人工智能、區域鏈是現在很熱門的兩個詞匯,也是在大數據、互聯網、云技術、物聯網、萬物聯網技術上發展起來的高新技術。現在智能機器人在工作和生活中隨處可見,工廠生產線上的各種機器手臂、安保機器人、3D打印機械設備、飯店或賓館機器人服務員、家庭掃地機器人等,各個領域都有機器人的身影。在國外,經過多年研究開發出砌墻機器人、施工機器人、建筑施工防護機器人、焊接機器人、
智能建筑管理服務機器人等多種且身手不凡的機器人,已經開始在建筑工程小范圍代替人類做一些簡單、枯燥、危險并且需要大量體力的工作。
一、智能建筑機器人作用及分類
智能建筑機器人有哪些分類?其實,智能建設機器人的機種很多,不只是以上幾種,按建筑施工過程分類,機器人分為拆除、建筑測繪、挖掘、砌墻、預制板、施工、鋼梁焊接、鋼絲和碳纖維編織、混凝土噴射、裝修、地面鋪設、清洗、建筑服務機器人等,可以建造房屋、高塔、橋梁、地鐵以及城堡。建筑后期使用分類,機器人分為安保、物業管理服務、清潔服務、管家型服務、智能建筑管理服務機器人等,主要服務于建筑物的維護保養、修理、運輸、清洗、安保、救援、監護等工作。按其共性技術可歸納為三種:操作高技術、節能高技術和故障自行診斷技術。
二、智能建筑機器人的應用前景
舉個建筑智能機器人在施工現場應用的實際例子。新加坡工程技術人員做過一項實驗,一個新的建設項目需要貼上4000萬片的磁磚,實驗用2個工人需要花2個工作日完成一定工程量,同樣的勞動力與工作天數加上4臺機器人的幫助居然可以完成4倍于此的工程量,發現原本的生產效率可以提高4倍之多。在鋼結構現場安裝焊接作業施工中用全位置焊接機器人,可提高焊接質量,確保施工安全;超高層外表面噴涂機器人可以解決高空作業安全問題,提高施工速度和精度;大型板材安裝機器人可用于大型場館、機場裝飾用大理石壁板、玻璃幕墻、天花板等的安裝作業,無需搭建腳手架。
綜合歸納一下,建筑施工現場利用智能建筑機器人的優勢:第一,智能建筑機器人可以在各種條件下工作,不受外界環境的影響、無間斷不休息地工作,人是做不到的;第二,建筑機器人只要把程序先預設好,可以比人做得更精準。人是難免要犯錯的,它不會犯錯,除非程序錯了;第三,智能建筑機器人可以做簡單的創意化的工作。建筑智能機器人利用仿真模擬與監測及高度靈活特點,通過與設計信息(特別是BIM模型)集成,實現設計幾何信息與機器人加工運動方式和軌跡的對接,完成機器人預制加工指令的轉譯與輸出。智能建筑機器人將不再是簡單施工工藝的替代,可以成為智慧建造的輔助工具,可以編制施工方案和設計文件;第四,智能建筑機器人可以完成人做不了的事情。比如在災后地區需要快速建造大量房屋建筑安置災民,建筑機器人可以發揮積極作用。
三、智能機器人現狀分析
現在中國智能機器人產業發展情況如何?自2000年以來機器人技術有了較大的進步。我們看到越來越多的企業使用機器人。據不完全統計,截至2017年底,有90余家上市公司并購或者投資了機器人項目,機器人相關企業的數量甚至超過了4500多家。中國機器人市場以年均36%的速度增長。這幾年建筑用工成本大幅度上升,再加上國家產業政策的導向,建筑企業利潤出現斷崖式下降,日子越來越不好過,建筑業相對于制造業、交通運輸、農業、航空航天、金融、貿易等其他行業而言,運用互聯網、云平臺、云計算、移動互聯網、物聯網、智能制造等高科技起步較晚,建筑行業的施工、管理與營運方式,遠未跟上時代進步與創新的步伐。現在中國人口紅利的優勢正在趨于消失,這將使中國經濟增長趨勢出現一些新的變化。隨著新一輪城市化浪潮的興起,施工現場勞動力成本的提升,將倒逼企業使用建筑智能機器人,以降低成本。因此,國內建筑施工領域機器人的使用前景可期。
四、智能建筑機器人應用步驟
第一,政府引導,企業跟進。建筑智能機器人早已不是人們簡單理解的一種產品或技術工具,建筑智能機器人改變的不僅僅是生產方式,而是帶來建筑業在建筑模式、理念、技術多個層面的深層次變革。所以,由建筑智能機器人技術、信息技術和數字制造帶來的新建筑正快步走來,它將改變中國建筑業格局,在這一進程中政府需要有效引導,出臺相應政策鼓勵企業引進、使用智能機器人,出臺減免稅費、提供無息貸款等措施幫助企業創新、轉型,并建立政府、技術依托單位與企業三方合作的有效機制。
第二,建立中國建筑機器人智能制造體驗中心。使企業方便直觀地決定選擇哪些技術和裝備,免除企業進行長期調研和投資失誤的弊端。
第三,選擇相關企業作為推進智能制造的試點。試點成功后,同樣采用以政府為引導的方式,確定相關企業,將智能化、自動化的建筑模式帶到這些企業當中,提高生產效率,增強企業競爭力,擴大其影響范圍。讓同行業企業看到智能建筑機器人給企業帶來的實實在在的收益和變化,這樣使
智能建筑機器人逐步在建筑施工領域推廣開來。
現在全球服務智能機器人的市場總值正在以20%~30%的速度增長。建筑業是僅次于采礦的第二大危險行業,施工過程中事故多、勞動力短缺、勞動生產效率低,這些都成為建筑業發展的掣肘。在此情況下,實現機器人技術在建筑現場的運用有著極大的市場。當前,傳統的建筑施工作業方式最終逐漸被一些高新技術所顛覆,到時建筑施工行業會加速轉型升級,由勞動密集型向技術、知識和管理密集型轉變。