世界機器人聯合會發布最新數據,2021年中國機器人密度達到322台/萬人。在汽車制造、手機組裝、電動車焊接、陶瓷噴塗噴油等工序中均大量使用機器人,大幅度提升了生産效率以及産品良品率,降低人工的勞動強度。如今,中國企業開始向工況環境更為複雜的建築行業進軍,碧桂園這樣的房地産企業正采用智能化、數字化的技術大力推廣建築機器人的應用和普及。
1991年,中國建築行業進入“甩圖闆”階段,設計師抛棄了傳統的手繪圖紙,開始使用CAD軟件進行二維平面繪圖。如今,基于BIM建築數字化系統實現了建築三維模型建設,我們可以在3D仿真建築模型中詳細查看建築牆體、車庫、機電系統、消防系統、以及每一個樓層、甚至每一個房間的具體結構。也就是說,在施工各環節,工作人員都可以借助數字化技術進行模拟、協調溝通,從而提高協作效率和施工質量。
建築數字化發展曆程
并且,碧桂園已經不再滿足于建築數字化的簡單呈現,已經開始将自研的BIM建築數字化系統作為智慧大腦,指揮建築工地中的數十台建築機器人完成搬磚、混凝土地面磨平、貼牆磚、外牆塗料噴塗等工作,打造了數字建造時代的BIM數字化+建築機器人兩大核心競争高地。
機器人隻能讀懂數字信号,該如何同時指揮數十台建築機器人高效率、高質量地完成工作呢?這在2021年之前并無行業先例。2021年底,碧桂園集團旗下全資子公司廣東博智林機器人有限公司(以下簡稱“博智林”)在汕頭首次完成“BIM+FMS+WMS+建築機器人”多機施工系統的驗收。接下來,我們詳細說說碧桂園是如何實現機器人蓋房子的。
博智林在項目首次完成“BIM+FMS+WMS+建築機器人”多機施工系統的驗收
01 數字化大腦:讓建築機器人讀懂人的思維和語言
“讓機器人蓋房子”這件事,最重要的一點是要讓建築機器人讀懂人的“指令”。而如何“讀懂”呢?這就要依靠BIM應用軟件領域的核心技術——BIM圖形引擎,CAD圖紙、BIM模型的圖形可視化、數據解析都離不開它,可以将它理解為電子計算産品中的“芯片”或者是汽車啟動的“引擎”。
而圖形引擎研發周期長、投入成本高,面向機器人智能建造體系的圖形引擎在目前市場上也沒有現成産品支撐。于是,博智林自主研發了BCore圖形引擎,專門支持機器人智能建造體系,并且還将碧桂園自身在建築行業的工藝積累,項目管理經驗融入其中,用長期積累的經驗和知識在BIM建築系統創造一個“智慧大腦”。
設計師将圖紙直接導入到BIM建築系統數字化大腦中,可憑借BIM系統快速破解工程計算難題,各類複雜的力學、空間結構計算,在極短的時間内呈現一個高質量、精細化的3D仿真建築,細節呈現每一個房間、每一個立柱、每一個機電管線真實狀态。
碧桂園憑借豐富的經驗和知識模型構建了首個商業化應用的建築數字化大腦,距離全智能化仍然有一定距離,但是其全面性、系統化的能力已經具備了人工智能的雛形。
BIM模型展示建築項目進程
02 能看見、會協調、自主完成工作的智慧型建築機器人
智能化更高、協作性更強的智慧型建築機器人,是行業内公認的解決建築行業勞動力短缺、降低材料損耗、保證高質量房屋施工的最佳方法。
在博智林最新發布的砌塊搬運機器人于夜間環境下“雲搬磚”的實際工作中,我們可以窺探“能看見、會協調、自主完成工作”的智慧型建築機器人為何會成為未來建房的主力軍。
博智林研發的建築機器人可以通過超聲波、激光導航傳感器“看到”周圍環境,避開障礙物,規劃最佳路徑,同時協調電梯完成上下樓。即使在燈光灰暗的環境中,也可以輕松做到:取磚——進電梯——上樓——出電梯——避開障礙,将磚塊運送到指定地點。具備完成複雜工作能力的建築機器人既可以滿足建築行業高強度的工作,也能夠創造更高的經濟價值,這類機器人的普及使用隻是時間早晚的問題。
自動路線規劃,搬運途中,支持超聲波、安全觸邊雙重保護,身手敏捷
“搬磚機器人”解決了重複型、繁重型工作中勞動力短缺的問題,但實際上在一些貼牆磚、貼牆紙、地面整平、外牆噴塗的專業技術工作中,勞動力短缺問題更為嚴重。針對這些高技能型工作領域,博智林推出了外牆噴塗機器人、地面磨平機器人、牆面貼磚、牆紙貼敷等具備不同技能的建築機器人。建築機器人在危險區域内施工,人類進行“雲監工”,這種全新的建築方式不僅更安全,也能在很大程度上能解決該行業勞動力短缺的問題。
牆磚貼敷機器人
牆面貼磚機器人具有兩個六軸協作機器人,擁有超過人手臂的靈活度、精準性,可以實現牆磚與牆磚精準對位,實現綜合效率是人工效率的2-4倍。
建築機器人最大的優勢在于通過提高生産質量來減少廢棄物,這一點非常重要!按照DEFRA(英國環境,食品和鄉村事務部)報告統計,運輸到建築工地的材料最終被作為廢棄物處理的比例最高可達四分之一。借助BIM系統+建築機器人技術,對建築設計和施工流程做全面規劃,在項目設計之初就預估出最終的廢棄物總量。即便是最終産生的建築廢料,博智林研發的建築廢棄物再利用流動制磚車可以将建築廢棄物粉碎、計量攪拌、壓制成磚,用于景觀路面鋪設等用途。
建築廢棄物再利用流動制磚車
如今,博智林累計研發近50款應用于各類工藝的建築機器人,30餘款機器人進入商業化應用階段,1600多個機器人穩定運行在各個項目現場。
伴随建築數字化時代的到來,基于BIM數字化系統+建築機器人技術不斷成熟及普及應用,智慧建造解決方案将大幅度提高生産效率、提升建築質量,有效解決建築行業勞動力短缺等問題。數字化時代,建築是人類美好生活場所的功能不曾改變,但智慧建造賦予其全新的内核。
有話要說...