通过调研了解到,博智林自研产品和技术已实现诸多“零”的突破,填补了多项行业空白,目前针对建筑机器人的核心技术模块,开展全覆盖自主研发。
作为行业领先的智能建造解决方案提供商,广东博智林机器人有限公司(以下简称“博智林”)成立于2018 年7 月,聚焦建筑机器人、BIM 数字化、新型建筑工业化等产品的研发、生产与应用,打造并实践新型建筑施工组织方式。
在产品与服务方面,主要提供适用于现浇混凝土、PC 装配式建筑各施工环节的建筑机器人与智能设备租售、技术服务;模块化别墅、集成卫浴等新型装配式体系产品的销售与服务,以及BIM 全过程咨询服务、BIM 软件产品及基础平台的销售与实施服务。
围绕上述领域,博智林现已搭建系统化的研发、制造、应用体系;公司贯彻人工智能与建筑行业深度融合的国家政策,在建筑机器人核心技术、多机施工系统化应用、建筑数字化治理等细分领域实现了从0 到1 的突破。
2019 年开始,博智林就有多款机器人进入到工地现场进行测试;2020 年,博智林将建筑机器人大规模投入到项目工程的实际应用中;2021 年2月,住房和城乡建设部明确在上海等地的7 个项目开展智能建造试点工作,佛山顺德凤桐花园项目位列其中,博智林研发的测量、喷涂、铺贴、布料、运输、清扫等13 款建筑机器人均在此试点项目中应用;2022 年,博智林已有多款机器人被评定为国际领先水平。
《报告》编写组在调研中了解到,自博智林成立以来,其在建筑科技创新领域的研发、制造、应用都成为实现智能建造的关键。在政策支持下,博智林围绕智能建造、机器人技术、人工智能等领域不断创新,取得了一系列成果与突破:
一是专利与标准成果不断涌现。截至2022 年12 月31 日,博智林已递交专利有效申请3700 多项,获授权超2100 项,获得授权发明专利超1000 件,实用新型专利近800 件;参编相关产品和技术国家标准8 项,发布2 项;参编行业标准1 项(已发布);主编地方标准6 项(已发布);主编联盟标准4 项(已发布),主编团体标准8 项(已发布)。
二是强化创新平台建设。博智林发挥行业探索者、引领者作用,主导或参与建筑机器人和智能建造领域标准体系建设,并联合相关单位发起成立中国工程建设标准化协会建筑机器人专业委员会(CECS),从建筑机器人研发及工程应用调研、组织编制建筑机器人相关标准等方面展开工作。此外,博智林也不断加强与外部机构的联合研发,成立清华、港科大联合研究院,港澳青年创新创业基地等。
三是建筑机器人开启商业化应用。博智林在研建筑机器人近50 款,适用于建筑全生命周期智能建造工序,包括混凝土施工及修整、砌砖抹灰、室内装修装饰、外墙高空喷涂、地库装修等。截至2023 年5 月,博智林建筑机器人已有28 款建筑机器人投入商业化应用,服务覆盖31 个省份(直辖市、自治区)超650 个项目,建筑机器人正在全国各地开展施工应用。建筑机器人的自动化、智能化在持续应用中不断迭代提升。在节能减排方面,博智林也进行了相关探索,其自研的建筑废弃物再利用流动制砖车以特种作业车形式,采用游牧式作业方式就地对建筑废弃物进行深加工,可提供建筑垃圾减量化、资源化、无害化一站式解决方案,能快速将建筑垃圾转化为园林路面砖、植草砖、盲道砖、各种实心混凝土砖等混凝土再生制品,并直接应用于项目现场。即产即销,变废为宝,节省建筑垃圾清运费和砖品建材采购费,减少粉尘污染,并且直接减少材料生产及废弃物来回运输过程中的碳排放,从而响应国家“双碳”战略。
四是BIM 服务建筑全周期高效应用。BIM 数字化系统聚焦建筑机器人施工和材料管理,以数据驱动业务,以可视化助力工地管理,在建筑全周期施工过程中提供集数字勘察、集成设计、智能配模、成本算量、材料用量、计划排程、智慧工地、智慧运维等于一体的管理支撑功能。依托“智慧大脑”,可指挥所有的机器人在一个工地做装修类的多机联动。通过将装配式设计、爬架工艺设计等内容前置,实现全产业链标准化集成设计;为建筑机器人提供路径导航规划、仿真模拟等数据模型,自动生成工序任务;通过材料算量和计划排程系统,关联施工计划与材料用量,实现机器人工单和材料管理的双闭环,为智能建造提供“智能规划布局”的信息化服务。
