近來，在邁向智能建造創(chuàng)新發(fā)展的新征程上，建筑機(jī)器人已成為建筑業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要組成部分。2022年1月，住建部發(fā)布《十四五“建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃”》，提出完善智能建造政策和產(chǎn)業(yè)體系，加快建筑機(jī)器人研發(fā)與應(yīng)用，推廣綠色建造方式。2022年10月，住建部發(fā)布《關(guān)于公布智能建造試點(diǎn)城市的通知》，將北京市等24個(gè)城市列為智能建造試點(diǎn)城市，重點(diǎn)圍繞數(shù)字設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能施工、建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、建筑機(jī)器人、智慧監(jiān)管六大方面，增強(qiáng)建筑企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。2023年1月，工業(yè)和信息化部等十七部門印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》，將“建筑”納入10大應(yīng)用重點(diǎn)領(lǐng)域之一，推進(jìn)建筑機(jī)器人拓展應(yīng)用空間，助力智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展。

在國(guó)家、行業(yè)各項(xiàng)政策的指引下，得益于我國(guó)巨大的建筑市場(chǎng)體量與豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，國(guó)內(nèi)已有眾多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)主體進(jìn)入建筑機(jī)器人領(lǐng)域，加速建筑機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用探索。本文將從國(guó)內(nèi)建筑機(jī)器人研發(fā)現(xiàn)狀和研發(fā)路徑思考兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

Dresent Situation

目前我國(guó)建筑機(jī)器人研發(fā)路徑大致可以分為以下五類：

該模式專注機(jī)器人產(chǎn)品研發(fā)，不涉足機(jī)器人租賃、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)、專業(yè)工程承包等業(yè)務(wù)。選用該模式的企業(yè)，一般會(huì)選擇一款或幾款應(yīng)用面較廣的機(jī)器人，通過集中企業(yè)全部資源進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，一旦取得研發(fā)突破，就快速迭代形成產(chǎn)品，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。該模式比較適合初創(chuàng)公司選用，對(duì)企業(yè)的資源能力要求相對(duì)較低，容易在短時(shí)間內(nèi)取得突破并實(shí)現(xiàn)盈利，由于該模式不直接接觸終端用戶，對(duì)用戶的需求把握和應(yīng)用服務(wù)能力相對(duì)較弱。

該模式專注于某一類或幾類通用技術(shù)研發(fā)，不僅能應(yīng)用于建筑機(jī)器人行業(yè)，也能適用于其它多個(gè)行業(yè)，通過不同行業(yè)的共享應(yīng)用，既可以分?jǐn)偢甙旱难邪l(fā)成本，也可以實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的積累與借鑒。該模式可顯著擴(kuò)大研發(fā)產(chǎn)品的市場(chǎng)容量、提升企業(yè)的盈利能力，同時(shí)也對(duì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了較高的經(jīng)驗(yàn)要求，需要研發(fā)團(tuán)隊(duì)深入了解多個(gè)行業(yè)的特點(diǎn)及應(yīng)用需求。

該模式立足于全球市場(chǎng)，著力研發(fā)具備全球通用的建筑機(jī)器人產(chǎn)品，利用歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家人工成本高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)品的高溢價(jià)，從而獲取更高銷售利潤(rùn)。該模式可以通過海外市場(chǎng)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)產(chǎn)品迭代，深耕目標(biāo)市場(chǎng)，逐步完善區(qū)域供應(yīng)鏈、客戶等核心資源，同時(shí)也面臨國(guó)內(nèi)外政策環(huán)境、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、氣候狀況和社會(huì)文化差異大等問題，需要企業(yè)具有較強(qiáng)的資源整合和服務(wù)能力。

該模式主要圍繞企業(yè)自身業(yè)務(wù)發(fā)展需要，布局研發(fā)一系列建筑機(jī)器人產(chǎn)品，并負(fù)責(zé)機(jī)器人售前、售后技術(shù)服務(wù)及日常維護(hù)等工作。該模式具有研發(fā)需求明確、產(chǎn)品體系完整、工藝變革能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)多種機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，能有效提升企業(yè)品牌形象和主業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，由于需要研發(fā)的機(jī)器人種類繁多，服務(wù)范圍貫穿機(jī)器人全生命周期，對(duì)企業(yè)建筑主業(yè)市場(chǎng)體量和持續(xù)的資源投入能力提出了更高的要求。

