机器建造决定建筑业未来！专访国家863专家李铁军教授

wang125

机器建造决定建筑业未来！专访国家863专家李铁军教授

前言
作为支撑建筑业未来的建筑机器人，缺少太多它本应该获得的关注与掌声。今天，机器人大讲堂带您一起专访建筑机器人专家李铁军教授，看一片蓝海的建筑机器人产业有哪些机遇与挑战，我们应该从哪些角度下手捞得这一桶不被别人重视的金呢？

Q：建筑装饰机器人的规模和产品是怎样规划的？
A：装饰装修属于二次结构，整个建筑分为一次结构和二次结构，就过去中国体量的快速发展过去30年基本上一次结构和二次结构是同样的发展速度。二次结构，也就是装饰装修占的比重应该越来越大。即使在现在的情况下，建筑业虽然在减速，但是装饰装修，包括装饰材料还在快速的发展。目前新的发展趋势，新增的建筑体量增速在放缓，但是旧的楼房的改造，还有装饰装修还会有很长的发展历程和空间。所以，我建议在做智能化的时候，二次结构恩的装饰装修还是一个重点。

Q：您觉得应该怎么样规划？什么样类型的机器人比较受欢迎？
A：二次结构里量比较大的，第一个是外装修，也就是幕墙，复成玻璃的、大理石的和一些复合材料，内装修二次装修也有很多要处理的，比如说门窗。中国过去二、三十年做的门窗质量标准是低的，过滤的建筑材料，铝塑现在来讲还差很多，比如说跟德国的相比。因此，在这种差异下门窗在隔音、采光、防尘等等性能上，和欧洲等发达国家品质的门窗相比差的很多。因此现在的门窗很多要更换的，因为它是一个热墙，把它做成很好的结构，但是由于门窗的不合格造成大量的能源损失。未来绿色建筑这是重要一块，就门窗来讲中国这么大体量的建筑，换一轮门窗这个产业是巨大的。第二类包括管道，室内的管道处理机器人有很多的空间。第三，像管道的检测，包括清理，这个需求量也很大。

Q：有没有爬墙的喷漆机器人?
A：有，表面处理有两个，一个是清洁，去除脏东西，喷漆是附着增加东西。工厂自动化的喷漆已经很成熟了，但是在建筑里喷涂机器人很少，这个需求量是很大的，而且人身的安全，效率、品质一致性的保证等等方面还是有很大需求的。

Q：因为现在家庭装修墙面都被墙纸替代了，觉得很方便，可以随时替换，但是如果做成小的喷涂机器人，可以在家里爬着墙壁喷了，觉得挺放心的，应该有一个巨大的市场。
A：是这样的。家庭装修有很多的困惑。第一，一旦装修，我们每个人都不是专业的，一点点小的工作都要请专业的人来做，比如打个胶粘一下，喷个漆。因此这种情况下装饰装修有两个未来的方向，第一，对于大规模的宾馆的厅堂场馆、机场、火车站，多少年以后火车站有几百年的历史，中间会有多轮的装饰装修，而且随着时代的不同要求的内容风格也会变化，这也是推动装饰装修的动力。

第二，现代生活越来越自由一些，比如小的装修我们自己可以DIY，一些建筑材料、工艺你要给他配好了，完全可以自己做。为什么国内生产大量的工具，都是销往欧美的，都是中国产的，很多的事情人家是自己做的，中国下一步也应该是这样。

Q：伴随着中国老龄化的情况，现在做建筑施工的人会越来越少，建筑机器人未来的发展方向和落地的项目会有哪些，是代替人的还是新增的？
A：目前从建筑施工的从业人数来看，过去以农民工队伍为主，农民工建筑从业人数去年和前年数量是5000万，当然包含了整个从事建筑行业的人员。其中农民工应该有3000多万。农民工的工作现在有用工荒，工地上的主力是60后、70后，80后、90后基本不做这个，因此造成用工成本快速上升。同时制造业的发展，它又在增加制造业的工人，这两者之间在出现矛盾。一个简单的建筑工人基本上一天需要400—500元，因此用工成本的上升也给企业带来盈利空间的大幅下降，现在建筑业的利润很薄。所以，用工这件事应该是我们发展建筑机器人和智能化施工装备的一个很大的牵引力，有需求。

