【儀表網 儀表下游】2015年7月，ABB首度公開機器人在建筑領域應用的案例，其表示與 MX3D等多家合作伙伴，成功開發了一種全新的鋼結構焊接技術——可以將焊接工藝與建筑材料融為一體，在建造過程中無需使用其他金屬建材。
隨后幾年內，ABB在建筑領域鮮有新動態，但2021年，ABB開始表露其在建筑領域的“野心”，接連公開ABB機器人在建筑領域的探索。
對其案例進行梳理發現，ABB機器人在建筑領域的布局圍繞著三個方向：3D打印與機器人的結合、模塊化建筑與機器人的結合以及高壓高風險工作的人工代替。
ABB近期公開了與法國XTreeE公司的合作案例。XTreeE研發出了一種使用硬件包括ABB機器人的工業化3D打印建筑技術，該技術可以覆蓋項目數字化設計到實際生產的完整解決方案。
據了解，3D打印建筑相對于傳統的混凝土建筑擁有著更高的靈活性，可以隨著需求的改變而改變建筑的方向，同時對突發情況有更好的適應性，且量身定制的程度更高。具體來看，XTREEE總裁ALBAN MALLET將其表述為“第一天你可以先打印一張桌子，第二天打印一堵墻，第三天打印一件公共設施，但是三天的3D打印建筑都可以保證高度的一致性”。
此外，3D打印建筑還有一個更大的優點，單位質量強度高，采用3D打印建筑技術，較少的材料可以獲得相同的強度。
具體來看，在3D打印建筑中機器人扮演著什么樣的角色呢？
在3D打印建筑技術中，第一步是對建筑進行數字化設計，將其構建成三維的數字化模型，同時進一步確定建筑物需要進行3D打印的部分，一般而言，3D打印的部分主要有混凝土制成的地基和墻壁等。
隨后，進行數字化的編程，將相對的指令發送到搭載了3D打印機的機器人，機器人開始在建筑工地或其他地方(如工廠)構建元素。
據悉，用于3D打印建筑的機器人擁有In-situ impregnation-原位浸漬、Co-extrusion with towpreg-絲束共擠出、Towpregextrusion-拖絲擠出、In-situ consolidation-原位合并、Inline Impregnation-內聯浸漬等多種出料方式，但總體而言，無論選取何種出料方式，機器人均搭載著相應的軟管以及噴嘴。
3D打印建筑機器人作業過程主要如下，軟管首先將砂漿混凝土等混合物泵出，混合物經過配制后，噴嘴開始作業，將混合物堆疊在擬定位置，隨后進一步往下堆疊，開始打印的過程。
在最終成效上，通過使用機器人，3D打印建筑可以完成常規建造方法無法實現的新型設計建筑元素和部件，且3D打印建筑可以根據具體場景需求的不同選用不同的建筑材料，擁有更高的適用性。
目前而言，在3D打印建筑中使用機器人已成為一種趨勢并已有不少的落地案例。今年10月，清華大學建筑學院使用搭載機器人的3D建筑技術建造了窯洞形式混凝土農宅。今年7月，使用ABB機器人進行3D打印的金屬橋在阿姆斯特丹正式落地。
模塊化建筑與機器人的結合
在傳統的工地中，施工必須在現場完成，但在現場中作業存在著建筑材料損耗高、人工效率低下、時間緊迫等問題，這樣背景下，可以在場外進行預先構建和預先生產的模塊化建筑取得迅速發展。
但即便是使用模塊化建筑的方式，其在對建筑模塊進行生產仍存在著產品良率難以控制、勞動力緊缺、人才匱乏、危險系數高等問題，這樣情況下，機器人是最優解之一。
在具體的模塊化建筑中，有幾個重要流程，對建筑物進行數字化處理，構建一個三維的數字建筑物，并劃分成多個重要建筑模塊，并且通過模擬的方式對模塊進行安全性測試，隨后將模塊投至預制生產線進行處理，最后搬運至現場進行使用。
在這其中，機器人最主要的應用流程是建筑模塊生產線，使用機器人提高自動化水平，另通過機器人編程軟件與模塊建筑的模擬平臺之間的搭配，進一步優化工廠布局以及生產線，從而提高產能。
關于在模塊建筑中使用機器人，木制結構模塊場外建造企業Intelligent City聯合創始人兼首席執行官Oliver Lang分析，機器人技術和可持續性在一定程度上是掛鉤的。
首先，通過自動化技術來提高建筑質量意昧著建筑的使用壽命更長。其次，對于材料本來而言，以木材而言，其延伸性和可加工性非常適合機器人自動化。最后，機器人對于已開發產品的適應性更強，系統是預先設計好的，可以處理好所有可能的排列。
在具體案例上，ABB公開案例顯示，其為IntelligentCity提供的生產線，可以有效提高生產效率，項目交付速度提高38%，模塊化建筑的生產成本降低了33%，同時有效優化了生產過程，最大限度減少了切割不達標等問題。
高壓、高風險工作的人工代替
ABB機器人在建筑領域應用的又一個重要趨勢是高壓、高風險工作的人工代替。
ABB近期公開了與迅達以及蘇黎世理工學院聯合啟動的機器人電梯安裝系統試點項目。據了解，安裝電梯時需要在電梯井中安裝大量錨栓才可以精確、安全地固定軌道和通道門，但是隨著建筑物的高度增加，所需的錨栓數量越多，同時在混凝土電梯井內鉆孔安裝錨栓重復性強、耗費體力且豎井內噪音大、灰塵多，對工人而言，這是高壓、高風險的工作。
這樣情況下，提高工作質量、改造電梯安裝人員的工作條件成為重中之重，機器人電梯安裝系統由此誕生，但同樣存在著挑戰。
首先，機器人需要以毫米級別精度在相同的坐標上鉆孔，但機器人在電梯井中的位置是不斷改變的，這代表機器人必須不停地進行動態調整以適應鉆孔。其次，機器人在開始鉆孔之前，還需要對井壁進行掃描處理，檢查井壁下是否擁有隱藏的鋼筋以及混凝土表面是否平整，這對機器人而言，在算力上也是個巨大的挑戰。
在建筑行業，工作強度既高風險也大的工作數不勝數，如若機器人可以代替高壓、高風險環境下的作業，無疑擁有著巨大的空間。
此外，目前建筑行業招人難的問題仍未得到緩解。國家統計局《2020年農民工監測調查報告》顯示，2020年我國農民工平均年齡為40.8歲，比2019年提高0.6歲；其中，50歲以上農民工所占比重已經超過24%。越來越多的年輕人，不再愿意像父輩那樣，頂著“農民工”的標簽進工地干重活，而是更加愿意選擇新興行業。
種種難題下，作為最優解的建筑機器人取得迅速發展，截至目前，已有較多的入局者，這其中既有老玩家也有眾多新玩家。
大界機器人自2016年成立以來就專注于建筑機器人領域，持續深挖建筑機器人的控制系統、智能算法與人機交互的核心技術。碧桂園2018年斥800億成立博智林機器人，重點聚焦建筑機器人研發、制造與應用，發展至今，博智林機器人已投入工業使用，可以替代人工完成測量、地面整平、地坪研磨等工作。此外，綠地控股先前也以3億元入股深藍科技，開始在建筑機器人的探索。
建筑與人的生活密切相關，擁有著龐大的存量市場，這樣背景下，哪家機器人企業能挖掘出新的應用場景把握到最新的趨勢，哪家企業就越有可能吃上這一領域最大的“蛋糕”。
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