圖為組裝好的地面抹平機(jī)器人。

(資料圖)

蔡曉格攝(影像中國(guó))

數(shù)據(jù)來(lái)源：住建部等

一路攀爬，爬升式外墻噴涂機(jī)器人自動(dòng)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(jī)器人迅速對(duì)廚衛(wèi)墻壁進(jìn)行鋪貼;在平板電腦上操作，膩?zhàn)哟蚰C(jī)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(xiàng)目工地上，這些外形多樣、功能各異的建筑機(jī)器人緊張忙碌著，測(cè)量、地面整平、打磨、涂裝，加緊施工。

機(jī)器人的背后，是一群智能建造工程師：他們有的聚焦機(jī)器人軟件生態(tài)研發(fā)，讓機(jī)器人按照指令自動(dòng)作業(yè);有的排除、解決機(jī)器人施工場(chǎng)景中的不確定性和隨機(jī)性;有的遠(yuǎn)程操控機(jī)器人，減少高空人工作業(yè)的安全隱患……越來(lái)越多的智能建造工程師走入廠房、走進(jìn)工地，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新與模式創(chuàng)新，提升施工智能化水平，推動(dòng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

軟件研發(fā)工程師——

機(jī)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(jī)器人公司的軟件研發(fā)工程師，負(fù)責(zé)研發(fā)建筑機(jī)器人與相關(guān)工藝，但工作地點(diǎn)不只在廠房。“現(xiàn)階段產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)完成了，我在各個(gè)建筑工地、樣板項(xiàng)目上跑得比較多。”張亮說(shuō)。

張亮所說(shuō)的產(chǎn)品是一款被稱作“智能隨動(dòng)式布料機(jī)”的粉紅大個(gè)頭。智能隨動(dòng)式布料機(jī)相當(dāng)于一個(gè)二節(jié)臂機(jī)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(guò)算法，機(jī)器人兩個(gè)臂節(jié)協(xié)同運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆筑混凝土。“一般來(lái)說(shuō)，工人在日曬雨淋的環(huán)境下，把混凝土送上建筑樓板。這個(gè)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(jī)器人來(lái)全面升級(jí)這個(gè)工序。”張亮說(shuō)。

產(chǎn)品開發(fā)前期，在機(jī)器人試驗(yàn)與測(cè)試中心里，常常能看到張亮忙碌的身影：測(cè)試樣機(jī)、驗(yàn)證產(chǎn)品、程序調(diào)試，環(huán)節(jié)眾多。張亮告訴記者，機(jī)器人從圖紙變成實(shí)體，中間最重要的一步就是樣機(jī)制作。“機(jī)器人樣機(jī)的生產(chǎn)首先是根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成后通過(guò)軟件仿真，再用電腦里的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬，看看機(jī)器人在結(jié)構(gòu)、功能和電器件方面有沒(méi)有安全性能問(wèn)題，最后交由專家評(píng)定。”張亮說(shuō)，完成這一步后，就可以下單給智能制造工廠生產(chǎn)樣機(jī)了。

樣機(jī)生產(chǎn)出來(lái)之后如何驗(yàn)證?張亮介紹，一般有3個(gè)階段，一是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)階段，二是運(yùn)行階段，三是應(yīng)用測(cè)試階段。“我們把工廠生產(chǎn)的樣機(jī)運(yùn)到試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)運(yùn)行測(cè)試和功能性試驗(yàn)后，再把機(jī)器人運(yùn)到工地進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。這些關(guān)卡都順利通過(guò)后，機(jī)器人樣機(jī)就算生產(chǎn)完畢，設(shè)計(jì)就可以固化下來(lái)，進(jìn)入到量產(chǎn)階段。”最終，在智能制造工廠內(nèi)，一臺(tái)臺(tái)智能建造機(jī)器人從圖紙變成實(shí)體。

“我希望通過(guò)智能機(jī)器人的應(yīng)用，把人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，給勞動(dòng)者提供一個(gè)更友好的工作環(huán)境。”張亮說(shuō)。

解決方案工程師——

機(jī)器人進(jìn)場(chǎng)前的“探路者”

廣東肇慶的項(xiàng)目工地上，劉成斌正拿著平板電腦，仔細(xì)記錄施工現(xiàn)場(chǎng)的每一處角落。“這些細(xì)節(jié)都關(guān)系到隨后機(jī)器人能否順利進(jìn)場(chǎng)。”劉成斌說(shuō)。作為一名解決方案工程師，在辦公室，劉成斌用電腦進(jìn)行技術(shù)分析;在工地上，則常常需要帶上各類測(cè)量?jī)x器，仔細(xì)勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，為機(jī)器人進(jìn)場(chǎng)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(jī)器人適應(yīng)不同的建筑施工現(xiàn)場(chǎng)，從而更好地進(jìn)場(chǎng)施工。技術(shù)分析、項(xiàng)目分析、機(jī)器人選型適配，是解決方案工程師在機(jī)器人進(jìn)場(chǎng)前的主要“探路”工作。

