数据来源:住建部等
(资料图)
一路攀爬,爬升式外墙喷涂机器人自动控制涂料流速,喷涂外墙乳胶漆;设定指令和作业规划路径,墙纸铺贴机器人迅速对厨卫墙壁进行铺贴;在平板电脑上操作,腻子打磨机器人在选中区域上下作业……“五一”假期,广东的智能建造项目工地上,这些外形多样、功能各异的建筑机器人紧张忙碌着,测量、地面整平、打磨、涂装,加紧施工。
机器人的背后,是一群智能建造工程师:他们有的聚焦机器人软件生态研发,让机器人按照指令自动作业;有的排除、解决机器人施工场景中的不确定性和随机性;有的远程操控机器人,减少高空人工作业的安全隐患……越来越多的智能建造工程师走入厂房、走进工地,通过技术创新与模式创新,提升施工智能化水平,推动建筑业转型升级。
软件研发工程师——
机器人工厂中的“发明者”
“五一”假期,工地不停工,张亮仍旧忙碌。他是广东一家机器人公司的软件研发工程师,负责研发建筑机器人与相关工艺,但工作地点不只在厂房。“现阶段产品已经开发完成了,我在各个建筑工地、样板项目上跑得比较多。”张亮说。
张亮所说的产品是一款被称作“智能随动式布料机”的粉红大个头。智能随动式布料机相当于一个二节臂机器人,工作半径在12到20米,用于建筑施工中的混凝土浇筑环节。通过算法,机器人两个臂节协同运动,可以实现自动浇筑混凝土。“一般来说,工人在日晒雨淋的环境下,把混凝土送上建筑楼板。这个工序是建筑施工中条件最恶劣、工作最辛苦的。我现在就是用机器人来全面升级这个工序。”张亮说。
产品开发前期,在机器人试验与测试中心里,常常能看到张亮忙碌的身影:测试样机、验证产品、程序调试,环节众多。张亮告诉记者,机器人从图纸变成实体,中间最重要的一步就是样机制作。“机器人样机的生产首先是根据要实现的功能进行设计,完成后通过软件仿真,再用电脑里的数字化实验室进行模拟,看看机器人在结构、功能和电器件方面有没有安全性能问题,最后交由专家评定。”张亮说,完成这一步后,就可以下单给智能制造工厂生产样机了。
样机生产出来之后如何验证?张亮介绍,一般有3个阶段,一是实验室检测阶段,二是运行阶段,三是应用测试阶段。“我们把工厂生产的样机运到试验场地进行验证,通过运行测试和功能性试验后,再把机器人运到工地进行应用试验。这些关卡都顺利通过后,机器人样机就算生产完毕,设计就可以固化下来,进入到量产阶段。”最终,在智能制造工厂内,一台台智能建造机器人从图纸变成实体。
“我希望通过智能机器人的应用,把人从繁重的体力劳动中解放出来,给劳动者提供一个更友好的工作环境。”张亮说。
解决方案工程师——
机器人进场前的“探路者”
广东肇庆的项目工地上,刘成斌正拿着平板电脑,仔细记录施工现场的每一处角落。“这些细节都关系到随后机器人能否顺利进场。”刘成斌说。作为一名解决方案工程师,在办公室,刘成斌用电脑进行技术分析;在工地上,则常常需要带上各类测量仪器,仔细勘察施工现场,为机器人进场扫清各种潜在障碍。
解决方案工程师是兼具技术和沟通能力的新工种,能帮助智能机器人适应不同的建筑施工现场,从而更好地进场施工。技术分析、项目分析、机器人选型适配,是解决方案工程师在机器人进场前的主要“探路”工作。
虽然来工地之前,刘成斌已经对项目图纸进行了分析,但现场勘察后发现,这个项目的施工通道地面没有硬化,开门大小不够,项目的排水和供电条件也不充分。针对这些问题,刘成斌需要进一步给出改进方案,供甲方评估。“甲方认可后,我们会给项目配备适合的机器人进场。我现在勘察的这个项目可以匹配打磨机器人、测量机器人和室内喷涂机器人。”刘成斌快速记录着。
从2020年进入智能建造行业成为一名解决方案工程师以来,刘成斌遇到的困难和挑战不少,最常见的问题发生在室内装修场景。“如果墙面的平整度和垂直度不达标,机器人施工的成果和质量就大打折扣了。”刘成斌告诉记者。
“传统建筑业无论是在设计、工艺还是现场环境等方面,或多或少与智能建造的要求存在冲突,如何去平衡这个矛盾,保证机器人顺利施工,同时尽可能减少现场改造和设计变更,是我们目前在做智能建造施工策划时,遇到的最大挑战。”刘成斌认为,相比传统建筑行业,通过机器人进行施工,要求更加标准化,能减少作业的随机性和不确定因素,也能减少施工中不必要的损失。“我认为标准化是智能建造带给建筑行业的最大变化。”刘成斌说,希望通过自己的工作助力推广智能建造,让智能建造被更多人认可和接受。
管理应用工程师——
机器人工地上的“操作者”
广东顺德,“84亩试验田”项目正在热火朝天建设,这是住建部首批公布的智能建造试点项目之一。
戴好防尘口罩、安全帽,穿上反光马甲,机器人管理应用工程师甄上宝进入项目大楼作业4层。眼前,一个“身高”1.75米、呈“L”字形的粉色箱状机器人已做好准备,等待指令。甄上宝打开平板电脑,启动应用程序,连上这台室内装修用腻子打磨机器人的无线网;输入命令,灰色的机器臂随即启动,沿着墙壁上下左右运动,进行自动作业。
“其实就像玩电脑游戏一样。左边是摇杆,这个是地图,用地图就可以规划整个作业范围,按这个按钮就是下令,操作机器人的移动。”甄上宝一边介绍,一边紧盯机器人,检查它的打磨质量。
“腻子打磨的位置是室内的天花板和立墙部分,尽管是自动作业,但还需要我拿着手电筒进行打光观察,同时使用靠尺测量墙壁平整度。”甄上宝说,如果机器人作业不到位,他需要立刻在现场调整机器人的参数,根据经验进行计算,增加压力、增加转速或者减少距离,调整机器人接下来的打磨工艺。
甄上宝平时还会操控一款爬升式外墙喷涂机器人,这款机器人不仅可以在高空中实现自由攀爬、自动控制涂料流速,还可以进行风速监测,遇到故障或强风时能及时安全地降落到地面。甄上宝告诉记者,这样的机器人不仅减少了喷漆材料污染对人体的伤害,而且降低了人员高空作业的风险。
“我幸运地站在建筑行业智能化的潮流上。”甄上宝觉得自己的工作很有意义,“机器人并不像很多人理解的那样会取代工人,而是去协助工人,完成很多高强度、高风险的工序,让我们更加安全地工作。”
本期统筹:郭雪岩
版式设计:蔡华伟
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