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研發(fā)、分析、應(yīng)用,智能建造工程師推動(dòng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

圖為組裝好的地面抹平機(jī)器人。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?!艾F(xiàn)階段產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)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?!睆埩琳f(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?!耙话銇?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?!睆埩琳f(shuō)。

產(chǎn)品開(kāi)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?!皺C(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?!睆埩琳f(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?!斑@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(kāi)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?!凹追秸J(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?!眲⒊杀罂焖儆涗浿?。

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(jiàn)的問(wèn)題發(fā)生在室內(nèi)裝修場(chǎng)景?!叭绻麎γ娴钠秸群痛怪倍炔贿_(dá)標(biāo),機(jī)器人施工的成果和質(zhì)量就大打折扣了?!眲⒊杀蟾嬖V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)?!眲⒊杀笳J(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(kāi)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?!闭缟蠈氄f(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?!闭缟蠈氂X(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。”

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