世界機(jī)器人聯(lián)合會(huì)發(fā)布最新數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)機(jī)器人密度達(dá)到322臺(tái)/萬(wàn)人。在汽車制造、手機(jī)組裝、電動(dòng)車焊接、陶瓷噴涂噴油等工序中均大量使用機(jī)器人，大幅度提升了生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品良品率，降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度。如今，中國(guó)企業(yè)開始向工況環(huán)境更為復(fù)雜的建筑行業(yè)進(jìn)軍，碧桂園這樣的房地產(chǎn)企業(yè)正采用智能化、數(shù)字化的技術(shù)大力推廣建筑機(jī)器人的應(yīng)用和普及。

一、傳統(tǒng)建筑行業(yè)向智能化、數(shù)字化領(lǐng)域發(fā)展

1991年，中國(guó)建筑行業(yè)進(jìn)入“甩圖板”階段，設(shè)計(jì)師拋棄了傳統(tǒng)的手繪圖紙，開始使用CAD軟件進(jìn)行二維平面繪圖。如今，基于BIM建筑數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了建筑三維模型建設(shè)，我們可以在3D仿真建筑模型中詳細(xì)查看建筑墻體、車庫(kù)、機(jī)電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、以及每一個(gè)樓層、甚至每一個(gè)房間的具體結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，在施工各環(huán)節(jié)，工作人員都可以借助數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行模擬、協(xié)調(diào)溝通，從而提高協(xié)作效率和施工質(zhì)量。

建筑數(shù)字化發(fā)展歷程

并且，碧桂園已經(jīng)不再滿足于建筑數(shù)字化的簡(jiǎn)單呈現(xiàn)，已經(jīng)開始將自研的BIM建筑數(shù)字化系統(tǒng)作為智慧大腦，指揮建筑工地中的數(shù)十臺(tái)建筑機(jī)器人完成搬磚、混凝土地面磨平、貼墻磚、外墻涂料噴涂等工作，打造了數(shù)字建造時(shí)代的BIM數(shù)字化+建筑機(jī)器人兩大核心競(jìng)爭(zhēng)高地。

二、數(shù)字化建筑時(shí)代的兩大科技高地

機(jī)器人只能讀懂?dāng)?shù)字信號(hào)，該如何同時(shí)指揮數(shù)十臺(tái)建筑機(jī)器人高效率、高質(zhì)量地完成工作呢？這在2021年之前并無(wú)行業(yè)先例。2021年底，碧桂園集團(tuán)旗下全資子公司廣東博智林機(jī)器人有限公司（以下簡(jiǎn)稱“博智林”）在汕頭首次完成“BIM+FMS+WMS+建筑機(jī)器人”多機(jī)施工系統(tǒng)的驗(yàn)收。接下來(lái)，我們?cè)敿?xì)說(shuō)說(shuō)碧桂園是如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人蓋房子的。

博智林在項(xiàng)目首次完成“BIM+FMS+WMS+建筑機(jī)器人”多機(jī)施工系統(tǒng)的驗(yàn)收

01 數(shù)字化大腦：讓建筑機(jī)器人讀懂人的思維和語(yǔ)言

“讓機(jī)器人蓋房子”這件事，最重要的一點(diǎn)是要讓建筑機(jī)器人讀懂人的“指令”。而如何“讀懂”呢？這就要依靠BIM應(yīng)用軟件領(lǐng)域的核心技術(shù)——BIM圖形引擎，CAD圖紙、BIM模型的圖形可視化、數(shù)據(jù)解析都離不開它，可以將它理解為電子計(jì)算產(chǎn)品中的“芯片”或者是汽車啟動(dòng)的“引擎”。

而圖形引擎研發(fā)周期長(zhǎng)、投入成本高，面向機(jī)器人智能建造體系的圖形引擎在目前市場(chǎng)上也沒有現(xiàn)成產(chǎn)品支撐。于是，博智林自主研發(fā)了BCore圖形引擎，專門支持機(jī)器人智能建造體系，并且還將碧桂園自身在建筑行業(yè)的工藝積累，項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)融入其中，用長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)在BIM建筑系統(tǒng)創(chuàng)造一個(gè)“智慧大腦”。

設(shè)計(jì)師將圖紙直接導(dǎo)入到BIM建筑系統(tǒng)數(shù)字化大腦中，可憑借BIM系統(tǒng)快速破解工程計(jì)算難題，各類復(fù)雜的力學(xué)、空間結(jié)構(gòu)計(jì)算，在極短的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)一個(gè)高質(zhì)量、精細(xì)化的3D仿真建筑，細(xì)節(jié)呈現(xiàn)每一個(gè)房間、每一個(gè)立柱、每一個(gè)機(jī)電管線真實(shí)狀態(tài)。

