万亿智能建造市场：修建机器人突起 | 数字时氪的敌人们

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原标题：万亿智能建造市场：修建机器人突起 | 数字时氪的敌人们  
分享人： 信天创投 莫涛  
保举人：数字时氪（微信公号：digital36kr）  
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30万亿的修建市场，在将来十年将泛起千万级修建工人缺口；修建行业数字化、自动化是不成逆的趋向。  
目前，修建机器人在海内泛起批量推行趋向，国际运用还处于初期阶段，参预其中的既有修建施工单位、机械装备出产商及地产公司，也有建材企业的科技公司，并涌现出一批机器人、自动化配景的守业团队。  
从切入点来看，修建机器人公司在设计、施工、运维、撤除等修建生命周期的各个节点都有尝试，但绝大少数仍是聚焦在施工环节。除博智林以外，修建机器人公司都聚焦在某个施工场景、或某类施工工艺环节。  
因为施工环境繁杂、工艺流程多样化等要素，现场施工机器人目前很难完成端到真个解决计划，更多以人机合作的形式完成闭环功课，守业公司根本以机器人工程办事的商业模式进入市场。而拆卸式工厂出产机器人及配套施工机器人因为环境相对于规范、数字化成果显著，也有宽广的应用市场。  
现阶段，修建机器人在施工风险度较高、工艺繁杂度较低、机器人ROI较高的场景会较先落地，并完成范围化运用。此时此刻，恰是规划修建机器人初期蓝海市场的好季节。  
一、 万亿级修建业数字经济赛道  


修建业全生命周期数字化及垂直畛域数字化（来源：信天创投外部分享，杨涛）  
2021年，修建行业总产值达到29.3万亿元，是中国国民经济的支柱产业之一，也是产业数字化开展的首要畛域之一。据中国修建协会统计，中国修建信息化投入在修建业总产值中的占比仅为0.08%，而欧美兴旺国度为1%，有十分大晋升空间。  
从修建全生命周期来看，无论是后期的设计、投标阶段，仍是中期的施工建立阶段，包罗主体施工实现后的装修阶段，以及入住后的运维阶段，再到最初的撤除阶段，都存在微小的数字化革新空间。  
在设计阶段，最中心的是设计工具，曾经有较成熟的CAD软件，相似海内的Rhino、Autodesk Revit、国产的中望软件等，数字化时机来自BIM软件在正向设计畛域的推行、云端协同工具以及国产化代替等。  
在投标阶段，广联达过来十年逐渐占领了的算量、造价工具绝大部份的市场，此外还有品茗、鲁班等厂商，数字化的时机次要是头部公司云化转型、以及往下游设计段和上游施工段信息化的浸透，造成“平台+建模+运用”的横向一体化生态。  
施工阶段是组织修建工人、利用机械装备、进行物料搬运，并高效的实现建造。它又可分为两段，一段是工厂预制，另外一段是现场施工。在工厂预制段，次要是修建主材的设计和工厂化出产，以钢筋、混凝土、模板三大主材为中心，经过规范化工厂制作能够充沛发扬数字化的劣势以及机器人、自动化装备高效、品质不乱的特征。预制件运输到施工现场，经过升降机、吊塔、机械臂等设施实现拆卸。  
目前，拆卸式修建还处于起步阶段，而绝大部份现场施工是由5100多万修建工人实现的，它的数字化、自动化晋升是微小的市场。这其中即包孕机器人的时机，也有少量协同办理和信息化、智慧化工具的时机。  
在房建、基建步入存量市场的大配景下，修建运维阶段的数字化就愈发首要。修建资料的翻新、拆卸式修建的推行以及节能减排、绿色低碳修建将是肯定性的时机。  
二、 修建机器人替人趋向不成逆转  
修建行业的内生需要、以及机器人技术的开展法则独特抉择了修建机器人的运用趋向拥有不成逆性。  
1. 修建工人绝对数量降落、老龄化重大  


