有片 | 碧桂園:全球房企龍頭執智能建造牛耳

2021-03-12 08:56
來源:香港商報網

 2000年頂峰時期,高盛位於紐約總部的美國現金股票交易櫃枱曾僱用多達600名交易員,為投行金主的大額訂單進行股票買賣操作。到了近年,只需2名股票交易員留在現場,其餘工作均由機械人包辦……

 產業數碼化時代,各行各業正在發生偉大變革。近年來,機械人逐漸行至創新突破的重要關口,相關技術的不斷突破正持續賦能傳統產業,建築行業也不例外。

 2018年7月,中國龍頭房企碧桂園成立全資子公司廣東博智林機械人有限公司,正式進入建築機械人領域。如今,博智林已成為全球領先的智能建造與建築工業化整體解決方案提供商。截至2021年2月,公司在研建築機械人及智能產品近50款,其中18款建築機械人已投入商業化應用,累計應用施工約80萬㎡。

 中國科學院院士、清華大學人工智能研究院院長張鈸教授表示:「碧桂園集團在短短近三年時間裏,針對BIM、裝配式建築和建築機械人領域投入了大量的研發資源和人才,開展全面的研發,目前已經交付了大批量的機械人,已走在了全國乃至世界智慧建造和建築機械人領域的前列。」

 破解:建築行業大而不強困局

 中國是當之無愧的建築大國,擁有世界上最大的建築市場。2020年,中國建築業簽訂合同額達595577億元,同比增長9.3%,2020年建築業約佔中國GDP份額的26%左右。

 然而與巨大的市場容量不匹配的是,如今從事建築行業的農民工老齡化嚴重,年輕勞動力從事建築業的意願持續降低。

 國家統計局發布的《2019年農民工監測調查報告》中有幾組數據,曾引起頗高的關注:

 2019年,中國農民工平均年齡為40.8歲,比上年提高0.6歲;50歲以上農民工所佔比重為24.6%,比上年提高2.2個百分點,近五年來佔比逐年提高;16—30歲農民工佔比為25.1%,比上年下降2.2個百分點,佔比連續5年持續下降。另有數據顯示,2020年全國農民工總量為28560萬人,比上年下降1.8%。傳統建築業作為勞動密集型行業,隨着人口紅利逐漸退去,過去主要憑藉豐富而廉價的勞動力實現規模擴張的方式將無以為繼,建築業亟需找到新的突破口。

 國家統計局發布的《2019年農民工監測調查報告》

 與此同時,落後的施工手段及施工方式也制約了行業效率及建築質量提升,無法從根本上解決施工安全問題。近百年來,雖然自然科學與工程技術領域的革新不斷,建築本身的形態和功能也大不相同,但建築施工的業態形式卻始終沒有出現顯著的變化。建築行業是世界上數碼化、自動化程度最低的行業之一。

 全球人工智能諮詢公司Tractica的相關報告認為,儘管許多行業的生產率都實現了跨越式增長,但全球建築領域缺乏技術進步,這意味着生產率已經停滯不前。

 在既有的現代化技術體系中,最有可能承擔起建築業革新重任的之一便是機械人技術的應用和智能建造體系的搭建。為此,全球主要工業化國家均因地制宜地制定了以智能製造為核心的製造業變革戰略,在工程建設領域,主要發達國家相繼發布了面向新一輪科技革命的國家戰略,如美國制定了《基礎設施重建戰略規劃》、英國制定了《建造2025》戰略、日本實施了建設工地生產力革命戰略等。

 隨着機械人的應用越來越普遍,中國也將機械人產業的發展提升到國家戰略層面,全面展開了在機械人產業領域的建設與布局,大力推動機械人科技研發和產業化進程。國家及相關部委也先後頒發多個指導性文件,加速建築業改革發展和轉型升級,以制定工業化與信息化相融合的智能建造發展戰略,徹底改變碎片化、粗放式的工程建造模式。住建部相關指導意見提出,到2035年,「中國建造」核心競爭力世界領先,建築工業化全面實現,邁入智能建造世界強國行列。

 變革:從人工蓋房到機械人蓋房

 從人工建樓到機械人建樓的時代大跨步,對人類科技發展來說確實是一個不小的挑戰,但卻是人類智慧必須要邁出的一個重要轉折點。

 然而,目前建築行業的智能建造整體水平仍處於起步階段。在國家住建部建築市場監管司副司長廖玉平看來,中國在通用施工機械和架橋機、造樓機等智能化施工裝備研發應用方面取得了顯著進展,但在構配件生產、現場施工等方面,建築機械人應用尚處於起步階段,還沒有實現大規模應用。

 事實上,縱觀國內外相關企業可以發現,目前研發的產品均以單款或幾款產品研發和試用為主,尚未形成一定規模的體系化成果,且大部分是內部使用或試驗階段,正式對外推出的產品很少。

 今年全國兩會上,作為全國政協委員的楊國強帶來了《關於加快研發應用智能建造產品技術推動建築業數碼化轉型的提案》,建議大力支持建築機械人及智能施工設備的研發應用,同時,在現有龍頭企業研發成果基礎上,大力推動建築機械人及智能施工設備投入工程項目建設,加快試點推廣,提升工程施工智能化水平。

