物、温度、压力等,则需要将激光雷达、红外传感器、压力传感器及温度传感器结合在一起,才能更有效地实现建筑机器人在非结构的建筑环境中识别各种类型场景。对此,博智林研发的激光雷达能够在雾气、粉尘污染等复杂环境下实现高精度的点云采集,突破了我国激光雷达领域‘卡脖子’的瓶颈技术,处于国内二维激光雷达行业技术的领先地位。

在掌握建筑机器人核心系统及技术后,博智林机器人将建筑机器人的研发聚焦在保障施工安全、提升施工质量、提高施工效率三大核心要素,共同推进提升建筑施工综合效益。

以测量机器人为例,博智林机器人在建筑施工实测实量领域进行了‘AI图像处理等核心技术’攻关,实现2分钟即可完成单个房间实测,测量精度在±1mm内,作业效率与测量准确率大大优于传统人工的“实测实量”;以混凝土施工机器人为例,博智林机器人产品线由智能随动式布料机及地面整平、地面抹平机器人等组合而成,通过联动施工整个混凝土施工班组人员可由传统的12人减少至8人。

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(地面整平机器人)

此外,针对建筑空间存在多种机器一起作业的情况,博智林机器人研发了一个多机调度协同作业平台,根据各作业空间的建造资源协同特点,统一协调调度机器设备、人员和资源,以实现建筑施工作业空间、时间的最优化。

2021年12月30日,博智林在汕头首次完成“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机施工系统的验收,实现同时调度8款施工机器人、6款运输及上料机器人、5款集中工作站,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。

对此,中国工程院院士、清华大学人工智能研究院院长张尧学教授表示:“碧桂园集团旗下广东博智林机器人公司通过BIM数字化、建筑机器人、新型建筑工业化等技术创新,在多个复杂的施工场景上成功实现多机协同施工,在国内智能建造领域属于首创,对中国乃至世界建筑行业的发展做出了突出贡献。”

目前,博智林机器人在研建筑机器人近50款,适用于建筑全周期智能建造工序,包括混凝土施工及修整、砌砖抹灰、室内装修装饰、外墙高空喷涂、地库装修等多个建筑机器人产品线。截至2022年6月底,博智林已获专利超2000项,已有26款建筑机器人投入商业化应用,服务覆盖28个省份(直辖市、自治区)超500个项目;累计交付超1100台,累计应用施工面积超1000万平米。博智林机器人因此成为建筑业智能建造领域标杆企业。

未来,随着建筑机器人应用技术的不断成熟,建筑机器人将会为建筑业带来越来越多的解决方案。博智林机器人也将继续围绕智能建造、机器人技术、人工智能等领域,积极与社会各界开展在应用型科研项目上的深度合作,在核心研发技术上的研究,并且协调促进研究成果转化与落地,以高质量智能建造施工水平引领建筑业转型升级。



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