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全球建筑业现状
随着人口红利的消失,中国建筑业面临着巨大的人工成本压力,以及高危、生产效率低等一系列难题。
近百年来,虽然自然科学与工程技术领域的革新不断,建筑本身的形态和功能也大不相同,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程度最低、自动化程度最低的行业之一。在既有的现代化技术体系中,最有可能承担起建筑业革新重任的便是机器人技术。
不论是在欧美发达国家,还是在调整发展中的中国,建筑公司一直深陷于缺乏一线技术工人的窘境,因为现在愿意从事那些脏活累活的人,已经寥寥无几。在现代化制造业与互联网服务业转型升级的背景下,传统建筑业逐渐丧失对年轻一代的吸引力。
建筑机器人的出现,也将改变原有的传统建筑模式:
建筑工人的短缺看来是一个全球问题,特别是我们这种有着“基建狂魔”之称的国家,很多科技寡头都投资在未来的机器人领域,很多人都在纳闷,建筑行业真能被机器人颠覆吗?事实上,机器人在建筑行业的应用正在逐渐增加,猜猜下面这个黑铁疙瘩在干嘛?
建筑机器人Construction Robits
来自日本的一项研究成果,竟然是在做内装的封板!机器人拿板子翻转的动作和人手臂一样流畅,平稳的从上往下钉钉子也是一气呵成!▽
有了这种听指挥、效率高、返工率低的建筑机器人,能节省多少人工成本啊,项目经理再也不用看包工头脸色了。
搬运建材、捆绑钢筋,甚至3D打印...几乎每个工种都有代表性的机器人技术应用。
机械臂技术
目前最普遍的建筑机器人是机械臂。
经过编程后能够执行一系列重复又密集的劳动,例如下面这个人工控制的双臂机器人,可以精确的控制它抓举大件物体,能搬动的上限近450公斤▽
不需人工操控的机械臂更厉害,美国推出了一款砌砖机器人SAM100▽
每天轻松砌砖3000块,相比一般砖瓦工人每天只能铺250—300块砖,这效率快赶上一个施工队了!
不仅速度快,它还可以看懂图纸,通过 3D 扫描技术,精确地计算出每一块砖头的位置,砖缝摆的分毫不差!
这种机械臂是动态稳定技术的首次应用,采用特殊粘合剂,45分钟就能完全粘合,比传统砂浆更耐热(词条“耐热”由行业大百科提供)隔音。
一旦设定好程序,整个过程也完全不需要人工干预 ▽
看看这些工人干净整洁的衣服,这么盖房子也太省心了吧!
另外,机器人可以通过编程切割复杂的模具,精度(词条“精度”由行业大百科提供)和速度远远高于普通工人。
△切割机械臂
这种机器人使用“热丝切割”来开发复杂的双曲混凝土模具,一般来说,这种费时费钱的工艺很少用于建筑。
▽却被Zaha Hadid建筑事务所用来建造中国“庐山小学”项目▽
这种精细复杂的几何形状都能切割的这么流畅,简直太惊艳了!
除了铺砖,机器人还能胜任绑扎钢筋的手艺活。
可以自动绑扎钢筋的机器人
美女工程师正在使用设计好的模型数据进行预编程,之后机器人将自动构建框架。
小巧的体型,配有重型履带,能够行走在泥泞工地中 ▽
机器人一板一眼的绑扎过程 ▽
这群机智的科学家还研发出了能组装木框架的机器人 ▽
在日本清水建设的实验设施里,汇集了各种类型的机械臂应用,包括能自动焊接的「焊接机(词条“焊接机”由行业大百科提供)器人」和装天花板的「天花板施工机器人」▽
真是各类建筑工种齐活了!
漫游车
还没完,除了机械臂类的机器人外,大名鼎鼎的ROVERS——漫游车也早就入侵建筑工地了。这个能搬运建材的漫游车是法国机器人公司Effidence开发的 EffiBOT ▽
另一款机器人 Doxel,这小家伙配备了高清摄像头和传感器,自带导航,能够识别和规避障碍物。
除了可以跟随工人,携带工具和材料外,还能用光成像、探测和测距传感器(LIDAR)进行建筑现场检查,并与设计模型进行比较,俨然是个电动监理 ▽
有理由相信,有朝一日,搬砖都不再是人干的活啦!
话说回来,又有一个行业将来要被机器人占领了,未来想去搬砖都没人要了……
要知道未来机器人都能画图了……
建筑业引入机器人的意义:
01、提高生产效率
建筑机器人是提升效率的必由之路。
在现在的建筑施工中,虽然已有大量机械设备参与,但更多的工序还是有赖于手工作业,导致建造周期绵长,少则数月,多至数年。
饱受低效之苦,只有11%的承包商认为工地非常高效。
建筑物流方面的问题对劳动生产率产生50%及以上的影响,还有设计返工、项目数据不准确和沟通失误等等因素。
过去20年,美国建筑业平均年生产率增加仅仅只有1%。
而采用机器人技术,可使建造效率大获提升。
以欧美的标准民居为例,传统人工作业的平均建造周期约为6—9个月,但若采用最新的机器人3D打印技术,建造周期可大幅缩短至1—2天。
这意味着遭遇地震、恐怖袭击、泥石流等灾难后,可以快速完成居所重建,保障居民的基本生存条件,这在以往是无法想象的。
02、保障人员安全
建筑机器人是保障施工人员安全、提升工作品质的必然选择。
建筑业是公认的高危行业,伤亡率仅次于矿山与交通事故之后。
例如在美国,建筑业每年造成约40万人的死伤,死亡率极高已成为严重的社会问题。
另外,建筑施工人员的工作条件极差,繁重的操作,充斥着泥浆、粉尘、噪声、震动等工作环境,极大地危害着从业人员的身心健康,导致职业病高发。
若要将建筑工人从中解脱出来,就现有技术发展水平来看,机器人技术或是破解这一难题最佳,也可能是唯一的途径。
在英国,建筑行业造成了31%的工作死亡和10%的重大工伤。
在南非,建筑工地每年造成150人死亡,大约400人受伤。
在中国,《2018年上半年全国建筑业安全生产形势》的通报指出,全国事故总量持续保持在高位,上半年全国建筑业共发生生产安全事故1732起、死亡1752人。
03、劳动力短缺的必然选择
建筑机器人是人力资源日益短缺的必然选择。
随着社会老龄化趋势的不断加速,青壮年劳动力的供给将日益紧缺。
加之建筑业所具有的“危、繁、脏、重”属性,若未来建筑业不能成功去除这些不利标签,“重塑”自我形象,势必无法吸引年轻劳动力进入这一行业。