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多家央企入局,建筑机器人行业竞争加剧,争夺15.5万亿美元市场

作者:机器人大讲堂

谈到建筑机器人,行业已经很难绕开碧桂园。在11月25-27日的建博会上,碧桂园集团全资子公司广东博智林机器人有限公司展出地面整平机器人、腻子涂敷机器人、腻子打磨机器人、地砖铺贴机器人、地坪漆涂敷机器人等8款机器人。这8款机器人实际应用到建筑全周期的5大工序,包括主体结构、室内精装修、地坪施工、外墙施工及辅助类施工。可以说博智林的建筑机器人体系正在进一步完善。

但建筑机器人行业,更多的竞争者已经出现,在龙头企业的引领下,建筑行业正开始走向了百花齐放的新格局。

多家央企入局,建筑机器人行业竞争加剧,争夺15.5万亿美元市场

▍政策方向下,多家企业正突围

建筑行业是大陆的支柱产业,作为建筑大国,中国毫无疑问拥有世界上最大的建筑市场。

据国家统计局数据显示,2021年全国建筑业总产值29万亿元,同比增长11%;全国建筑业房屋建筑施工面积157.5亿平方米,同比增长5.4%。过去十多年其生产总值不断扩大,数据显示,从2012年到2021年,大陆建筑业总产值从13.7万亿元持续上涨至29.3万亿元,增加值在国内生产总值中占比高达7%。

中国建筑协会统计显示,中国建筑信息化投入在建筑业总产值中的占比仅为0.08%,而欧美发达国家为1%左右,提升空间潜力巨大。在今年初,住建部发布《"十四五"建筑业发展规划的通知》,直接强调要加快重点推进与装配式建筑相配套的建筑机器人应用,辅助和替代“危、繁、脏、重”的施工作业。

调研还表明,有81%的建筑企业,将在未来10年内引入或增加机器人技术和自动化的使用,而目前在使用机器人技术的企业并不多,只有55%的建筑企业表示正在使用机器人,但在汽车行业和制造业,这一比例分别为84%和79%,可见建筑机器人还有很大的增长空间。据预测,未来十年,全球建筑行业的产值还将增长85%,达到15.5万亿美元,而相关建筑机器人将实现年均复合两位数的高增长。

在原先,建筑行业的变革来得非常缓慢,但在碧桂园的快速入局后,在人们看不见的工地上,建筑业已经正在进行一次深入骨髓的技术革命。

互联网技术与具体产业深度融合——互联网渗透进企业的骨髓,改善管理、流程、制度和工艺,提升产业效率。 科技与智能制造,已成为越来越多传统建筑企业转型升级的方向。

碧桂园无疑是这场建筑行业机器人等智能化变革的领军者。2018年开始,碧桂园旗下博智林公司聚焦保障施工安全、提升施工质量、提高施工效率,发力建筑业等领域智能机器人研发后,目前在建筑机器人领域,博智林已经可以称得上是国内最大的生产应用型企业,这也进一步拉动了国内建筑机器人市场的快速发展。

此前在广州白云站综合交通枢纽的施工现场,博智林更是完成了首次面向外部单位中铁建工广州白云站项目的混凝土产品线机器人施工应用。博智林4款建筑机器人——智能随动式布料机、地面整平机器人、地面抹平机器人及地库抹光机器人施工完成后,项目部进行了现场实测,测量结果皆符合质量要求。

公开资料显示,截至2022年10月底,博智林已有35款建筑机器人投入商业化应用,服务覆盖超30个省份,超600个项目;累计交付超1700台,累计应用施工面积超1000万平方米。

从专利情况来看,目前,博智林已递交专利有效申请3700多项,获授权超2000项,填补了多项行业空白;相关研发产品相继斩获中国专利奖、IF设计奖、红点奖、IDEA奖、红星奖、金芦苇奖等众多奖项;相关机器人技术已在国家科技成果鉴定中获得五项国际领先、一项国际先进的综合评价。

作为建筑机器人领域的“领头羊”,博智林机器人生产的机器人应用必然吸引了更多的目光,其中建筑业的中央企业大多在智能建造方面具有雄厚实力,并将智能建造技术应用在大型复杂工程中,传统建筑公司是这场机器人变革的紧密跟随者。

多家央企入局,建筑机器人行业竞争加剧,争夺15.5万亿美元市场

在去年,中建三局就在一个专业足球场项目使用了建筑机器人,在450平方米的混凝土作业面上,成功应用三款智能建造机器人,极大地提高了施工效率和质量,一年多后,中建三局又联合中建三局科创产业成立了中建三局云构机器人有限公司,企查查显示,中建三局云构机器人有限公司的经营范围主要是智能机器人的研发与销售,智能建造机器人将越发广泛地参与到建筑作业中。

