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全球建筑業現狀
隨著人口紅利的消失,中國建筑業面臨著巨大的人工成本壓力,以及高危、生產效率低等一系列難題。

近百年來,雖然自然科學與工程技術領域的革新不斷,建筑本身的形態和功能也大不相同,但建筑施工的業態形式,卻始終沒有出現顯著的變化。
建筑行業是世界上數字化程度最低、自動化程度最低的行業之一。在既有的現代化技術體系中,最有可能承擔起建筑業革新重任的便是機器人技術。
不論是在歐美發達國家,還是在調整發展中的中國,建筑公司一直深陷于缺乏一線技術工人的窘境,因為現在愿意從事那些臟活累活的人,已經寥寥無幾。在現代化制造業與互聯網服務業轉型升級的背景下,傳統建筑業逐漸喪失對年輕一代的吸引力。
建筑機器人的出現,也將改變原有的傳統建筑模式:

建筑工人的短缺看來是一個全球問題,特別是我們這種有著“基建狂魔”之稱的國家,很多科技寡頭都投資在未來的機器人領域,很多人都在納悶,建筑行業真能被機器人顛覆嗎?事實上,機器人在建筑行業的應用正在逐漸增加,猜猜下面這個黑鐵疙瘩在干嘛?
建筑機器人Construction Robits

來自日本的一項研究成果,竟然是在做內裝的封板!機器人拿板子翻轉的動作和人手臂一樣流暢,平穩的從上往下釘釘子也是一氣呵成!▽

有了這種聽指揮、效率高、返工率低的建筑機器人,能節省多少人工成本啊,項目經理再也不用看包工頭臉色了。

搬運建材、捆綁鋼筋,甚至3D打印...幾乎每個工種都有代表性的機器人技術應用。
機械臂技術
目前最普遍的建筑機器人是機械臂。

經過編程后能夠執行一系列重復又密集的勞動,例如下面這個人工控制的雙臂機器人,可以精確的控制它抓舉大件物體,能搬動的上限近450公斤▽

不需人工操控的機械臂更厲害,美國推出了一款砌磚機器人SAM100▽

每天輕松砌磚3000塊,相比一般磚瓦工人每天只能鋪250—300塊磚,這效率快趕上一個施工隊了!

不僅速度快,它還可以看懂圖紙,通過 3D 掃描技術,精確地計算出每一塊磚頭的位置,磚縫擺的分毫不差!

這種機械臂是動態穩定技術的首次應用,采用特殊粘合劑,45分鐘就能完全粘合,比傳統砂漿更耐熱(詞條“耐熱”由行業大百科提供)隔音。

一旦設定好程序,整個過程也完全不需要人工干預 ▽

看看這些工人干凈整潔的衣服,這么蓋房子也太省心了吧!

另外,機器人可以通過編程切割復雜的模具,精度(詞條“精度”由行業大百科提供)和速度遠遠高于普通工人。

△切割機械臂
這種機器人使用“熱絲切割”來開發復雜的雙曲混凝土模具,一般來說,這種費時費錢的工藝很少用于建筑。

▽卻被Zaha Hadid建筑事務所用來建造中國“廬山小學”項目▽

這種精細復雜的幾何形狀都能切割的這么流暢,簡直太驚艷了!

除了鋪磚,機器人還能勝任綁扎鋼筋的手藝活。

可以自動綁扎鋼筋的機器人

美女工程師正在使用設計好的模型數據進行預編程,之后機器人將自動構建框架。

小巧的體型,配有重型履帶,能夠行走在泥濘工地中 ▽

機器人一板一眼的綁扎過程 ▽

這群機智的科學家還研發出了能組裝木框架的機器人 ▽

在日本清水建設的實驗設施里,匯集了各種類型的機械臂應用,包括能自動焊接的「焊接機(詞條“焊接機”由行業大百科提供)器人」和裝天花板的「天花板施工機器人」▽

真是各類建筑工種齊活了!

漫游車
還沒完,除了機械臂類的機器人外,大名鼎鼎的ROVERS——漫游車也早就入侵建筑工地了。這個能搬運建材的漫游車是法國機器人公司Effidence開發的 EffiBOT ▽

另一款機器人 Doxel,這小家伙配備了高清攝像頭和傳感器,自帶導航,能夠識別和規避障礙物。

除了可以跟隨工人,攜帶工具和材料外,還能用光成像、探測和測距傳感器(LIDAR)進行建筑現場檢查,并與設計模型進行比較,儼然是個電動監理 ▽

有理由相信,有朝一日,搬磚都不再是人干的活啦!
話說回來,又有一個行業將來要被機器人占領了,未來想去搬磚都沒人要了……
要知道未來機器人都能畫圖了……

建筑業引入機器人的意義:
01、提高生產效率
建筑機器人是提升效率的必由之路。
在現在的建筑施工中,雖然已有大量機械設備參與,但更多的工序還是有賴于手工作業,導致建造周期綿長,少則數月,多至數年。
飽受低效之苦,只有11%的承包商認為工地非常高效。
建筑物流方面的問題對勞動生產率產生50%及以上的影響,還有設計返工、項目數據不準確和溝通失誤等等因素。
過去20年,美國建筑業平均年生產率增加僅僅只有1%。
而采用機器人技術,可使建造效率大獲提升。
以歐美的標準民居為例,傳統人工作業的平均建造周期約為6—9個月,但若采用最新的機器人3D打印技術,建造周期可大幅縮短至1—2天。
這意味著遭遇地震、恐怖襲擊、泥石流等災難后,可以快速完成居所重建,保障居民的基本生存條件,這在以往是無法想象的。
02、保障人員安全
建筑機器人是保障施工人員安全、提升工作品質的必然選擇。
建筑業是公認的高危行業,傷亡率僅次于礦山與交通事故之后。
例如在美國,建筑業每年造成約40萬人的死傷,死亡率極高已成為嚴重的社會問題。
另外,建筑施工人員的工作條件極差,繁重的操作,充斥著泥漿、粉塵、噪聲、震動等工作環境,極大地危害著從業人員的身心健康,導致職業病高發。
若要將建筑工人從中解脫出來,就現有技術發展水平來看,機器人技術或是破解這一難題最佳,也可能是唯一的途徑。
在英國,建筑行業造成了31%的工作死亡和10%的重大工傷。
在南非,建筑工地每年造成150人死亡,大約400人受傷。
在中國,《2018年上半年全國建筑業安全生產形勢》的通報指出,全國事故總量持續保持在高位,上半年全國建筑業共發生生產安全事故1732起、死亡1752人。
03、勞動力短缺的必然選擇
建筑機器人是人力資源日益短缺的必然選擇。
隨著社會老齡化趨勢的不斷加速,青壯年勞動力的供給將日益緊缺。
加之建筑業所具有的“危、繁、臟、重”屬性,若未來建筑業不能成功去除這些不利標簽,“重塑”自我形象,勢必無法吸引年輕勞動力進入這一行業。