圖為組裝好的地面抹平機器人。蔡曉格攝(影像中國)
數(shù)據(jù)來源:住建部等
一路攀爬,爬升式外墻噴涂機器人自動控制涂料流速,噴涂外墻乳膠漆;設(shè)定指令和作業(yè)規(guī)劃路徑,墻紙鋪貼機器人迅速對廚衛(wèi)墻壁進行鋪貼;在平板電腦上操作,膩子打磨機器人在選中區(qū)域上下作業(yè)……“五一”假期,廣東的智能建造項目工地上,這些外形多樣、功能各異的建筑機器人緊張忙碌著,測量、地面整平、打磨、涂裝,加緊施工。
機器人的背后,是一群智能建造工程師:他們有的聚焦機器人軟件生態(tài)研發(fā),讓機器人按照指令自動作業(yè);有的排除、解決機器人施工場景中的不確定性和隨機性;有的遠程操控機器人,減少高空人工作業(yè)的安全隱患……越來越多的智能建造工程師走入廠房、走進工地,通過技術(shù)創(chuàng)新與模式創(chuàng)新,提升施工智能化水平,推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
軟件研發(fā)工程師——
機器人工廠中的“發(fā)明者”
“五一”假期,工地不停工,張亮仍舊忙碌。他是廣東一家機器人公司的軟件研發(fā)工程師,負責研發(fā)建筑機器人與相關(guān)工藝,但工作地點不只在廠房?!艾F(xiàn)階段產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)完成了,我在各個建筑工地、樣板項目上跑得比較多?!睆埩琳f。
張亮所說的產(chǎn)品是一款被稱作“智能隨動式布料機”的粉紅大個頭。智能隨動式布料機相當于一個二節(jié)臂機器人,工作半徑在12到20米,用于建筑施工中的混凝土澆筑環(huán)節(jié)。通過算法,機器人兩個臂節(jié)協(xié)同運動,可以實現(xiàn)自動澆筑混凝土。“一般來說,工人在日曬雨淋的環(huán)境下,把混凝土送上建筑樓板。這個工序是建筑施工中條件最惡劣、工作最辛苦的。我現(xiàn)在就是用機器人來全面升級這個工序?!睆埩琳f。
產(chǎn)品開發(fā)前期,在機器人試驗與測試中心里,常常能看到張亮忙碌的身影:測試樣機、驗證產(chǎn)品、程序調(diào)試,環(huán)節(jié)眾多。張亮告訴記者,機器人從圖紙變成實體,中間最重要的一步就是樣機制作?!皺C器人樣機的生產(chǎn)首先是根據(jù)要實現(xiàn)的功能進行設(shè)計,完成后通過軟件仿真,再用電腦里的數(shù)字化實驗室進行模擬,看看機器人在結(jié)構(gòu)、功能和電器件方面有沒有安全性能問題,最后交由專家評定。”張亮說,完成這一步后,就可以下單給智能制造工廠生產(chǎn)樣機了。
樣機生產(chǎn)出來之后如何驗證?張亮介紹,一般有3個階段,一是實驗室檢測階段,二是運行階段,三是應(yīng)用測試階段。“我們把工廠生產(chǎn)的樣機運到試驗場地進行驗證,通過運行測試和功能性試驗后,再把機器人運到工地進行應(yīng)用試驗。這些關(guān)卡都順利通過后,機器人樣機就算生產(chǎn)完畢,設(shè)計就可以固化下來,進入到量產(chǎn)階段?!弊罱K,在智能制造工廠內(nèi),一臺臺智能建造機器人從圖紙變成實體。
“我希望通過智能機器人的應(yīng)用,把人從繁重的體力勞動中解放出來,給勞動者提供一個更友好的工作環(huán)境?!睆埩琳f。
解決方案工程師——
機器人進場前的“探路者”
廣東肇慶的項目工地上,劉成斌正拿著平板電腦,仔細記錄施工現(xiàn)場的每一處角落?!斑@些細節(jié)都關(guān)系到隨后機器人能否順利進場?!眲⒊杀笳f。作為一名解決方案工程師,在辦公室,劉成斌用電腦進行技術(shù)分析;在工地上,則常常需要帶上各類測量儀器,仔細勘察施工現(xiàn)場,為機器人進場掃清各種潛在障礙。