碧桂園憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)模型構(gòu)建了首個(gè)商業(yè)化應(yīng)用的建筑數(shù)字化大腦，距離全智能化仍然有一定距離，但是其全面性、系統(tǒng)化的能力已經(jīng)具備了人工智能的雛形。

BIM模型展示建筑項(xiàng)目進(jìn)程

02 能看見、會(huì)協(xié)調(diào)、自主完成工作的智慧型建筑機(jī)器人

智能化更高、協(xié)作性更強(qiáng)的智慧型建筑機(jī)器人，是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的解決建筑行業(yè)勞動(dòng)力短缺、降低材料損耗、保證高質(zhì)量房屋施工的最佳方法。

在博智林最新發(fā)布的砌塊搬運(yùn)機(jī)器人于夜間環(huán)境下“云搬磚”的實(shí)際工作中，我們可以窺探“能看見、會(huì)協(xié)調(diào)、自主完成工作”的智慧型建筑機(jī)器人為何會(huì)成為未來(lái)建房的主力軍。

• 具備高度集成的智能化技術(shù)

博智林研發(fā)的建筑機(jī)器人可以通過(guò)超聲波、激光導(dǎo)航傳感器“看到”周圍環(huán)境，避開障礙物，規(guī)劃最佳路徑，同時(shí)協(xié)調(diào)電梯完成上下樓。即使在燈光灰暗的環(huán)境中，也可以輕松做到：取磚——進(jìn)電梯——上樓——出電梯——避開障礙，將磚塊運(yùn)送到指定地點(diǎn)。具備完成復(fù)雜工作能力的建筑機(jī)器人既可以滿足建筑行業(yè)高強(qiáng)度的工作，也能夠創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這類機(jī)器人的普及使用只是時(shí)間早晚的問題。

自動(dòng)路線規(guī)劃，搬運(yùn)途中，支持超聲波、安全觸邊雙重保護(hù)，身手敏捷

• “技能型”建筑機(jī)器人，提高建筑行業(yè)施工安全性，解決勞動(dòng)力短缺

“搬磚機(jī)器人”解決了重復(fù)型、繁重型工作中勞動(dòng)力短缺的問題，但實(shí)際上在一些貼墻磚、貼墻紙、地面整平、外墻噴涂的專業(yè)技術(shù)工作中，勞動(dòng)力短缺問題更為嚴(yán)重。針對(duì)這些高技能型工作領(lǐng)域，博智林推出了外墻噴涂機(jī)器人、地面磨平機(jī)器人、墻面貼磚、墻紙貼敷等具備不同技能的建筑機(jī)器人。建筑機(jī)器人在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)施工，人類進(jìn)行“云監(jiān)工”，這種全新的建筑方式不僅更安全，也能在很大程度上能解決該行業(yè)勞動(dòng)力短缺的問題。

墻磚貼敷機(jī)器人

墻面貼磚機(jī)器人具有兩個(gè)六軸協(xié)作機(jī)器人，擁有超過(guò)人手臂的靈活度、精準(zhǔn)性，可以實(shí)現(xiàn)墻磚與墻磚精準(zhǔn)對(duì)位，實(shí)現(xiàn)綜合效率是人工效率的2-4倍。

• 降低建筑廢料的產(chǎn)生，更加環(huán)保和低碳

建筑機(jī)器人最大的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)提高生產(chǎn)質(zhì)量來(lái)減少?gòu)U棄物，這一點(diǎn)非常重要！按照DEFRA（英國(guó)環(huán)境,食品和鄉(xiāng)村事務(wù)部）報(bào)告統(tǒng)計(jì)，運(yùn)輸?shù)浇ㄖさ氐牟牧献罱K被作為廢棄物處理的比例最高可達(dá)四分之一。借助BIM系統(tǒng)+建筑機(jī)器人技術(shù)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)和施工流程做全面規(guī)劃，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初就預(yù)估出最終的廢棄物總量。即便是最終產(chǎn)生的建筑廢料，博智林研發(fā)的建筑廢棄物再利用流動(dòng)制磚車可以將建筑廢棄物粉碎、計(jì)量攪拌、壓制成磚，用于景觀路面鋪設(shè)等用途。

建筑廢棄物再利用流動(dòng)制磚車

如今，博智林累計(jì)研發(fā)近50款應(yīng)用于各類工藝的建筑機(jī)器人，30余款機(jī)器人進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段，1600多個(gè)機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)行在各個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)。

伴隨建筑數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)，基于BIM數(shù)字化系統(tǒng)+建筑機(jī)器人技術(shù)不斷成熟及普及應(yīng)用，智慧建造解決方案將大幅度提高生產(chǎn)效率、提升建筑質(zhì)量，有效解決建筑行業(yè)勞動(dòng)力短缺等問題。數(shù)字化時(shí)代，建筑是人類美好生活場(chǎng)所的功能不曾改變，但智慧建造賦予其全新的內(nèi)核。