原标题:从“建筑”到“智力创造”,碧桂园用高科技推动建筑行业的技术革命
杨国强认为,要突破建筑行业的瓶颈,解决生产效率低、施工质量参差不齐、“招聘难”、“用工荒”等问题,改变行业生产方式势在必行,而建筑机器人和智能建筑设备的研发和应用将承担破解难题的重任。
3月5日,李克强总理在政府工作报告中指出,“十四五”期间,经济发展的重点将放在实体经济上,促进产业基础升级和产业链现代化,保持制造业比重基本稳定,改造和升级传统产业,发展和壮大战略性新兴产业,促进服务业繁荣发展。整体推进传统基础设施和新基础设施建设。加快数字发展,创造数字经济新优势,共同推进数字产业化和产业数字化转型,加快数字社会建设步伐,提高数字政府建设水平,营造良好的数字生态,建设数字中国。
“传统产业转型升级”为“中国制造”向“中国制造”的飞跃指明了方向。作为出席九届全国人大的CPPCC委员,碧桂园董事局主席杨国强对此深有感触。在今年提交的《关于加快R&D和智能建筑产品技术应用促进建筑业数字化转型的建议》中,他充分阐述了通过智能建筑与建筑产业化的协调发展,促进中国建筑业优质发展,引领中国建筑技术走在世界前列的思路和愿景。
杨国强认为,要突破建筑行业的瓶颈,解决生产效率低、施工质量参差不齐、“招聘难”、“用工荒”等问题,改变行业生产方式势在必行,而建筑机器人和智能建筑设备的研发和应用将承担破解难题的重任。
事实上,碧桂园一直在用行动和高科技力量推动传统建筑业的升级。2018年7月,碧桂园集团全资子公司广东博智林机器人有限公司(以下简称“博智林”)专注于R&D建筑机器人的生产和应用,推广新型预制建筑系统的应用,构建基于BIM(建筑信息模型)数字技术的建筑行业互联网平台。创新使用新的施工组织方法,将自主研发的施工机器人大规模、系统地应用到施工的大部分方面,使机器人能够像人类一样智能地工作,
中国建筑业协会副会长刘表示:“数字化转型是推动建筑业高质量发展的重要途径。从‘中国制造’到‘中国制造’是中国建筑业发展的大趋势。”
建筑业的转型升级已经到来
中国是一个建筑大国,拥有世界上最大的建筑市场。2020年,建筑业约占中国GDP份额的26%,签约金额达到5955.77亿元,同比增长9.3%;中国建筑业新签合同325174亿元,比上年增长12.4%。
与巨大的市场容量不匹配的是,从事建筑业的农民工老龄化严重,年轻劳动力从事建筑业的意愿持续下降。国家统计局发布的《2019年农民工监测调查报告》显示,2019年我国农民工总数为2.9077亿人,农民工平均年龄为40.8岁,比上年增长0.6岁;其中,50岁以上农民工比例为24.6%,比上年提高2.2个百分点,近五年来比例逐年上升。此外,根据国家统计局的数据,2020年中国农民工总数将为2.856亿,比上年下降1.8%。传统建筑行业是劳动密集型行业。随着人口红利的逐渐下降,过去主要依靠丰富廉价劳动力的规模扩张方式将难以为继。
同时,建筑行业是世界上数字化和自动化程度较低的行业之一。相关数据显示,自1945年以来,与制造业、零售业和农业的生产率相比,中国建筑业的生产率几乎没有提高;科研创新和新技术投入不到总收入的1%,建筑行业的数字化转型任重道远。
中国工程院院士丁烈云表示,目前我国建筑业大而不优,大部分企业仍停留在“搬砖、扎钢筋、浇筑混凝土、安装模板”的水平,先进技术和工程技术整体应用水平较低。“中国建筑业创造了许多世界第一,但也面临着产品性能差、资源浪费大、安全问题突出、环境污染严重、生产效率低等问题。”
目前,传统建筑行业面临诸多制约。在数字产业的背景下,迫切需要一场深刻的变革。无论效率、质量、安全还是成本,机器人都是最佳选择。“机器人正在积聚汹涌的力量,未来的发展潜力是不可想象的。”建筑工人杨国强在不同场合表示,他希望建筑过程中沉重、重复和危险的部分可以由机器人完成。“一是符合我们对零伤亡和安全的追求,二是可以提高我们的素质,三是可以提高我们的效率。”
目前,在人工智能、大数据、机器人等新技术的推动下,第四次产业革命正在不断深化,科技创新正在重塑全球经济结构。在中国,机器人正处于创新突破的重要关头,相关技术的不断突破将进一步增强包括建筑行业在内的传统行业的权能。随着投资的增加和积极探索,智能建筑已成为世界主要建筑国家的前沿。特别是建筑机器人具有广阔的应用前景和巨大的市场,已经成为全球建筑行业关注的焦点。
住房和城乡建设部建筑市场监督司副司长廖玉平表示,我国在架桥机、建筑机械等通用建筑机械和智能建筑设备的研发和应用方面取得了显著进展,但建筑机器人在构件生产和现场施工中的应用仍处于起步阶段,尚未实现大规模应用。