五是自主研发核心技术赋能上下游。博智林自研产品和技术已实现诸多“零”的突破,填补了多项行业空白,目前针对建筑机器人的核心技术模块,开展全覆盖自主研发。通过调研了解到,博智林在研机器人关键零部件和基础共享技术近50 款,覆盖了建筑机器人软硬件核心模块,如伺服系统、传感器、控制器、轮系单元、机器视觉、机器人管理软件等,其中多项技术填补了建筑机器人领域的空白。在硬件研发方面,博智林自主研发的机器人控制器已批量应用于砌筑工艺、混凝土修整、油漆及墙纸施工、建筑清扫、地坪施工、室内外喷涂等多款建筑机器人;同时开发了系列化轻量大负载六轴机械臂、舵轮等模块化集成部件,提升产品的标准化率可支持建筑机器人复杂的末端执行场景。在软件生态方面,自研导航系统可为建筑机器人解决复杂多变的建筑环境中定位感知及行走的问题;机器视觉作为建筑机器人的“眼睛”,提供定位、检测、测量与识别等功能,进而保障建筑机器人的自动化、高精度、柔性、有序作业;FMS 机器人协同管理系统,完成了从机器人实时操作系统到施工仿真系统再到机器人多机调度系统的全自主开发。
六是关键场景突破持续技术创新。测量机器人、墙砖铺贴机器人、地坪研磨机器人、地坪漆涂敷机器人、室内喷涂机器人、地面瓷砖机器人薄贴施工技术6 项科技成果评价,全部获得国际领先认定。2022 年6 月,博智林申报的外墙喷涂机器人、室内喷涂机器人、地砖铺贴机器人3 个施工场景入选工信部建筑领域机器人优秀应用场景;2022 年8月,装修机器人多机联动、地坪施工机器人、BIM协同平台及设计软件等6 项成果入围广东省第一批智能建造新技术新产品创新服务范例。
广州白云站项目是广东省智能建造试点项目(第一批),也是全国首个大规模运用智能化机器人的项目。广州白云站是广州枢纽“五主三辅”客站布局中的主客站,总面积45.3 万m²。项目在主体施工阶段使用博智林智能随动式布料机、地面整平、地面抹平及地库抹光4 款建筑机器人进行施工作业;在装饰装修阶段,应用涂装机器人、墙纸铺贴机器人协助现场施工。
项目应用过程中,智能随动式布料机凭借其易用性强、操作轻松等特点,帮助项目节省现场人工的同时还减少了操作人员的体力消耗;地面整平、地面抹平及地库抹光机器人在施工的同时实现对标高的严格把控,经现场验收,水平度及平整度验收结果合格。
博智林除了不断强化创新平台建设之外,同时也基于场景适配加强自主研发。以砌砖机械臂为例,它的负载非常大,而且环境要求也比较高,针对具体的建筑施工场景,博智林进行了相关的特定研发,使机械臂适配具体施工场景;再如激光雷达应用,市面上常规的激光雷达技术并不适用于降噪、尘埃等复杂的施工环境,对此博智林也做了一些传感器的攻关,通过内外合作强化技术研发,推进智能建造应用。
为更好推进智能建造,调研中博智林表示:一是要加强政策扶持和产业引导,加快建筑机器人推广应用。研究适用的支持政策,鼓励优先使用建筑机器人施工,扶持建筑机器人推广应用,对于采用建筑机器人的建筑企业及项目给予相应的奖励和金融支持,支持建筑机器人及相关产业和示范项目用地等。
二是加快建设适用建筑机器人行业发展的监管体系。加快部署智能建造发展水平评价指标体系论证和发布,引导各省市出台相关政策并落位实施;协调出台建筑机器人及相关智能设备分级管理目录,对其中不影响施工安全的产品,纳入监管白名单;对于涉及危大工程的建筑机器人及相关智能设备,加快构建建筑机器人建造标准、专家论证及准入规范,逐渐形成建筑机器人自动化、无人化、智能化的建造管理体系。
三是积极推广BIM 平台和软件应用。鼓励各级政府监管平台优先推广BIM 应用,如电子报建平台、BIM 审查平台、劳务监管平台等,并通过标杆试点项目,明确项目可提供、需提供数据范围和内容。通过专项课题或地方标准的形式,推进BIM 应用数据标准化。总的来看,目前我国智能建造基础软件的发展依然严峻,需要加大投入力度,打造智能建造产业链各环节的自主可控的应用软件,并形成支撑我国 BIM 软件良性发展的行业生态。
四是构建产学研用产业生态,培养专业人才队伍。聚焦关键技术突破,鼓励行业重点企业加大建筑机器人及智能建造设备研发力度,支持相关核心零部件和关键技术的重点攻关,协调在国家重点研发计划项目设置“建筑机器人”专题,引导各地市设立建筑机器人关键核心技术攻关,推动建筑机器人、智能建造设备与以BIM 数字化技术为基础的产业互联网平台在建筑全生命周期的一体化融合应用,全面提升智能建造信息化水平。加强建筑机器人创新服务平台载体建设,助力建筑机器人应用推广;支持建筑机器人的核心技术和关键零部件研发与人才培养,推动智能建造高层次人才、新型产业技师培养以及人才培育平台、培育方法等相关政策制定,推进智能建造产业发展。