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30万亿建筑市场迫于求变 ,“机器换人”成行业解药
  • 来源     :蓝鲸财经
  • 2024-08-02
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请解答以下这道数学题:已知一面墙长30米,高10米 ,一位工人每天可以刮完100平方米的腻子      ,求完成整面墙需要多长时间 ?


答案是3天 。但如果这道题让机器人回答,它给出的答案是   :3小时。


这不是机器人不会算数,而是一场建筑业的科技变革 。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“熟练工” ,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”。


1.建筑机器人移走“三座大山”


常言道,中国建筑行业的“三座大山”——劳动力短缺  、安全问题、低利润率。


首先 ,行业面临严峻的“用工荒”  ,主因是人口老龄化和劳动力结构变化。当前国内建筑行业面临明显的“三段式”困局——50 、60后农民工即将谢幕 ;70、80后农民工供应不足;90 、00后农民工寥寥无几  。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。


但同时 ,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,如江苏省曾特别规定  ,聘用“超龄”工人将导致企业列入红码管理。


这里引出了第二个矛盾  ,人工施工导致的安全问题 。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% 。特别是老龄工人的伤亡比例尤为严重,如2021年湖北、江苏等地均出现60岁以上农民工伤亡事故。


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   。


第三个矛盾,技术落后还导致低利润率。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   。


行业突飞猛进期     ,沉疴尚不明显   。但近几年    ,搭载“城市化”电梯飞升的中国房地产 ,随着萎缩的土地供应和人口红利  ,也不可避免地出现了萎缩。


两条路摆在地产企业面前  :一是转行逃离“沉船”  ,但步子跨太大容易直接“翻船” ;二是积极寻求转型道路 ,提升自身竞争力 ,在质量上寻求改变 。


一方面,提升住宅业务的竞争力 ,尤其是在新项目乏力,增量市场有限的情况下,更要在前期环节搞好降本增效;另一方面,拓宽地产业态类型  ,包括开发和运营与住宅配套的教育地产、养老地产  、医疗地产 、商业地产和产业地产等等  ,这需要提高施工标准,建筑企业对高效、智能的施工方案需求愈发强烈          。


任何行业卷到最后就会变成“大洗牌”  ,而科技往往就是那个引入的变量。


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  。

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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。


在“机器换人”的迫切需求下 ,全球建筑机器人市场预计将经历显著增长。Straits Research预测 ,到2030年,北美的建筑机器人市场规模将达到5400万美元,而欧洲市场将接近5200万美元 。目前,欧洲市场领先 ,每10000名建筑工人中约有1.2个机器人,美国市场为0.2个 ,而中国市场的数字则仅为0.1个   ,显示出中国市场的巨大潜力和成长空间。


Report Linker进一步预测  ,全球建筑机器人市场规模将从2023年的3.317亿美元增长至2028年的6.818亿美元 ,年复合增长率达到15.50%。其中  ,亚太地区尤其是中国      ,成为市场增长的重要推动力      。


头豹研究院综合国家统计局、住建部数据预测的数据也显示  ,截至2021年 ,中国的建筑机器人市场渗透率不足1%  ,但已开始进入市场化应用阶段  。预计到2025年,渗透率将达到10% ,市场规模超过18亿人民币   ;到2030年 ,市场规模预计将超过113亿元人民币 ,渗透率可达50% ;并且到2035年  ,市场规模可能达到224亿元人民币 ,渗透率超过80%,展现出快速增长的趋势 。

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(数据来源:国家统计局、住房与城乡建设部  、头豹研究院)


面对如此巨大的潜力 ,建筑机器人该先从哪个领域切入落地    ?


2.涂料工程施工赛道得以领跑


实际上 ,建造施工这根“大棒骨”看似诱人,却实在“难啃”,更会“牵一发而动全身”。


“建造施工从报批项目     、垫层搭基坑  、主体结构、屋面管网到交付验收整个过程,可拆分为20个大类   ,总计261道工序,且涉及工序穿插与人员场景交互 。”世纪金源旗下科技住宅公司腾云智绘总经理徐俊杰表示。


当尊龙凯时人生就是搏z6com将261道工序对应到建筑机器人  ,就出现了测量机器人、砌砖机器人  ,划线机器人、钢筋绑扎机器人  、地面整平机器人 ,以及涂料工程机器人等  。“如今,除了相对成熟的测量机器人 ,涂料工程施工机器人凭借标准化程度高   、工况相对友好、作业面连续等优势率先从萌芽期转入成长期,可以率先实现量产落地。”徐俊杰说 。


