布局建筑机器人的黄金节点已至,这些“器官”内都藏着行业机遇

工业领域前沿 2022-08-17

机器人建筑

2623 字丨阅读本文需 7 分钟

近日,广西住房和城乡建设厅印发《广西建筑业高质量发展“十四五”规划》,将推动智能化建筑机器人试点应用,在建筑工厂打造“机器代人”;进一步落实民用建筑节能目标责任制和考核评价制度。

今年7月份住建部发布《关于征集遴选智能建造试点城市的通知》,决定征集遴选部分城市开展智能建造试点,也重点提出推动建筑业向数字设计、智能施工、建筑机器人等方向发展。

碧桂园创始人、董事局主席杨国强也曾表示2022年开始全面实现机器人建房,当前,碧桂园正在积极推进建筑机器人试点项目。

与此同时,建筑业似乎一夜之间进入了数字化转型浪潮中。多数建企也开起了数字化管理之路,运用大数据、人工智能等算法,将工程施工全过程管理起来,以提高企业的管理效率、加强现场管理、加强成本把控。如工程管理SaaS软件的应用,大家都从自身角度,重点选择与自己匹配度搞得工程管理软件,有的专注于结果把控更是个建设方,有的选择广联达,从设计、造价入手成本把控。而更多地中小微建筑施工企业更看重过程管理,他们选择更倾向于阿筑,实名制记工记账、现场管理、标准化任务管理、现场签证等更加具体更注重施工全过程的工程管理软件。

建筑机器人时代:是赛道更是趋势

纵观我国建筑业发展历程,虽然在国民经济中占据重要地位,但“大而不强”的标签仍未能摘除,“危、繁、脏、重”一直是建筑行业数十年来的发展“痛点”。引进新技术,搭建精细化设计、精细化施工、精细化管理的现代建筑产业体系迫在眉睫。其中,更具标准化可能的建筑机器人成为关键的实施路径。

《“十四五”建筑业发展规划》提出,到2035年,“中国建造”核心竞争力世界领先,迈入智能建造世界强国行列,并明确要求大力推广装配式建筑,加快建筑机器人研发和应用。规划的出台更是为机器人行业发展注入强心剂。

在最近几年,建筑业机器人行业不断有新玩家涌入。查阅天眼查可以发现,建筑行业每年新注册的企业中,业务范围包括“机器人”的,数量从2018年的428家增长到2021年的964家,建筑机器人企业总量已超过4500家。

事实上,作为地产领军人物,碧桂园早在2018年便开始率先在建造方式上寻求突破,成立了博智林公司。抢占先机的布局,为博智林争取到了更多的时间投入研发和成长空间,能够以大幅领先的优势直面行业逐渐激烈的竞争环境。

博智林在研建筑机器人近50款,其中绝大多数机器人通用于现浇混凝土工艺与装配式建筑施工。目前已形成混凝土施工、混凝土修整、砌砖抹灰、内墙装饰等12个建筑机器人产品线。截至2022年2月,博智林已有21款建筑机器人投入商业化应用,服务覆盖25个省份超350个项目;累计交付超750台,累计应用施工超700万平米。

在商业化应用过程中,博智林屡屡实现自我突破。如今,博智林的智慧工地已在广东佛山顺德凤桐花园、人才房等多个项目正式落地,且所在的凤桐花园项目于2021年被确定为全国智能建造示范点。2022年1月底,凤桐花园作为博智林建筑机器人首个商业应用项目,已累计进场机器人35款70余台。业内认为,凤桐花园项目的成功不仅代表着博智林相关技术和产品的成熟度,更意味着博智林模式面向建筑行业进行普及推广的可行性。

建筑机器人已处于最佳播种期

从机器人行业的发展规律来看,为什么现在是建筑机器人早期投资的好时点?机器人在细分领域应用发展的三大核心推动力——第一,人力短缺且成本快速上升;第二,核心传感器、BOM成本快速下降;第三,细分行业自动化升级需求强烈,且机器人控制算法逐步稳定。由于行业、赛道发展阶段的不同,机器人在细分领域的落地应用呈现波浪式增长趋势。

