近年来,机器人技术取得了令人瞩目的进步。在建筑业中,机器人带来了许多希望:更高生产率、更加安全、减少工作强度等。
首先,机器人似乎是一种很有吸引力的辅助工人的解决方案,尤其是在需要大规模执行的重复性工作中。一些公司已经将自己定位在这一领域。其中包括法国公司Les Compagnons设计的协作式喷漆机器人Paco,用于在新建或翻新建筑中进行室内喷漆工作。还有德国Baumotor公司设计的用于捆扎钢筋的自主机器人Tomorobo(代理日本公司的产品),它承诺每天绑扎11000个钢筋交点,而人类平均只能打6500个交点,并可降低受伤风险。
法国Les Compagnons公司室内喷涂机器人Paco
这是协作机器人应用于建筑业的主要优势之一:负责危险活动,更好地保障工人的安全,因为仅在法国,每年因事故损失的工作日就达800万个,直接成本超过10亿欧元。例如,这正是VINCI能源公司、VINCI建筑公司和Eurovia公司的合资企业“Robots for Site”(工地机器人)的目标之一,该公司生产的机器包括打磨机器人、钻孔机器人和专门从事搬运工作的机器人,其目的是减少事故以及高风险工地上的艰苦工作和疾病风险。
法国Robots for Site的钻孔机器人
“例如,结晶二氧化硅粉尘具有致癌性,因此每当您在水泥上钻孔或打磨水泥时,都需要更高级别的保护。工作时间也减少了,因为你不能完全穿着潜水服工作八小时,有一个完整的协议需要遵守。石棉或核能也是如此。 ”,Robots for Site的Frédéric Lehent解释道。
美国Raise Robotics公司提供的机器人可以在外墙进行高精度作业,从而降低人类跌落的风险。
美国Raise Robotics公司幕墙连接件安装机器人
机器人入门
然而,该行业采用机器人带来了一些困难。首先是它们的操作:这些专业机器通常需要合格的人员才能有效地使用,并且不会给与它们一起工作的工人带来危险。
“如今,我们为机器人配备了一名操作员,从触发机器人的工作阶段开始,他所要做的就是监督机器人的运行,并检查周围是否有人。当然,如果机器对人类或工地环境构成直接危险,操作员也可以选择停止机器",Frédéric Lehent解释道。面临的挑战是,虽然这种自主性在密闭环境中相对容易实现,但在其他类型的环境中就不那么容易了:工业界在这方面还有改进的余地。
在建筑行业,与工业生产不同,每个建筑工地都是独一无二的,因此常常需要对使用的机器人进行调整以适应不同的环境和需求,这种独特性导致了建筑行业难以使用完全标准化的产品。
尽管如此,参数化AI的使用可以为增强机器人的学习能力开辟前景。此外,通过小型化可以更轻松地在非标准化环境(如新建筑)中使用它们。
商业模式
第二个障碍在于成本和经济模式:购买、实施和维护这项技术仍然昂贵,限制了它只能被市场上的大型参与者所使用。出于这两个原因,许多公司越来越多地以服务平台的形式销售他们的解决方案,这包括在现场部署机器人以及对员工进行使用培训。Compagnons就是这种情况,他们提供的服务包括部署这些工程师与油漆工一起工作,帮助他们控制机器人。Robots for Site公司也是如此。
“由于机器人的价格相对较高,如果一家公司购买了一个打孔机器人,那么一旦机器人完成任务,就会被卡在手上。相比之下,租赁模式可以只为特定任务租用一台机器。更重要的是,机器人是技术的总和,需要有专家来维护、修理和排除故障。通过租用机器人,我们也是在租用这些专业技术,而不是雇用编程和工业机器人技术方面的专家,"Frédéric Lehent解释说。
每年增长15.5%
尽管市场规模尚小,但在未来几年仍会迅速增长。从现在到2029 年,全球市场预计将以每年平均15.5%的速度增长,从现在的3.8311亿美元增至7.8748亿美元。诚然,与整个建筑市场相比,这个数字仍然微不足道,因为届时建筑市场的价值预计将超过17万亿美元。
2030年后,该行业可能会继续强劲增长,尤其是在人口增长地区的大规模建设需求的推动下。事实上,由于需要快速建造新的基础设施,能够提高效率的自动化解决方案可能会变得越来越有吸引力。根据Redshift的预测,到2050年,全球建筑业每天将需要建造13000座建筑,以满足预计70亿城市人口的需求。
必要的基础设施
在建筑工地上使用机器人技术还需要有合适的通信基础设施。在这方面,5G 的部署是一个重大利好:与前几代产品不同,它在三个频谱上运行,每个频谱专为不同类型的联网对象而设计,网络能够在这三种频率之间自动切换,从而更方便地在同一网络上使用不同的机器人,大大提高生产率并减少工厂的能源损耗。
5G还支持边缘数据处理(“边缘计算”),将机器的反应时间缩短至几毫秒,使机器更安全、更高效。因此,增加5G覆盖范围是建筑机器人民主化的一个重要因素。
Frédéric Lehent解释说:“虽然工地机器人目前还没有联网,也不能自主运行,但当我们拥有更多机器人时,5G将使我们有可能监控现有的机队、使用率和事件,这样我们就可以远程控制整个机队"。
Frédéric Lehent解释说:“虽然工地机器人目前还没有联网,也不能自主运行,但 ”当我们拥有更多机器人时,5G将使我们有可能监控现有的机队、使用率和事件,这样我们就可以远程控制整个机队"。
机器人在建筑物中降低碳影响
机器人技术必然涉及一定量的能源消耗,这些能源必须来自可再生能源,以确保机器人的使用不会导致化石燃料消耗的增加。不过,机器人也能提高生产率,从而节约能源。因此,机器人可以作为减少温室气体排放的杠杆。
此外,正如Frédéric Lehent解释的那样,机器人还可用于促进回收和再利用,而这正是实施低碳密集型建筑方法所面临的两大挑战。“我们也在寻求开发机器人,以促进就地加工。例如,我们正在讨论重新利用外墙玻璃,将其重新融入硅石和混凝土中。我们可以想象将小型机器人集成到提供玻璃的场地中,它们将负责解构、拆卸、分类和回收材料,以便将其重新集成到某个地方。”
我们可以拥有机器人岛,这些机器人岛可以为建筑工地提供装备,而不是派遣5或6辆卡车进入工地,我们可以有机器人负责准备组件并将它们运送到适当的位置。这将有助于管理供应,从而减少前往工地所需的运输。
机器人技术也许不能解决所有问题,但它确实是提高建筑业经济效益和效率的真正机遇。该行业的参与者们对此毫不含糊,正在大力投资这项技术。
来源:Construction21(法国)