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朱剑敏:智能建造工艺体系与未来居住

日前,碧桂园集团副总裁兼广东博智林机器人有限公司副总裁朱剑敏接受《中国建设报·中国房地产》专访,就智能建造话题展开讨论。

朱剑敏

Q

请您简要介绍一下碧桂园集团的最新发展情况。

朱剑敏:碧桂园作为中国最大的房地产开发商之一,截至目前,已为超过1200个城镇带来现代化的城市面貌,打造超过2000个高品质项目,有超过400万业主选择在碧桂园安居乐业。2019年上半年,碧桂园共实现归属本公司股东权益的合同销售金额约人民币2,819.5亿元,归属本公司股东权益的合同销售面积约3,129万平方米,稳居行业第一。

碧桂园集团自2017年起连续三年入选《财富》杂志世界500强企业,今年排名较2018年攀升176位,至177位,是榜单中上升幅度最大的企业。目前,集团有超过1200位博士。

在夯实地产业务,保障经营稳健的同时,碧桂园集团响应国家高质量发展的号召,围绕地产主业,积极布局多元化发展,进军高科技产业领域。2018年碧桂园集团成立了博智林机器人公司和农业控股公司,形成地产、机器人、农业三大业务。2019年1月份,碧桂园集团重新定义自身是为全世界创造美好生活产品的高科技企业。

Q

请您简单介绍一下机器人公司的发展现状。

朱剑敏:2018年7月份成立博智林机器人公司,以形成全球领先的机器人全产业链服务能力,并为全世界创造美好生活产品为愿景。投资建设16平方公里的机器人谷,学习美国硅谷,希望能够吸引全球高端人才,构建以机器人制造为核心的智能产业体系。机器人谷内将建设智能工厂,提供完整设备、熟练工人、配套硬件,快速将设计转化为产品;设有众多大学研究院,承担高校研究中心功能;将设孵化基地,给创业团队提供场地、生产线,协助他们发展。

机器人谷打造融全球领先的机器人科技产业高地、世界知名的智能产业创新创业高地、大湾区产业高质量发展创新高地、产城人融合的智慧生态示范高地为一体的智能科技产业未来新城。

机器人谷首开示范区规划总建筑面积约105万平方米,计划2021年全部建成,14.5万㎡智能工厂将于2020年全部实现投产,27万㎡机器人总部大楼陆续投入使用,2019年8月31日机器人总部大楼A1栋已经全部投入使用。

目前,机器人公司聚焦建筑机器人研发与应用,横向拓展其他类别机器人,发展人工智能技术,向上集成系统化解决方案,拓展无人工厂、智慧建造、智能社区等领域,向下深耕核心关键技术,力争实现核心零部件全自主、核心技术全自主知识产权,形成机器人全产业链布局,构建千亿量级的机器人产业生态。

在一年多的时间里,专利累计量已达到600余件,具有完全自主知识产权的激光导航算法导航精度±4mm,UWB定位系统定位精度±20mm,达到国内一流水平。自研人脸识别技术识别精度99.5%,识别时间小于50微秒,达到国际先进水平。自主研发生产的“人脸速通门”等产品即将批量市场化。

此外,集团机器人快餐厅上个月已经在佛山开业,这个月也会在广州的“小蛮腰”开业,从炒菜到送菜到整个支付全由机器人来完成。

Q

请问碧桂园集团成立建筑机器人公司的初衷是什么?

朱剑敏:博智林之所以聚焦建筑机器人,是出于对传统建筑业的发展特点、痛点及基于安全、质量、效益的综合考虑。

首先,建筑劳动力供给出现断层。目前,60后、70后建筑工人占比近6成,年轻人不愿意从事建筑行业,而随着中国人口红利的逐步消失,社会老龄化趋势加速,劳动力短缺问题会更加严重,建筑业将面临巨大的人工成本压力。“机器换人”节约人工成本30%以上。

其次,建筑业安全成本攀升。建筑业连续9年列工矿商贸事故NO.1,生产安全事故和死亡人数每年攀升,且在建筑工程质量事故中,施工责任占33%,建筑工人操作质量低劣是主要原因。建筑机器人可实现自动检测、精准布料、精确施工,可减少施工主观误判,实现零伤亡,零事故。

再次,建筑行业是一个传统的行业,在所有行业信息化水平比较中,建筑行业排名倒数第二,仅比农业的信息化建设稍微高一点,甚至现在有人讲农业的部分信息化水平比建筑业高。

另外,传统建筑工序耗时、人工消耗大,且传统工艺资源消耗量大,以传统木模为例,据统计每年仅建筑木模抹灰带来的资源浪费及污染是十分惊人的。约消耗1.3万k㎡森林(两个上海),6千万吨水(70万人用量),1亿m³沙(5年珠江排沙量);同时还会产生3千万吨二氧化碳(全球航空业总排放),17万吨粉尘(中国采矿业总排放),2亿吨装修垃圾(填满7个西湖)。

Q

您认为建筑业的发展趋势是什么?

