多年来,施工部门一直面临劳动力短缺的问题,这催生了建筑行业对自动化的兴趣高涨。而健康危机更是加剧了这个趋势,促使自动化公司将注意力从汽车制造转向施工行业,在接下来的几年内,施工行业的自动化率预期将提高到30%。下文探讨了施工过程自动化的现状和未来可能性,其在主流建筑实践中的应用以及对设计的影响。

技术性劳动力的短缺、建筑项目的增加、降低施工对环境影响的强制性条文,这些都使施工业寄希望于自动化以提高生产率和成本效率,并将材料浪费降低到最低。abb机器人与离散自动化(robotics & discrete automation)总裁 sami atiya 表示,“就机器人和自动化的密度而言,现在的施工业相当于50 年前的汽车业。其基础较薄弱,但增长速度却相对快得多。”麦肯锡全球研究所(mckinsey global institute)的一项涵盖54个国家和全球78%劳动力市场的研究表明,建筑行业 44% 的工作有可能实现自动化。然而,这并不是说未来的建筑工地会完全自动化,而是仅将人力用于必要的任务。

机器施工

 

自动化路径

目前,自动化被研究应用在两条截然不同的路径上:其一是将传统施工过程中的特定任务自动化,其二是通过自动化创建由新材料和j9九游会官网入口的技术支持的全新施工过程。几年前,sam(半自动化泥瓦匠)引起了极大的轰动,因为机器人砌砖的速度几乎是人工的三倍。由澳大利亚公司 fastbrick robotics 开发的新型砌砖机器人 hadrian x已在墨西哥和澳大利亚完成了多个住宅试点项目,并准备批量化生产。针对当前的施工框架,香港中文大学(cuhk)的工程和建筑研究团队设计了一个高层幕墙作业机器人,可进行从外墙粉刷到维修的广范围作业,将工人从危险的高空作业中解放出来。

传统施工过程和材料限制了机器人技术在特定任务中的应用。然而,无论是机器人操控还是增材制造(3d打印),数字制造都具有重塑整个施工过程的巨大潜力,正如德国斯图加特大学计算机设计学院(icd)和建筑结构与设计学院(itke)建造的研究展亭,其体现了材料创新和机器人制造的可能性。

机器人技术

 

早期使用者

去年11月福斯特建筑事务所与机器人设计公司波士顿动力宣布的合作表明,施工过程的自动化已不再是建筑行业的难题。作为spot早期应用计划的一部分,该机器狗已在施工现场进行了数据采集和进度监控测试。结果显示,机器狗的性能是不可否认的,相比于人工监工,其能发现更多的施工错误,从而提高了生产力和效率。该机器狗还能够检查比对竣工模型与设计模型,大大减少了扫描和后续处理的时间,从而可以腾出人手处理其他事务。福斯特建筑事务所的参与使建筑工地的自动化成为可能,不久之后 spot 机器狗出现在建筑工地“看起来就像如今推土机或叉车的到来一样平常”。该机器狗已被世界各地的几家建筑公司采用并用于各种任务。

建筑施工

2018年,迪拜宣布,计划至2025年(现已修改为2030年),其25%的新建筑将用3d打印技术完成。当时,迪拜已经建造了第一座功能齐全且永久占用的3d打印办公楼——由killa design和gensler设计的未来办公室。在之后的2019年,迪拜又一次突破,建造了全球最大的3d打印建筑,其施工现场仅需三个人。尽管不确定这项计划是否能实现,但是目前,当地决策者正在制定有关增材制造的建筑规范。

人们一致认为,自动化将开启一个定制设计越来越多的时代,因为它可以保证整个施工过程的精确度和准确性,从而节省大量时间。在大多数情况下,组件的几何复杂性与机器人的建造过程无关,也不会影响建造成本,因此自动化有助于实现复杂的形体表达。因此可以说,自动化为研究新美学提供了可能性,并重塑了整个设计和施工过程。

自动化

 

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