机器人在上海地铁管片生产线“上岗”，没想到，这些地方也有智能“打工人”

智慧·人生

曾经被人们视作劳动密集型、粗放式发展的建筑行业，正变得越来越干净、智能。近日，在上海地铁管片生产车间，智能管片抹平机器人正式上岗，成为一名真正的 " 打工人 "。
管片是地铁隧道最内层的屏障，需要抵抗土层压力和地下水压力等等，它的制造水平直接关系到隧道质量和安全。" 抹平 " 是管片生产的关键环节，传统意义上的管片抹平，需要工人拿抹子把混凝土表层抹平。因为管片有弧度，所以人工操作难度大，标准不好把控。
随着机器人产品的广泛应用，管片施工效率和精度难题得以破解。刚刚上岗的管片抹平机器人，由上海建工建材科技集团、同济大学、沈阳机床公司合作研发，长得 " 高大 "，动作却很 " 灵活 "，还能自动视觉识别管片表面缺陷。


据技术人员介绍，在智能管片抹平机器人应用后，流水线生产效率可提高 10% 左右，降低这一生产环节的劳动力成本 50% 以上，管片外观质量和管片尺寸精度有所提高。目前，机器人可做到宽度误差保持在 ± 1 毫米，厚度误差保持在 -1 毫米到 +3 毫米。
专业的建筑机器人正在逐步从研发走向落地，在房屋、高塔、桥梁、地铁建造中发挥积极作用，并向全产业链延伸。在上海，许多被人忽视的 " 角落 " 里，智能机器人也扮演了关键角色。
地下神探——地下智能巡检机器人
随着土地集约化利用，以及人们对环境的日益重视，越来越多的污水处理厂造在人们看不见的地下。在申城某地下污水处理厂，由上海市政总院主导研发的智能巡检机器人系统在这里工作已经快一年时间。
地下污水处理厂的生反池存在人工巡检困难、无巡检设备可用的情况，机器人应用应运而生。它可在生物反应池盖板下逡巡，智能判断曝气均匀性、强弱度和曝气器完好率等指标并生成巡检报告。


生反池内部腐蚀性强，潮湿严重，机器人替代人工操作，可以大大降低巡检风险。机器人本体采用整块铝合金车铣打磨而成，涂有防腐涂层，密封性极好。导轨采用免维护设计，保证其在生反池内部恶劣环境下长时间正常使用。
这款机器人可谓 " 地下神探 "。它首次采用智能辨识技术观察生物反应池水面曝气状况，填补生物反应池曝气无人巡检技术的空白，解决池体加盖后巡检难题。
飞毛腿——隧道焊接机器人
今年春节期间，轨道交通 7 号线杨高南路至高科西路下行（东向西）单向隧道临时停运整修施工。这次整修花了 6 天时间，在这之前，同样的工作量需要两年时间才能完成，迷你机器人在其中发挥了关键作用。
本次整修需要的钢板材料比较多、荷载较重，施工区间拥挤狭小，给施工带来不少难题。项目部试验性使用 " 焊接机器人 " 进行隧道无人焊接，避免人工作业带来的安全隐患，并提高施工效率——以 2 厘米厚度的钢板为例，同样焊一道缝，人工约一小时，" 焊接机器人 " 来回走 7 道，只需 20 分钟，宛如 " 飞毛腿 "。




通过对各种工序不间断交叉施工，相互配合，互不影响，提高效率，项目部将原本近两年的工期压缩到了 6 天，其中，焊接机器人发挥了极致的作用。
大力士——拼装机器人
在进博会主场馆——国家会展中心（上海）内，进博会国家会议中心吊顶磅礴大气，它的拼接就是由大力士机器人完成的。
为了营造大气磅礴的效果，会场顶面由 13 米长的复合铝板组装而成。但对工人而言，又大又重的装饰板安装费时又费力。若一不小心损伤铝板，或者贴得不平整，就要整张更换、重新加工。


施工团队进行头脑风暴，将工业叉车拿来改良，变身成拼装机器人。叉车前部安装了一个 " 手臂 "，最多能举高 4.5 米，还能 360 ° 旋转。" 手臂 " 前端装上 " 夹子 "，用来夹住铝板，最多能承载 1600 公斤，简直力大无穷。
拼装机器人通过智能遥控，就可以拼装铝板，而且行走自如。装配时还能进行距离微调，微调精度甚至能保持在 0.5 毫米的误差内。这是上海首次将机器人应用到装饰材料拼装中。
巡检 " 劳模 " ——机房巡检机器人
在中国最高楼——上海中心大厦的地下冷冻机房，一款工作起来 " 兢兢业业 " 的机器人已经替代人工，实现非接触式自动化数据采集。
在传统建筑机电设施运维过程中，需投入大量维保人员来保障建筑各系统平稳运行，不仅人力投入大、成本高，且许多工作具有重复、机械性的特点。


在上海中心大厦 300 多平方米地下冷冻机房试点运维过程中，传统方式下巡检人员需每天 2 次，每次历时约 2 小时，才能完成对现场 45 台各类仪表设备的数据读取。然而，巡检机器人通过非接触式的自动化数据采集，可实现每天 4 次，每次历时约 1.5 个小时的巡检任务，不仅准确率、采集效率等指标大幅提升，也有效提升了工作效率，大大降低了人工抄表的误差率。
安检员——下立交巡检机器人
在四平路下立交 " 亮相 " 一款轨道自动巡检机器人，这是上海首台隧道（下立交）应用的智能巡检机器人。
四平路下立交全长近 1 公里，使用一般的监控设备由于位置固定、监控范围有限，一些灾害事故不易第一时间被发现。
智能巡检机器人体积小，悬挂在隧道侧墙上方，以 0-20 公里 / 时的可控速度运行，既节省隧道空间，也不影响日常交通。它如同一名 " 安检员 "，自带实时视频系统、3D 雷达感知系统、多种传感器系统、自动抓拍系统、实时声光语音系统，能够实现全天候 24 小时巡检，实时掌握隧道的运行情况和各类设施的运维情况。隧道内发生超速行驶或意外突发情况，它会第一时间报送预警信号。隧道内设施一旦超过正常监控取值，它会发送预警指令，提醒管理部门进行维修。
实际上，建筑行业的机器人已经是一个大家族。比如测绘机器人、施工机器人、钢梁焊接机器人、混凝土喷射机器人、施工防护机器人、地面铺设机器人、装修机器人、清洗机器人、隧道挖掘机器人、拆除机器人……它们的应用将大大提升城市治理水平，目前上海建工的砌墙机器人目前也正处于现场试验当中，在未来有望成为推动行业发展的新技术之一。
栏目主编：张奕 本文作者：戚颖璞 题图来源：孟雨涵 摄 图片编辑：邵竞