5大场景-移动机器人建筑行业应用现状分析

日期:2023-11-21     来源:新战略    作者:新战略    浏览:3282    
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核心提示:搬运、巡检、辅助施工、清洁……
在自动化浪潮中,机器人技术迅速涌入各行各业,在推动行业转型升级的同时,也孕育着新的需求。近些年,移动机器人也开始在建筑行业中崭露头角,为工地注入了新的活力。

建筑业智能化转型在即

建筑业是全球经济中最大的行业之一,也是自动化和数字化转型步伐最为缓慢的行业之一。初期的巨额投资、复杂的实施过程、高昂的沟通成本以及缺乏特定的建筑工具等,共同导致了建筑行业自动化进程的迟滞。

然而,随着劳动力结构的变化,人口老龄化对建筑业等劳动密集型产业的影响逐渐显现。根据国家统计局的数据,中国建筑工人数量在七年间减少近1000万人,21岁至30岁的建筑工人比例逐年减少,50岁以上建筑工人的比例逐年增多。这一趋势不仅导致了建筑行业的劳动力短缺,由于工人年龄的增长,工伤的发生概率也在相应提高。因此,人们迫切需要一种能够介入这些危险性任务并填补劳动力缺口的解决方案。

在此背景下,机器人在建筑工地上的应用将成为解决途径之一。这些机器人的优势显而易见:它们能够显著降低人力成本和风险,提高工作效率和生产力,并实现工地的自动化和智能化。
尽管自动化技术在建筑业的发展相对缓慢,但其在建筑业数字化转型中发挥主要作用的时机已经成熟。在企业、政府和学术界的共同努力下,自主移动机器人已经在建筑、砌筑、拆除、基础设施等各个领域得到了应用,为建筑行业的未来带来了无限的可能性。

工地智变,移动机器人的五大应用场景

移动机器人在建筑工地上的应用正迅速改变着传统施工模式。目前,移动机器人在建筑工地上主要有五大应用场景:

1.智能搬运及配送

移动机器人能够在工地上运送材料,如砖块、水泥和其他建筑材料等,减轻工人的负担并提高效率。由加拿大公司Clearpath Robotics开发的Husky机器人,被广泛应用于建筑工地上的物流运输任务。它能够携带重型建筑材料和设备,通过自主导航系统按照预定路径运输,全程无需人工干预。


Husky机器人

近期的湖南建工集团麓山实验室项目中,行深智能无人车被用于在工地上运送文件、材料和工具,工人只需用手机下达指令,无人车就会根据指定路线或智能规划路线进行运送,极大地提高了工地操作的便捷性。


行深智能无人车

2.智能巡检

机器人可在工地上执行定期的安全巡检,监控设备状态和工作环境,以确保建筑现场的安全。波士顿动力的四足机器人Spot就是一个例子,它常常被用于在建筑工地进行安全巡检和监测工作,并收集相关数据,以促进施工流程和安全管理。


Spot机器人在工地

此外,还有公司开发的安防巡检机器人可以24小时不间断地在指定区域里面进行巡逻执法,机器人配备了可见光摄像机、红外摄像机、气体传感器等检测设备;在提供稳定的视频监控画面的同时,智能分析基于图像识别技术,集成模式识别算法和实现人脸识别,安全帽佩戴识别、反光衣穿戴检测、工服检测、危险区域检测识别、车辆识别、入侵检测等,发现异常情况及时预警,实现安全预警。

3、智能测量

运用传感器和地图技术,移动机器人能够扫描土地表面并绘制地图,为后续施工提供精准的数据。中建八局三公司与南京工业大学合作研发了一款自行走建筑智能测量机器人,它能够基于BIM模型实现自动寻径,并将BIM模型与现场坐标系进行智能匹配,选择最佳坐标对房间信息进行全方位测量。碧桂园也有相关产品。


