砌筑机器人上岗建筑工地：减人工，提效率！

该案例是中砌智造的砌筑机器人“On-site”在苏州星光耀项目的应用，能够在无预设的实践工况下展开人机协作施工，能够满足单块重量30kg以下的各种尺寸砌块施工需求。 经过与同等条件下的传统人工砌筑状况对比发现，智能砌筑机器人在砌筑大工减少50%、整体砌筑质量提升的状况下，平均砌筑工期俭省了1天～2天，降低了人员劳动强度，进步了持续施工作业才干，提升了砌筑施工环节的机械化和工业化水平，有利于缓解建筑工人招工难、用工贵的问题。

砌筑机器人上岗建筑工地

案例实施状况

苏州星光耀商住公寓楼项目（如图1所示）位于苏州市金阊新城虎池路与金筑街交汇处，总建筑面积16万㎡，由中亿丰树立集团担任施工。该项目由6座高层（21F）单体组成，除2号楼外，1号楼和3号～6号楼的内外墙体均采用蒸压加气混凝土（ALC）砌块现场砌筑（如图2所示），项目运用的砌块规格等级为A5.0B06级，总运用量约2.5万m3，砌筑施工人工费约580万元人民币。

图1 苏州星光耀项目外观

图2 砌体砌筑前的室内场景

该项目2020年8月开端进入墙体砌筑施工阶段，高峰时3座楼同时中止砌筑作业，期间遇到较为严重的砌筑工短缺问题，砌筑工岂但招募艰难，而且年龄普遍偏大。据项目部统计，在岗的砌筑工年龄超越50岁的占比抵达了65%以上，难以顺应持续高强度抢工作业，从而构成施工工期严重滞后。为此中亿丰树立集团在星光耀项目展开砌筑机器人“On-site”砌筑应用试点，已破解砌筑作业人力短缺和工效低下的难题。

2020年10月，星光耀1号楼的在建楼层（16F～21F）展开了砌筑机器人“On-site”砌筑施工试点，并选择相邻的结构、体量完整分歧，采取传统全人工砌筑的3号楼作为对比参照。试点工程砌体施工基本状况：1号楼和3号楼相同，单层砌体砌筑量约210m3，采用600mm*200mm*240mm规格、等级为A5.0B06的砂加气砌块，平均块重24～26kg。砌体结构主要为内部隔墙、窗台/空调围护微风井道、楼梯间围护。砌体施工时，依照结构请求以及依据规范留置结构柱、过梁、圈梁，每两皮设置通长拉结筋。

1、对比楼栋3号楼人工砌筑的状况

作为对比参照的3号楼采用人工砌筑，依据传统作业措施中止施工（如图3所示）组织和人员配备。由于工具原始（如图4所示），完整依托砌工的膂力劳动，因而膂力耗费大，工效无法提升，质量状况也划一不齐。

图3 人工砌筑施工场景

图4 人工砌筑运用的原始工具

3号楼在工期紧迫、一再发起的状况下，人均日砌筑量也仅能抵达3m3～3.5m3，该工作量相当于重物举升操作3t～3.5t，关于普遍高龄的从业人员，已接近体能极限。劳动力配置上，单层投入的砌筑队人员包含8名砌筑大工（担任粘合剂拌制和砌筑施工）和2名小工（担任资料搬运和卫生清算），单层砌筑工期约10天完成。

2、砌筑机器人“On-site”在1号楼的施工效果

试点楼栋1号楼投入一台MOBOT GT30型智能砌筑机器人，该型机器人完整针对建筑室内砌筑的应用场景特性中止设计，具备轻量化的可折叠机身设计，可方便地经过施工人货梯进入作业楼层和遂行垂直转运（如图5所示）。在施工组织上，采取砌筑机器人和砌筑大工混合编成，分辨大小工作面中止分工协作，以充沛发挥各自的优势和效能。

图5 砌筑机器人垂直转运

1号楼施工力气的细致编成：砌筑机器人1台（含操作手1名），砌筑大工4名，资料转运和卫生清算和3号楼分歧，由2名小工担任。

4名砌筑大工中3人担任不利于机器人展开的小墙面砌筑，1人与机器人操作手协作，编成双人机组展开机器人作业（如图6、图7所示）。

图6 砌筑机器人班组施工场景

图7 砌筑机器人班组施工场景

机器人双人班组的分工：操作手（经过培训的产业工人），担任机器人操控和砌块上料；配合的砌筑大工主要担任批浆、安置拉结筋、过梁板等辅助性作业以及最后塞砌顶层砖。

施工组织方面，依据大小墙分工准绳，由机器人班组担任承担最有利于发挥效能的大墙砌筑，该部分砌筑量约120m3，占比60%。MOBOT GT30型砌筑机器人由于在设计时思索了真实工况下的可操作性和部署方便性，具备环境耐受性高，移动展开部署简单等优势，改换作业面后的砌筑准备时间小于10min；加上其六轴运动机构完整依据室内砌筑的工作条件来设计，运动途径最优化，砌筑节拍抵达3块/min，因而，班组日砌筑量超越了15m3，是人工砌筑速度的5倍。

同时，该型砌筑机器人在软件设计上具有智能排砖系统，可依据项目运用的砌块种类，砂浆种类以及各地结构柱留搓计划的不同，自动给出最佳砖块排列计划中止砌筑。其末端抓手配备了力矩传感器，可保障墙体砌筑质量（如图8所示）。

