博士去當建築工,你是認真的嗎?

中國銷售額最大的房地產企業碧桂園(2007.HK),開始用自己研發的建築機器人建造房子了。

地坪施工、內外牆面施工、混凝土施工、混凝土修整、土建實測實量……都由建築機器人來完成,其中有四款——測量機器人、樓層清潔機器人、智能施工升降機、智能隨動式布料機,已經開始對外租售。

這一速度頗有些驚人。要知道,碧桂園正式宣佈進軍機器人業務、成立博智林機器人公司,不過是在兩年半前的2018年7月。

博智林科創大廈

就在這兩年半里,一羣博士、帶領一支4000多人的研發團隊,在建築公司上摸爬滾打、當起“建築工人”,共同開啓了建築機器人從0-1的跨越。

在全世界建築機器人都還處在探索階段的時候,博智林機器人並不掩飾其雄心——在他們位於順德總部的辦公大樓,進門右手邊的牆壁上寫着,“做全球領先的機器人全產業鏈服務商”。

建築工人出身的公司創始人、碧桂園董事會主席楊國強,在機器人樣機試製前後,甚至親自上陣化身產品經理,爲研發人員講課、糾偏——機器人應該是個什麼樣的工具、在怎樣的環境裡工作。

2020年,中國建築業總產值高達26.39萬億元人民幣、約佔GDP的1/4,這裡誕生了地球上銷售面積、銷售金額最大的房地產開發商,是否也能從中跑出引領世界建築機器人行業的龍頭?

那個曬得黑黑的博士

曲強親手打碎了自己的夢想。

2016年下半年,東京大學機械工程博士畢業,曲強加入了碧桂園, 他說自己當時是被那一句廣告語所感動,“在碧桂園,你可以親手建起一座城。”

2013年,碧桂園啓動“未來領袖”計劃,在全球招募高端人才,主要吸引應屆博士加盟,培養髮展爲公司中高管理層。2016年曲強成爲其中一員,先是在碧桂園集團總部、2018年外派山東,擔任青島即墨一個房地產項目的負責人。

2018年10月,在即墨項目開工的當天,曲強投奔了碧桂園集團新成立的博智林機器人。2018年7月,博智林機器人項目啓動時,碧桂園集團內部號召有相關經驗、認同機器人的人才支援並加入。

曲強的專業是機械工程,與機器人相關,他一開始是以顧問的身份加入,來了混凝土施工機器人團隊之後,發現自己更希望親手把建築機器人這件事做成,索性留了下來。這一決定意味着,他在碧桂園不再是爲了親手建一座城,而是要讓機器人來建了。

回顧剛加入機器人項目的情景,曲強坦言,自己在機器人研究院問了一圈,發現對於建築機器人的這件事情,大家其實都還不是很清楚、都是摸着石頭過河,只能說做一步,先看先觀察市場,再去工地學習。然後,他就成了傳說中“那個曬得黑黑的博士”。

在建築工地上的曲強(中間站立者)

博智林機器人目前有4000多名研發人員,每個人的辦公桌上,都有一頂白色安全帽,方便隨時可能上工地。曲強補充說,“還有一樣,腳上的安全鞋。”

公司內部也經常調侃,大家都以爲這些博士做機器人應該是在研究院裡鑽研技術,結果他們在博智林天天下工地,曬得黑黑的。

最開始,研發人員們去施工現場,是爲了測試機器人樣機。

建築工地上的混凝土施工時間不定,有時在半夜,一接到通知說有施工,團隊成員馬上準備樣機進工地去測試,幹着幹着天就亮了,有時需要等工人施完工才能入場,他們在工地等着等着就睡着了。有時是白天,混凝土水化反應開始後,施工現場溫度超過40度,每個人的衣服都溼透、人也曬得黢黑。爲了避免中暑,他們上陣前都提前喝點解暑藥。有時碰上下雨,無處可躲,渾身溼透,被風一吹,很容易就生病。

混凝土澆築現場,穿着水鞋在混凝土裡走來走去,即使是現場施工的工人也很費勁,這些搞科研的就更不用提了。有時候一晚上全在這種環境裡踩下去,這些不懂施工情況的傢伙又不知道什麼時候能踩、什麼時候不能,有時候在不能踩的時候又進去踩了一圈,爲此免不了挨工人師傅罵。

一開始,工人們不太喜歡這羣來施工現場測試機器人的傢伙,因爲經常在測試之後還要給他們收拾現場爛攤子,增加了額外的工作負擔。

“每次工人罵我們的時候,就覺得自己陷入了低谷,但是我當時想,已經沒有比這再差的了。”曲強事後坦言,機器人研發過程中,也得到了工人師傅們的幫助,採納了他們大量的意見、改善了操作性,隨着機器效果越來越好、工人越來越認可,公司對這個產品越來越有信心,開始有了轉機。

爲了不錯過做測試的機會,曲強團隊實行輪班制。一批人在實驗室睡覺,一批人去工地。第一批人從工地回來,第二批接力,經常要忙到第二天早晨。當時,他們內部相互調侃,你到底有沒有看過博智林的太陽?曲強說,“什麼時間段的太陽我都看過了。”

