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刘今越:建筑机器人市场规模有望五年突破百亿美元 | 10年回顾
来源: 发布时间:2025-05-30 浏览量:

过去十年,我国建筑机器人产业经历了从技术突破到生态重塑的深刻变革。河北工业大学教授刘今越表示,建筑机器人的研发应由企业主导,深度适配场景,唯有如此才能满足建筑行业的高标准与快节奏发展需求。

面对人口老龄化加剧与劳动力结构性短缺的双重挑战,建筑机器人产业化发展成为破解建筑业人力瓶颈的关键。建筑机器人不仅能够实现施工效率的指数级跃升与工程品质的毫米级管控,更展现出了降低全周期运营成本、优化资源集约利用、构建绿色建造体系等多维价值。

1非标化场景是发展瓶颈

建筑机器人的应用场景主要涵盖设计、建造、运维、破拆等四大核心环节。在设计阶段,主要对施工图纸进行二维与三维模型间的智能转换,融合AI技术进行方案优化。在建造阶段,聚焦实体机器人应用,包括砌筑、整平、焊接、喷涂等,典型案例有“天蝉”建筑机器人、博智林系列机器人等。在运维阶段,主要部署检测、维护类机器人,如幕墙清洁机器人、物料运输机器人等。在破拆阶段,应用机器人执行精准拆除、物料分拣及资源回收等任务。

图1 板材安装机器人

当前,限制建筑机器人发展的核心原因,主要在于施工场景的动态性、非标化。建筑行业对个性化设计的高度追求与机器人技术所需的标准化基因形成结构性矛盾。现阶段的建筑多为异形结构,这与机器人的标准化操作流程难以匹配,导致其在复杂场景下的适应性不足。

此外,建筑施工领域虽已建立起相对成熟的规范体系,但聚焦建筑机器人,国标、行标、团标等标准体系仍存在缺位,现有标准呈现碎片化特征,难以形成全面规范。

2场景建模是核心难题建筑场景的工况实时更新,因此机器人建模也需要实时更新,这成为建筑机器人应用部署阶段需要解决的核心难题。建筑机器人进行施工时,需要由不同工种的建筑机器人按照工序轮替协同作业,这种动态协作模式与工业场景存在本质差异。河北工业大学教授刘今越表示,工业机器人仅需固定于工位,对移动的物料进行加工,而建筑机器人则需要环绕静态建筑物移动作业,这种空间位移特性产生多重技术难题,如移动定位精度波动、多机协同定位偏差、施工误差链式传导等。图2 焊接机器人

当前,建筑机器人正在突破的技术路径,是构建基于BIM系统的智能导航解决方案,其核心逻辑在于,建筑工程必定存在数字化图纸,直接解析这些建筑信息,就可以为机器人生成全局最优路径。如同人类驾驶员应用导航软件,施工机器人调用BIM模型可实现精准定位,通过融合环境感知系统与局部避障算法实现效率提升。

这种“图纸导航+实时感知”的复合模式,机器人得以即时投入施工作业,相较传统建图方式提升80%以上的作业时效。目前,基于BIM数字模型驱动技术的智能化施工装备体系已涵盖焊接打磨等工艺环节,正在进行体系化推广,以应用于更多作用场景。

3产品研发应由企业主导

刘今越强调,建筑机器人的研发应由企业主导,虽然高校具备相关技术储备,但施工工艺往往根植于作业现场,且处于持续升级迭代进程中,需要深度适配能力,唯有企业主导才能匹配建筑行业的高标准与快节奏发展需求。从技术研发层面看,机器人核心算法、理论架构的创新突破需要深厚的技术积累,这正是高校科研团队的优势所在。同时,建筑场景的特殊性对机器人系统提出了严苛要求,自感知、自适应、自学习、自决策的全链条智能能力必须达到工程级标准。因此,当技术进入工程转化阶段,持续的场景测试、可靠性验证、稳定性优化等系统性工程实践,则是具备完整产业链资源的企业更具竞争力之处。这种产学研的分工协同,本质上源于工程应用需要构建包含场地资源、技术团队等在内的生态系统,让建筑机器人从实验室走向施工现场。图3 BIM引导的自主喷涂机器人国家级重点研发计划等代表性科研项目,已明确要求由企业担任牵头单位,主导技术研发、成果转化及产业化应用全流程。虽有少数掌握核心技术的教授通过创业推进产业化,但其聚焦领域多为特定细分领域,主要针对高附加值环节,而真正面向施工场景、满足现场作业刚性需求的工程化机器人解决方案仍属稀缺资源。未来,建筑机器人要实现突破性发展,校企深度融合无疑是理想的发展路径,高校科研团队应聚焦核心算法研发,企业则发挥工程化优势,在技术落地、环节优化上精准发力,才能培育出兼具技术创新性与市场引爆力的标杆产品。谈到业内热议的人形机器人能否应用到建筑行业时,刘今越表示,与其他场景不同,建筑场景存在作业面不平整、技术指标复杂等问题,短时间内很难应用。

4市场规模五年突破百亿美元

刘今越指出,虽然现阶段的技术成熟度制约了标准体系建设,但建筑机器人正处于全球建筑业智能化转型的风口期,市场规模有望在2030年突破百亿美元量级。随着应用场景的持续深化,通过规范施工现场管理、突破关键技术瓶颈、构建动态标准体系的三维驱动,必将推动行业步入规范化、规模化发展新阶段。图4 钢筋绑扎机器人

刘今越表示,2015年至2025年是建筑机器人发展的黄金十年,科研院所与企业的研发投入持续攀升,社会各界的关注度迅猛增长。未来10年,建筑机器人将完成从技术储备到工地普及的跨越,推动我国从“基建狂魔”向“智能建造创新策源地”转型,为全球建筑业可持续发展提供新范式‌。

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⭐转载自雷克智能⭐


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