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中国机器人密度再创新高,碧桂园推动建筑机器人普及应用

 dczyxhd 2022-10-15 发表于广东

世界机器人联合会发布最新数据,2021年中国机器人密度达到322台/万人。在汽车制造、手机组装、电动车焊接、陶瓷喷涂喷油等工序中均大量使用机器人,大幅度提升了生产效率以及产品良品率,降低人工的劳动强度。如今,中国企业开始向工况环境更为复杂的建筑行业进军,碧桂园这样的房地产企业正采用智能化、数字化的技术大力推广建筑机器人的应用和普及。

一、传统建筑行业向智能化、数字化领域发展

1991年,中国建筑行业进入“甩图板”阶段,设计师抛弃了传统的手绘图纸,开始使用CAD软件进行二维平面绘图。如今,基于BIM建筑数字化系统实现了建筑三维模型建设,我们可以在3D仿真建筑模型中详细查看建筑墙体、车库、机电系统、消防系统、以及每一个楼层、甚至每一个房间的具体结构。也就是说,在施工各环节,工作人员都可以借助数字化技术进行模拟、协调沟通,从而提高协作效率和施工质量。

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建筑数字化发展历程

并且,碧桂园已经不再满足于建筑数字化的简单呈现,已经开始将自研的BIM建筑数字化系统作为智慧大脑,指挥建筑工地中的数十台建筑机器人完成搬砖、混凝土地面磨平、贴墙砖、外墙涂料喷涂等工作,打造了数字建造时代的BIM数字化+建筑机器人两大核心竞争高地。

二、数字化建筑时代的两大科技高地

机器人只能读懂数字信号,该如何同时指挥数十台建筑机器人高效率、高质量地完成工作呢?这在2021年之前并无行业先例。2021年底,碧桂园集团旗下全资子公司广东博智林机器人有限公司(以下简称“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。接下来,我们详细说说碧桂园是如何实现机器人盖房子的。

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博智林在项目首次完成“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机施工系统的验收

01 数字化大脑:让建筑机器人读懂人的思维和语言

“让机器人盖房子”这件事,最重要的一点是要让建筑机器人读懂人的“指令”。而如何“读懂”呢?这就要依靠BIM应用软件领域的核心技术——BIM图形引擎,CAD图纸、BIM模型的图形可视化、数据解析都离不开它,可以将它理解为电子计算产品中的“芯片”或者是汽车启动的“引擎”。

而图形引擎研发周期长、投入成本高,面向机器人智能建造体系的图形引擎在目前市场上也没有现成产品支撑。于是,博智林自主研发了BCore图形引擎,专门支持机器人智能建造体系,并且还将碧桂园自身在建筑行业的工艺积累,项目管理经验融入其中,用长期积累的经验和知识在BIM建筑系统创造一个“智慧大脑”。

设计师将图纸直接导入到BIM建筑系统数字化大脑中,可凭借BIM系统快速破解工程计算难题,各类复杂的力学、空间结构计算,在极短的时间内呈现一个高质量、精细化的3D仿真建筑,细节呈现每一个房间、每一个立柱、每一个机电管线真实状态。

碧桂园凭借丰富的经验和知识模型构建了首个商业化应用的建筑数字化大脑,距离全智能化仍然有一定距离,但是其全面性、系统化的能力已经具备了人工智能的雏形。

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BIM模型展示建筑项目进程

02 能看见、会协调、自主完成工作的智慧型建筑机器人

智能化更高、协作性更强的智慧型建筑机器人,是行业内公认的解决建筑行业劳动力短缺、降低材料损耗、保证高质量房屋施工的最佳方法。

在博智林最新发布的砌块搬运机器人于夜间环境下“云搬砖”的实际工作中,我们可以窥探“能看见、会协调、自主完成工作的智慧型建筑机器人为何会成为未来建房的主力军。

  • 具备高度集成的智能化技术

博智林研发的建筑机器人可以通过超声波、激光导航传感器“看到”周围环境,避开障碍物,规划最佳路径,同时协调电梯完成上下楼。即使在灯光灰暗的环境中,也可以轻松做到:取砖——进电梯——上楼——出电梯——避开障碍,将砖块运送到指定地点。具备完成复杂工作能力的建筑机器人既可以满足建筑行业高强度的工作,也能够创造更高的经济价值,这类机器人的普及使用只是时间早晚的问题。

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自动路线规划,搬运途中,支持超声波、安全触边双重保护,身手敏捷

  • “技能型”建筑机器人,提高建筑行业施工安全性,解决劳动力短缺

“搬砖机器人”解决了重复型、繁重型工作中劳动力短缺的问题,但实际上在一些贴墙砖、贴墙纸、地面整平、外墙喷涂的专业技术工作中,劳动力短缺问题更为严重。针对这些高技能型工作领域,博智林推出了外墙喷涂机器人、地面磨平机器人、墙面贴砖、墙纸贴敷等具备不同技能的建筑机器人。建筑机器人在危险区域内施工,人类进行“云监工”,这种全新的建筑方式不仅更安全,也能在很大程度上能解决该行业劳动力短缺的问题

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墙砖贴敷机器人

墙面贴砖机器人具有两个六轴协作机器人,拥有超过人手臂的灵活度、精准性,可以实现墙砖与墙砖精准对位,实现综合效率是人工效率的2-4倍。

  • 降低建筑废料的产生,更加环保和低碳

建筑机器人最大的优势在于通过提高生产质量来减少废弃物,这一点非常重要!按照DEFRA(英国环境,食品和乡村事务部)报告统计,运输到建筑工地的材料最终被作为废弃物处理的比例最高可达四分之一。借助BIM系统+建筑机器人技术,对建筑设计和施工流程做全面规划,在项目设计之初就预估出最终的废弃物总量。即便是最终产生的建筑废料,博智林研发的建筑废弃物再利用流动制砖车可以将建筑废弃物粉碎、计量搅拌、压制成砖,用于景观路面铺设等用途。

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建筑废弃物再利用流动制砖车

如今,博智林累计研发近50款应用于各类工艺的建筑机器人,30余款机器人进入商业化应用阶段,1600多个机器人稳定运行在各个项目现场。

伴随建筑数字化时代的到来,基于BIM数字化系统+建筑机器人技术不断成熟及普及应用,智慧建造解决方案将大幅度提高生产效率、提升建筑质量,有效解决建筑行业劳动力短缺等问题。数字化时代,建筑是人类美好生活场所的功能不曾改变,但智慧建造赋予其全新的内核。

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