【WRC 大咖观点】刘震《迈向智能建造新时代—建筑机器人在智能建造中的实践应用》

编者按：

2022世界机器人大会主论坛群星璀璨，产、学、研各领域大咖齐聚首，共话巅峰，为机器人未来发展领航。

峰会现场，广东博智林机器人有限公司副总裁刘震发表了题为《迈向智能建造新时代—建筑机器人在智能建造中的实践应用》的演讲。以下为刘震演讲内容的整理。

建筑业是国民经济的重要组成部分，2021年建筑业总产值到了29万亿，增加值占到了国民生产总值7%。一直以来，建筑业是低质量发展的行业，存在这么几个问题。

第一是手工施工质量非常差，平均建筑工人年龄在40岁以上，而且每年以0.7岁速度增长，基本没有新年轻人加入建筑行业里边来，招工也非常困难。建筑机器人在行业转型升级中，主要对建筑业提升有哪些好处呢？第一点是安全，通过一系列外墙喷涂机器人，可以让外墙进行无人化施工作业，大大降低了人身上网的效率。    第二是效率提升，大部分机器人施工效率都是传统人工3—5倍以上，加速了工作整个过程。第三是质量提升，机器人通过人工智能算法，在大量仿真和测试基础上形成了一套可复制的施工稳定工艺工序，可以保证每一次施工都能达到相应的施工质量。施工质量的提升，还可以大大减少了施工中返工，减少了材料浪费，减少能源消耗。

在节能减排方面，我们研发了自主废弃物资源化的制砖车，可以把建筑场景下面像混凝土碎块、其他沙石垃圾，可以在现场再生制作成道路砖建筑资源建筑材料，一方面降低了垃圾填埋需求，另一方面降低了垃圾运输和建筑材料运回工地双向运输碳排放。通过建筑机器人以及相配套智能建造产业技师，我们可以解决现在招工难的问题，让建筑业继续可持续地发展。

博智林机器人目前在研建筑机器人有50款，有30款在建筑工地实际进行规模化商业施工，机器人覆盖了建筑从混凝土施工，就是混凝土浇筑，到二次结构砌砖抹灰，到装修阶段，像墙砖地砖铺贴，像呢子涂敷打磨，乳胶漆的喷涂、墙纸铺贴、地板安装全工序，地下车库和厂房做地平研磨以及地平漆涂敷机器人，以及园林方面有园林砖铺贴机器人，我们覆盖了大部分的工序。建筑机器人要实现自动化、智能化的作业，必须要有数字化的平台，数字化平台是基于建筑信息化模型，就是BIM模型的数据支撑。通过全系列机器人应用相应数据，把BIM数据成本摊薄，每一个机器人BIM成本或者数据成本降低到非常低的水平，这样既能应用到BIM数字化的优势，又能不增加建筑的成本。

下面是集团建筑机器人的介绍，第一是建筑场景下最辛苦的工种是混凝土施工的工种，混凝土施工的工人都是在炎炎烈日之下进行相应混凝土，从物料到整平抹平的工序，而且质量也非常难控制。通过智能物料及整平、抹平一系列机器人可以实现高精度作业，通过GPS+RTK导航全局激光标高，可以实现混凝土面，做到正负三毫米极差高精度地面施工，减少二次修整打磨。我们在地库实现5个人班组地库领板作业，同样要求需要22个工人作业，大大减少了恶劣环境下施工建筑工人数量的需求。第二是混凝土修整机器人。通过建筑机器人可以无人化作业，通过测量机器人测量出来建筑场景下墙面和天花缺陷，通过云平台运算，可以把相应路径发到打磨机器人那边去，可以自动进行无人化修整作业。在二次结构方面，包括砌砖抹灰机器人，已经投入了相应应用，大大节约了劳动力，另外也可以大大降低劳动力辛苦环境下的作业。

在视觉识别方面做出了重大突破，像砌砖机器人可以让ALC高精砌块建筑场景下达到3毫米最终成形面的平整度，也是优于传统人工控制。

在装修阶段，我们有一系列机器人可以实现从呢子涂敷多打磨，地砖、墙转到地板的铺贴，以及最终墙面像乳胶漆的滚涂、喷涂，以及墙纸铺贴一系列的工具，他们作业的效率可以到人2—7倍，而且这里装修阶段很多机器人在施工不需要人参与，比如说室内喷涂机器人做乳胶漆喷涂，充好电可以连续作业4—6小时。让建筑工地没有居民区可以24小时作业，也可以大大提升整体施工速度，能让房屋以更高质量更快交到业主手里。

在地下车库包括厂房方面，我们研发了地平研磨和地平漆涂抹的工作，地平研磨也是非常辛苦的工作，特别是在地下室进行地平黏膜的时候。因为那时候没有装窗户，打磨粉尘可以被风带走，地下室没有通风设施，粉尘只能慢慢沉降，施工人员很容易患上尘肺病。通过机器人的施工，左边照片上机器人处在施工状态，大家可以看到灰尘都被易尘装置很好收集了起来，作业环境是非常干净整洁，而且施工的时候不需要人在场，也不会对人造成上海。地平区涂敷，通过现场自带激光雷达扫描都可以实现100%覆盖无人作业，可以大大减少化学挥发物对人体健康的伤害。

在外墙施工方面，是我内部研发里目标要求做到必须100%无人，100%覆盖机器人系列，通过外墙机器人研发，消除了建筑外立面施工人员的需求，这样人遇到强风叫天天不应，叫地地不灵的局面。

这是辅助机器人，测量机器人对建筑施工质量实测实量，保证房屋开间大小，墙面平整度、垂直度、天花水平度符合要求。另外在做墙砖铺贴的时候，我们通过测量机器人亚毫米精度的测量，先测量原始抹灰以后的墙面，哪个地方凹，哪个地方突，在墙面凸进去地方瓷砖胶多铺一点，在墙面凹的地方瓷砖胶多铺一点，最后保证瓷砖铺贴完美的平整度。

目前博智林建筑机器人在全国28个省市自治区批量商业应用，已经服务了超过550个项目，施工面积超过了1000万方。除了碧桂园集团内部工地，包括中建集团、中铁建工、特区建工等一系列企业合作，在他们工地进行相应批量应用。

为了做建筑机器人，我们在基础技术方面做了很多投入，包括视觉识别技术、感知技术、自动导航技术，我们在建筑场景内和自动驾驶也好、无人车也好、商超服务机器人也好，还是有不同挑战。比如说地面条件更复杂，我们本身最终装修完成之前，房间都是有高低差，而且房间不断地在变化。比如砌墙砖机器人通过激光雷达导航和定位，砌之前激光雷达扫描没有这些墙，砌完墙再出去地图发生非常大的变化，开发了一套自己自适应定位导航算法，解决这个问题。建设场景内，喷涂施工的时候会有油漆气溶胶对激光雷达造成比较大的影响，我们针对这个场景开发自主二维激光雷达，来实现在高度气溶胶以及烟雾环境下做到准确定位。

我们自研35公斤机械臂，也可以以140公斤非常低的自重达到35公斤的负载，这也是业界非常少见的。并且在整机方面，今年有五款机器人在科技成果评定中被评为综合技术水平国际领先，我们地砖铺贴机器人技术被评为国际领先水平。这次展会A区103展位有地砖铺贴机器人现场展示，也欢迎大家有时间过去批评指正。

建筑机器人是一个新的行业，面临新技术的挑战、政策上的挑战、标准上缺失，我们现在希望和产业链上下游，以及科研机构一起共同打造产业生态区，创造价值，合作共赢。

—— 刘震