碧桂园博智林:建筑业数字化创新发展提速,做智能建造时代的引领者

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2021年是中国共产党建党100周年,也是“十四五”规划开局之年,我国将开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军。处于重要历史交汇点上的中国,人大代表建议和政协委员对两会建议、提案的内容则备受关注。
在此次两会中,全国政协委员、碧桂园集团董事会主席杨国强提交了《关于加快研发应用智能建造产品技术推动建筑业数字化转型的提案》(下称“智能建造提案”),并提出了三点建议:第一,大力支持建筑机器人及智能施工设备研发应用;第二,加快推进以BIM数字化技术为基础的产业互联网平台建设;第三,研究建立和完善智能建造标准体系及评价体系。
诚然,在房地产行业从“增量时代”向“存量时代”做全面创新升级的当下,加快研发应用智能建造产品技术,推动建筑业数字化发展,将很大程度提升行业的运营效率,解决行业安全问题的同时,解决行业“招工难,用工荒”等日益剧增的问题。
智能建造政策陆续出台,智能建造时代即将来临
近几十年时间里,虽然自然科学与工程技术领域的革新不断,但建筑施工的业态形式却始终没有出现显著的变化。建筑行业是世界上数字化、自动化程度最低的行业之一。科研创新和新技术的投入不到总收入的1%,建筑业数字化发展任重道远。
当前,我国建筑行业大而不优,多数企业还停留在“搬砖头、扎钢筋、浇混凝土、装模板”的水平,先进水平的工艺技术和工程技术整体应用程度偏低,而且无法从根本上解决施工安全问题,“招工难”“用工荒”现象随着社会人口老龄化的来临也在不断加剧。
据统计,2019年,农民工历年年龄结构中,占比最大的是30-40岁,占比为26%,较2008年的24%,提升了2个百分点;其次是41-50岁与50岁以上,占比均为25%,较2008年分别同比提升了6个百分点及14个百分点;紧随其后的是21-30岁,占比为23%,较2008年,同比下滑了12百分点;最后为16-20岁,占比为2%,较2008年,同比下滑9个百分点。
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从统计数据中就不难发现,建筑业对年轻一代丧失了吸引力,现在主力军为平均年龄接近50岁的老建筑工人。传统建筑业属劳动密集型行业,随着人口红利逐渐退去,过去主要凭借丰富而廉价的劳动力实现规模扩张的方式将无以为继,建筑业亟需找到新的突破口,提高人效、降低成本,实现行业可持续发展。在此背景之下,拓展数字技术、智能手段赋能建筑业创新升级变得迫在眉睫,强化以技术创新为核心的竞争力,已经成为建筑业可持续发展的必然选择,智能建造将是大势所趋。
面对建筑业日益增加的行业性问题,近些年,我国深入实施创新驱动发展战略,出台系列积极利好政策,明确、鼓励发展智能建造,促进建筑业高质量发展,打造具有国际竞争力的中国建筑品牌。
早在2014年,习近平总书记在两院院士大会上指出,“机器人革命”将创造数万亿美元的市场。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。我们不仅要把我国机器人水平提高上去,而且要尽可能多地占领市场。
到了这两年,国家及相关部委先后颁发多个指导性文件,加速建筑业改革发展和创新升级。2020年政府工作报告提出,要持续推动制造业升级和新兴产业发展,发展工业互联网,推进智能制造,打造数字经济新优势。2020年下半年,智能建造政策更是密集出台。2020年7月,住建部等13部委联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,指出要以大力发展建筑工业化为载体,以数字化、智能化升级为动力,创新突破相关核心技术,加大智能建造在工程建设各环节应用,形成全产业链融合一体的智能建造产业体系。
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2020年8月,住建部等9部门联合印发意见,提出要加快新型建筑工业化发展,带动建筑业全面转型升级,打造具有国际竞争力的中国建筑品牌。2020年12月,住建部在全国住房和城乡建设工作会议指出,加快发展“中国建造”,推动建筑产业转型升级。加快推动智能建造与新型建筑工业化协同发展,建设建筑产业互联网平台。完善装配式建筑标准体系,大力推广钢结构建筑。深入实施绿色建筑创建行动。
“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’是我国建筑业发展的大势所趋。”中国建筑业协会副会长刘锦章表示。当下,新基建加速数字化、智能化与建筑施工现场深度融合,促进传统建造方式升级,提高项目管理和生产效率,将助推我国建筑产业现代化进入“快车道”。
不可否认,随着我国深入实施创新驱动发展战略,智能建造势必将给建筑行业带来深刻变革,亦是建筑业实现高质量发展的必然选择。从投资角度来看,建筑机器人和智能建造体系有着广阔的发展空间,提前布局者有望成为政策红利及市场增量机遇的最主要受益者。
