谈建造机器人成长为国际领先的历程

3月4日，位于广东顺德的碧桂园凤桐花园项目正在热火朝天地建设中。和其他工地不同的是，这里许多繁重、危险的工作，都是由机器人来完成。

从AI测量到楼层清洁，从地坪研磨到外墙喷涂，从地库抹光到室内喷涂……20多款建筑机器人及智能产品在工地各司其职。一套流程下来，建筑机器人施工不仅可以极大地提高生产效率和质量，同时保障施工过程的安全性，达到绿色、安全、环保、优质的综合效果。

不可否认的是，当前传统建筑行业正面临施工安全风险大、生产效率低、建设成本高、科技含量少等诸多制约。在产业数字化的时代背景下，以建筑机器人为代表的智能建造被认为是行业发展的方向。

今年两会期间，多位全国人大代表和政协委员也纷纷为智能建造长远发展献计献策。山东省住房和城乡建设厅厅长王玉志建议加快推进新型建筑工业化和智能建造；中南集团董事局主席陈锦石建议大力推行预制装配式建筑；上海建工集团股份有限公司副总工程师王美华建议加快推动建筑行业大数据应用与发展。

碧桂园集团董事会主席杨国强在一份《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》中建议，应大力支持建筑机器人及智能施工设备研发应用，同时加快推进以BIM数字化技术为基础的产业互联网平台建设，以及研究建立和完善智能建造标准体系及评价体系。

“很多人不相信建筑机器人能成功”

今年2月初，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》，确定上海市、重庆、广东三地的7个项目将开展智能建造试点工作，要求围绕建筑业高质量发展，以数字化、智能化升级为动力，创新突破相关核心技术，加大智能建造在工程建设各环节应用，提升工程质量安全、效益和品质，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。

作为全国7个智能建造试点之一，凤桐花园项目不仅是广东博智林机器人有限公司（系碧桂园集团全资子公司，以下简称“博智林”）首个商业应用项目，也是目前国内唯一真正引入建筑机器人且批量应用于工程建造过程的试点项目。

3月4日，时代周报记者和多家媒体首次走进凤桐花园项目施工现场，实探“机器人如何建房子”。

区别于尘土飞扬、杂乱无章的传统施工现场，凤桐花园给人的第一感觉是整洁有序。现场工作人员告诉记者，这得益于“楼层清洁机器人”“地坪研磨机器人”等智能产品的规模应用。

“楼层清洁机器人主要用于施工现场小石块与灰尘清理工作，清扫效率较人工提升3倍，重点解决了保洁行业人力资源紧张、成本上涨、清洁效率低下问题。”上述工作人员告诉记者，公司研发的清洁机器人具备在建筑场景下自主路径规划，自主导航，自主清扫与自动倒垃圾的功能，在全球首次实现了双滤芯抑尘清扫机器人的技术突破。

“地坪研磨机器人主要用于去除混凝土表面浮浆，可有效解决现有的作业模式研磨扬尘大、施工现场环境恶劣、劳动强度高、质量和效率低下、研磨作业完成后还需要人工清扫灰尘等痛点问题，整体工效约为人工作业的2倍。”上述工作人员续称。

继续深入工地腹地，更多款式各异的建筑机器人轮番登场。

测量机器人采用先进的AI测量算法处理技术，在保证测量结果客观准确的同时，效率也较人工提升2到3倍；智能随动布料机可根据操作人员发出的运动方向指令，自动控制布料机的大、小臂联合运动，使传统3人的工作量，如今只需1人即可完成；外墙喷涂机器人大大降低了高空作业坠落的安全隐患。截至2021年2月，博智林已有28款建筑机器人及智能产品在工地测试，并有18款机器人在凤桐花园等15个项目中开展商业化试点应用，累计应用施工达80万㎡。

“一开始，很多人都不相信建筑机器人能成功，认为建筑工地的活太精细、人工环节复杂，但我们还是办到了。”博智林测量机器人研发负责人陈刚表示。

从零起步，做到国际领先

正如陈刚所讲，在碧桂园宣布进军机器人领域的时候，不少人持保留态度。

在公司内部，流传着这样一个真实故事。在提出做地砖铺装机器人的时候，一名同事直接说，“我爸就是铺地砖的，这是一个工艺，机器人肯定做不成。”事实证明这款机器人已经量产了。

实现量产的不仅仅是地砖铺装机器人。自2018年7月成立以来，博智林仅用了两年半的时间，就实现了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，并进行了全面的端到端规划及实践，构建了完整的全周期闭环。

截至2021年2月26日，博智林在研建筑机器人及智能产品近50款，已递交专利有效申请3042项，其中发明专利2161项；已获专利授权984项，其中发明专利262项，在关键领域拥有一批自主核心技术。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，其中绝大多数机器人可同时适用于现浇混凝土工艺与装配式建筑施工。

2020年11月，博智林7项产品获中国设计红星奖。红星奖是目前国内最权威、影响力最大的设计奖项，被誉为“中国唯一具有国际影响力的设计奖”。此前，博智林还斩获了1项德国IF奖、14项省长杯奖、4项市长杯奖和1项金芦苇奖，受到业内广泛认可。

“碧桂园集团在短短近三年时间里，针对BIM、装配式建筑和建筑机器人领域投入了大量的研发资源和人才，开展全面的研发，目前已经交付了大批量的机器人，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。”中国科学院院士、清华大学人工智能研究院院长张钹教授表示。

作为“制造业皇冠顶端的明珠”，机器人的研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。博智林能取得如此成就，背后是7000多名员工的拼搏与坚守。

据陈刚回忆，在攻坚“实测实量机器人”期间，自己和团队研发人员有2/3的时间都在工地上进行实验。“我们要对工地每个细节都有所了解，要一次次校验数据的准确度，让机器人测量的精度越来越高。比如一层楼，我们测量校验平整度的数据，半天就达到600多尺。”陈刚介绍称，当前，“实测实量机器人”可使用虚拟靠尺、角尺等完成实测实量工艺，测量速度为传统人工的2-3倍，普通工人培训1.5个小时即可上岗。

回忆起“混凝土施工机器人”的研发过程，毕业于日本东京大学机械工学专业，现任博智林机器人与智能产品研究院副院长的曲强同样感慨良多。“当时我和团队进到建筑工地，看到有十几名工人在工作面上手持不同的工具忙忙碌碌，衣服、鞋子、帽子上到处是混凝土泥点。”曲强说，当时团队共同的感受是：这么艰苦的工作，如果是我或者我的父母在这里做事，我能为他们做什么？

为此，曲强和团队的研发人员将工地当成了第一“实验室”，夜以继日地呆在混凝土施工现场，实行“三班倒”机制，趁着施工的间隙就抓紧进行试验，记录每个数据。建筑工地上的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。

即使在如此艰苦的环境下，曲强和他的团队没有任何抱怨和退缩，一门心思要弄清楚所有施工步骤及其背后的物理原理。“从2019年3月到6月，团队用了3个月去改良机器人，几乎每个功能模块都有了迭代，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。”每每谈及此事，曲强脸上都会浮现一丝欣慰的神情。

“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。”这是杨国强对于建筑这个传统行业最大的期许。如今，在科技创新的助力下，这一梦想正逐渐成为现实。

博智林机器人副总裁刘震表示，目前国内外相关企业研发建筑机器人均以少数产品的研发和试用为主，是内部使用或试验阶段，尚未形成一定规模和体系化，对外推出的产品很少。相较之下，博智林目前产品数量远大于国内外相关企业，产品覆盖建筑工序，并已初步具备规模商业应用条件和产生实际价值。
编辑：lyn