机器人赛道最先成熟的是工业机器人,以大六轴机器人为代表,特别是汽车产业带动的机器人自动化浪潮,它的特点是场景结构化、标准化,机器人固定在特定的工位,高效、准确的完成工序,比如焊接、喷涂、打磨等。

该细分领域高端市场被海外“四大家族”(安川、KUKA、FUNAC、ABB)统治,中低端市场国内形成埃斯顿、埃夫特、新松、大族为代表的一批国产上市公司。2015年以来,伴随3C消费电子、医药等领域的扩张周期,工业柔性生产场景对自动化产生了巨大的需求,国内协作机器人迎来机会。经过5-6年发展,国内已经形成傲博、节卡、艾利特、珞石为代表的一批头部创业公司。

第二波机器人发展是移动机器人赛道,它的特点是机器人不固定,需要自动规划路径,做到精准移动、抓取、搬运。行业的发际是2012年Amazon收购KIVA,让移动AGV在物流场景大批量使用,大幅提升自动化搬运效率。

伴随国内电商、跨境电商仓储需求的爆发,2015年左右,国内移动机器人创业项目开始出现,2019年以来,随着激光雷达、视觉传感器的成本下降,以及场景算法的稳定,以GEEK+、快仓、海柔创新为代表的仓储机器人迎来了高速增长期。

随后,难度更高的、针对工业柔性物流场景的无人叉车、移动复合机器人也快速发展起来。同一时期,以普渡、擎朗、云迹为代表的服务机器人在海内外崛起,并伴随新冠疫情的出现迎来了快速增长。

这两波机器人发展的趋势,可以清晰看到三大核心推动力的共同作用。我们看到,在建筑机器人赛道,由于海外人力成本更高、传感器、算法能力更强,已经成长出Built Robotics、Dusty Robotics、Construction Robotics等一批优秀创业公司。

而国内人力短缺、成本快速上升,机器人BOM成本快速下降,两大条件已经成熟,同时建筑信息化、智能化的内生需求也非常强烈,就差控制能力和算法能力跟场景工艺适配,因此,一批早期创业公司专注到建筑机器人赛道开始探索行业的未来。

站在这个时间节点,就像AGV机器人在2015年的阶段、以及无人叉车、移动复合机器人在2019年的阶段,正是早期投资布局建筑机器人的黄金节点。

让建筑机器人更加“拟人化”

(1)建筑机器人的“大脑”:机器人管理软件

建筑机器人的“大脑”是规划工作和人机协作的核心。建筑机器人通过房屋建筑的数字化模型(BIM模型地图)理解现实的世界;机器人与机器人,机器人和人类是通过FMS机器人协同管理系统进行协作和指令的调配。工作人员通过5G无线传输远程操作机器人和人工配合完成打磨、喷涂等工作,实时监控工作完成的效率和质量。

博智林在项目首次完成“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机施工系统的验收(图片自博智林官网)

(2)建筑机器人的眼睛:AI路径规划、导航系统、机器视觉

导航系统、机器视觉就是建筑机器人的“眼睛”,让建筑机器人知道按照什么路径施工,如何走出直线,如何有效避开障碍。通过机器视觉对现场环境进行数据建模,然后根据AI算法构建路径规划,配合激光导航+SLAM系统可以在极度复杂的工地实现行动自如。

(3)建筑机器人的中枢神经:控制器

经验丰富的工匠厉害之处在于:孰能生巧的“手感”——这就是一种力度控制。建筑机器人手臂、各个关节都是控制器在下发指令控制,手臂末端的传感器和视觉相机获取的外部信号都会反馈给控制器,控制器会像中枢神经一样,快速做出反馈。

(4)建筑机器人的“手、脚”:伺服系统,轮系统

唯有机器人精度足够高,才能让机器人“指哪打哪,如臂使指”。高精度机器人都采用伺服电机驱动各个关节,伺服电机精度可达1个丝(1/10头发的直径0.01mm),采用高精度伺服电机驱动各个关节,才能有更好的施工效果。例如,博智林的地面整平机器人同建筑工人协作,工作业面平整度可达到(±5mm)的标准。

文章来源:机器人观察,36氪,阿筑

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