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【行业观察】从世界人工智能大会看建筑机器人的工程化发展
2026-07-23 02:21
【行业观察】从世界人工智能大会看建筑机器人的工程化发展
来自“建筑时报”

7月17日至20日,2026世界人工智能大会在上海举行。大会以“智能伙伴,共创未来”为主题,具身智能成为重点赛道,集中展示了人工智能由信息处理向物理作业延伸,由内容生成向环境感知、任务理解和动作执行拓展的发展趋势。

建筑业是典型的物理作业行业。人工智能正在提升施工装备感知环境、理解任务和适应变化的能力,为建筑机器人发展创造新的技术条件。但技术展示与工程应用之间仍有明显距离。建筑机器人能否由单项动作验证走向连续稳定作业,还受现场环境、设备可靠性、施工组织和工程经济等多重条件约束。

从工程实践看,较长时期内,建筑机器人仍将以专用设备为主,并主要采取人机协同方式。其应用将逐步由单机辅助向协同作业、由人工操控向有限自主发展,完全自主的通用机器人进入复杂工地仍需持续验证。

人工智能拓展技术空间

工程验证明确应用边界

建筑机器人并非新生事物。上世纪八九十年代,日本大型建设企业已经开展喷涂、抹平、焊接等施工机器人研发,但整体未能形成持续、规模化应用。一个重要制约,是当时的机器人通常需要针对具体工序和作业场景分别开发、调试。建筑项目差异较大,现场状态不断变化,程序开发和场景适配成本难以通过一次性项目充分摊薄;设备可靠性、现场标准化程度和综合成本,也限制了机器人跨项目应用。

新一轮人工智能正在改变这一条件。依托多模态感知、学习型模型和仿真训练,机器人可以从数据和示范中学习部分作业技能,减少对固定程序和预设环境的依赖,提高对作业对象和现场变化的识别能力。

但建筑机器人不会由固定程序直接转向完全依靠学习。较长时期内,更可能采用规则控制与学习能力相结合的架构:人工智能用于环境感知、任务理解和场景适配,确定性控制保障轨迹执行和作业精度,安全规则负责限速、避碰和停机,人员承担异常接管和结果确认。现阶段,机器人对复杂环境的持续感知、跨场景适应和异常处置能力仍不充分,连续稳定作业仍需经过真实工程反复检验。

场景差异增加应用难度

工程应用需要分层推进

当前,人形机器人和具身智能应用进展较快的领域,主要集中在制造、仓储等结构化环境。这类环境空间布局相对固定,作业对象和流程较为标准,质量要求和异常边界也比较清晰,更适合机器人通过重复训练形成稳定能力。

建筑工地则是典型的半结构化环境。不同项目的空间条件和施工组织存在差异,天气变化、人员流动、材料堆放、工序交叉和临时设施调整会持续改变现场状态。建筑生产还具有一次性和流动性,机器人完成一个作业面后,往往需要转场、重新定位并适应新的工况。施工作业直接作用于实体工程,一旦出现偏差,可能带来返工和质量安全风险。

标准化设计、工业化建造和数字化交付,可以提高构件与工艺的一致性,为机器人创造更加稳定的作业条件,但不能完全消除现场变化。建筑机器人将根据场景结构化程度和任务复杂程度分层推进:构件工厂和标准化生产线可以率先提高自动化水平;封闭、连续、规整的现场工序,更容易应用专用机器人;动态变化较多的施工现场,将以人机协同和有限自主为主;通用机器人则主要在复合任务中持续验证。不同层次可能长期并存。

专用设备仍是主要形态

人机协同将会长期存在

从技术成熟度和经济可行性看,专用机器人在较长时期内仍将是主要应用形态。测量、抹平、喷涂、焊接和检测等专用设备,任务边界较为清晰,成本和维护相对可控,可靠性也更容易验证。通用人形机器人未来可能在需要适应复杂地形、使用现有工具并连续完成多种任务的场景中发挥优势,但其作业效率和经济性仍需工程验证。

建筑机器人首先要解决具体工程任务,不一定采用人形。轮式、履带式、轨道式、爬壁式、机械臂和智能施工装备,都可能更适合特定工序。设备形态最终取决于作业对象、现场条件和投入产出关系。

与专用设备相适应,人机协同也将长期存在。机器人适合承担边界清晰、可以重复的作业,人员负责作业准备、过程监督、异常处置和质量确认。人机协同主要包括人工直接或远程操控、人员监控下的机器人作业,以及限定场景内自主运行、异常情况下人工接管等方式。不同方式应根据任务复杂程度和风险等级,匹配相应的安全和管理要求。

班组是现场作业组织的基本单元,也是人机协同效果的直接承载者。现阶段,人机分段完成工序更具现实基础:机器人承担大面积、连续和重复作业,人员负责准备、边角处理和异常处置。评价人机协同,不能只看单机速度,而要看班组整体的合格作业量、作业时间和综合成本是否改善。

判断一项工序能否率先应用机器人,不能只看是否具有高风险、高重复或高精度等特征,还要综合考察现场和经济条件。任务边界和作业对象应相对明确,动作可以拆解和重复,结果能够检测,异常可以由人工接管;作业规模、设备利用率和跨项目复制条件,则需要支撑合理投入产出。