来源：按照国度统计局《农民工监测考察讲演》整顿  
修建业是休息密集型产业。被称为“基建狂魔”的中国充沛利用了60后、70后的人口红利，生长为寰球最大的修建市场，但这类红利正在减速隐没。  
据国度统计局的数据显示，2014年中国修建工人数量达到6109万高峰，之后以均匀每一年超过100万人的数量在增加，到2021年底降落到5164万人，7年增加了近1000万。这个趋向是不成逆的，并且还会减速。由于修建工人的老龄化将愈来愈重大。  
10年前，修建工人的主力是20-40岁的一批人，也就是60后、70后；10年后，修建工人的主力是40-60岁的一批人，仍是就是60后、70后。特别是16岁-30岁的年老人，10年前占领一半，当初只要不到1/4，这阐明年老人再也不选择进入修建工地务工。将来10年，跟着90后、00后成为休息力市场主力，60后、70后逐渐退出。  
能够预见解，中国修建工人数量将泛起断崖式的上涨。在严厉的休息力充足情势下，修建行业有十分强烈的自动化装备、机器人代替人的内生需要。  
2. 机器人技术在修建业运用的收获期  
从机器人行业的开展法则来看，为何当初是修建机器人初期投资的好时点？机器人在细分畛域运用开展的三大中心推进力——第一，人力充足且本钱疾速回升；第二，中心传感器、BOM本钱疾速降落；第三，细分行业自动化降级需要强烈，且机器人管制算法逐渐不乱。因为行业、赛道开展阶段的不同，机器人在细分畛域的落地运用呈现海浪式增长趋向。  


机器人在部份细分畛域的运用开展阶段  
机器人赛道最早成熟的是工业机器人，以大六轴机器报酬代表，特别是汽车产业带动的机器人自动化浪潮，它的特征是场景构造化、规范化，机器人固定在特定的工位，高效、精确的实现工序，好比焊接、喷涂、打磨等。  
该细分畛域高端市场被海内“四大家族”（安川、KUKA、FUNAC、ABB）统治，中低端市场国际造成埃斯顿、埃夫特、新松、大族为代表的一批国产上市公司。2015年以来，伴有3C消费电子、医药等畛域的扩大周期，工业柔性出产场景对自动化发生了微小的需要，国际合作机器人迎来时机。通过5-6年开展，国际曾经造成傲博、节卡、艾利特、珞石为代表的一批头部守业公司。  
第二波机器人开展是挪动机器人赛道，它的特征是机器人不固定，需求自动布局门路，做到精准挪动、抓取、搬运。行业的发际是20十二年Amazon收购KIVA，让挪动AGV在物流场景大批量使用，大幅晋升自动化搬运效力。  
伴有国际电商、跨境电商仓储需要的发作，2015年摆布，国际挪动机器人守业名目开始泛起，2019年以来，跟着激光雷达、视觉传感器的本钱降落，以及场景算法的不乱，以GEEK+、快仓、海柔翻新为代表的仓储机器人迎来了高速增长时间。  
随后，难度更高的、针对工业柔性物流场景的无人叉车、挪动复合机器人也疾速开展起来。同一时代，以普渡、擎朗、云迹为代表的办事机器人在海外外突起，并伴有新冠疫情的泛起迎来了疾速增长。  
这两波机器人开展的趋向，能够明晰看到三大中心推进力的独特作用。咱们看到，在修建机器人赛道，因为海内人力本钱更高、传感器、算法才能更强，曾经生长出Built Robotics、Dusty Robotics、Construction Robotics等一批优秀守业公司。  
而国际人力充足、本钱疾速回升，机器人BOM本钱疾速降落，两大前提曾经成熟，同时修建信息化、智能化的内生需要也十分强烈，就差管制才能和算法才能跟场景工艺适配，因此，一批初期守业公司专一到修建机器人赛道开始探究行业的将来。  
站在这个时间节点，就像AGV机器人在2015年的阶段、以及无人叉车、挪动复合机器人在2019年的阶段，恰是初期投资规划修建机器人的黄金节点。  
3. 政策鼎力反对修建机器人行业开展  
近些年来，从国度部委到中央政府纷纭推出了一系列反对修建机器人行业开展的政策、布局（如表1所示），着力放慢修建机器人研发和运用。特别是住建部出台的《“十四五”修建业开展布局》，强调要放慢新型传感、智能管制和优化、多机协同、人机合作等修建机器人中心技术钻研，钻研体例症结技术规范；踊跃推动修建机器人在出产、施工、维保等环节的典型运用，重点推动与拆卸式修建相配套的修建机器人运用，辅佐和代替“危、繁、脏、重”施任务业。  


2020年以来密集出台反对修建机器人行业开展的政策（来源：住建部）  
三、 海外外修建机器人公司简介  


修建机器人产业链  
修建机器人行业的产业链下游包罗机器人通用组件和修建公用装备；中游是修建机器人公司，他们依托环境感知算法、导航定位算法、履行布局算法、机械管制算法以及修建行业的工艺流程常识，研产生产修建机器人；上游是地产公司、修建公司、预制工厂以及施工队等使用修建机器人在各种场景落地。  
修建行业机械装备对比成熟的商业模式是租赁为主、销售为辅，但因为修建机器人还处于初期阶段，技术成熟度、场景不乱性都在晋升中，修建机器人公司使用自家机器人装备外包施工也十分广泛。  


