机器人拉满建房科技感:碧桂园发力智能建造,助推建筑业减碳增绿

2022-11-28 18:07:15     来源:中国科技新闻网

中国科技新闻网11月28日讯(杨晶佳)  忙碌的工地上,一台台粉色机器人穿梭其中,不见粉尘、少了渣土,在机器人的参与下,建筑工地焕然一新。

上述场景或许颠覆了不少人对传统建筑业的想象。长期以来,传统建筑业面临生产方式粗放、生产效率低下、环境污染严重等突出问题。据中国建筑节能协会统计,2018年我国建筑全过程能耗占全国能源消费总量的46.5%,碳排放占全国排放总量的51.3%,比例惊人。

在此背景下,2020年9月,我国正式提出“双碳”目标,随后国家及相关部委颁布的一系列指导性文件显示,加速建筑业数字化转型升级势在必行,而在现有技术体系中,建筑机器人的应用以及智能建造体系的搭建,被普遍认为是最有可能承担起建筑业革新重任、助力实现“双碳”目标的突破口。

作为业内龙头, 2018年碧桂园成立了子公司广东博智林机器人有限公司(以下简称“博智林”),以智能建造机器人为抓手,通过高质量、稳定的施工,数字化、智能化的工地管理,以及科学的材料算量,有效提高作业效率、减少建筑材料浪费、降低工业污染排放及碳排放,推动传统建筑行业转型升级、减碳增绿。

机器人包揽“脏活累活” 建筑余料“变废为宝”

在位于佛山市顺德区北滘镇的碧桂园凤凰台项目现场,占地面积约63亩的建筑工地中有近40款博智林建筑机器人已经“上岗”,别看这些粉色外形的机器人外表可爱,干起活来却毫不“手软”,搬砖的搬砖、砌墙的砌墙,有条不紊地承包了传统印象里的“脏活累活”。

以混凝土浇筑为例,作为业内公认最脏最累的工序之一,为保证施工进度,工人们常常需要连续作业12小时以上,劳动强度高且十分熬人。

为改善这一情况,博智林研发了由智能随动式布料机及地面整平、地面抹平、地库抹光机器人组合而成的混凝土施工机器人产品线,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,可实现自动布料、自动振捣、自动找平、自动抹平等工序,大大提高了施工效率,降低了工人劳动强度。

博智林智能随动式布料机正在作业  图源:碧桂园微信公众号

这些机器人上岗后,工人们可以通过熟练掌握及操作建筑机器人成为技术型人才——智能建造产业技师,同时掌握传统施工和现代化智能建造双项技术,开展人机协作,在降低劳动强度、减少职业病的同时,有效提升了传统建筑工人的职业尊严,真正实现科技力赋能传统建造。

此外,作为能源消耗和碳排放的“大头”,在“双碳”命题下,如何推动建筑业节能降耗、减少碳排放,成为行业当前面临的首要难题。

2021年11月,《住房和城乡建设部办公厅关于国家标准<施工现场建筑垃圾减量化技术标准(征求意见稿)>公开征求意见的通知》中提出,现场混凝土余料宜用做预制过梁、木砖、后浇带封堵盖板、异形砌块等小型构件。随后,《住房和城乡建设部 国家发展改革委关于印发城乡建设领域碳达峰实施方案的通知》则进一步提出要推进建筑垃圾集中处理、分级利用,到2030年建筑垃圾资源化利用率达到55%。

在此背景下,碧桂园以博智林建筑机器人为抓手,打造建筑废弃物减量化、资源化、无害化一站式解决方案,实现了建筑余料“变废为宝”。


   

博智林流动制砖车  图源:碧桂园微信公众号

据悉,博智林流动制砖车能够将工地上有用的砂、石头、混凝土等建筑余料快速分离并就地加工为符合要求的混凝土制品,再压制成为园林路面砖、植草砖、盲道砖等再建材制品,即产即销、变废为宝,既能节省建废清运费用,又大幅减少粉尘污染和渣土来回运输过程中产生的排放,有力推动了建筑行业节能减排。

目前,博智林流动制砖车已在住建部办公厅首批智能建造试点项目凤桐花园投入使用,累计消纳建筑废弃物450吨,生产路面彩砖(230*115*60mm)超过20万块。

从“单兵作战”到多机协同 智能建造工地变工厂

值得一提的是,这些型号、功能各异的机器人们不仅能够“单兵作战”,更能实现多机调度、协同作业,初步形成了覆盖建筑工程全生命周期的智能建造全系统解决方案。

2021年12月30日,博智林在碧桂园汕头金平项目首次完成“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机施工系统的验收,共有8款施工机器人、6款运输及上料机器人、5款集中工作站开展多机协同装修施工作业,首次跑通了装修阶段端到端的智能建造生态实践,初步构建了完整的全周期施工闭环。

