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  • 中国建筑业发展的新风口:机器人+人工智能

    2019-3-12 14:11:10??????点击:

          今年“两会”的政府工作报告强调,要坚持创新引领发展,培育壮大新动能;要围绕推动制造业高质量发展,推动传统产业改造提升;要促进新兴产业加快发展,深化大数据、人工智能等研发应用。这一表述引发与会代表委员们的热议和共鸣。多位代表委员就建议,大力推进智能制造,积极利用人工智能、大数据了解用户需求、优化生产,将中国制造推向智能化、高端化、市场化。

          作为传统产业的典型代表,2018年中国建筑业总产值达23.5万亿元, 同比增长9.9%,但眼下劳动力短缺、劳动生产力率低、工作环境较差等问题突出,工人施工技术的良莠不齐也影响到产品质量的稳定。同时,环境复杂、噪音粉尘等、施工安全风险等,仍是传统建筑行业的痛点。

          如何将人工智能等科技创新成果运用于建筑领域,破解建筑业面临的瓶颈,近年来包括碧桂园在内的一些企业正在进行积极探索:未来或可以让机器人真正渗透进入建筑工地各生产环节,部分工人则成为管理者,进而实现安全、优质、高效的智慧建造。

    行业呼唤“建筑机器人”

          在全国政协委员、碧桂园集团董事会主席杨国强看来,中国是建筑大国,建筑市场规模位居世界前列,但建筑业大而不优,信息化和智能化程度较低,目前“危、繁、脏、重”特点突出,与时代发展进步已不相适应,亟需对行业进行创新改造。

          另一个突出问题在于劳动力短缺。据国家统计局发布的数据显示,2017年从事建筑业的农民工人数为5415.23万人,占我国农民工总数的18.9%,同比下降0.8%。随着社会老龄化趋势加速,青壮年劳动力的供给呈现日益紧缺。

          实际上,在人工成本昂贵的发达国家,劳动力短缺问题更为突出。

          为了突破瓶颈,全球建筑行业已纷纷将目光聚焦到机器人身上。全自动砌砖机器人“哈德良”原型由澳大利亚工程师马克·皮瓦茨在2015年研发,并发展为“哈德良X”。它可以一天24小时不间断工作,每小时能砌1000块砖,两天内就能砌完一栋房子。美国一家公司研制的砌砖机器人“山姆”能在一小时内砌好300-400块砖,速度是普通砌砖工的5到6倍。

          杨国强委员设想:假如一栋30层楼的建设,70%的工人用建筑机器人来完成,留30%的建筑熟练工,培养20%的操作建筑机器人的新型建筑工人,不仅可以从根本上解决安全和质量问题,还能大大提高劳动生产率并节约大量成本。

          当前,中国新型城镇化进程仍在持续,2018年全国房企施工面积达82.23亿平方米,同比增长5.2%。 现实中,房地产开发本身就是建筑机器人的应用大用户,例如墙板安装机器人、铺砖机器人、粉刷机器人、焊接机器人等。

          不少企业、机构已经宣布进军建筑机器人领域。目前已经实施超过2000个项目,有着“自带订单”的巨大优势的地产领军企业碧桂园,去年已宣布5年投资800亿元建设顺德机器人谷项目。此前绿地控股也宣布,要发展人工智能建筑和机器人智能科技。

    机器人加速投入实战

          位于北京海淀丰台,北京首个共有产权房项目——中铁碧桂园工地在建筑圈小有名气,前去调研考察的人们更关注的是它用于预制墙板搬运的??匕嵩诵〕?。

          预制墙板每块重达一百多公斤,而这种??匕嵩诵〕狄淮慰梢园嵩?到6块预制墙板,只需要一名女工??夭僮?,就能将墙板提升、捆扎、倒放,再通过工地复杂的路况、进出电梯,最终整齐堆放到楼层指定地点。

         在广东东莞的另一处碧桂园住宅项目工地,在搬运墙板的是另一种被称为AGV的自动运输机器人,它能通过预设编程、自行识别路径和避障行进,在特定范围能实现无人化运输。这个工地上还在试验另一款地面找平机器人。

          事实上,推进建筑机器人应用并不简单??蒲Ы绲淖ㄒ迪阜稚?,现今大多数工业机器人是一种可编程机器,只能被编程为执行重复的一系列的运动。对于代替工人投入建筑一线,面对极为复杂的建筑工地环境,机器人需要执行更复杂的任务,甚至能够“思考”并作出决定。

          要让机器人真正满足未来建筑施工的自动化和智能化,需借力人工智能(AI),让机器人能够学习、感知、解决问题,掌握语言理解、逻辑推理。通过人工智能和建筑机器人的深度融合,企业研发并应用由AI程序控制的机器人,是这一轮建筑业研发和应用机器人的关键。

     

     

    博智林机器人公司实验室

          “与一般的工业机器人相比,建筑机器人作业所在的环境更复杂,遇到的挑战更大?!辈┲橇只魅斯局悄芗际跹芯孔茉撼N窀痹撼ぜ嫒斯ぶ悄苎芯克ち貉苎Ы樯?,“一般的工业机器人会走、会跑,但建筑机器人要在复杂的环境中做得更多?!?

          研发建筑机器人,不仅是核心控制器,机器人形态、智能化水平提升等也都要探索从头到尾的自主研发。梁衍学说:“要满足最基础的工艺要求,就需要把这些技术都掌握在自己手里,实现全局优化?!?

    建筑机器人产业未来可期

          眼下在博智林机器人公司厂房,工程师将整个实验室划分为十余个小实验区,在这些用黄色护栏围起来的一个个“小摇篮”中,铝模安装机器人、内墙喷涂机器人、地砖铺贴机器人等20多款建筑机器人正在有序地测试、成长,其中多款已在工地上进行测试。

          自2018年7月成立以来,碧桂园旗下博智林机器人公司先后与西湖大学、清华大学、香港科技大学成立了联合研究院,目前已引入了超过200名博士,在建的顺德机器人谷项目未来5年内计划投资800亿元,并引进上万名高端研发人才。

     

    顺德机器人谷效果图

          顺德机器人谷项目占地约10平方公里,规划建设总部基地、智能制造、科研服务平台、机器人创新创业、机器人大学园区、会展商务6大组团。如此庞大的一个产业项目,背后有着现实的行业前景和系列政策利好。

          我国工业机器人已连续多年成为全球第一大应用市场。市场调研机构IDC此前预计,中国市场在未来十年将成就机器人产业的万亿市场规模。到2027年,中国智能机器人产业市场规模将达到1.6万亿元人民币以上。

          《机器人产业发展规划(2016-2020年)》、《新一代人工智能规划》等国家级纲领性文件相继发布,《粤港澳大湾区发展规划纲要》也明确要在大湾区建设国际科技创新中心,在智能机器人等重点领域培育一批重大产业项目。广东和佛山一系列推动机器人应用及产业发展的扶持方案出台,形成了产业项目落地孵化的优质土壤。

          目前,在建筑机器人的研发与实践这条路上,碧桂园已走在前列,但很显然他们还有实现智慧建造的更高追求。此次全国“两会”上,杨国强委员建议应从政府层面加强对人工智能和建筑机器人深度融合的引导和支持,积极推进制定行业标准,加速建筑机器人的应用。他对此很有紧迫感。他表示,科技的进步不可想象,今天加大对科技的投入正是时候,如果再不努力的话就将落后了。



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