2020-05-27 1414 上传者:管理员
摘要:从我国建筑业市场地位和当前建筑业存在的痛点以及发展趋势出发,介绍了发展建筑机器人产业的背景和意义。阐述分析了当前建筑机器人在我国的使用情况及推广应用的难点,并提出了对策建议,对我国建筑机器人产业发展有一定的参考价值。
引言
近年来,建筑机器人技术逐渐兴起,备受全世界关注,主要用于土建施工、主体工程和装修工程等建筑领域。目前,建筑机器人的种类主要有坑道作业机器人、测绘机器人、墙/地面施工机器人、3D打印营建系统、混凝土浇筑机器人、装修机器人、清洗机器人、拆除机器人和喷涂机器人等。我国的建筑机器人产业发展起步较晚,不管是研发还是应用领域都处于初步阶段,投入使用的建筑机器人种类也有限,普及程度还很低。不过,我国对建筑机器人的关注程度正在不断提高,建筑机器人在国内建筑业的市场潜力可期。
1、发展建筑机器人的背景及意义
1.1我国建筑业市场持续繁荣
自2010年以来,建筑业增加值占国内生产总值的比例始终保持在6.6%以上,在2015、2016年连续两年下降后又连续3年出现回升,2019年达到了7.16%,是近10年的最高点,建筑业作为国民经济支柱产业的地位稳固。“十三五”期间,国家基础设施建设需求旺盛,房屋建造、城市交通用途方面的建设仍处于资金集中投入期,货运铁路、轨道交通、高速公路、桥梁隧道等都在大量建设,建筑业市场持续繁荣。
1.2当前建筑业的痛点
1.2.1劳动力短缺
随着我国人口红利的逐渐消失,劳动力短缺成为建筑业面临的重要挑战。截至2019年底,全国有施工活动的建筑业企业有103814个,同比增长8.82%;建筑业从业人数5427.37万人,比上年末减少135.93万人,同比下降2.44%。建筑业从业人数占全社会就业人员总数的7.01%,比上年减少0.16%。近年的建筑业从业人员中,30~40岁和20~30岁分别占20%和10%左右,年轻人越来越少,老龄化凸显,建筑业劳动力成本不断提高。
1.2.2施工安全性差
建筑业的工作环境比较危险恶劣,存在如高空作业,噪声大,灰尘、毒气危害等。我国建筑业发展迅速,但安全生产情况却不容乐观,每年建筑施工过程中事故频发,伤亡人数持续增加。常见的建筑施工安全事故有高空坠落、坍塌、物体打击、触电、窒息、中毒、机械伤害等。《国务院安委会办公室关于2018年上半年全国建筑业安全生产形势的通报》(安委办函[2018]67号)中指出,全国建筑业事故总量持续保持在高位,上半年共发生生产安全事故1732起、死亡1752人,同比分别上升7.8%和1.4%,事故总量已连续9年排在工矿商贸事故第一位,事故起数和死亡人数自2016年起连续“双上升”,高处坠落和坍塌是事故的主要类型。
1.2.3劳动生产率增长缓慢
我国建筑业劳动生产率仍低于发达国家水平。由于我国建筑业劳动力资源主要来源于农村务工人员,大多没有经过系统的知识和技能培训,多数建筑企业仍采用传统的管理模式,技术层面投入很低,生产装备也比较落后,导致了我国建筑业劳动生产率增长缓慢。
1.3建筑机器人进入建筑业成为发展趋势
建筑机器人能代替人类做一些危险、枯燥、强度大的工作,并且生产效率更高,可以节省大量劳动力成本。此外,使用建筑机器人还更加安全可靠,可以减少人员施工安全事故。在国家“十三五”规划中,明确支持大力发展机器人技术,大力培育壮大工业机器人、增材制造(3D打印)等产业链,推动机器人及智能装备在建筑行业中的应用。建筑机器人必将促进加快建筑业转型升级,不断推动建筑领域实现自动化、智能化变革的发展趋势。
2、建筑机器人在我国建筑业的应用现状
目前,国内上市企业在建筑机器人行业实质性进展较少,大多停留在转型升级的战略规划层面。国内对建筑机器人进行投入研发和应用的企业或机构主要有绿地集团、深兰科技有限公司、碧桂园旗下的博智林机器人公司、中南建设及南通中南工业投资有限公司、苏州大学等。
