中国智能建造科技来了！博智林建筑机器人批量投入商用引关注

在广东顺德碧桂园凤桐花园项目工地上，一台粉红色“高个子”智能随动布料机矗立在施工作业面上，这个项目所有楼栋的标准层都是这款机器人泵出的混凝土浇筑而成的，累计作业量已超过2.2万立方米；在8号楼一层通道处，楼层清洁机器人迎面缓缓而来，自动执行施工现场小石块与灰尘清理工作，所过之处地面变得洁净如新……

今年2月初，住房和城乡建设部在全国范围内确定了7个智能建造试点项目，要求加大智能建造在工程建设各环节应用，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。凤桐花园项目位列其中，这是碧桂园集团全资子公司广东博智林机器人有限公司（简称“博智林”）首个建筑机器人商业应用项目，也是目前国内唯一引入建筑机器人并批量应用于工程建造过程的试点项目。人和建筑机器人相互协同造房子，这种有些“科幻”的场景，在这个工地上已成为现实。

图片来源：碧桂园

混凝土布料、地面研磨、墙面喷涂……“机器人建房”梦想照进现实

中国拥有世界上最大的建筑市场，建筑业是我国国民经济的支柱产业，2020年约占我国GDP份额的26%左右，但整体大而不优。中国工程院院士丁烈云就曾表示，我国建筑业创造了诸多世界第一，同时也面临着产品性能欠佳、资源浪费巨大、安全问题突出、环境污染严重、生产效益低下等问题。同时，现今从事建筑行业的农民工老龄化严重，用工荒、用工成本上升等问题持续加剧。

建筑行业亟需寻找实现高质量、可持续发展的突破口。当前机器人正处于创新突破的重要关口，相关技术的不断突破将进一步赋能传统产业，包括建筑行业。让“机器人建房”，繁重、重复、危险的部分工作由机器人来完成，这是不少行业人士的一大梦想。碧桂园集团董事会主席杨国强就曾多次表示：“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，我们要像生产汽车一样在工地生产我们的房子。”

博智林公司目前有7000多名员工，其中研发人员4000多名，包括一大批来自国内外的土木工程、机器人、人工智能、数字化等领域的优秀人才。公司成立两年多来，与清华大学、香港科技大学等知名高校开展产学研项目、人才联合培养、项目联合申报等方面合作，与华为、达索、埃森哲等知名企业合作共建特种机器人产业生态。

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；已获专利授权984项，其中发明专利262项。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，适用于大多数现浇住宅、PC装配式住宅、工厂、公共建筑等建筑类型。针对市面上缺少建筑机器人行业可用的核心零部件的现状，博智林坚持核心技术自主研发，深耕机器人伺服、传感器、导航、视觉、软件五大核心系统，其中基于模糊自适应的运动控制算法、智能视觉传感器等填补了世界建筑机器人领域的空白，自研的激光雷达多项指标达到行业领先水平。

博智林机器人公司相关负责人介绍，建筑机器人施工相比人工具有独特的优势，标准化施工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。比如，外墙喷涂机器人可用于高层住宅或商业建筑外墙面的自动喷涂作业，没有传统作业的高坠风险，最大喷涂效率可达300m2/h，安全又高效。

“扬尘少了很多，磨得快，还很干净！”在凤桐花园地下车库作业现场，一名工人在平板电脑上一键下发任务，高约1.7米的地坪研磨机器人随即开启自主作业，遇到柱子等障碍无需人工干预即可自动转向，地面在下方磨盘打磨下很快变得光滑如镜面，沙尘被全部收进后方的集尘袋中，再也看不到灰尘弥漫的场景。据介绍，以1000㎡施工面积计算，传统施工需要3-4名工人连续工作8小时才能完成，但采用地坪研磨机器人只需要1个人，7个小时即可完工，效率提升近3倍。

依托碧桂园丰富的应用场景，博智林建筑机器人产品在研发过程中通过严格的工地测试应用不断迭代完善，过程繁复而艰辛。博智林混凝土施工机器人产品线负责人曲强博士，在产品研发过程中曾长时间跟团队成员泡在工地，在广东夏日烈日暴晒下变成了大家口中那位“黑黑的博士”，胳膊上的“熊猫手”让人印象深刻。

“工地的环境复杂多变，没有任何经验借鉴，也无法预测，我们只能泡在工地上请教经验丰富的施工工人，搞清每道工序背后的原理，经过无数次试验，才能做到让机器人灵活自主应对工地复杂的现场情况。”曲强说。

