建筑行業(yè)是世界上數(shù)字化程度最低、自動化程度最低的行業(yè)之一。近百年來，雖然技術(shù)革新不斷，建筑本身的形態(tài)和功能也大不相同，但建筑施工的業(yè)態(tài)形式卻始終沒有出現(xiàn)顯著的變化。

隨著人口紅利的消失，中國的建筑業(yè)面臨著巨大的人工成本壓力，以及高危、生產(chǎn)效率低等一系列難題。在制造業(yè)與服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的背景下，傳統(tǒng)建筑業(yè)逐漸喪失對年輕一代的吸引力。在既有的現(xiàn)代化技術(shù)體系中，最有可能承擔(dān)起建筑業(yè)革新重任的便是機(jī)器人技術(shù),建筑機(jī)器人的出現(xiàn)也將改變原有的傳統(tǒng)建筑模式。

一、建筑機(jī)器人發(fā)展的意義

1、提高生產(chǎn)效率

建筑機(jī)器人是營建效率急需提升的必由之路。在現(xiàn)在的建筑施工中，雖然已有大量機(jī)械設(shè)備參與，但更多的工序還是有賴于手工作業(yè)，導(dǎo)致建造周期綿長，少則數(shù)月，多至數(shù)年。飽受低效之苦，只有11%的承包商認(rèn)為工地非常高效。建筑物流方面的問題對勞動生產(chǎn)率產(chǎn)生50%及以上的影響，還有設(shè)計(jì)返工、項(xiàng)目數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確和溝通失誤等等因素。

2、保障人員安全

建筑機(jī)器人是保障施工人員安全、提升工作品質(zhì)的必然選擇。建筑業(yè)是公認(rèn)的高危行業(yè)，傷亡率僅次于礦山與交通事故之后。例如在美國，建筑業(yè)每年造成約40萬人的死傷，死亡率極高已成為嚴(yán)重的社會問題。另外，建筑施工人員的工作條件極差，繁重的操作，充斥著泥漿、粉塵、噪聲、震動等工作環(huán)境，極大地危害著從業(yè)人員的身心健康，導(dǎo)致職業(yè)病高發(fā)。若要將建筑工人從中解脫出來，就現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平來看，機(jī)器人技術(shù)或是破解這一難題最佳，也可能是唯一的途徑。

3、材料利用率高

建筑業(yè)屬于資源需求極為密來的行業(yè)，而傳統(tǒng)的手工作業(yè)方式又流于粗放，建材使用不能精確控制，導(dǎo)致營建過程的材料浪費(fèi)極為巨大。據(jù)有關(guān)部門測算，一棟普通民居建造過程的材料浪費(fèi)率高達(dá)40%。事實(shí)上，若采用建筑機(jī)器人代替人工施工，通過合理現(xiàn)劃和精細(xì)化作業(yè)，可大幅減少原材料浪費(fèi)，甚至實(shí)現(xiàn)零浪費(fèi)，利用機(jī)器人技術(shù)也可以實(shí)施老舊建筑材料的回收再利用。這些無形之中將會降低建筑成本，也符合構(gòu)建節(jié)約型社會的時(shí)代價(jià)值要求。

4、人與自然和諧發(fā)展

建筑機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的有效途經(jīng)。傳統(tǒng)建筑施工均為“侵入式”開發(fā)，先開挖破壞原有植被，這一方式對于自然環(huán)境的破壞性很大。另一方面，建筑施工期間產(chǎn)生的固體垃圾、廢水、有毒有害物化學(xué)物質(zhì)也會對環(huán)境產(chǎn)生很大危害。此外，水泥、鋼材、玻璃等原材料的生產(chǎn)，對于環(huán)境的污染也很大。在倡導(dǎo)環(huán)保的時(shí)代大背景下，如何實(shí)現(xiàn)更具環(huán)境友好性的營建開發(fā)、減少垃圾及廢物排放、提高原材料的利用率，均是時(shí)代對于建筑業(yè)革新的迫切要求。而以建筑機(jī)器人為代表的未來數(shù)字化營建技術(shù)，有望徹底重塑建筑業(yè)的面貌，實(shí)現(xiàn)真正的綠色環(huán)保、無污染的營建。

5、設(shè)計(jì)與實(shí)體結(jié)合

從建筑技術(shù)的演進(jìn)與革新的角度出發(fā)，機(jī)器人技術(shù)有望搭建起連接設(shè)計(jì)概念與實(shí)體之間直接溝通的橋梁，使得建筑師的構(gòu)想能夠更為快速地變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。以建筑機(jī)器人為代表的數(shù)字化建造技術(shù)是連接數(shù)字世界和物質(zhì)世界的有力工具，它讓在虛擬環(huán)境進(jìn)行的創(chuàng)意和設(shè)計(jì)，從數(shù)字信息進(jìn)一步變成物質(zhì)的現(xiàn)實(shí)。建筑機(jī)器人技術(shù)在重復(fù)生產(chǎn)上更有效率，也可在非標(biāo)準(zhǔn)建造上實(shí)現(xiàn)人手所無法實(shí)現(xiàn)的可能性。