 智能製造工廠中,一批地面抹平機械人即將下線

 「機械人正在積蓄澎湃的力量,未來的發展潛力不可想像,」建築工人出身的楊國強曾在不同場合多次表示,希望建房過程中繁重、重複、危險的部分工作能夠由機械人來完成。

 而博智林最新公布的研究成果顯示,僅用兩年半時間,該公司已實現了建築機械人從自主研發、小批量生產到工程測試、工程服務及批量化商用,並進行了全面的端到端規劃及實踐,構建了完整的全周期閉環。

 探索:站在世界機械人建造最前列

 佛山順德,碧桂園鳳桐花園項目智慧指揮中心,工作人員面對大屏幕點擊鼠標,遠程對機械人下發工單。地下車庫作業面,「身高」1.7米的地坪研磨機械人已啟動自主工作,遇見柱子能靈活地自動調整避障;項目清潔現場,樓層清潔機械人自主規劃行程,展開小石塊與灰塵清理作業,所過之處清潔如新。

 地坪研磨機械人

 混凝土施工機械人產品線-整平

 樓層清潔機械人

 自2020年9月25日,首批9款43台建築機械人在鳳桐花園項目舉行交接儀式,博智林以建築機械人為核心的人機協同作業施工體系正式開啟實戰模式。目前,博智林在建築機械人關鍵領域擁有一批自主核心技術。截至2021年2月26日,公司已遞交專利有效申請3042項,其中發明專利2161項;已獲專利授權984項,其中發明專利262項。

 建築機械人由於作業環境惡劣、場景差異性大、施工面複雜多變,對於核心零部件以及核心算法的要求與工業機械人等產品有很大差異。針對建築機械人伺服、傳感器、導航、視覺、軟件五大核心系統,博智林投入了大量人力物力實現了全覆蓋自主研發,其中基於模糊自適應的運動控制算法、智能視覺傳感器、機械人集群作業規劃與調度系統、建築機械人作業仿真系統等填補了世界建築機械人領域的空白。

 智能製造工廠,實現全自動化生產

 博智林自主研發的激光雷達突破了國外的專利技術封鎖,使用自主可控的技術在測量距離、多回波檢測、重複精度等指標上都達到了行業領先水平;自主研發的六軸協作機械臂,在大自重比下,具備國內領先的碰撞檢測、零力控制能力,保障了人機協同工作的安全與高效。

 混凝土修整機械人產品線多機協作施工模式,通過自研多機調度系統,實現了建築室內牆面、天花修整及螺杆洞封堵等多種機械人的協同全自動施工作業。通過智能的調度算法,解決了多台機械人聯合作業路徑規劃的問題,在全球首次實現了建築場景下多機械人協同的解決方案。

 此外,博智林在施工質量的智能化評判、建築的大數據治理、智慧工地的監管等行業細分領域,也實現了從0到1的重大突破。

 博智林機械人副總裁劉震表示,公司不僅僅研發生產建築機械人產品,還結合BIM和新型裝配式打造全周期的智能建造體系,是集軟硬件研發生產於一體的智能建造整體解決方案提供商。完整的智能建造體系能支撐建築機械人系列產品最大化發揮功效,形成核心技術優勢,同時推動傳統建築行業轉型升級。

 洗牌:競逐萬億建築行業新藍海

 在階段性成果的背後,碧桂園集團為博智林的快速成長提供了堅實的基礎。在2020年《財富》世界500強榜單中,碧桂園排名升至第147位,居全球房地產行業首位。碧桂園有長達29年的房地產開發建設經驗,深諳建築施工需求,擁有豐沛的土地儲備和2000多個項目,2020年全年在建面積約3億平方米,為博智林發力建築機械人和智能建造提供了豐富的人才、資金、落地試驗應用場景,有利於建築機械人產品的加速疊代和智能建造體系的升級完善。

 智能隨動式布料機在作業

 同時,碧桂園快速布局高科技賽道,搶佔建築業未來科技發展高地,以博智林推動建築工業化、數碼化、智能化升級,打造「中國建造」升級版,這也在很大程度上提升了企業的核心競爭力,提振了未來發展信心。

 「數碼化轉型是推動建築產業高質量發展的重要途徑,從『中國建造』走向『中國智造』是我國建築業發展的大勢所趨。」中國建築業協會副會長劉錦章表示。新基建風口下,數碼化、智能化與建築施工現場深度融合,將極大促進傳統建造方式升級,提高項目管理和生產效率,助推我國建築產業實現現代化。

 相關數據顯示,目前中國智慧建築市場產值已超過千億元,並且正以每年20%至30%的速度增長,未來市場可達數萬億元。有相關行業測算,如果中國建築業能全面推行智能建造,無疑將大幅提升生產效率,若能夠推動建築產業整體效率年均提高5%,那就是一萬億元的產值,或者相當於節約一萬億元的成本。

 中國正在走向百年復興,越來越多的中國企業走上了高科技發展之路,將他們的夢想和激情投入其中。「機械人正在積蓄澎湃的力量,未來的發展潛力不可想像,」按照楊國強的設想:「過去是工人在地盤走來走去,未來是機械人在地盤走來走去,我們像生產汽車一樣在工地生產我們的房子」,博智林將有望成長為一個引領世界建築機械人發展的龍頭企業。(記者 黃裕勇)

[責任編輯:朱劍明]
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