雖然來(lái)工地之前，劉成斌已經(jīng)對(duì)項(xiàng)目圖紙進(jìn)行了分析，但現(xiàn)場(chǎng)勘察后發(fā)現(xiàn)，這個(gè)項(xiàng)目的施工通道地面沒(méi)有硬化，開門大小不夠，項(xiàng)目的排水和供電條件也不充分。針對(duì)這些問(wèn)題，劉成斌需要進(jìn)一步給出改進(jìn)方案，供甲方評(píng)估。“甲方認(rèn)可后，我們會(huì)給項(xiàng)目配備適合的機(jī)器人進(jìn)場(chǎng)。我現(xiàn)在勘察的這個(gè)項(xiàng)目可以匹配打磨機(jī)器人、測(cè)量機(jī)器人和室內(nèi)噴涂機(jī)器人。”劉成斌快速記錄著。

從2020年進(jìn)入智能建造行業(yè)成為一名解決方案工程師以來(lái)，劉成斌遇到的困難和挑戰(zhàn)不少，最常見的問(wèn)題發(fā)生在室內(nèi)裝修場(chǎng)景。“如果墻面的平整度和垂直度不達(dá)標(biāo)，機(jī)器人施工的成果和質(zhì)量就大打折扣了。”劉成斌告訴記者。

“傳統(tǒng)建筑業(yè)無(wú)論是在設(shè)計(jì)、工藝還是現(xiàn)場(chǎng)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(gè)矛盾，保證機(jī)器人順利施工，同時(shí)盡可能減少現(xiàn)場(chǎng)改造和設(shè)計(jì)變更，是我們目前在做智能建造施工策劃時(shí)，遇到的最大挑戰(zhàn)。”劉成斌認(rèn)為，相比傳統(tǒng)建筑行業(yè)，通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行施工，要求更加標(biāo)準(zhǔn)化，能減少作業(yè)的隨機(jī)性和不確定因素，也能減少施工中不必要的損失。“我認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)化是智能建造帶給建筑行業(yè)的最大變化。”劉成斌說(shuō)，希望通過(guò)自己的工作助力推廣智能建造，讓智能建造被更多人認(rèn)可和接受。

管理應(yīng)用工程師——

機(jī)器人工地上的“操作者”

廣東順德，“84畝試驗(yàn)田”項(xiàng)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(diǎn)項(xiàng)目之一。

戴好防塵口罩、安全帽，穿上反光馬甲，機(jī)器人管理應(yīng)用工程師甄上寶進(jìn)入項(xiàng)目大樓作業(yè)4層。眼前，一個(gè)“身高”1.75米、呈“L”字形的粉色箱狀機(jī)器人已做好準(zhǔn)備，等待指令。甄上寶打開平板電腦，啟動(dòng)應(yīng)用程序，連上這臺(tái)室內(nèi)裝修用膩?zhàn)哟蚰C(jī)器人的無(wú)線網(wǎng);輸入命令，灰色的機(jī)器臂隨即啟動(dòng)，沿著墻壁上下左右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行自動(dòng)作業(yè)。

“其實(shí)就像玩電腦游戲一樣。左邊是搖桿，這個(gè)是地圖，用地圖就可以規(guī)劃整個(gè)作業(yè)范圍，按這個(gè)按鈕就是下令，操作機(jī)器人的移動(dòng)。”甄上寶一邊介紹，一邊緊盯機(jī)器人，檢查它的打磨質(zhì)量。

“膩?zhàn)哟蚰サ奈恢檬鞘覂?nèi)的天花板和立墻部分，盡管是自動(dòng)作業(yè)，但還需要我拿著手電筒進(jìn)行打光觀察，同時(shí)使用靠尺測(cè)量墻壁平整度。”甄上寶說(shuō)，如果機(jī)器人作業(yè)不到位，他需要立刻在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整機(jī)器人的參數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算，增加壓力、增加轉(zhuǎn)速或者減少距離，調(diào)整機(jī)器人接下來(lái)的打磨工藝。

甄上寶平時(shí)還會(huì)操控一款爬升式外墻噴涂機(jī)器人，這款機(jī)器人不僅可以在高空中實(shí)現(xiàn)自由攀爬、自動(dòng)控制涂料流速，還可以進(jìn)行風(fēng)速監(jiān)測(cè)，遇到故障或強(qiáng)風(fēng)時(shí)能及時(shí)安全地降落到地面。甄上寶告訴記者，這樣的機(jī)器人不僅減少了噴漆材料污染對(duì)人體的傷害，而且降低了人員高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

“我幸運(yùn)地站在建筑行業(yè)智能化的潮流上。”甄上寶覺(jué)得自己的工作很有意義，“機(jī)器人并不像很多人理解的那樣會(huì)取代工人，而是去協(xié)助工人，完成很多高強(qiáng)度、高風(fēng)險(xiǎn)的工序，讓我們更加安全地工作。”

責(zé)任編輯：楊毅