为什么会这样?先举个“快进生”例子——移动机器人。该类机器人能够在工业领域快速普及,得益于仓储与产线空间是结构化的        ,只需每天在固定的场景 ,走固定的路线 ,执行固定的动作  ,相对容易很多 。


再举个“后进生”例子——钢筋绑扎机器人 。如果从降本增效的角度看    ,高工资 、高稀缺性的钢筋工种绝对是“机器换人”的关键岗位  。但目前,钢筋机器人只能做一些简单的绑扎,因为其无法在非结构化的工地里穿梭,替代钢筋工人做最辛苦的环节——钢筋搬运及布置  。


由此 ,尊龙凯时人生就是搏z6com看到了建筑机器人普及路上的最大“拦路虎”——工地环境非结构化  。


这其实是“两难”逻辑     。一方面 ,建筑行业仍处于半机械化阶段 ,还没有到自动化阶段,遑论智能化 。如果按理想情况 ,让所有建筑机器人各就其位  ,发挥所长   ,至少要在自动化的环境下  。


另一方面 ,自动化的前提却是施工场景的结构化。如果要用自动化的方式去解决非结构化的场景 ,就必须要“智能” 。“智能”中包含对墙面柱子和其他障碍物的识别感知,机器人自行判断、决策与执行 。


但现在的“智能”可以在复杂   、多变的工地里自由穿梭吗  ?


至少,从目前的感知技术来看,还没有达到在工地侧大规模落地的程度 。例如 ,当你想配合一些“地面”机器人工友,还要让工人在施工前清理建筑垃圾  ,并改变工序穿插作业。


但如果尊龙凯时人生就是搏z6com改变思路 ,营造一个“伪结构化”场景呢?即 ,先放弃“障碍满满”的地面,将视线转移到“空无一物”的墙面 。


这便来到了涂料工程施工机器人的“天地” 。一方面  ,喷涂工艺是制造业已经跑通的工艺  ,精度很高  。例如  ,在航空领域 ,整机喷涂90%的环节都采用了机器人喷涂 。转换到施工现场  ,即使稍有偏差,也不影响最终结果  。

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另一方面,相较其他场景  ,涂料工程靠近工程后期,现场工况较好、标准化程度高 。在具体工作中,整体作业面连续,适合大批量施工。例如 ,在对山墙面施工时    ,最大施工宽度可达十多米  ,一天可以完成一面高百米的大山墙喷涂   ,有效解决因墙面过宽而造成的接缝问题。


在细分场景上,喷涂作业聚焦公共建筑和商业建筑,作业面相对较大     ,楼层较高  ,机器换人能够带来显著的效率提升。例如,每平方能够降本20%以上 ,对于施工方来说,一个项目就可以回本 。


场景需要容易落地,技术还要确实能发挥作用  。“以尊龙凯时人生就是搏z6com投资的丰坦机器人为例 ,他的机器人运用了三维点云和人工智能技术 ,可以将传统工人的施工工艺数字化,并将其集成到机器人的工艺库中 。这一方面是个比较成熟的技术   ,另一方面还能实现在实际操作中的不断迭代   。”徐俊杰表示,此外,通过模块化设计和自适应技术,这种类型的机器人还能够有效应对工地现场的复杂环境,优化替代传统油漆工作,自主完成标准化的腻子和乳胶漆施工作业 。


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。


“机器换人”哨音一响 ,建筑机器人企业不是纠结“跑不跑”的问题,而是如何“拔得头筹”    。


3.场景是关键    :技术需为产业服务


趋势 、品类均已确定  ,最先跑出的机器人“冠军”将会花落谁家?


据统计      ,目前全球在研室内喷涂机器人的企业已超过30家 ,其中已发布室内喷涂机器人产品的企业超过20家,已公开的室内喷涂机器人产品达到25款,超过半数的产品已商业化应用  ,少部分产品仍处于研发迭代。


由于人力成本与产业升级等因素 ,海外建筑机器人领域起步较早  ,初创企业中的“佼佼者”包括  :以色列Okibo 、美国Paintjet 、以及美国Canvas等等 。


以色列Okibo适用于油漆喷涂  、干墙处理和墙面抹灰。除了精确地识别应用区域,预先规划工作路径,Okibo的“过人之处”是自主独立——“上工”时  ,只需一名工人用控制板将Okibo引入房间,填充涂料,启动并监控输出,无需手动编程或事先了解室内结构   。