修建机器人根据施工阶段和工艺场景分类（来源：按照地下信息整顿）  
修建机器人根据建造阶段能够分为设计、施工、运维、撤除四个阶段的修建机器人。施工阶段的修建机器人又能够按照详细施工场景和施工工艺分为诸多细分畛域，包罗实测实量、钢材预制捆扎、基坑施工、墙体筑造、墙体喷涂、打磨、地砖墙砖铺设、高空平坦、辅佐搬运、进度监测等。  
1. 海内修建机器人公司引见  
欧美和日韩早在上世纪80年代就开始尝试机器人在修建行业运用，进入新世纪以来，更是将修建智能制作、工业化开展晋升到国度策略的高度，并出台一系列开展政策。欧美高校也走在修建机器人钻研、运用的前沿。例如MIT机器人试验室推出过一些列修建机器人：“资料翻新+3D打印”建造机器人、外骨骼辅佐机器人SRA及SRL等。  


海内修建机器人代表企业（来源：按照地下信息整顿）  
上表中罗列了60多家海内修建机器人公司，他们的切入点掩盖修建全生命周期的各个阶段，并在各种运用场景都有落地案例。其中多家公司的机器人产品曾经在市场上批量化使用，并取得显著功效。  
例如美国修建机器人明星名目Construction Robotics公司推出的SAM（Semi-Automation Mason）系列半自动砌砖机器人，配合自主研发的3D砖块测图软件，可以在8小时任务时间内针对恣意尺寸的墙面自主实现3000块砖的堆砌任务，效力是传统人任务业的6-8倍。  
同时，基于软件端不停更新的数据库，SAM机器人可以及时提供精确的、由数据驱动的剖析讲演。再好比，累计融资超过1.1亿美元的Built Robotics公司利用自动化机器人以及配套的软件和传感器把现有的挖掘机改装成修建机器人，解决了基坑建立场景中人任务业难以精准尺度挖坑的难点，并累积实现了超过1.5万小时施任务业。  


Built Robotics的自动挖掘机产品（来源：Built Robotics公司官网）  
从实际落地停顿和成果来看，海内修建机器人公司开展呈现几个趋向：  
第一，修建机器人与BIM模型协同功课，完成施工的可方案性，晋升进程的信息化水平，同时进步施工的精准性；第二，3D实测实量极大晋升信息采集效力和精确性，在诸多机器人功课场景严密配合；第三，拆卸式工厂预制自动化出产代替部份现场施工，经过数字化、工业化出产进步效力，保障品质统一性；第四，以人机协同功课为起步点，不寻求工艺场景的全流程自动化；第五，从第一性原理登程，完成修建资料翻新和3D打印施工流程相结合。  
2. 国际修建机器人公司引见  
中国最先进行修建机器人探究的有三股气力：  
一则是以中建科技、上海建工、中交土木科技为代表的大型修建团体的科技部门或科技子公司，他们大多强调“工业化、数字化、一体化”的平台化思惟，从建造全局登程研发修建机器人和信息化生态，自研机器人次要聚焦在与拆卸式相干的钢构造、钢筋、PC预制自动化装备，在现场施工端更多与三方科技公司联结研发机器人产品或提供落地运用场景；  
第二股气力是以三一重工、中联重科、徐工团体为代表的修建机械装备厂商，他们的中心才能是机械装备研发制作，在智能感知、自主管制方面还有短板，重点研发原无机械装备的智能化降级，选择跟三方科技公司协作落地施工场景案例；  
此外一股气力是以西方雨虹、海螺水泥为代表的修建资料厂商，他们的中心诉求是绑定上游场景使用建材，因此经过研发智能化施工装备赋能施工团队或“合伙人”更好、更多的使用本公司建材。  
虽然2018年之前，上述三股气力都在探究修建机器人标的目的，但修建机器人行业的热度是由地产巨头碧桂园的大手笔投入博智林带动起来。博智林作为修建机器人“黄埔军校”，招徕了少量机器人、修建机械、地产、施工办理、修建资料、修建信息化等行业的优秀人材，前后研发数十款修建机器人，并在外部完成小批量试用。  
首要的是，跨学科的人材在博智林的交汇关上了彼此的视野，在分开之后纷纭成立守业公司，参加到修建机器人的蓝海探究。  


修建机器人“黄埔军校”——博智林的部份产品系列（来源：博智林公司官网）  
与海内修建机器人行业逐渐进入批量化推行运用阶段不同，中国修建机器人行业还处于初期阶段，绝大少数企业还在进行PMF探究。除了下面提到的几股气力，近些年来有一批守业公司投身到修建机器人赛道，如下表所示。  