朱剑敏:建筑业主要面临工业化升级和数字化升级两个紧迫发展趋势,碧桂园集团也一直在积极探索和实践中。目前,工业机器人的技术已经很先进,但是在全世界范围内建筑机器人仍未有特别成熟的产品,市场上的产品是碎片化的,并未研发出真正能够代替劳动力的建筑机器人。

碧桂园每年在建建筑面积超1亿平方米,加之碧桂园全产业链的发展模式,建筑机器人将有巨大的应用场景。希望通过建筑机器人的研发和使用,像生产汽车一样建房子,以低成本、高速度建造出安全、高质量的好房子。同时,碧桂园集团在研发物业机器人、家居服务机器人、医疗机器人、餐厅机器人等,广泛地应用于碧桂园社区,服务未来上千万业主,满足养老、医疗、陪伴、安防、家政、餐饮等方面的需求。

Q

请您介绍一下碧桂园集团在建筑工业化升级方面所做的一些探索和实践。

朱剑敏:在建筑工业化方面,首先 “像造汽车一样造房子”是通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的生产方式,代替传统建筑中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。碧桂园集团建筑工业化的方向有两种途径:第一个是近年来研发应用的SSGF建筑体系加建筑机器人模式,第二个就是装配式建筑体系加建筑机器人的模式。

SSGF建造体系参照汽车制造中汽车结构的一体成型制造,承受外部强荷载,整体制作;非结构性构造、功能、装饰的工业化制造、模块化装配;制造过程体系化、信息化、智能化管控,采取整体现浇,应用铝模、爬架、内墙板、楼层止水、全穿插施工管理、信息化管理等新技术、新管理。

装配式建筑体系也是集团积极探索和发展的方向。大量的建筑部品由车间生产加工完成,构件种类包括:外墙板,内墙板,叠合板,阳台,空调板,楼梯,预制梁,预制柱等;采用建筑、装修一体化设计、施工,理想状态是装修可随主体施工同步进行;设计的标准化和管理的信息化,构件越标准,生产效率越高,相应的构件成本就会下降,配合工厂的数字化管理,整个装配式建筑的性价比会越来越高;且符合绿色建筑的要求,节能环保。

区别于市面上大家做的新体系和装配式,结合建筑机器人施工,替代传统危险性大、技术含量低、重复性强的人工劳动,碧桂园集团在建筑工业化的基础上向智能建造进发。

Q

请您介绍一下碧桂园集团在数字化升级方面所做的一些探索和实践,以及如何应用到未来居住与生活场景。

朱剑敏:不管是走哪一条建筑工业化道路,都离不开数字孪生时代。由于集团项目众多,体量庞大,单凭人力管理不过来,所以数字化解决问题便是重要手段。目前以BIM技术为基础,全面采取数字化解决方案,包括全建筑生命周期的应用,通过数字设计、数字深化、数字生产、数字工地、数字运维、数字社区,从拿地进行强排方案设计阶段,数字化工作即启动,过程中数据有序流转叠加扩充沉淀,直至运维期,对物业公司及业主提供最大化的便利与服务。

首先是数字设计,好的工程设计可控制70%左右的成本,所以集团格外看重对设计端的数字深化工作。

第一,拿到地,如何设计强排,即开始使用模拟软件配合AI优化算法进行数字化工作,将不同朝向、不同层高组合、不同间距分布等,结合当地的气象环境进行模拟,并以数字化手段输出量化报告,择最优者。

第二,再进行建筑结构管线综合的数字化设计,保证满足国家、地方各项规范的前提下,利用可视化特性,对综合设计进行叠加检查,彻底消除设计的错漏碰缺,甚至有总工室,对虽然满足设计要求但不便加加工生产安装的设计进行优化。

第三,房子好不好消费者说了算,消费者最直接的感受就是体验到舒适感,在保证建筑本身的基础上对园区、室内都进行数字化设计,辅以VR仿真体验,不仅使消费者可以提前感受到小区规划以及室内装修风格,更可解决异地买房人群时间紧、路程远、开销大的问题。

最后,在一切设计阶段工作完成后,还会结合项目所在地的实际情况、项目施工组织以及可调动资源情况进行场地设计,同样辅助AI技术,对场地不同临时设施进行不同排列组合,并得出量化报告以供决策。