二、建筑機(jī)器人應(yīng)用

1、鉆孔機(jī)器人

傳統(tǒng)的作業(yè)方式依靠人工＋沖擊鉆，效率低下缺乏精度并且昂貴。移動機(jī)器人專為解決鉆孔問題而設(shè)計(jì)，適用于各種建筑工地環(huán)境。他們使用成本相對低廉的標(biāo)準(zhǔn)化元件進(jìn)行生產(chǎn)，操作系統(tǒng)則完全由自己設(shè)計(jì)。與現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)相比，系統(tǒng)更友好，工人們只需經(jīng)過簡單培訓(xùn)，就可以通過手機(jī)和電腦來遙控機(jī)器人了。

2、砌墻機(jī)器人

建筑機(jī)器人可以讀懂圖紙，通過 3D 掃描技術(shù)，精確地計(jì)算出每一塊磚頭的位置，比建筑工人精準(zhǔn)不少。

3、天花板施工機(jī)器人

4、粉刷機(jī)器人

5、板材安裝機(jī)器人

板材安裝室內(nèi)裝修機(jī)器人系統(tǒng)主要針對室內(nèi)大尺寸、大質(zhì)量板材干掛安裝工藝而開發(fā)的,該系統(tǒng)可以滿足大型場館、樓堂殿宇、火車站與機(jī)場等裝飾用大理石壁板、玻璃幕墻、天花板等的安裝作業(yè)需求。此機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行板材安裝作業(yè)時(shí)無需搭建腳手架，由兩名操作工人即可完成大范圍的移動作業(yè)。

三、建筑機(jī)器人系統(tǒng)圖

建筑機(jī)器人是一個龐大的系統(tǒng)設(shè)備，具有接入設(shè)備種類多、通信接口形式多、兼容通信協(xié)議多等特點(diǎn)。基于佰馬科技 BMG700 邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)組建建筑機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，運(yùn)用佰馬BMG700邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)來處理、存儲及傳輸現(xiàn)場采集信號，可以快速實(shí)現(xiàn)機(jī)器人設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)接入、設(shè)備狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測進(jìn)行集中一體化監(jiān)控，對告警與控制設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動，大大的提高建筑機(jī)器人運(yùn)維效率。

四、建筑機(jī)器人為什么選擇佰馬BMG700邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)？

在建筑機(jī)器人應(yīng)用中，客戶為什么選擇佰馬BMG700邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、存儲、處理及無線傳輸？

1、佰馬BMG700邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，內(nèi)嵌4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，集成5G/4G/NB-IoT/有線等多種通信方式，支持有線和無線互為備份。可選配GPS定位。通過無線接入點(diǎn)與主服務(wù)器及外部Internet連接。項(xiàng)目不受傳輸障礙及布線困難等問題的限制，有著不可替代的靈活性。

2、接口豐富，安裝于建筑機(jī)器人上的傳感器數(shù)據(jù)可以很便捷地通過佰馬BMG700邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)的RS485/RS232/IO等接口無線傳輸至云平臺。支持3×LAN、1×WLAN、TF卡、2×RS232、3×RS485、2×ADC、2×DI、1×CAN （可選）、2×繼電器（可選）、WIFI功能（可選）、GPS功能（可選）、單模雙卡（可選）、雙模雙卡（可選）。

3、在機(jī)器人工作站內(nèi)安裝高清攝像頭，顯示機(jī)器人工作狀態(tài)圖像，并進(jìn)行傳輸和保存。操作者與管理者可以全面了解機(jī)器人的運(yùn)行情況，為遠(yuǎn)程監(jiān)測提供了直觀的可視環(huán)境。有利于遠(yuǎn)程故障診斷和解決方案的及時(shí)反饋。佰馬BMG700邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)具有多路網(wǎng)口，強(qiáng)大運(yùn)算與傳輸能力，是視頻、圖片、聲音等大數(shù)據(jù)高速無線傳輸首選。

4、協(xié)議豐富，佰馬BMG700邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)集成MODBUS、OPC、MQTT等協(xié)議，快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換與統(tǒng)一。

5、佰馬BMG700邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，可與阿里云、百度云、華為云等第三方云平臺對接，方便機(jī)器人設(shè)備上云。

6、佰馬BMG700邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，具有多中心傳輸功能，最多可支持10個中心上報(bào)數(shù)據(jù)，每個上報(bào)中心可以選擇不同的通信協(xié)議。方便現(xiàn)場操作人員，本地管理部門、運(yùn)維管理公司、機(jī)器人廠家等各合作單位同步獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高效管理。

7、強(qiáng)大的本地存儲和外擴(kuò)存儲功能，可保存10年以上的機(jī)器人采集數(shù)據(jù)、設(shè)定參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)等，掉電不丟失。

8、ARM高端CPU,強(qiáng)大邊緣計(jì)算能力，有效分擔(dān)云端壓力；Linux系統(tǒng)，集成Python開發(fā)環(huán)境和C語言開發(fā)環(huán)境， 提供標(biāo)準(zhǔn)API接口，方便項(xiàng)目二次開發(fā)應(yīng)用。