去年9月25日，首批9款43台建筑机器人在顺德碧桂园凤桐花园项目举行交接仪式，以建筑机器人为核心的人机协同作业施工体系正式在一线投入使用，开启实战模式。截至目前，凤桐花园项目已累计进场各类机器人20多款50余台。

截至2021年2月，公司已有28款建筑机器人及智能产品进入工地测试，并有18款机器人在佛山凤桐花园、海口国兴安居房（PC装配式项目）、万宁兴隆湖畔二期（PC装配式项目）等超过15个项目中开展商业化试点应用，累计应用施工达80万㎡，“机器人建房子”引领的建筑行业革命正在到来。

推进全周期信息化、数字化，搭建先进的智能建造整体解决方案

凡是进过建筑工地的人们，对于繁杂的工序、复杂的现场、粗放的管理会有直观的感受。在如此复杂的空间里，让机器人像人类一样智慧地工作，实现兼顾效率、质量、安全、环保、成本等要素的精益建造，用“比登天还难”来形容也不算夸张。即使研制出了聪明的建筑机器人也未必能达到目的，如何通过信息化、数字化技术将不同的建筑机器人与施工环节一一匹配，并且系统整合起来完成整栋楼的施工任务，才是重中之重。

凤桐花园项目通过BIM数字化系统应用，结合物联网、云计算、大数据技术，采用无人机、BIM集成设计优化、BIM协同平台等7大类产品21项应用，把建设一栋楼的每一道工序细化拆分，实现建筑工程项目全生命周期的智能化和信息化，实现建造方案可视化、项目管理数字化，提高建造过程的安全性以及建筑的经济性、可靠性。

在项目智慧指挥中心，工作人员面对大屏幕点击鼠标，项目任一楼栋、任一楼层、任一位置的工程细节都能以平面或三维视图来直观呈现，能远程监控任一项目工地上建筑机器人的实时状态，并远程对机器人下发工单。

作为全球首家尝试大规模、系统性地研发及应用机器人来提升建筑工业化水平的企业，博智林通过两年半时间的全力奔跑，公司已经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，成为全球领先的智能建造与建筑工业化整体解决方案提供商。

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：“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。”

推动世界建筑科技发展，贡献智能建造的中国方案

当前，科技创新正在重塑全球经济结构。机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、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。智能建造与建筑工业化协同发展，代表了建筑业高质量发展方向，已经成为世界建筑业大国不断加大投入、积极探索的最前沿领域，特别是建筑机器人应用前景广阔、市场巨大，已经成为全球建筑业的关注热点。

不过，全球智能建造整体水平仍处于起步阶段。业内专家介绍，日本、澳大利亚、韩国、美国等发达国家在建筑机器人方面取得了单点研发和小批量试用部分成果，但均未实现建筑全周期、系统化应用的目标。国家住建部建筑市场监管司副司长廖玉平表示，我国建筑机器人应用也还处于起步阶段，还没有实现大规模应用。

博智林在建筑机器人、智能建造方面的布局探索，很好地契合了国家战略、行业趋势和市场需求。同时，碧桂园已有29年房地产开发建设经验和2000多个项目，2020年在建面积约3亿平方米，此外还有拥有行业少有的全产业链资源优势，这都为建筑机器人提供了丰富的落地试验应用场景。

作为智能建造的引领者，2020年11月，博智林受邀与中国建筑标准设计研究院等单位发起成立中国工程建设标准化协会建筑机器人专业委员会，开展建筑机器人相关标准的编制、建筑机器人标准体系的构建等工作。截至目前，博智林已主导编制了《智能施工升降机》、《外墙喷涂机器人》2项团体标准，并经广东省建设科技与标准化协会发布；主导编制的《自升造楼平台》、《建筑工程智能清洁机器人》、《建筑工程室内实测实量机器人》等团体标准正在审查或立项中，为行业转型升级贡献经验智慧。

近日，全国政协委员杨国强在全国“两会”上提交提案，呼吁国家大力支持建筑机器人及智能施工设备研发应用，支持相关核心零部件和关键技术的重点攻关；加快推进以BIM数字化技术为基础的产业互联网平台建设，融合应用传感器网络、低功耗广域网等技术，全面提升智能建造信息化水平；研究建立与智能建造相匹配的产品、施工、设计BIM集成设计等标准体系，为推进智能建造提供全面的技术支撑，推动行业转型升级。

党的十八大以来，我国大力推动机器人科技研发和产业化进程，国家也出台多项利好政策，新基建加速数字化、智能化与建筑施工现场深度融合，我国建筑产业现代化正进入“快车道”。中国建筑业协会副会长刘锦章表示，数字化转型是推动建筑产业高质量发展的重要途径，从“中国建造”走向“中国智造”是中国建筑业发展的大势所趋。