Okibo的价值主张清晰而明显 :一台机器人的成本比人工低50%  ,工作速度却快10倍。虽然Okibo首批应用主要集中在喷漆、涂层和打磨 ,但其前景是广阔的 。

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(以色列Okibo机器人)


美国Paintjet则是将模块化机器人组件安装到了“樱桃采摘”升降机的篮子上  。这种“末端执行器”包括表面扫描摄像头和喷雾器   ,每次可以喷涂一个50平方英尺的区域 ,和传统应用相比   ,该工艺可以减少约25%的油漆使用量。今年1月,Paintjet获得了1000万美元的A轮融资 。

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(美国Paintjet机器人)


美国Canvas机器人主要是进行干墙处理。Canvas可以自动识别墙板的接缝,喷涂密封胶  ,打磨,然后对整个表面进行涂漆 ,其“大臂”可以伸缩至15.5英尺 ,在高处完成绝大部分工作  ,并收集99.9%的打磨产生的灰尘。2023年 ,Canvas宣布与建筑材料制造商USG合作 。

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(美国Canvas 机器人)


相较于海外企业,国产建筑机器人虽然探索较晚,但追赶速度却很快,并在行业转型压力    ,以及国家政策的推动下,完成了初步的建筑机器人产业链     。


其中,必须提及被誉为建筑机器人“黄埔军校”的博智林。这家碧桂园集团的全资子公司,先后投入超百亿人民币用于研发 ,培养了众多“跨界人才”        。其中一些优秀代表,从博智林“毕业”后,也陆续成立了自己的机器人企业,为国产机器人产业化提供“加速度” 。


聚焦于涂料工程机器人这条赛道,初创企业更是“急先锋”。玩家包括筑橙科技(深圳) 、蔚建科技(上海) 、丰坦机器人(深圳) 、大方智能(深圳)   、方石科技(苏州) 。此外      ,以博智林为代表的“综合玩家”也开发了涂料工程产品  。


CVSource数据显示,2019年开始  ,专注涂料工程的机器人公司陆续创立 。2021年以来,该赛道开始受到资本关注   ,发生数十起投融资事件。在已批露金额的5起融资事件中,其中3起金额上亿,2起金额上千万。进入2023年,赛道热度攀升 ,例如“早期玩家”筑橙科技完成联想创投等近亿元A轮融资 ;2022年5月创立的丰坦机器人更是在一年内连续完成两轮融资 ,第一轮由昆仲资本投资 ,数额千万级别 ;最新一轮由世纪金源进行了战略投资 。


据了解  ,丰坦机器人由建筑信息化上市公司高管创立  ,前中控 、博智林、南江等机器人资深技术专家组成 ,拥有一支具有硕博学历    ,兼具建筑  、建筑信息化 、机器人技术背景的专业团队。核心团队成员均在建筑信息化领域有15年以上从业经验。

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凭借着深厚的行业经验 ,丰坦机器人创始人兼CEO李自可观察到  ,信息化产品作为管理工具和效率工具 ,为建筑行业管理人员在画图 、计算 、项目管理等方面的工作带来了效率提升,但建造施工的过程中 ,仍然依赖大量劳动力,生产工具自动化程度低 ,生产效率以及成本和过去相比,并没有发生明显变化 。


“经过一系列前期调研和技术预研,尊龙凯时人生就是搏z6com以标准化大场景涂料施工为切口 ,率先推出了室内涂料工程施工机器人 ,具备腻子喷涂 、收刮、打磨、吸尘、乳胶漆喷涂等功能,覆盖建筑物室内涂料工程施工的全工序、全场景  。”李自可说。


如今,丰坦机器人已实现小规模量产 ,手握数千万订单 ,并成功应用于全球多个项目   ,累积施工面积超50万平方米  。在国内  ,产品通过直销和渠道合作销售或租赁给各类公建和商业项目,在海外主要市场为新加坡和欧洲。在新加坡   ,丰坦团队针对当地施工工艺特点完成了产品定制和快速交付    ,成为首家通过本地化验证的喷涂机器人供应商;同时,也开发了适合新加坡狭窄空间的小型多角度喷涂机器人。


以前沿技术为抓手 ,但更看重商业化落地     ,基于场景问题找解决方案 ,是建筑机器人能够率先落地的关键      。正如公司创始人兼CEO李自可所言   ,“极少有建筑行业这样规模达30万亿的市场,所以建筑行业缺的不是技术和场景      ,而是解决问题的能力。”


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