智能建造时代下:碧桂园博智林成智能建造领军者
目前,在智能建造市场领域,处于领先位置包括有碧桂园、金地、万科、绿地等大型品牌房企。其中,碧桂园在建筑机器人领域,已经走在了全国乃至世界智慧建造和建筑机器人领域的前列。
成立于2018年7月的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”),集中力量研发、生产及应用建筑机器人,推进应用新型装配式建筑体系,同时以BIM(建筑信息模型)数字化技术为基础构建建筑产业互联网平台,创新运用新型施工组织方式,将自主研发的建筑机器人大规模、系统性地应用于建筑施工大部分环节,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、成本等要素的智能建造。
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仅用两年半时间,博智林就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。
博智林坚持对建筑机器人五大核心系统全自主研发,自动导航系统、面向建筑场景的视觉算法、自研激光雷达等多项产品和技术的先进性得到实际应用验证,导航融合模块、激光位移传感器、智能视觉传感器等填补了世界建筑机器人领域的空白。
此外,博智林自研的激光雷达使用自主可控的技术在测量距离、多回波检测、重复精度等指标上都达到了行业领先水平。例如,自主研发的六轴协作机械臂,在大自重比下,具备国内领先的碰撞检测、零力控制能力,保障了人机协同工作的安全与高效。还有自研的混凝土修整机器人产品线多机协作施工模式,通过自研多机调度系统,实现了建筑室内墙面、天花修整及螺杆洞封堵等多种机器人的协同全自动施工作业。这种通过智能的调度算法,解决了多台机器人联合作业路径规划的问题,在全球首次实现了建筑场景下多机器人协同的解决方案。
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博智林——混凝土施工机器人产品线-(抹平)图
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3,042项,其中发明专利2,161项;已获专利授权984项,其中发明专利262项,在关键领域拥有一批自主核心技术。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,其中绝大多数机器人可同时适用于现浇混凝土工艺与装配式建筑施工。
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值得注意的是,博智林研发生产的建筑机器人产品从一上线开始,就依托碧桂园丰富的地产项目资源投入到严格的工地测试应用环节。目前已有一大批建筑机器人产品真实应用于工地作业现场,部分场景实现了少人化或无人化施工作业,产品和技术的先进性在工地实际应用中得到充分验证。
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2021年2月初,住房和城乡建设部发布《关于同意开展智能建造试点的函》,确定上海市、重庆、广东三地的7个项目将开展智能建造试点工作,要求围绕建筑业高质量发展,以数字化、智能化升级为动力,创新突破相关核心技术,加大智能建造在工程建设各环节应用,提升工程质量安全、效益和品质,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。碧桂园的佛山顺德凤桐花园项目就位列其中,这是博智林建筑机器人首个商业应用项目,也是目前国内唯一真正引入建筑机器人且批量应用于工程建造过程的试点项目。
除了是智能建造的践行者,博智林还是行业的引领者。2020年11月,广东博智林机器人有限公司受邀联合中国建筑标准设计研究院等单位联合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(CECS),这也是我国首个专注于建筑机器人及智能建造的标准化机构。
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。此外,博智林机器人还承担了《建筑机器人研发及现场应用示范》《基于数字孪生技术的装配式智能施工平台研发及应用示范》等住建部科技计划项目,同时参与了《基于建筑信息模型和人工智能技术的建筑机器人研究与应用示范》等项目,为建筑行业十四五规划内容提供建议,为推动我国建筑行业向智能建造加快创新升级贡献经验智慧。
结语:
近年来,“智能建造”不断在两会工作报告中被提及,相关政策也加速出台,这势必会加快智能建造与建筑工业化协同发展,进而全面推动建筑工业化、数字化、智能化升级,提升建筑行业核心竞争力。碧桂园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,未来具有广阔的发展空间。
文:沈大班