  一部分需要重体力的、不安全的、环境不友好的、对人有害的一定会被替代，但是建筑机器人有一个很重要的特点，就是它和工业机器人不一样的地方。它也是做工，它一定是要实现人机协作的，人和机器人一起工作。农民工变成技术工人，超过20公斤的东西我绝对不会动手去搬它的，机器人像一个工厂的工人一样去工作，因此替代有一部分，但更多的是人机协作。重要的体力活它来做，检测的事它也可以做，然后我去指挥它，跟它一起协作。

Q：有没有新增的方向？
A：可以讲机器人现在很热了，不同的行业都在做，工业的、农业的，但是建筑机器人一直没有引起人们足够的重视。为什么？因为它的工艺特别的复杂、特别多，分散，每个建筑的施工都不一样，因此造成没有统一的像工厂自动化那样标准的规格，后面我想它的增量主要在人工替代上。

Q：像高楼清洗和喷涂机器人存在哪些技术瓶颈？
A：瓶颈有很多，高楼的清洗是一个很大的行业，叫做建筑的后服务。就像2000年的时候我们开始国产化汽车，汽车还没有进入家庭，但那个时候也没有那么多4S店，后面保有量快速上升以后，汽车服务业成了一个快速发展的市场。中国建了那么多的建筑，建筑服务业后市场也相当的巨大。因此清扫，擦玻璃这件事就变得很重要。第一，它一定是在高空的，因此存在着危险。另外，在清洗过程中，我们现在的环保要求很多，不是把那儿清洗掉了就可以了，比如要用清洁剂，清洁剂要进入地下水二次污染，清洗液的回收是一个大的问题。再一个在高空的时候如何作业，如何替代“蜘蛛人”作业。这是一个好话题，但是现在一直实现的不太好，还涉及到成本。我看的材料里日本搞了一个比较成熟系统，清洁过程中水回收，下面有一个工作站，工作站中水进行进化，形成中水。从清洗和喷涂的角度来讲，建筑是清洗外墙面、幕墙，这些东西相当于人的穿衣戴帽一样，要美观，还有保暖的功能，未来可以通过其他的方式实现。比如将来的幕墙系统，这套衣服，家里就要有洗衣机，就要配上熨烫的这套东西。也就是说，建筑设计本身就要有所考虑。我们也曾经考虑过在这套装置的配合下自带一个系统大楼很大了，有一个系统是做这个的，水怎么办？下雨的时候用雨水。几年清洗一次，如果有合适的雨量，每年都清洗，会保持的很好。所以有很多创新的方法，将来它跟设计有关，跟法规也有关系。

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Q：现在的爬壁机器人的品种有哪些？
A：到高空中要保证爬的稳定性，不能摔下来，我们一直在解决安全的问题，同时还要带很多装置。玻璃还好，吸上就可以了，但墙面不带磁，如何能够吸附住，而且要长期稳定的吸附。第二，跨越门窗的时候，因为建筑结构很复杂，这个地方多了一个管道，没法统一的去做。也就是说如何攀爬，因此现在最现实的还是悬吊式的，“蜘蛛人”式的。

Q：从成本方面讲可能完全代替人吗？
A：应该是可以的，从技术上是可以的。

Q：成本会增加多少？
A：这种成本是定义在清洗成本上，如果清洗的效率高，不仅仅是付出的人工的工资，清洗成本也在下降，设备成本相对高一些。需要有一个过程，但是无论如何清洗是一个大产业。

