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
(資料圖)
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。“現(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。”張亮說。
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。”張亮說。
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。“機器人樣機的生產(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。”最終，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。”張亮說。
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。“這些細節(jié)都關(guān)系到隨后機器人能否順利進場。”劉成斌說。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。”劉成斌快速記錄著。
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。”劉成斌告訴記者。
“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)。”劉成斌認為，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。”劉成斌說，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。”甄上寶一邊介紹，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。”甄上寶說，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。”甄上寶覺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。”
責任編輯：楊毅
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