解決方案工程師是兼具技術(shù)和溝通能力的新工種,能幫助智能機器人適應(yīng)不同的建筑施工現(xiàn)場,從而更好地進場施工。技術(shù)分析、項目分析、機器人選型適配,是解決方案工程師在機器人進場前的主要“探路”工作。
雖然來工地之前,劉成斌已經(jīng)對項目圖紙進行了分析,但現(xiàn)場勘察后發(fā)現(xiàn),這個項目的施工通道地面沒有硬化,開門大小不夠,項目的排水和供電條件也不充分。針對這些問題,劉成斌需要進一步給出改進方案,供甲方評估。“甲方認可后,我們會給項目配備適合的機器人進場。我現(xiàn)在勘察的這個項目可以匹配打磨機器人、測量機器人和室內(nèi)噴涂機器人?!眲⒊杀罂焖儆涗浿?。
從2020年進入智能建造行業(yè)成為一名解決方案工程師以來,劉成斌遇到的困難和挑戰(zhàn)不少,最常見的問題發(fā)生在室內(nèi)裝修場景。“如果墻面的平整度和垂直度不達標,機器人施工的成果和質(zhì)量就大打折扣了?!眲⒊杀蟾嬖V記者。
“傳統(tǒng)建筑業(yè)無論是在設(shè)計、工藝還是現(xiàn)場環(huán)境等方面,或多或少與智能建造的要求存在沖突,如何去平衡這個矛盾,保證機器人順利施工,同時盡可能減少現(xiàn)場改造和設(shè)計變更,是我們目前在做智能建造施工策劃時,遇到的最大挑戰(zhàn)?!眲⒊杀笳J為,相比傳統(tǒng)建筑行業(yè),通過機器人進行施工,要求更加標準化,能減少作業(yè)的隨機性和不確定因素,也能減少施工中不必要的損失。“我認為標準化是智能建造帶給建筑行業(yè)的最大變化?!眲⒊杀笳f,希望通過自己的工作助力推廣智能建造,讓智能建造被更多人認可和接受。
管理應(yīng)用工程師——
機器人工地上的“操作者”
廣東順德,“84畝試驗田”項目正在熱火朝天建設(shè),這是住建部首批公布的智能建造試點項目之一。
戴好防塵口罩、安全帽,穿上反光馬甲,機器人管理應(yīng)用工程師甄上寶進入項目大樓作業(yè)4層。眼前,一個“身高”1.75米、呈“L”字形的粉色箱狀機器人已做好準備,等待指令。甄上寶打開平板電腦,啟動應(yīng)用程序,連上這臺室內(nèi)裝修用膩子打磨機器人的無線網(wǎng);輸入命令,灰色的機器臂隨即啟動,沿著墻壁上下左右運動,進行自動作業(yè)。
“其實就像玩電腦游戲一樣。左邊是搖桿,這個是地圖,用地圖就可以規(guī)劃整個作業(yè)范圍,按這個按鈕就是下令,操作機器人的移動?!闭缟蠈氁贿吔榻B,一邊緊盯機器人,檢查它的打磨質(zhì)量。
“膩子打磨的位置是室內(nèi)的天花板和立墻部分,盡管是自動作業(yè),但還需要我拿著手電筒進行打光觀察,同時使用靠尺測量墻壁平整度?!闭缟蠈氄f,如果機器人作業(yè)不到位,他需要立刻在現(xiàn)場調(diào)整機器人的參數(shù),根據(jù)經(jīng)驗進行計算,增加壓力、增加轉(zhuǎn)速或者減少距離,調(diào)整機器人接下來的打磨工藝。
甄上寶平時還會操控一款爬升式外墻噴涂機器人,這款機器人不僅可以在高空中實現(xiàn)自由攀爬、自動控制涂料流速,還可以進行風速監(jiān)測,遇到故障或強風時能及時安全地降落到地面。甄上寶告訴記者,這樣的機器人不僅減少了噴漆材料污染對人體的傷害,而且降低了人員高空作業(yè)的風險。
“我幸運地站在建筑行業(yè)智能化的潮流上?!闭缟蠈氂X得自己的工作很有意義,“機器人并不像很多人理解的那樣會取代工人,而是去協(xié)助工人,完成很多高強度、高風險的工序,讓我們更加安全地工作?!?/p>
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