而在今年,中建八局运用人工智能、大数据、云计算、物联网等技术,已经号称打造了覆盖建筑工程全周期的智能化、信息化建设管理平台,同时推出各类建筑机器人,如钢筋绑扎机器人、橡塑保温板下料机器人、焊接机器人、智能抹灰机器人等都闪亮登场,其外墙喷涂机器人,通过自动喷涂作业,最大喷涂效率可达300㎡每小时。

而中建二局则针对一些细分领域,例如其为解决核能市场的施工难题,研发了“埋件焊接机器人”,能够自动定位、智能焊接,相较于人工焊接,该设备的应用效率提升了3倍。据介绍,中建二局研发并启用核电焊接管理系统,在焊接方面实现了从生产自动化到管理信息化的升级。目前该套智能焊接技术已广泛应用于防城港核电站、太平岭核电站、浙江温州三澳核电站建设中,极大提升了核电建造的品质。

早在20世纪80年代,发达国家就已经开始了建筑机器人的研发,包括美国、欧盟国家、新加坡、日本、挪威纷纷推出了自己的建筑机器人产品。国内建筑机器人发展的契机来自互联网、物联网技术的发展。对比国外,中国在建筑机器人方面,虽然探索较晚,但追赶速度却很快。在国家政策的推动下,已经完成了初步的建筑机器人产业链,国产建筑机器人在核心零件、软件、算法等方面不断突破。

从商用化角度来看,全球建筑机器人市场仍然处于早期阶段,国内外都在发展,但全球最大的建筑业市场在中国,纵观当下建筑机器人行业,在这场竞争中,国内已有数十家公司在此展开布局,包括帕梅艾尔、上海大界等较早一批入局的玩家,以及筑橙、筑石、蔚建等一批新入局者。

多家央企入局,建筑机器人行业竞争加剧,争夺15.5万亿美元市场

在最近几年更是依然有建筑行业的后来者依然拿到融资,例如建筑机器人核心技术研发与应用供应商逆动科技就在近日完成千万级天使轮融资,逆动科技以建筑高空喷涂机器人为特色,并关注装配式建筑、室内装修、主体结构施工等多个场景,其在研三款高空喷涂机器人,全面覆盖房屋高层、多层建筑,以及桥梁隧道等不同形式建筑物的高空喷涂场景。

可以看出,建筑机器人公司已经在设计、施工、运维、拆除等建筑生命周期的各个节点都有尝试,绝大多数还是聚焦在施工环节,打磨某类施工工艺,持续做深,积累客户成为这段时间建筑机器人市场竞争的关键,但在这部分市场中,由于施工环境复杂、工艺流程多样化,传统央企的经验积累、开创性和竞争力依然都具备一定优势。

▍从单机到体系化,技术的革新进行中

过去传统建筑工地繁重、危险、效率低下的工作,现在已由机器人完成,建筑机器人在施工危险度较高、工艺复杂度较低、机器人ROI较高的场景已经实现较先落地,并实现规模化应用,完成了建筑行业变革0-1的过程,机器人通过接受各种指令,完成一些过去由人工完成的工作,每个工序按照规范有条不紊,这促使大陆的建筑行业正加紧步入智能建造的数字化建设1-10的第二阶段。

中国工程院院士、华中科技大学教授丁烈云认为,推动智能建造发展,抢占技术竞争制高点,需要做好4件事:一是打造以自主可控建筑信息模型为核心的全产业链一体化软件生态,二是强化工程物联网的应用价值,三是建立健全智能化工程机械标准体系,四是创新数据采集、储存和挖掘等关键共性技术,建立完整的工程大数据产业体系,催生建造服务新业态。

目前,许多企业除了强化机器人本体建设,也在数字化智能建造建设上不断下功夫。这场技术变革来自机器人技术与建筑智能建造产业的深度融合,搬砖、打磨、喷涂、贴墙砖、运输物料,在第一阶段,建筑工地在机器人和智能化的助力下,通过改善管理、流程、制度和工艺,建筑工地仿佛变成了一座智能工厂,让造房子这门“技术活”,也充满了硬核科技。

多家央企入局,建筑机器人行业竞争加剧,争夺15.5万亿美元市场

造房子,一直以来都是一项极为复杂的工程,许多人对建筑行业的刻板印象,来自尘土飞扬的工地、水泥车、来往不断的建筑工人和源源不断的噪音。其实第一阶段各种机器人已经替代了很多工地工序,用润物细无声的姿态,实现了传统工地的技术进化。