由于极高的精度要求,在传统住宅BIM应用的基础上加了数字深化。建筑、结构、管线综合的深化都要求最高的精度,另外新增加了PC深化、铝模深化、爬架深化、墙板深化,不仅利用可视化特性供总工审核,保证所有施工面可有序进行,而且以最高的精度为加工生产提供依据。比如钢筋深化模型,大多数公司都是以造价软件进行搭建,甚至所有的模型均不涉及钢筋,而数字化升级严格按照图集对设计模型进行深化设计调整,并随时与现场的钢筋工长进行沟通,确保模型与现场一致,数字化的数据全部真实有效。

然后由深化模型对每一个需加工的构件零件进行编码,每一个编码对应一种零构件输出到工厂后,数字化加工即开始启动。首先是在计算机虚拟环境中进入数字工厂,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式,作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁,本质是实现信息的集成。

其次进入智能工厂,智能工厂是人工智能院配合机器人研发人员,为工厂提供全面升级,使其具有自主能力,可采集、分析、判断、规划;通过整体可视技术进行推理预测,利用仿真及多媒体技术,将实境扩增展示设计与制造过程。智能工厂的系统中各组成部分可自行组成最佳系统结构,具备协调、重组及扩充特性且具备了自我学习、自行维护能力。智能工厂实现了人与机器的相互协调合作,其本质是人机交互。

最后是智能制造,智能制造系统不只是人工智能系统,而是人机一体化智能系统,是混合智能。系统可独立承担分析、判断、决策等任务,突出人在制造系统中的核心地位,同时在智能机器配合下,更好发挥人的潜能。机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰,达到人机一体化。

目前博智林正在打造工业4.0智能工厂。2019年5月底,4.8万㎡的智能工厂C栋已交付投产,包含自动化机加工区、超精密加工区、自动物流、自动化立体仓库、自动化装配线。其中,立式自动化加工线可实现24小时无人加工;精密加工区配备世界顶级超精密加工设备,最高加工精度可达1微米,全面提升效率与产品精度。14.5万㎡智能工厂A、B、C栋明年将实现年产2万台机器人的产能目标,预计年产值40亿元。陆续投入使用数字化系统、高质量建设企业信息管理系统,持续推进其他先进智能制造技术,打造万物相联、人机互动、智慧流通的智能工厂,形成涵盖设备、产线、工厂等各个层级的智慧型自学习和自适应生产能力。

数字工地不仅是为了数据的有序流转及信息管理,更是有两个最重要的意义:一是为建筑机器人提供数字环境;二是提升项目现场施工管理水平。

将项目所有建筑、临设、机械等都形成BIM模型,碧桂园正在与建筑机器人研发同步进行自身BIM系统开发,目标是把工地全数字化,实现现实世界和虚拟世界组合,为机器人施工提供必要的数字化信息。

用BIM技术对施工组织设计以及方案进行模拟,对项目进行拆分,通过算法、IOT技术加持,不仅可利用智慧工地对施工全面管控,还可运用数字模拟沙盘预演后面的工序,大大提升项目现场施工管理水平。

在数字运维中,采用物联网、云计算技术等将BIM模型、运维系统与移动端等结合起来应用,最终实现设备运行管理、能源管理、安保系统、租户管理等。依据BIM模型对照明、消防等各系统和设备空间定位,对设施装修、空间规划和维护操作进行管理,对隐蔽工程管理基于BIM技术进行复杂地下管网管理,并可在图上直接获得相对位置关系。基于BIM技术杜绝管理盲区,对突发事件管理包括预防、警报和处理。通过BIM结合物联网技术,使得日常能源管理监控变得更加方便。将物联网技术和BIM技术相融合,并引入到建筑全生命周期的运维管理阶段,将带来巨大的经济效益。

同时,以后的每个小业主都会得到一个BIM模型,业主打开自己房间的BIM模型,可获得所有的工程和外观数据、空间尺寸的信息,相当于为业主提供了一个关于未来居住环境的数字模型。如果业主需要购置家具,根据空间尺寸信息便可购买,甚至现在正在开发智能化装修,以虚拟场景集合BIM设计模型,把自身期望的软装、硬装东西放置在虚拟环境下看装修效果。在数字社区中,研发运维机器人,未来安全巡检、送快递等工作由机器人来实现。为用户带来全面的智慧生活场景,最终让所有业主都有最舒适的体验。这正是碧桂园集团的坚持:希望社会因我们的存在而变得更加美好。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20190905A0PY7I00?refer=cp_1026
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