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近日,借助技术创新、模式创新,广东博智林机器人有限公司(以下简称“博智林”)在碧桂园汕头金平项目中首次完成“BIM(建筑信息模型)+FMS(机器人协同管理系统)+WMS(仓储管理系统)+建筑机器人”多机施工系统的验收,探索出一条高质量、智慧化的智能建造新路径。

系统协同 实现高效施工

在BIM、FMS、WMS三大系统协同以及智能化布局的基础下,碧桂园汕头金平项目的多个建筑机器人在各个作业区实现了智能化、流水线式的高效施工。

在墙砖铺贴机器人作业区,智能建造产业技师协助机器人加注瓷砖胶,上砖机器人自主完成加砖。随后产业技师在平板电脑上选中作业区域,一键下发指令,机器人迅速启动前往指定位置,进行铺砖施工作业,作业完成后即时反馈工单至计划排程系统。

在腻子打磨机器人作业区,产业技师通过平板电脑给机器人一键下发指令,随后腻子打磨机器人立即开始高效率打磨作业,作业完成后同步反馈作业完成进度。在另一个区域,墙纸铺贴机器人通过产业技师协助装好墙纸材料后,按照技师指令和既定的作业规划路径,迅速进行平滑、工整的自动铺贴工作。

同一时间,8款施工机器人、6款运输及上料机器人、5款集中工作站在“BIM+FMS+WMS+建筑机器人”多机施工系统的统一指挥下,实现了协同施工作业。该系统可以让建筑机器人系列产品最大化发挥功效,同时该系统的验收完成还意味着智能建造生态实现了“端到端”的全面贯通,构建了完整的全周期施工闭环。

各显神通 保障工程建设

BIM协同平台是一个功能强大的智能施工任务规划中心,规划的内容核心包括建筑机器人如何施工、相关物料如何保障两方面。

物流类机器人根据WMS有序运输施工物料

博智林自主研发的BIM协同平台首先结合项目的主数据,生成定制化BIM地图,提供给路径规划系统,规划出机器人施工路径。与此同时,BIM材料算量系统根据预先设定的规则,匹配商品库后推送至BIM计划排程系统,将施工计划与材料用量相关联,最终形成机器人施工工单,下发至FMS。至此,机器人施工需要配备的产业技师、建筑材料、建筑机器人设备等资源信息均提前实现了在线策划,智能建造“棋盘”完成了第一步的智能布局。

FMS则是多机施工系统的“首席指挥官”“最强大脑”,主要负责对机器人的管控和任务调度工作,以实现有序、高效的协同作业。博智林自主研发的FMS可做到“一心多用”,它就像一个超级指挥中枢,一方面能够调度全部机器人按指定路径自主前往指定区域、自主施工,另一方面也同步呼唤WMS提供物料支持。

FMS-金平项目施工管理大屏

FMS在接收到工单后,会下发作业路径给相应的机器人,有序统筹机器人开始作业,并全程监控作业过程。同时,FMS还通过智能调度算法同步派发工单给WMS进行物料调配,以满足机器人的施工需要。整体施工完成后,FMS还能及时向上游系统反馈工单完成状况和实际用料情况。

在碧桂园汕头金平项目现场,施工管理大屏能够实时清晰地呈现8台施工机器人在不同作业面的施工情况。通过大屏,项目管理人员可以实时监控建筑机器人的施工状态、作业位置、作业进度和物料用量等,施工进度的全局统筹十分便捷、高效。

如果说FMS是指挥中心,那么WMS就可以被称为物流控制“智脑”,兼具虚拟“红绿灯”功效,可实现物流类机器人全自动调度、智能电梯自动控制、物料消耗的精确管理与数据化监控,例如它对工地物料消耗的管理可以精确到任一楼栋、楼层、户型,包括使用的涂料量、瓷砖数等信息。

WMS是一个高度协同、实时响应机器人需求的强大物料供应管理中枢,能够全程监控物料的出库、运输和机器人加料,保证与BIM协同平台的物料保障计划实时匹配,真正实现“每一种物料从哪来、去哪用、用多少”的精细管理,形成了智慧工地物料系统闭环。

有了WMS的实时指挥,搅拌站可自主及时启动搅拌物料,确保物料第一时间的供应;有了WMS的智能调度,即便物流机器人批量出动,也不会发生“堵车”现象;有了WMS的排班布局,物流机器人可以自主搭乘智能升降梯前往指定楼层,再自动返回。

技术攻关 发展智能建造

当前,建筑行业的数字化转型升级势在必行,发展智能化的建造方式已经成为建筑行业可持续发展的必然选择,智能建造正成为世界建筑领域的前沿赛道。

作为碧桂园集团旗下全资子公司,自2018年7月成立以来,博智林不仅研发、生产、应用体系化的建筑机器人,还结合BIM数字化和新型建筑工业化打造全周期的智能建造体系,是集软硬件研发生产于一体的智能建造解决方案提供商。截至2021年年底,博智林在研建筑机器人46款,已有18款投入商业化应用。

研发建筑机器人只是“智能建造”万里长征的第一步,让施工像生产流水线一样科学有序、智能协同是更为艰巨的目标。博智林以互联网思路为抓手,全面梳理建筑业务架构,搭建以BIM数字化技术为核心的建筑产业互联网平台,建立统一的标准化体系,打通建筑产业生态链,实现业务高效协同;建立全周期业务数据体系,实现各方数据统一管理,提供全周期业务数字化赋能;建立一体化平台,实现全产业链业务管理协同。

截至2021年年底,博智林建筑机器人已经在全国各地开启智能化作业,服务覆盖超25个省(直辖市、自治区)、超350个项目;累计交付超730台建筑机器人、累计应用施工面积超700万平方米。中国科学院院士、清华大学人工智能研究院名誉院长张钹教授认为,博智林已经走在了全国乃至全世界智慧建造和建筑机器人领域的前列。

目前,博智林研发的建筑机器人产品数量处于国际领先行列,产品已覆盖大部分建筑工序,并积极拓展商业化应用试点,产生了实际价值。同时,博智林在研发生产建筑机器人产品基础上,还结合BIM和新型装配式建筑打造全周期的智能建造体系,能够支撑建筑机器人系列产品最大化发挥功效,形成核心技术优势,建立企业独有的技术壁垒。

近日,全国住房和城乡建设工作会议指出,要完善智能建造政策和产业体系。碧桂园集团认为,进行数字化转型,发展无接触式、智能化的建造方式将是中国建筑行业可持续发展的必然选择,让机器人建房是通向高质量发展的康庄大道。集团负责人表示,2022年,碧桂园将继续强有力地推动智能建造体系走向成熟。

建筑行业智能化的浪潮不可逆转,建筑机器人还有很长的路要走,由于没有成熟的经验可以借鉴,每一步都需要探索和开拓。博智林相关负责人表示,公司正在探索以系统性、数字化解决方案覆盖勘察、设计、生产、施工、运维全生命周期的发展路径,通过自主研发的多机施工系统,为建筑全产业链提供智能建造整体解决方案,助力传统建筑行业的转型升级。