近年来,国家和有关部委发布了几份加快建筑业改革、发展、转型和升级的指导文件。2020年7月,住房和城乡建设部等13部委联合发布《关于促进智能建筑与建筑产业化协调发展的指导意见》,指出要以大力发展建筑产业化为载体,以数字化、智能化升级为动力,创新突破相关核心技术,加大智能建筑在工程建设各个环节的应用,形成整合整个产业链的智能建筑产业体系。2020年8月,住房和城乡建设部等9部门联合发布意见,提出加快新型建筑产业化,带动建筑业整体转型升级,打造具有国际竞争力的中国建筑品牌。
建筑机器人行业的领导者
碧桂园作为房地产行业的龙头,其房地产开发业务与建筑业息息相关,对建筑业转型升级的紧迫性有更深的认识。截至2020年6月底,碧桂园在mainland China共签约或退市2662个项目,覆盖mainland China 31个省/自治区/直辖市,行业排名第一,2020年在建面积约3亿平方米。
因此,提高建筑行业的生产力,改变落后粗放的经营模式,不仅是碧桂园自身发展的客观需要,也是集团促进行业发展进步的社会责任。“过去是工人在工地上走来走去,未来是机器人在工地上走来走去,我们像生产汽车一样在工地上生产我们的房子”,这是杨国强对古代建筑行业最大的期待。
自2018年7月博智林机器人有限公司成立以来,杨国强为建筑机器人事业倾注了巨大的精力和热情,带领团队克服技术难题,取得了良好的效果。截至今年2月底,博支林拥有员工7000余人,其中R&D人员4000余人,平均年龄30.2岁,包括大量来自国内外知名高校的土木、机器人、人工智能、数字化等领域的优秀人才。
短短两年半时间,博支林实现了从自主研发、小批量生产到工程试验、工程服务、批量商业化的施工机器人,并进行了全面的端到端规划和实践,构建了完整的全周期闭环。到目前为止,博支林是世界上第一家尝试用机器人大规模、系统地完成施工过程的企业,已经成为全球领先的智能建筑和建筑产业化解决方案提供商。
据报道,由于工作环境恶劣、场景不同、施工面复杂,施工机器人对核心部件和核心算法的要求与工业机器人和其他产品有很大不同。针对工程机器人的伺服、传感器、导航、视觉和软件五大核心系统,博投入大量人力物力实现全覆盖自主研发,其中基于模糊自适应的运动控制算法、智能视觉传感器、机器人集群作业规划调度系统和工程机器人作业仿真系统填补了世界工程机器人领域的空空白。
同时,自主研发的激光雷达突破了国外专利技术封锁,采用自主可控技术,在测量距离、多回波探测、重复精度等指标上达到行业领先水平;自主研发的六轴协同机械手具有国内领先的碰撞检测和零力控制能力,保证了人机协同工作的安全性和高效性。混凝土饰面机器人生产线多机协同施工模式,通过自主开发的多机调度系统,实现了建筑室内墙面、吊顶饰面、螺丝孔封堵等各种机器人的协同全自动施工作业。通过智能调度算法,解决了多机器人联合作业路径规划问题,首次在世界范围内实现了建筑场景中多机器人协作的解决方案。此外,博支林在建筑质量智能评估、建筑大数据管理、智能建筑工地监管等领域实现了从0到1的重大突破。
截至2021年2月26日,博支林研究了近50个建筑机器人和智能产品,提交有效专利申请3042件,其中发明专利2161件;获得984项专利,其中发明专利262项,拥有一批关键领域的自主核心技术。目前,博智林已经形成了12条施工机器人产品线,包括混凝土施工、混凝土饰面、砌砖抹灰、内墙装饰,其中大多数机器人既可以应用于现浇混凝土技术,也可以应用于装配式建筑施工。
2020年11月,博七款产品荣获中国设计红星大奖。红星奖是目前中国最具权威和影响力的设计奖项,被誉为“中国唯一具有国际影响力的设计奖项”。在此之前,博·支林还获得了1项德国IF奖、14项州长杯奖、4项市长杯奖和1项金芦苇奖,得到了业界的广泛认可。
博研发生产的建筑机器人产品依托碧桂园丰富的房地产项目资源,从一线开始投入严格的现场测试和应用。目前,大量施工机器人产品已经应用到施工现场,部分场景实现了较少的人性化或无人化施工作业。产品和技术的先进性在施工现场的实际应用中得到充分验证。
今年2月初,住房和城乡建设部发布《关于同意开展智能建筑试点的函》,确定上海、重庆、广东等7个项目开展智能建筑试点工作,要求围绕建筑业高质量发展,以数字化、智能化为动力,创新突破相关核心技术,加大智能建筑在工程建设各个环节的应用,提高工程质量、安全、 效率和质量,探索一套可尽快复制和推广的智能建筑开发模式和实施经验。 其中佛山顺德凤桐花园项目就是其中之一,这是博智林施工机器人的第一个商业应用项目,也是国内唯一引进施工机器人并在工程施工过程中批量应用的试点项目。