如今,你可以在工地上看到机器人挥舞着机械臂,通过先进的传感器和控制算法,精确调节喷涂厚度。旁边的工人只需负责简单的操作和监控。
有了机器人,一天下来,可实现腻子施工800平方米,速度是人类工人的8倍;乳胶漆施工3000平方米,速度是手持喷涂机的2倍。更关键的是,机器人能准确调节材料用量并均匀喷涂,可以节约20%-25%的材料成本。
根据中国工程机械工业协会的数据,目前30万亿的建筑市场,未来十年将出现千万级建筑工人缺口;与此同时,随着国内房地产市场竞争加剧,建筑企业还需要不断降低成本、提高施工效率,以提升竞争力。
基于此,建造行业数字化改造大势所趋。得益于人工智能、视觉传感器、机器人控制算法等核心技术的突破,“机器换人”成为了关键赛点,建筑领域或将成为机器人率先产业化落地的“肥沃土壤”。
劳动力短缺、安全问题、低利润率是建筑行业当下面临的难题。
人口老龄化和劳动力结构变化导致劳动短缺。近两年农民工总数减少近976万,2022年至2023年间减少650万,创五年新高。国家统计局数据显示,农民工平均年龄已达43.1岁,老龄化趋势明显。
同时,老年人工作也受到限制。多地政府规定,禁止60岁以上男性和50岁以上女性在建筑工地从事体力劳动。
其次是安全问题。根据国际劳工组织的数据,建筑行业是全球第二危险的行业,仅次于采矿,致命事故率是其他行业的4倍;在2011年至2019年间,建筑工人的死亡人数上升了41%。
除了施工安全风险,传统施工的很多工序也对人体有害。例如,在腻子打磨、粉刷、管道喷油漆过程中,工人操作不当则会吸入粉尘及有害物质,容易罹患职业病。
最后是建筑行业低利润率问题。国家统计局公布数据显示,2023年的建筑业产值利润率为2.64%,同比上年降低了0.06个百分点。作为对照,工业的利润一般在9%以上,建筑业所在的第二产业利润率也在6%左右。
一是施工效率低下,工人在重复劳动中容易感到单调乏味,甚至因疲惫或环境干扰而出错返工;二是材料浪费率高。建材使用控制靠人为,不容易精确把握。据统计数据,在一座普通民用建筑的建造过程中,所用建筑材料的浪费率居然高达4成。而建筑行业的熟练工难招难留,且工资成本也不是小数目。
由此,劳动力短缺、安全问题、低利润率形成了恶性闭环。
这次,建筑行业将目光投向了机器人技术。
“机器人能率先在生产、施工、维保等环节辅助和替代‘危、繁、脏、重’施工作业。”一名住建部相关人员表示,从施工效率角度来看,建筑机器人输出效率稳定,标准化程度高,有效避免人为施工引起的误差,且不受传统施工人员的体能限制;在工程质量方面,基于高精度激光识别系统的整体性控制,建筑机器人施工精度更高,施工成型质量比传统人工方式高。
省工省料方面,建筑机器人更加绿色低碳。例如,在施工时对粉尘有效收集,实现无尘施工。同时,建筑机器人可以通过供料控制程序提高材料利用率,避免了因精度不够出现的浪费问题。
补齐劳动力方面,除了替代老龄劳动者,建筑机器人还可以通过显著改善劳动环境,吸引年轻劳动力回流建筑行业。彼时,建筑工人不再是灰头土脸的泥瓦工、抹灰工,取而代之的是基于网络工作环境的建筑机器人操控人员、工地巡检人员等产业技师的新身份。
如今,政策助力也在持续加大。2023年,工业和信息化部等十七部门印发《“机器人+”应用行动实施方案》,提出重点研制测量、材料配送、钢筋加工、混凝土浇筑、楼面墙面装饰装修、构部件安装和焊接、机电安装等机器人产品,深化机器人在建筑领域等场景应用。在《北京市机器人产业创新发展行动方案(2023—2025年)》中,建筑领域也是专门强调的重点领域。