作业闭环保障工程质量

工程经济决定推广空间

机器人进入工地,并不等于进入施工生产体系。成熟应用需要形成环境感知、任务解析、动作执行、结果检测、偏差纠正和过程记录的完整闭环,实现全过程可检测、可验收、可追溯。数字化是闭环运行的基础,但设计模型不能直接替代现场控制:设计模型提供工程对象和技术要求,作业任务信息明确作业顺序、偏差控制和异常处理规则,现场感知持续识别实际状态并校正执行过程,三者需要相互贯通。

作业闭环还需与施工组织有效衔接。机器人的作业安排、工序衔接和人员配合应纳入项目统一组织,设备运行、任务调整、人工干预和作业结果应全程留痕,关键质量结果仍需按照工程验收规则复核确认。运行过程形成的数据也是设备持续优化的重要基础,人工干预、识别失败、质量偏差和异常处置等信息,能够直接反映设备能力边界。围绕具体工序持续采集、标注和反馈,并建立作业任务、现场工况与质量结果的对应关系,才能提高机器人的适应能力。

工程经济决定应用能否持续。评价不能只看设备购置或租赁成本,还应计入转场调试、现场适配、人员培训、运行维护、停机损失和管理协调等投入。频繁转场和闲置会降低设备利用率,因此更应以单位合格作业成本衡量,即全生命周期成本与实际合格作业量之比。机器人能否形成持续需求,还取决于质量、工期、安全和过程数据等价值能否量化,并进入合同和计价体系。

产品化支撑跨项目复制

产业协同形成生产能力

由单项应用走向跨项目稳定使用,需要形成可复制、可持续的工程生产能力。这不是单一的设备能力,而是设备、数据、工艺、人员和组织协同形成的系统能力。产业化的关键,是推动设备由项目定制走向标准产品,并在合理适配条件下实现跨项目使用。产品规模化不仅取决于单项性能,还取决于运行可靠性、故障修复、备件供应和区域服务能力。长期依赖研发人员驻场或“一项目一方案”,难以实现规模化复制。

设备持有和服务模式可以更加多元:作业规模稳定、企业具备持续项目来源的重点工序,可以探索自有设备和专业作业单元;需求分散、转场频繁的工序,更适合采用租赁、按作业量付费或专业机器人施工服务。不同模式都要考察设备利用率、服务半径、维护能力和回款条件。

产业分工也将逐步形成。大型综合建筑企业重点发挥场景定义、工程验证和系统集成作用,专业工程企业推动工艺标准化并形成机器人作业能力,机器人和装备企业提高设备性能和产品可靠性,租赁及专业服务企业通过跨项目调度提高设备利用率。现阶段,我国更可能形成“专用装备+专业工艺+现场服务”的协同模式。

规模化应用还需要完善技术标准、工程计价、质量验收、责任界定和保险保障等基础规则。软件和模型更新可能改变设备能力边界,重大版本升级应当经过测试确认,并保留必要的回退机制。

政策支持加快应用验证

市场需求决定应用规模

政策支持正在由研发示范向实景验证和工程应用延伸。《智能建造技术导则(试行)》明确提出人机协同建造要求。2026年6月,工业和信息化部、国务院国资委联合开展人形机器人与具身智能实景实训专项行动,推动重点产品在代表性场景中完成应用验证和常态化部署。该行动虽非建筑业专项政策,但其对实景验证、安全可靠性和经济可行性的要求,对建筑机器人工程化具有参考意义。地方层面的配套机制也在逐步完善,天津已发布建筑机器人项目计价标准,为相关应用进入工程造价管理体系提供依据。

政策重点是支持真实场景验证,完善工程计价、技术标准和监管条件,降低新技术进入工程应用的制度成本。但项目是否采用机器人,仍应根据质量、安全、工期和综合成本作出选择。

技术验证、项目应用和规模化实施是三个不同阶段。在示范工程完成作业,只能说明技术初步可行;经过多个项目验证,才能判断产品是否稳定;形成可复制的操作规范、维护体系和持续订单后,才具备规模化实施基础。政策能够加快验证和规则完善,但不能代替产品可靠性、工程经济性和市场需求。

结语

建筑机器人正由单项技术验证向工程应用拓展。实现这一跨越,不仅需要人工智能和机器人本体能力提升,还需要数字化、建筑工业化、施工组织、工程经济和制度规则协同支撑。

未来五至十年,建筑机器人仍将以专用设备为主、以人机协同为基本方式,应用范围逐步由单机辅助向协同作业拓展,自主程度由人工操控向限定场景内有限自主提升。应根据技术成熟度和应用条件分类推进:成熟技术加快跨项目复制,试点技术限定场景开展验证,前沿技术持续跟踪研究。

建筑机器人发展的目标不是追求无人化,而是优化人机分工,让机器更多承担危险、重复和高强度作业,让人员专注于工程判断、异常处置、质量确认和系统管理。其应用价值最终要由工程实践检验,关键在于能否跨项目稳定使用并形成持续价值。

编辑:任思源

校对:盛媛

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小编:郭志鹏

审核:大兵老师

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