据了解,BIM协同平台相当于一个功能强大的智能施工任务规划中心,规划的内容核心包括两方面:建筑机器人如何施工、相关物料如何保障,这两者的详细信息纳入工单派发给FMS系统。

FMS系统则可以看作一个现场施工的“超级指挥中枢”,一方面能够调度全部机器人按指定路径自主前往指定区域、自主施工,另一方面也同步呼唤WMS系统提供物料支持。

WMS系统就是一个高度协同、实时响应机器人需求的强大物料供应管理中枢,能够全程监控物料的出库、运输和机器人加料,保证与BIM协同平台的物料保障计划实时匹配,真正实现“每一种物料从哪来、用哪去、用多少”的精益管理。


碧桂园汕头金平项目施工管理大屏   图源:碧桂园微信公众号

基于“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机施工系统的应用,碧桂园汕头金平项目、凤凰台项目等施工工地已然变身智慧工厂,一台台机器人穿梭其中、高效运作,工作人员则通过施工管理大屏实时监控其施工状态、作业位置、作业进度、物料用量等,实现建筑材料的精准计算和使用,减少材料浪费、降低废弃物产生。

据统计,截至2022年10月底,博智林已有32款建筑机器人投入商业化应用,服务覆盖30个省份超600个项目;累计交付超1700台,累计应用施工超1000万平方米,多机协作施工已在部分项目环节得到验证,切实推动了建筑行业提质增效、减碳增绿。

高科技人才激发创新活力 产学研合作推动行业发展

客观来看,当前全球建筑行业智能建造整体水平仍处于起步阶段,美国、日本、韩国、澳大利亚等发达国家虽然也在建筑机器人等领域取得了部分成果,但均未实现建筑全周期、系统化应用的目标,仍以单点研发和小批量试用为主。

相较之下,目前博智林研发的建筑机器人产品数量远多于国内外相关企业,且已覆盖大部分建筑工序,积极拓展商业化应用试点并产生了实际价值。

博智林智能工厂陈列

中国工程院院士、清华大学人工智能研究院院长张尧学认为,博智林通过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。

作为一家不满五岁的年轻公司,博智林何以取得如此成就?

据悉,作为碧桂园集团的全资子公司,雄厚的资金和人才资源为博智林机器人的发展奠定了良好基础。同时,作为国家高新技术企业、广东省建筑机器人工程技术研究中心、广东省博士工作站、广东省博士后创新实践基地,博智林致力于引进和培养高素质人才队伍,现有研发创新及服务人才超2000人,包含人工智能、数字化、机器人、建筑学、土木工程等各领域优秀人才。

近年来,博智林以综合科研优势和研发资源为“土壤”,提供集研发试验、生产应用于一体的多样化科研交流机会,通过与清华大学、香港科技大学等携手建立联合研究院,推动产学研一体化合作,形成多元人才孵化生态。

同时,博智林也积极主导或参与《建筑机器人CR认证实施规则》、《建筑机器人安全技术规范》等建筑机器人国家认证制度及配套实施的标准体系建设,为推动我国建筑行业加快向智能建造转型升级贡献智慧经验。

此外值得一提的是,除碧桂园自身项目外,2021年5月,博智林还携手中铁建工,参与了广州白云站综合交通枢纽项目建设,智能随动式布料机、地面整平机器人、地面抹平机器人及地库抹光机器人4款机器人上岗开工;同年10月,博智林测量机器人、建筑清扫机器人、天花打磨机器人和内墙面打磨机器人也陆续进入佛山诚通纸厂东侧地块住宅项目,为中交一公局打造智能建造新模式提速。

2022年11月9日,住建部发布《关于公布智能建造试点城市的通知》显示,佛山市等24个城市已被列为智能建造试点城市,而博智林机器人已在其中21个试点城市投入应用。

“科技建造的力量是强大的。”在实地考察顺德碧江科凡家居总部大楼项目工地时,集团创始人、董事局主席杨国强信心满满地表示:“未来我们建的房子质量又好又安全,成本也会降低,未来科技建造将大大提升我们的竞争力。”



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