“机器人建房子”会引领建筑行业革命吗？
来源：中国新闻周刊
眼下，机器人建房的梦想
正在逐渐成为现实
传统建筑业的变革才刚刚开始
凌晨，某混凝土建筑工地。工人们要爬过4层脚手架，脚踩钢筋、翻过木模板后，才能到达工作台面，手持不同工具忙碌起来。他们的衣服、鞋子、帽子上到处是混凝土泥点。
杂乱危险的施工现场，低效的施工速度，这样艰苦的环境还要持续多久？传统建筑业亟待一场变革。
中国建筑业大而不优
建筑业是我国国民经济的支柱产业，约占我国GDP份额的26%左右。中国拥有世界上最大的建筑市场，2020年中国建筑业签订合同额达595577亿元，同比增长9.3%。
然而，与巨大的市场容量不匹配的是，如今从事建筑行业的农民工老龄化严重，年轻劳动力从事建筑业的意愿持续降低。国家统计局数据显示，2019年我国农民工总量为29077万人，农民工平均年龄为40.8岁，其中，50岁以上农民工所占比重为24.6%，比上年提高2.2个百分点，近五年来占比逐年提高。
传统建筑业正在面临大而不优的挑战，尤其是在新冠肺炎疫情影响下，建筑业传统建造方式受到较大冲击，粗放型发展模式已难以为继。
“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表示。
如开头所述场景，当前中国多数建筑企业还停留在“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。
有数据显示，自1945年以来，相比制造业、零售业和农业的生产率增加了150%，我国建筑业的生产率几乎没有增长；在科研创新和新技术的投入不到总收入的1%。
在此背景下，建筑业亟需找到新的突破口。中国建筑业协会副会长刘锦章表示，“数字化转型是推动建筑产业高质量发展的重要途径，从‘中国建造’走向‘中国智造’是我国建筑业发展的大势所趋。”
智能建造是大势所趋
为应对全球建筑业普遍面临的数字化、自动化程度较低的困境，世界范围内也在发力谋求建筑业的转型。
不过，当前全球建筑行业智能建造的整体水平仍处于起步阶段。日本、美国等智能制造技术较为发达的国家，在建筑机器人方面仍以单点研发和小批量试用为主，均未实现建筑全周期、系统化应用的目标。
放眼国内建筑市场，尽管在通用施工机械和架桥机、造楼机等智能化施工装备研发应用方面取得了显著进展，但在构配件生产、现场施工等方面，建筑机器人应用尚处于起步阶段，还没有实现大规模应用。
为了推动建筑业转型升级、促进建筑业高质量发展，国家及相关部委先后出台了多个指导文件。2020年8月，住房和城乡建设部等13部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，明确提出要围绕建筑业高质量发展总体目标，以大力发展建筑工业化为载体，以数字化、智能化升级为动力，形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系。
2021年2月，住房和城乡建设部办公厅发布《关于同意开展智能建造试点的函》，确定在上海市、重庆市和广东省三地的7个项目中开展智能建造试点工作，要求尽快探索出一套可复制可推广的智能建造发展模式和实施经验。
今年两会期间，全国政协委员、碧桂园集团董事会主席杨国强提交了《关于加快研发应用智能建造产品技术推动建筑业数字化转型》的提案，他建议，将建造过程与物联网、人工智能、云计算及大数据等新一代信息技术相结合，运用建筑机器人、建筑信息模型等产品技术，实现建筑工程项目全生命周期的智能化和信息化，从而有效提高建造过程的安全性以及建筑的经济性、可靠性。
“像生产汽车一样在工地生产房子”
隶属于碧桂园集团的博智林机器人有限公司在2018年7月成立之初便率先布局，借助碧桂园丰富的项目资源和高端人才等优势，发力建筑机器人和智能建造。
博智林科创大厦
在当时还是空白的建筑机器人领域挑战全覆盖自主研发，这绝非易事。再加上由于作业环境恶劣、场景差异性大、施工面复杂多变，建筑机器人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。众多复杂的现实性问题成了眼前的拦路虎，为实现从0到1的重大突破，博智林吸纳了一大批来自国内外知名高校的土木工程、机器人、人工智能、数字化等领域的优秀人才，并给予了强大的资源支持。
值得一提的是，作为行业探路者，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月到6月，团队用了3个月去改良机器人，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平方米以上整平工作。成绩背后是团队成员的没日没夜的调研和钻研，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。有时候是大白天，混凝土水化反应一开始，现场就有40多度，每个人的衣服都湿透、人也晒得黢黑，团队带头人也因此被工人们称为“黑黑的博士”。
功夫不负有心人。两年半时间，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，并以BIM数字化技术为基础进行了全面的端到端规划及实践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。
截至2021年2月底，博智林在研建筑机器人及智能产品近50款，其中18款建筑机器人已投入商业化应用。目前博智林已形成混凝土施工、混凝土修整、砌砖抹灰、内墙装饰等12个建筑机器人产品线。
对此，中国科学院院士、清华大学人工智能研究院院长张钹教授称碧桂园“已走在了全国乃至世界智慧建造和建筑机器人领域的前列。”
去年9月，博智林首批9款43台建筑机器人在顺德碧桂园凤桐花园项目完成了交接仪式，并且已分批上岗。正如楼层清洁机器人负责清理施工现场小石块与灰尘，外墙喷涂机器人用于高层住宅或商业建筑外墙面的自动喷涂作业一样，这些身怀不同绝技的机器人在专属的作业空间正在高效、精准、安全地完成他们的任务。
楼层清洁机器人正在施工现场清理小石块与灰尘
外墙喷涂机器人正在作业
在杨国强看来，无论是考虑效率、质量、安全性还是成本，机器人都是传统建筑行业变革的不二选择。建筑工人出身的他曾在多个场合表达对于智能建造的期待，“过去是工人在地盘走来走去，未来是机器人在地盘走来走去，我们像生产汽车一样在工地生产我们的房子”。
党的十八大以来，我国深入实施创新驱动发展战略，将科技创新摆在国家发展全局的核心位置，并将机器人和智能制造纳入了国家科技创新的优先重点领域，大力推动机器人科技研发和产业化进程。今年的政府工作报告中也明确提出，“十四五”期间，加快数字化发展，打造数字经济新优势，协同推进数字产业化和产业数字化转型。
眼下，机器人建房的梦想正在逐渐成为现实，传统建筑业的变革才刚刚开始。
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