在進入建筑機器人領域3年后,碧桂園集團再次取得里程碑式突破。
2021年12月30日,碧桂園集團旗下全資子公司廣東博智林機器人有限公司(以下簡稱“博智林”)在汕頭金平項目首次完成“BIM+FMS+WMS+建筑機器人”多機施工系統的驗收,共有8款施工機器人、6款運輸及上料機器人、5款集中工作站開展多機協同裝修施工作業。
基于此,博智林首次跑通了裝修階段端到端的智能建造生態實踐,初步構建了完整的全周期施工閉環。這意味著,博智林已經能夠在特定施工階段通過科學鋪排施工工序,讓多臺建筑機器人像流水線一樣進行自主施工作業,向著智能建造目標又邁進了一大步。
“BIM+FMS+WMS+建筑機器人”多機協作系統可以簡單理解為,搭建了一個BIM(建筑信息模型)協同平臺,將規劃的核心內容派發給FMS(機器人協同管理系統),WMS(倉儲管理系統)提供物料支持,在這三大系統協同的基礎上,建筑機器人在各個作業區完成智能化流水線高效施工。
BIM協同平臺就是一個功能強大的智能施工任務規劃中心,由博智林自主研發,規劃的內容核心包括兩方面:建筑機器人如何施工、相關物料如何保障,這兩者的詳細信息都會納入工單派發給FMS。
結合具體案例來看,博智林BIM協同平臺首先結合汕頭項目的主數據,生成定制化BIM模型地圖,提供給路徑規劃系統,規劃出機器人施工路徑;與此同時,BIM材料算量系統根據預先設定的規則,匹配商品庫后推送至BIM計劃排程系統,將施工計劃與材料用量相關聯,最終BIM協同平臺形成機器人施工工單,下發至FMS。
至此,機器人施工需要配備的產業技師、建筑材料、建筑機器人設備等資源信息均提前實現了在線策劃,智能建造完成第一步:智能規劃布局。
此后,工作任務交到了FMS系統的手上,主要負責對機器人的管控和任務調度。FMS系統在接收到工單后,會根據BIM數據生成并下發作業路徑給相應的機器人,有序統籌機器人開始作業,并全程監控作業過程。
與此同時,FMS系統還通過智能調度算法同步派發工單給WMS系統進行物料調配,以滿足機器人施工需要。整體施工完成后,系統還能及時反饋工單完成狀況和實際用料情況給回上游系統,實現工單和物料的雙閉環。
據悉,碧桂園汕頭項目現場的施工管理大屏能夠實時清晰地呈現8臺施工機器人在不同作業面的施工情況。通過大屏,項目管理人員可以實時監控建筑機器人施工狀態和作業位置、作業進度、物料用量等,施工進度的全局統籌十分便捷、高效。
如果說FMS系統是“首席指揮官”“最強大腦”, WMS系統則是是“首席物流官”和“物料管理大師”,可實現物流類機器人全自動調度、智能電梯自動控制、物料消耗的精確管理與數據化監控,例如它對工地物料消耗的管理可以精確到任一樓棟、樓層、戶型,使用了多少涂料、多少塊瓷磚。
在工序執行的全過程中,WMS會全程實時監控物料的出庫、運輸和數據反饋,使物料數據與BIM協同平臺作出的計劃相匹配,實現智慧工地物料系統閉環。
在三大系統協同的基礎上,建筑機器人在各個作業區完成智能化流水線高效施工,例如在墻磚鋪貼機器人工作面,產業技師協助機器人加注瓷磚膠,上磚機器人自主完成加磚。隨后產業技師在平板電腦上選中作業區域,一鍵下發指令,機器人迅速啟動前往指定位置,進行自主鋪磚施工作業,作業完成后還即時反饋工單至計劃排程。

當然,多機協同系統中最關鍵的在于建筑機器人的研發生產及應用。自2018年7月成立后,博智林集中力量研發、生產及應用建筑機器人,推進應用新型裝配式建筑體系,
成立三年來,博智林投入了大量人力物力,在研的機器人關鍵零部件和基礎共享技術覆蓋了建筑機器人八大核心模塊,多項技術填補了建筑機器人領域的空白,自主研發的機器人控制器已批量應用,累計交付量近850件。
截至2021年底,博智林在研建筑機器人46款,已遞交專利有效申請3468項,獲授權1670項,關鍵領域擁有一批自主核心技術。
與此同時博智林商業化進程加快,先有18款建筑機器人投入商業化應用,同時在全國各地項目推進機器人建房試點工作,包括完成機器人參與建設示范區、建立機器人調度中心、跑通修整類機器人多機聯合施工模式,實現了少人化或智能化施工作業。
此外,去年2月,住房和城鄉建設部發布《關于同意開展智能建造試點的函》,佛山順德鳳桐花園項目位列其中,這也是目前國內唯一真正引入建筑機器人且批量應用于工程建造過程的試點項目。
不僅在碧桂園自己的項目上應用,2021年,博智林建筑機器人還陸續走出去,參與外部單位的建設施工工作。如2021年5月,博智林4款混凝土產品線建筑機器人完成了首次面向外部單位中鐵建工廣州白云站項目的施工應用工作,驗收時,結果皆符合質量要求。
截至2021年12月底,博智林建筑機器人已經在全國各地開啟智能化作業,服務覆蓋超25個省份(直轄市、自治區),超350個項目;累計交付超730臺,累計應用施工面積超700萬平米。
研發建筑機器人單機設備只是萬里長征走完了第一步,讓工地施工像生產流水線一樣科學有序、智能協同,這是更為艱巨的目標。
2021年,碧桂園重點進行“拆解一棟樓”的試驗,希望通過科學鋪排施工工序讓建筑機器人像流水線生產一樣施工作業。12月底汕頭金平項目首次完成了“BIM+FMS+WMS+建筑機器人”多機施工系統的驗收,這算是博智林建筑機器人在智能協同方面邁出了第一步。