国际修建机器人公司代表企业（来源：按照地下信息整顿，如有不许确，请分割作者；融资信息时间截止2022.6.15）  
四、 现阶段修建机器人公司的应战及时机  
虽然修建机器人的初期投资在继续升温，然而修建机器人公司的商业落地还存在较大应战。在仓储机器人行业跑通的名目制模式、在办事机器人行业根本跑通的RaaS模式似乎都还对比边远，更多的守业公司还处于产品研发、场景适配和多点POC过程当中，商业模式以施工外包办事为主，头部守业公司合同支出也在千万元级别。究其缘故，应战来源于几个方面：  
第一，技术不乱性应战。如图8所示，修建机器人面临功课场景多样繁杂及挪动变动的应战，在环境感知、定位导航、门路布局、静止管制等方面都存在技术难点，特别是在繁杂的工艺场景常识库方面需求更高的适配性研发投入。  


修建机器人公司的技术应战  
第二，场景切入点应战。以少量守业公司切入的室内喷涂为例，传统人工在高空使用喷涂装备功课的本钱在70元/平米，并且人站在高空的挪动灵敏性十分高，其施工效力高于机器人功课的效力，机器人的ROI显著偏低。同时，机器人因为技术成熟度和工艺流程问题，很难独立实现端到真个施工。好比，在房建外墙的真石漆喷涂场景，底漆喷涂之后需求贴一层美纹纸联系，再喷仿石层面漆，并在适量时间当即撕去美纹纸，但机器人没法实现贴纸、也没法判别撕去美纹纸的适合时间，这些繁杂工序都需求人工合作，总体效力偏低。  
第三，商业模式应战。传统施工装备都是开箱即用的标品，其计价简略，租赁是对比成熟的商业模式，然而，机器人施工目前难以开箱即用、独立实现功课，就很难根据装备租赁或销售的模式推行。  
第四，施工使用难度。因为下面第一点提到的技术应战，目前，修建机器人除3D实测实量工具等多数产品能经过简略培训就让普通工人使用，绝大部份产品都需求专业技术团队现场设置功课。  
虽然存在短时间应战，然而在休息力缺口和本钱回升、以及减排节能的迫切束缚下，修建机器人行业的开展趋向拥有不成逆性，属于行业或者守业公司的时机也会不停涌现：  
第一，从场景选择来看，部份场景守业公司可能会率先完成范围化落地：好比工厂预制场景（钢筋、钢构造、复合资料等），能够依托BIM等数字化买通供给链、工厂和施工端数据，做到大批量高效出产、节俭资料本钱、晋升工程统一性；好比地面功课等场景，因为风险性高、且人在高处（举升平台）功课的灵敏性大大低于机器人，机器人功课的ROI明显晋升；再好比市政、桥隧功课喷涂场景，其外观要求、精密度要求远低于房建，且工艺流程繁杂度较低，机器人更易完成端到真个施工交付。  
第二，从商业模式角度看，“机器人施工队”可能成为将来的修建工程队主力。将来的修建队可能就是包工头带着一堆机器人，但施工队需求残缺解决计划，而不是繁多的机器人，这就需求泛起新型自动化的修建公司。西方雨虹做智能设备的逻辑值得守业公司鉴戒：西方雨虹智能设备公司专一防水施工公用装备，依托西方雨虹在各地的施工合伙人（小的施工公司、包工头，次要做包工包料，绑定用西方雨虹的产品）渠道推行使用，中心是进步他们的施工效力、晋升施工品质。目前有两款产品是做得对比胜利——第一款是防腐卷材自动摊铺机；第二款是防腐资料喷涂机。  
最初，从团队构成来看，具有机器人研发才能、修建设计、施工教训以及数字化平台搭建才能的复合配景团队有可能率先完成解围。修建机器人是修建行业数字化、智能化的首要一环，它防止了施工过程当中人任务业的纷歧致性、数据离散性，解决了建造过程当中的非标的问题。  
从长时间趋向来看，修建机器人要大范围应用需求从修建行业的第一性登程，结合资料、工艺和流程翻新，斟酌地产商、修建公司、装备租赁商、施工队以及监管方的多方瓜葛和利益，不仅仅是履行环节的机器替人。因此，关于守业团队来讲，既需求找准初期最可能范围化运用的场景、研收回顺应场景的机器人产品，还需求对修建设计和全流程工艺有深化了解，终究完成端到真个智能建造解决计划。  
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参考文献：  
1.Aarni Heiskanen，“Construction Robotics Companies 2022”，AEC Business，April5，2022；  
2. Dale Benton，Innovation 2050: 10 predictions for the future of the construction industry，Construction，May17，2020；  
3.国度统计局，《农民工监测考察讲演》，20十二-2021年；  
4.牛伟蕊、王彬武，“对于开展智能建造的国内教训启发”，《修建经济》，2022年第5期；