Q：现在建筑多元化，大理石的、墙面的、木面的、玻璃面的，各种材质，对喷涂机器人有什么影响？
A：喷涂一定要专业化，分成几类，不能是通用的。

Q：建筑机器人的前景比起传统的建筑方式有哪些优势？建筑机器人目前技术上的进展会有什么影响？
A：现在主流的国家主推的主题叫绿色建筑与建筑工业化，绿色建筑本身要集能源的获取，地缘热泵等等，要节能，还有排放尽量低碳。第二，建筑工业化。建筑工业化是指标准化的设计、工厂化的预置，所有东西都是工厂出来的，不是现场浇铸的。第三，现场装配式作业。第四，信息化的管理，包括智能监理和后管理。当智能来的时候，包括信息化的推进，物联网推到智能家居的时候，它是同步的，这个大楼就“活”了，大楼是活体，里面住的人，温度等等所有的信息我们是知道的。为了我们要把楼看成是一个生物体，把信息全部植进去，一个是人带进来的，然后我们的网络进去，每个房间有没有人，利用大数据把它看成一个活体，它是“活”的。只有这样去想将来我们在建筑设计上的革命，包括建造的革命、工艺上都会发生很大的变化。

Q：建筑机器人和传统的方式相比有哪些优势？
A：第一，安全。第二，效率提高。第三，降低人工的劳动强度，危险环境的体力活都由机器干。从某种角度来讲，装的是不是符合标准，检测是超出人的能力的，不能一次知道它是不是符合国家标准，这个占了很大的优势。

Q：机器人和人工未来什么样的比例是比较合适的？
A：没有准确的数据，但是我们曾经简单的估测过，按照我们自己的设想，希望工地上有1/3的人、2/3的机器在工作，和现在的整个体量相比。原来1/3的工人就可以干现在100%的工作。

Q：有可能实现全自动化吗？
A：不可以，和工厂自动化完全不一样。

Q：建筑机器人有多大的承重量？
A：随着技术的发展，现在建筑工业化在推进过程中工厂化预置的功能结构件越来越大，我们曾经有一个概念，现在建筑工业化了，整个吊装运过来以后，一层楼一块安装，像搭积木一块，得有几百吨，甚至上千吨的东西。从机器人的角度来讲，承重能力、智能化的工程机械几十吨的东西还是可以的，但是不能把它叫机器人，它属于起重装备。我们现在做的机器人，板材安装的，基本可以做到500公斤，已经不小了。工业机器人50公斤级别的基本上自重得一吨，我们只要几百公斤就可以了。

Q：您刚刚提到智能化的工程机械，智能化工程机械跟建筑机器人有什么样的区分或界限？
A：比如工程机械起吊，第一个是人操纵的，遥控。第二，想叫机器人或者智能化施工装备必须具备智能，智能的信息来源一定是要有外感知力，它能看见，它能知道自己提的重量，它的变化。只有这些传感信息进来以后，并且通过算法变成智能的判断和行为的时候，我们可以把它叫做智能化施工装备，它可以不像机器人，但是是一个智能体，像一个螃蟹，但一定是个生物体。

Q：有没有做快递收发机器人的可能性？
A：我们曾经也搞过一个这样的装备，首先解决的是大物流，已经做的很好了，海陆空。第二，进入城市以后的那部分物流，现在做的相对也比较好，很多物流公司一直配送到小区里。过去有人叫最后一公里，但是进了小区以后还有半公里，这就相当于半公里的事情。我们曾经做过这样的机器人，电动的，驾驶着无人小车，到门口去取外地。通过网络得到这个信息，派过去，它取过来送到办公室，这个是可以的。

Q：城市大物流的快递机器人不现实吗？
A：不太现实，因为有很多的约束。比如说在马路上走没有专用的通道，安全的问题，不仅仅是它对行人形成造成的安全，还有它的安全问题。所以现在更多的还是站点式的，有一个小区有自动的站点，你把包裹送到那里机器人去取。