图8 机器人砌筑的成墙质量状况

应用效果和推行价值

1、应用效果

施工效能对比（见表1）：1号楼对比3号楼，在砌筑大工减少50%，整体砌筑质量明显提升的状况下，平均砌筑工期还俭省了1天～2天。人员的劳动强度显著降落，持续施工作业才干得到提升。

表1：1号楼和3号楼施工效能对比表

2、推行价值

国内建筑砌体砌筑市场存在两个基本特性：一是体量庞大，各类砌体的砌筑施工量年均超越10亿m3，在ALC墙板材由于各种缘由停顿迟缓的状况下，人工现场砌筑在可见的未来仍会是一个庞大的刚需市场。二是业态原始，砌筑业的人力资源组织方式，包含人员招募与职业培训，施工组织方式和作业工具基本上都还停留在几十年前的状态，表示为用工时暂时招募、师徒相授、手工作业拼膂力。行业业态的原始必定招致行业消费的低效率，表示为较低的人均产值和庞大的用工人数（低效率下的劳动力密集型作业）。2018 年全国建筑业砌筑施工从业人员据预算大约600万，占当年建筑业5563 万从业总人数（国度统计局2019年7月31日发布）的10.7%，砌筑从业人员的人均建筑业名义产值比全行业平均数低 23%。在上述600万砌筑从业人员中，具备技艺的砌筑大工人数约占50%，即 300 万。固然在收入分配上，大工有较大的分配权重，但由于整体效率低下，相关于每天砌筑 3m3，举重量达 3000Kg 以上的带技艺的重膂力劳动，这样的劳动报酬曾经不具备吸收力。因而，砌筑业从业人员大量流失，普遍高龄化以及砌筑单价的上行压力不时增强，近年来这些痛点曾经十分明显。

所以，研发合适“On-site”室内砌筑这一工序场景的砌筑机器人或是自动化施工机械，推行机器人砌筑这一新工艺，对落后的传统手工作业方式中止新技术加持下的工艺改造，大幅减少砌筑劳动用工，提升行业施工效率，已势在必行。

经过试点项目的理论发现，运用智能砌筑机器人展开“On-site”砌筑施工不改动现有工序流程，对应用场景无特殊请求，可复制性强。

该项新技术的推行，岂但能够显著提升砌筑施工的科技含量，减少劳动用工，有效应对有技艺的砌筑大工日益减少的用工困境和行业痛点。同机遇器人砌筑大大降低了劳动强度，效率的提升又带来工人收入的提升，岗位工作积极性的提升，有利于导入年轻一代产业工人。

面对逐年上升的人工成本，范围化推行以砌筑机器人为抓手的智能建造势在必行。中亿丰树立集团将在今后继续加大关于砌筑机器人和砌筑机器人“On-site”施工新技术的推行运用，丰厚其应用场景，扩展市场掩盖率，以完成砌筑机器人应用的范围化、产业化。

砌筑机器人性能指标

砌筑机器人“On-site”技术适用于医院、学校、商业、办公等各类公建项目的非承重墙墙体室内砌筑施工，可运用目前国内各种主流砌块资料，资料顺应范围广。此外，针对施工作业面可不预设条件，无需中止额外的施工准备，完整在实践施工技术条件下遂行砌筑作业，应用门槛低。

本案例采用的砌筑机器人MOBOT GT 30（如图9所示）是特地针对国内建筑室内砌筑场景和工序作业特性而中止研发的，能够在无预设的实践工况下展开人机协作施工。

图9 砌筑机器人MOBOT GT 30

MOBOT GT30型砌筑机器人的主要性能指标（见表2）及其技术特性：

1．场地顺应性强。机身采取可折叠设计，方便经过建筑门洞，并应用施工人、货梯实施垂直转运，具备自动调平功用，作业时对空中平整度无请求；

2．环境耐受性高。采用了特地的防护设计，耐湿热变更、可耐施工现场的重度粉尘、砂浆污染、对电磁干扰和施工用电电压变更耐受性高；

3．砌块适用性强。特地针对砌体结构中的室内大砌块砌筑，能够满足单块重量30kg以下的各种尺寸砌块施工需求；

4．智能化水平高。该机采用六轴运动控制，搭载了特地研发的智能化砌筑控制系统和多种传感器，可灵活顺应多种砌体结构请求下的砌筑作业。同时，关于砌块资料的尺寸倾向和砂浆粘结剂的流变状况具备良好的顺应性。

表2：MOBOT GT30型砌筑机器人主要指标

截止目前，中砌智造的砌筑机器人“On-site”施工技术已在上海梅川一邻居、中信泰富高层商办楼、苏州博物馆西馆、苏州星光耀高层公寓楼、国度质量检测中心、苏州纳米实验室、中亿丰三期研发大楼等多个项目上展开了工程试点应用。在无预设的真实施工条件下，已完成砌体砌筑施工量约5000m3，且已全部经过检验验收。中亿丰树立集团在总结上述试点应用的阅历基础上，正在制定相关的工法，下一步将加大关于砌筑机器人“On-site”施工技术的推行力度，完成砌筑机器人应用的产业化推行。

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