例如过去的工地建造施工的初期,要先打好地基,其中混凝土浇筑是关键一步,而机器人造房子,已经完成从混凝土浇筑开始的多个流程覆盖。传统使用场景和智能建造的场景截然不同,来来往往的已经变成了形态各异的机器人,例如高高的墙体外再也看不见长长的安全绳,取而代之的是一个个外墙施工机器人,智能装备能够精准控制进出入材料,这为数字化打下了坚实基础。

第二阶段智能建造的概念,通俗意义上理解,其实是物联网概念的具象化,实现整体的数字化打通。从建筑全生命周期来看,无论是前期的设计、招标阶段,还是中期的施工建设阶段,包括主体施工完成后的装修阶段,以及入住后的运维阶段,再到最后的拆除阶段,都存在巨大的数字化改造空间。

就大方向而言,数字化和智能化对建筑行业无疑是降本增效非常明显的工作,拿工程项目管理来说,进度难监控,成本难管控,都是工程企业现阶段急需解决的问题,传统的管理方式效率低,见效慢,已无法满足工程企业的需求,那么使用数字化系统则显得极为必要,例如领筑工程项目管理系统,它能帮助工程企业快速梳理业务流,并以资金(成本)、进度为双主线,规范企业的支付、合同结算、预算编制过程,做到以预算为龙头,做到事先计划,事中控制,事后分析的精细化成本管控。

这意味着在工程管理上,随着工程企业应用线上的数字化管理系统,能解决很多传统管理的难题。可以说建筑机器人完成了建筑业底层基础设施的数字化升级,从而影响了建筑业本身的业务模式创新和产业生态升级,成为建筑业创新的增长的驱动力。

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建筑产业全面进入机器人时代后,必然快速实现数字化的打通,某种程度而言,建筑业的基础设施正在发生改变,过去依靠劳动密集型建筑集团的传统施工队伍,而现在智能建造悄然让建筑数字化转型,成为新的建筑产业基础设施,这场变革正在持续并将深远影响行业。

例如美国建筑机器人明星项目Construction Robotics公司推出的SAM(Semi-Automation Mason)系列半自动砌砖机器人,配合自主研发的3D砖块测图软件,能够在8小时工作时间内针对任意尺寸的墙面自主完成3000块砖的堆砌工作,效率是传统人工作业的6-8倍。

同时,基于软件端不断更新的数据库,SAM机器人能够及时提供准确的、由数据驱动的分析报告。再比如,累计融资超过1.1亿美元的Built Robotics公司利用自动化机器人以及配套的软件和传感器把现有的挖掘机改装成建筑机器人,解决了基坑建设场景中人工作业难以精准尺度挖坑的难点,并累计完成了超过1.5万小时施工作业。

例如博智林的32款机器人能在施工过程中各司其职,背后原因来源于博智林自研的BIM协同平台,也就是“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机协作施工模式。“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机协作系统可以简单理解为,搭建了一个BIM(建筑信息模型)协同平台,它像是一个机器人大脑,将规划的核心内容派发给FMS(机器人协同管理系统),WMS(仓储管理系统)提供物料支持,在这三大系统协同的基础上,人工在其中的干预很少,博智林的产业技师会协助机器人添加辅料,在平板电脑选中作业区域,机器人启动前往相关区域自动作业,建筑机器人在各个作业区完成智能化流水线高效施工。

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据悉, 博智林的这套系统,目前已经完成了标准化,并实现了商用。以智能建造为产业,博智林通过技术驱动,打开了一个新的增长领域:博智林从自身的住宅小区,到产业园、市政公建、车站等多类型智能建造承建项目,并发展出面向更多元场景的业务线,如“机器人+智能建造+代建业务”等,这其实已经很大程度上改变并优化了传统建筑行业的商业模式。

▍结语与未来

建筑业是国民经济支柱产业,也是吸纳就业、保障民生的重要领域。去年,建筑业总产值29.3万亿元,解决就业岗位5000万, 庞大的市场,让智能建造产业未来可期。但建筑机器人等新兴技术仍处于发展摸索期,例如可装配建筑这个新领域,数据显示,2016-2020年大陆装配式建筑新开工建筑面积由1.14亿平方米增长至6.3亿平方米,2021年大陆装配式建筑新开工建筑面积达7.09亿平方米。

如今全国已经有20多个省份出台了装配式建筑相关的扶持政策和补贴制度标准,为装配式建筑的发展亮起绿灯,预计2025年大陆装配式建筑市场规模将超16000亿元。 加大建筑机器人研发应用,有效替代人工,进行安全、高效、精确的建筑部品部件生产和施工作业,已经成为全球关注热点。

通过推动建筑工业化、数字化、智能化升级,打造“中国建造”升级版,将是未来房地产行业走上更高台阶的关键,也是迈入智能建造世界强国行列的核心竞争力。

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