一天早上6點多從工地回來,公司門口大顯示屏上正好出了“聞雞起舞、只爭朝夕”八個字,團隊的另一位博士賀志武眯着眼、把它拍下來,分享給大家。

一分鐘就趴窩了

2019年1月,曲強團隊花了七八個小時,通過協調、塔吊,第一次把樣機弄到工地上,機器人剛啓動,大家的興奮勁還沒過,一分鐘就趴窩、陷進混凝土裡跑不動了。

他們此前一直在沙地上測試,到了施工現場才發現問題——機器人前頭太重、重心配比不對。

“真的,很沮喪”,曲強說,有時候就因爲一些小問題、一些沒想到的小問題,導致你準備了很久的實驗失敗了,那份沮喪需要很大勇氣去克服。當然,後來產品逐漸穩定所帶來的那種喜悅,也是翻倍的。

曲強(左一)與同事們討論問題

曲強感慨,以前在學校做科研,比如做博士論文,基本上也是從0~1、從無到有的過程,但沒有這麼難的感覺。因爲畢竟做博士論文還是有課題方向、有導師指導、也有一些業內論文可以參考,還可以出去跟人溝通。

做建築機器人,團隊是新的,面對的問題是新的,也沒有成型的產品可供借鑑。“這個行業相信有很多專家和大咖都嘗試過了,他們或者沒有成功或者半途退出了。而我們憑什麼成功?”剛到博智林的時候,曲強給同事們鼓勁,“我們並不比他們聰明,但我們一定要比他們更努力!”

回看整個研發過程,混凝土施工團隊遇到的最大的問題就是材料和環境。混凝土是種特殊的材料,沒有一個物理量可以描述混凝土的特性,全部描述都是定性描述,想要把這樣的材料控制好,是很難的事情。另外,環境也是很不穩定的,例如當天的溫度、溼度、鋼筋條件、模板的條件,以及每車混凝土都可能不同,都會影響混凝土成型過程和質量。

此外,施工場地環境不穩定,多一塊石頭、多一根鋼筋、多一個木方都是不確定的,也沒有固定參照物,實驗室場景和實際應用場景完全不一樣。實現難度大,市場上沒有現成的工業化產品可適配,甚至要自己研發一些關鍵產品,並不斷在現場測試,到一線反覆驗證,讓機器人不斷迭代升級。

混凝土機器人在進行整平工作

在博智林一樓的建築機器人展廳,就有一處專門用來堆放歷史迭代產品,算是這兩年半來的研發歷史見證。

“我很希望它成功,但是我確實不知道它能不能成功,因爲我也不知道最終的結果會是什麼樣子。”在曲強看來,這一路走來並不容易,感覺就像是你一直處於黑暗狀態,你看到了一點光,但是你不知道什麼時候能追得上。

在不少博智林機器人員工看來,創始人楊國強是博智林最大的產品經理,他親自帶着研發團隊去工地現場觀摩、告訴團隊要做什麼,但是具體產品形態、功能實現,仍需要研發人員從圖紙開始去把它實現。

混凝土機器人到底應該做成什麼樣子?一開始,誰都沒有答案。

公司鼓勵研發團隊試錯,讓他們去施工現場驗證,光說不練假把式,創始人的一句話在內部流傳頗廣,“只有真理才能在博智林橫着走”。

爲了弄清楚混凝土施工步驟、及其背後的物理原理,即使機器人不上工地測試,研發人員也主動去現場。趁着建築工人師傅休息的間隙,給他們遞水、套近乎,跟他們學習怎樣用耙子給混凝土抹開、收面,這是團隊每個成員的功課。而爲了弄清每一個動作背後的原理,他們晚上去工地做實驗,白天在宿舍睡覺,睡醒查文獻,然後又去工地做實驗,往復循環。

混凝土機器人在進行抹平工作

比如,爲了讓收面光滑,工人師傅會有一些手法和步驟,比如手卡住、抖一抖,這是師傅傳授的技能,卻說不清這麼做的原因。曲強團隊後來發現,它是把水分壓出來、再通過表面張力把混凝土提起來。混凝土施工機器人要實現收面光滑,倒並不需要模擬人手的抖動,而是按壓。這就類似飛機模擬鳥類飛行,並不需要像鳥一樣扇動翅膀,而是滑翔。

這也啓發了他們,建築機器人應該從機器的角度去解決技術問題,如果只是模仿人的動作,反而達不到最佳效果。

也因爲一切無定式、無定法,博智林的機器人統一塗裝爲粉紅色,在灰色系的建築工地上,頗爲惹眼。

在工地上摸爬滾打,產品第一時間進入實戰,也大大提升了博智林機器人研發進度。截至2021年2月,博智林已有18款機器人在佛山順德機器人谷首開區和鳳桐花園等超過15個項目中開展試點應用,累計應用施工面積達80萬㎡。

用測量機器人負責人陳剛的話說,“我們離實戰的戰場很近,並不是關起門來做研究。”

真幹還是噱頭?