自行走建筑智能测量机器人


碧桂园测量机器人

4.辅助施工

移动机器人还可用于辅助施工工作,比如提供组装辅助和简单施工任务执行。在这一方面,碧桂园无疑是走在行业前列的,截至2022年4月底,碧桂园集团全资子公司博智林机器人公司已有21款建筑机器人投入商业化应用,其中包括混凝土天花打磨机器人、地面整平机器人、测量机器人、喷涂机器人等多种不同类型的机器人,极大地提高了施工效率。



此外,中建八局自主研发的多种建筑机器人及“苍穹”系统也已投入一线实战,包括橡塑保温板下料机器人、焊接机器人及工装、安装管道螺纹连接自动拧紧机具、智能抹灰机器人等,实现了施工过程的高度智能化和自动化。


瑞士苏黎世联邦理工学院研发了可以自动绑扎钢筋的机器人 in-situ fabricator robot,工程师只需使用设计好的模型数据进行预编程,之后该机器人将自动构建框架。


in-situ fabricator robot

美国GILBANE公司去年开始使用一些移动机器人来提升工作效率,机器人四处行驶并使用360度相机收集图像,然后,办公室的工程师和经理调出这些图像,并与GILBANE在计算机上的建筑信息模型进行并排比较,以确保工作准确无误。当前,该公司的移动机器人车队有30台机器人,包括轮式和履带版本。每台机器人续航六个小时,并且可以将停在最近的基地自主充电。


GILBANE公司应用的移动机器人

5.维护和清洁

机器人可以在工地上进行定期清洁和维护,确保设备和环境的良好状态。以色列公司天际线机器人研发的OZMO是一种专为玻璃清洁而设计的机器人,它能够自动爬升和清洗建筑外墙的玻璃。


以色列公司天际线机器人研发的Ozmo

此外,碧桂园楼层清洁机器人可以在施工现场自动执行工作,清理小石块和灰尘,所过之处地面变得洁净如新。


碧桂园楼层清洁机器人

构筑未来,移动机器人在建筑业的发展潜力

中国作为建筑大国,拥有全球最大的建筑市场。近年来,中国在建筑机器人研发领域持续发力,但大部分技术专利还在研发阶段。与此同时,从全球市场来看,目前至少有10个国家已涉足建筑机器人的开发,其中,美国拥有较多的建筑机器人初创企业,产品类型多样,且产品商业化进程较快,在建筑机器人行业处于领先地位。

对于国内在移动机器人在建筑行业的未来发展,住建部在2022年发布的《“十四五”建筑业发展规划》中指明了方向。规划中明确强调要加强新型传感、智能控制、多机协同、人机协作等建筑机器人核心技术的研究,同时制定关键技术标准,形成一批建筑机器人标志性的产品。此外,规划还鼓励积极推进建筑机器人在生产、施工、维保等环节的典型应用,重点推进与装配式建筑相配套的建筑机器人应用,以辅助和替代那些“危、繁、脏、重”施工作业。我国建筑机器人行业正由萌芽期迈向成长期,企业数量逐渐增多,行业标准逐步确立,相关政策法规等辅助配套也开始落地。

未来,建筑业的持续发展将取决于多种形式的自动化。从数据收集和分析,到现场实地施工,再到后期安全维护,移动机器人的角色将变得愈加关键,它们不仅是简单的施工工具,更是建筑领域智能协作的先锋。随着科技的飞速发展和机器人技术的日益成熟,自主移动机器人在建筑领域的应用将迎来更为广泛和深入的拓展,我们将目睹机器人在协同作业、智能决策等方面的更为出色的表现。

可以看出,伴随着技术的不断成熟,移动机器人的应用范围正在不断扩大。2023年12月12-14日,由CMR产业联盟主办的“2023年中国移动机器人(AGV/AMR)产业发展年会”将重磅开启,届时,移动机器人行业产业链上下游企业将共聚一堂,探讨更多移动机器人新技术以及新应用。
 
标签: 移动机器人
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