有研究对具有代表性的不同类别的特级及一级资质建筑业企业的公司管理层、项目经理、项目部门经理、施工员4个梯队人员进行了问卷调查。被调查者中,7.83%的人表示在所经历项目中使用过建筑机器人,其余都没有使用过;74.78%的人认为有必要在我国大力推广建筑机器人技术,13.48%的人对在国内推广建筑机器人技术觉得无所谓,9.13%的人认为没必要在国内推广建筑机器人技术,2.61%的人认为完全不需要在国内推广建筑机器人技术。综上,建筑机器人在当今工程项目中应用比例还很低,但多数人表示支持建筑机器人技术的推广。
3、建筑机器人在我国推广应用的难点
尽管建筑机器人进入建筑业领域是必然趋势,但短时间内,其要在我国得到推广应用仍面临诸多难题。
3.1人才缺乏
“建筑机器人之父”周惠兴说:“现在是进入建筑机器人这个行业的最好时机,因为这个行业缺乏人才。”清华大学、同济大学、北京建筑大学等高校从2018年起陆续开设了智能建造相关专业的本科,但目前国内还没有毕业生。2014年起有些职业院校开设了工业机器人技术专业或方向,但主要定位于培养机器人操作、运维、营销方面的人才。2016年,机器人工程专业在国内本科院校首届招生,与智能建造专业一样起步较晚,就业人才数量很少。可见,目前建筑机器人领域人才是极其缺乏的,尤其是在研究开发方面。
3.2智能程度不高
建筑施工场地环境复杂,具有很强的动态性,建筑机器人常常被障碍物包围,或者在深沟或者在脚手架上移动作业。避障和移动对建筑机器人在识别和传感器、机器人视觉系统、三维空间运动规划、事件处理控制算法、人机交互等智能技术方面都提出了很高的要求。建筑机器人需要融合很强的人工智能技术才能适应工作环境的实时变化,实现在非车间化的施工场所中自由移动,顺利地开展工作。
3.3研发技术不成熟
目前,国内在建筑机器人的开发和使用方面还没有统一的行业标准。一些初创型建筑机器人科技公司为了抢占市场,在没有完整的技术规划、成熟的研发体系、专业的职业培养的情况下赶进度,对核心技术研发不足,送去工地的样机常常出现撞墙或者趴窝等各种问题而被召回。硬件方面对外界环境抗干扰性能较差,常因外部磨损影响施工精度;软件方面控制系统也不理想,对建筑机器人的动作调整有限,响应速度也不高。
4、结语
鉴于建筑机器人在我国使用和推广存在的难点,可从政府、行业标准、企业、人才几个方面着手应对。
第一,政府层面可通过研发补助、重大新产品补助以及基础科研、创新主体培育、科技成果转化等政策措施,大力支持建筑机器人产业发展。
第二,建筑行业协会、高校机构等应积极参与建筑机器人开发和使用的行业标准规范的制定。
第三,建筑行业主管部门可通过开展免费操作维修培训,实施购机补贴优惠等扶持政策,加强建筑机器人在行业内的市场推广应用,引导施工单位积极尝试引入使用。
第四,加强对人才的培养。企业与高校和科研院所应联手共同培养研发人员和技术骨干,提高研发技术水平。
总之,要加强人工智能和建筑机器人的深度融合,提高产品适应施工场地的性能和精度要求,从硬件和软件上保障机器人的工作质量更稳定,操作更简便,使用寿命更长等等。
参考文献:
[1]林治阳.建筑机器人在我国建筑业企业中的应用障碍及对策研究[D].重庆:重庆大学,2017.
[2]赵峰,王要武,金玲,等.2019年建筑业发展统计分析[J/OL].工程管理学报,2020,34(2):1-5(2020-03-23)[2020-04-10].
[3]国务院安委办通报上半年全国建筑业安全生产形势[A/OL].(2018-07-26)[2020-04-10].
张子容.建筑机器人在我国的应用现状及推广难点研究[J].机电信息,2020(15):172-173.