在博智林機器人正式成立前一天、2018年6月30日,中科院計算機軟件與理論專業的博士陳剛,參加碧桂園的面試。當時和他一起面試的博士,約有200名,這場面讓他小小震撼了一下——行業內一場學術會議也不見得能一下聚集這麼多人。

那一次,創始人到現場給大家談了他的建築機器人夢想。當時就有人竊竊私語,這不應該是中國建築、中鐵建工這樣的國家隊做的事情嗎?

加入博智林之後,陳剛在多個場合也收到各種好奇的問詢,“你們碧桂園做機器人,是真幹、還是噱頭?”

陳剛(右一)正在調試測量機器人

“我不知道‘真幹’和‘噱頭’的定義是什麼,但是我知道,真正聚集幾千人實打實地面向一個明確的開發需求,進行實際功能的開發,有樣機的生成、產品的生成,如果這樣也是一個噱頭的話,這個噱頭應該是打引號的。”陳剛說。

不過,人們的疑慮也很容易理解。畢竟,從產業的角度看,目前全球建築機器人都還只有零星的、很小的研究,或者一些創業企業在做,基本上是處於0的狀態。

工作中的測量機器人

甚至,在博智林內部,一開始也不是每個人都相信一定能成功。在提出做地磚鋪裝機器人的時候,一名同事直接說,“我爸就是鋪地磚的,這是一個工藝,機器人肯定做不成。”後來,這名同事離開了,再後來,這款機器人已經量產了。

陳剛也坦言,自己在2018年經常工作到凌晨兩三點,看不到突破點,內心也很迷茫,掙扎着說服自己要堅持,當時給自己設定的時限是一年。2019年5月,在東莞做了第一次基於視覺引導實驗、完成第一次牆板安裝動作,瞬間信心滿滿。

“一件事情,如果沒有人做,其實很可怕——要麼是它太難了,要麼是它壓根就不可行。”在陳剛看來,投資建築機器人的門檻很高,它本身就是一場風險很大的投資。

最能做成這個事情的企業,既需要建築企業經驗,也需要地產公司運營經驗,還需要科技行業的經驗。碧桂園實際上是有着前兩者的產業基礎,如果能嫁接上科技的力量,有着相當大的成功機率。事實上,這也是碧桂園主動的戰略選擇。

在2020年《財富》世界500強榜單中,碧桂園排名第147位,居全球房地產行業首位。在克而瑞發佈《2020年中國房地產企業銷售TOP200排行榜》中,以全口徑銷售金額7888億元,排名第一。作爲行業龍頭,碧桂園深知行業痛點。作爲全國政協委員,楊國強已兩次連續提交提案,建議完善建築機器人政策標準體系加快建築業轉型升級、推動建築業數字化轉型。

建築業歷來是勞動密集型行業,自動化程度低。而今,建築業用工老齡化問題凸顯,用工荒、用工成本上升等問題加劇,年輕勞動力從事建築業的意願持續降低,亟需找到新的突破口,提高人效、降低成本,實現行業可持續發展。

2020年7月,中國住房和城鄉建設部、國家發展和改革委員會、科技部等13部門聯合印發的《關於推動智能建造與建築工業化協同發展的指導意見》,提出要把握新一輪科技革命和產業變革趨勢,全面提升智能建造水平。

建築行業要提升效率、實現數字化轉型,科技創新的關鍵,是人才和資金。

建築機器人,並沒有現成的人才。2018年起,清華大學、同濟大學、北京建築大學等才陸續開設了智能建造相關專業的本科,目前還沒有學生畢業。

博智林智能製造工廠

成立兩年半的博智林機器人,員工已達7000多人,其中研發人員4000多名,平均年齡30.2歲,他們大多來自國內外知名高校的土木工程、機器人、人工智能、數字化等專業。

2017年-2019年,碧桂園年報中披露的研發費用分別爲6.93億元、12.24億元、19.73億元人民幣,博智林成立之後,研發費用以76%、61%的速度在增長。在博智林成立僅半年之時,碧桂園便在其2019年年報中,將機器人與房地產、現代農業並列爲企業發展的三駕馬車,機器人產業在其業務版圖中的戰略地位可見一斑。

截至2021年2月26日,博智林在研建築機器人及智能產品近50款,已遞交專利有效申請3042項,其中發明專利2161項;已獲專利授權984項,其中發明專利262項,在關鍵領域擁有一批自主核心技術。

他們還聯合中國建築標準設計研究院等單位,聯合發起成立中國工程建設標準化協會(CECS)建築機器人專業委員會,這是我國首個專注於建築機器人及智能建造的標準化機構。

當然,博智林要做的不止建築機器人,他們正在結合新型裝配式建築以及基於BIM(建築信息模型)的數字化技術打造全週期的智能建造體系,成爲集軟硬件研發、生產、應用於一體的智能建造整體解決方案提供商,真正推動傳統建築行業轉型升級。

來源:南方人物週刊

文 | 田淮南