機(jī)器人在建筑全生命周期的使用階段

該模式以風(fēng)險(xiǎn)投資為主體，著眼于建筑機(jī)器人的巨大市場(chǎng)潛力，通過大量投資建筑機(jī)器人創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，完成建筑機(jī)器人關(guān)鍵零部件及整機(jī)生產(chǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。這種模式一方面可以充分激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的研發(fā)活力，同步探索不同的機(jī)器人研發(fā)路線，一旦某條技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)突破，即可快速占領(lǐng)市場(chǎng)，提升企業(yè)估值，以獲得高額投資回報(bào)；另一方面，由于涉及各類建筑機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈條，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)投資主體的系統(tǒng)布局能力與風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力提出了更高的要求。

Thoughts

目前，建筑機(jī)器人正處于產(chǎn)業(yè)化早期階段，迫切需要加大核心技術(shù)攻關(guān)與細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景產(chǎn)品開發(fā)力度，如何選擇適合企業(yè)自身特點(diǎn)、符合業(yè)務(wù)發(fā)展需要的研發(fā)模式與路徑尤為重要。結(jié)合上述國(guó)內(nèi)建筑機(jī)器人研發(fā)現(xiàn)狀，建議研發(fā)路徑選擇重點(diǎn)從以下五個(gè)方面入手：

發(fā)揮行業(yè)龍頭企業(yè)的主體作用，圍繞主營(yíng)核心業(yè)務(wù)，整合研發(fā)、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、運(yùn)維等優(yōu)勢(shì)資源，針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)高可靠、低延時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜環(huán)境下的自主定位與實(shí)時(shí)感知、導(dǎo)航算法，多機(jī)調(diào)度、人機(jī)協(xié)同作業(yè)等建筑機(jī)器人核心技術(shù)開展研發(fā)攻關(guān)，力爭(zhēng)取得一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高水平科研成果，搶占建筑機(jī)器人行業(yè)制高點(diǎn)和話語權(quán)，為中國(guó)建造走向世界提供技術(shù)支撐和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保障。

建筑機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)

傳統(tǒng)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變、工藝標(biāo)準(zhǔn)化程度低、人機(jī)混同作業(yè)等因素給建筑機(jī)器人的研發(fā)帶來了極大的挑戰(zhàn)，充分發(fā)揮大型建筑企業(yè)相關(guān)項(xiàng)目總承包的優(yōu)勢(shì)，積極推動(dòng)建筑工藝革新研究，突破傳統(tǒng)工藝、顛覆現(xiàn)有生產(chǎn)模式，探索與建筑機(jī)器人適配的建筑施工工藝，從源頭推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，創(chuàng)造更適合建筑機(jī)器人作業(yè)的場(chǎng)景。

建筑3D打印

（來源：丹麥COBOD公司）

一方面，積極引導(dǎo)建筑機(jī)器人通用底盤、導(dǎo)航、避障算法等數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化以及多機(jī)器人協(xié)同調(diào)度數(shù)據(jù)接口的統(tǒng)一化，建立建筑機(jī)器人行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，編制數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，解決目前市面上多方研發(fā)接口不統(tǒng)一，研發(fā)成果泛用性差的問題。另一方面，加速推動(dòng)建筑機(jī)器人行業(yè)出臺(tái)更多適用于建筑機(jī)器人施工、驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，更好地規(guī)范建筑機(jī)器人研發(fā)動(dòng)作與產(chǎn)品屬性。

統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)

目前，工程建造方式迭代緩慢，現(xiàn)有施工組織方式和勞務(wù)分包模式與建筑機(jī)器人的應(yīng)用匹配性不強(qiáng)，同時(shí)伴隨建筑業(yè)農(nóng)民工老齡化加劇，適應(yīng)機(jī)器人作業(yè)方式的一線工人缺口加大。因此，需要對(duì)現(xiàn)有施工組織方式與勞務(wù)分包模式進(jìn)行優(yōu)化與變革，著力培育具備機(jī)器人操作技能的產(chǎn)業(yè)化工人，打通機(jī)器人研發(fā)與應(yīng)用的雙向互動(dòng)鏈條，加速建筑機(jī)器人研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

研用循環(huán)鏈條

積極探索建立“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”一體化合作生態(tài)圈，借鑒日本清水、大成、鹿島等200余家建筑公司組成建筑施工機(jī)器人/IOT領(lǐng)域技術(shù)協(xié)作聯(lián)盟的方式，通過多方協(xié)作和資源共享，降低機(jī)器人研發(fā)成本及風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化企業(yè)研發(fā)布局，大幅提升企業(yè)綜合研發(fā)能力，增強(qiáng)我國(guó)建筑機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

日本施工機(jī)器人/IOT領(lǐng)域技術(shù)協(xié)作聯(lián)盟

政、產(chǎn)、學(xué)、研、用一體化生態(tài)系統(tǒng)