分享:
随着电网电气自动化的持续推进,智能感知与大数据分析技术在提升系统效能、优化资源配置及增强运行稳定性方面的重要性日益凸显。当前,电力行业正面临数字化转型的关键时期,其中智能感知技术为电网提供了实时、准确的状态监测,而大数据技术则为海量电力数据的处理、分析和价值挖掘提供了有效手段[1]。
2024-06-06近年来集团公司在发展智慧水务工作指引下,实现了厂站无人值守建设与巡检工作模式,实现了加压站自动化运行,节省了诸多人力及物力资源,智能化水平得到显著提高,节能减耗效果明显。例如,一次厂站实现近10年单耗连续下降累计36.06k Wh/km3,二次泵站节能改造实现平均节能率60%等。
2024-06-05传统的健康监测方法往往依赖于不定期的体检,无法为个体提供实时的健康状况信息,而慢性病患者需要频繁的监测,传统方法应用有限[1]。本研究通过整合先进的传感器技术、云计算和物联网技术,提出了一种全面、高效的健康监测框架,能够实时获取个体生理数据,实现对多方面健康指标的全面监测,提供更为个性化、及时的健康管理服务,有助于发现潜在的健康风险,为慢性病患者提供持续的监护,有效提升医疗资源的利用效率。
2024-06-02工程爆破产生的振动会对周围环境产生不良影响,为了减小爆破振动带来的危害,确保爆破安全,需要对爆破振动强度加以控制[1,2]。振动速度是用来衡量爆破振动强度的重要参数,因此,在爆破实施之前对爆破振动速度进行预测具有重要意义[3,4]。实践中常采用萨道夫斯基公式预测爆破振动速度[5,6],然而在复杂地形条件下该公式的预测精度不高,无法真实反映各种因素对爆破振动速度的影响[7]。
2024-05-20在海关监管中,为了保证货物的安全性,对入境货物进行各类安全检测是一项非常重要的任务,核酸检测是安全检测流程中较为重要的一环。传统的采样方式通常采用人工操作,存在一定局限性。因此,通过自动化物体采样来替代人工采样,未来可能会成为海关监管的重要检测方式之一。
2024-03-04生成式人工智能(generative artificial intelligence, 简称生成式AI),也称“人工智能生成内容”(artificial intelligence generated content, AIGC),其目标是通过学习大量的训练数据来理解数据的概率分布,然后利用这种理解生成新的、类似于训练数据的内容,如图像、文本、音频等。在口腔医学领域,人工智能的应用主要包括对影像或病理图像的分析、临床决策支持、专家系统、语音识别系统、达芬奇手术机器人系统、全基因组测序以及唾液的蛋白组学分析[
2024-01-24随着全球现代化工业的飞速发展,能源作为人类社会发展的重要基础得到高度关注。但随之产生了各种问题,如生态环境受到破坏以及气候问题等,开发无污染的可再生资源迫在眉睫。因此,相继出现一批可以替换传统能源的新能源技术,如风能以及太阳能等。准确诊断风电机组机械传动系统故障具有十分重要的研究意义[1,2]。
2024-01-17伤员搜救是指对灾害现场处于危险中的人员进行搜寻和救援行动,其目标是减少人员伤亡。伤员搜救面临着搜救环境危险、时间紧迫、光线昏暗等困难。近年来,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)越来越多地被用作辅助救援工具。无人机可以穿越人类难以到达的地区,如山区、岛屿等,无人机的携带能力可以在救援人员到达前运送药品和救援设备。
2024-01-04随着UAV应用领域的日益拓宽,对UAV自主避障的能力有了更高的要求。针对动态障碍空间的反应式避障问题,常见避障算法如人工势场[1]、RRT算法[2]、DWA[3]、VFH[4]等算法虽然在规划和避障领域得到了广泛应用,但应对运动障碍时的及时性往往欠佳。速度障碍法[5,6,7](Velocity Obstacles,VO)是一种几何类的碰撞预测方法。其本质是一种二维冲突求解方法,研究人员将其拓展到三维情况以适应UAV的运动需求。基于速度障碍法,张毅等对UAV的航迹优化生成进行了研究[8]。
2024-01-04外泌体(exosomes)是细胞膜向外释放的杯状脂双层膜小泡(直径30~150 nm)[1,2]。最早由Pan B T[3]和 Johnston R M[4]在绵羊网织红细胞中发现并命名。外泌体广泛存在于各种体液及细胞培养液中,如尿液、血液、母乳、脑脊液、唾液、胆汁、腹水、眼泪、精液和羊水[5]。部分外泌体已被证明其性质类似于或反映了其母体来源[6]。
2024-01-03我要评论
期刊名称:计算技术与自动化
期刊人气:945
主管单位:中华人民共和国教育部
主办单位:湖南大学
出版地方:湖南
专业分类:科技
国际刊号:1003-6199
国内刊号:43-1138/TP
邮发代号:42-277
创刊时间:1982年
发行周期:季刊
期刊开本:大16开
见刊时间:10-12个月
影响因子:1.079
影响因子:0.408
影响因子:0.260
影响因子:0.727
影响因子:0.489
400-069-1609
您的论文已提交,我们会尽快联系您,请耐心等待!
你的密码已发送到您的邮箱,请查看!