9名工人都嫌多，馬義和決定把工人減少到5人。

　　7月19日，在上海青浦區(qū)滿是近半人高野草的園區(qū)里，石子路被太陽(yáng)曬得滾燙，上海盈創(chuàng)建筑科技有限公司董事長(zhǎng)馬義和戴著安全帽走在前面。他皮膚黝黑，這是時(shí)常守在工地的結(jié)果。他計(jì)劃要在這里建4幢小高層樓房，其中一幢已初具規(guī)模。

　　與普通工地不一樣的是，這里沒(méi)有堆放的建材，工人們也不需要在現(xiàn)場(chǎng)砌筑。工地旁邊，是一個(gè)被白色巨幕圍擋起來(lái)的大型廠棚，里面才是真正干活的家伙——一臺(tái)有半個(gè)籃球場(chǎng)大小的3D打印機(jī)器。

　　“28日，我們就在建好的這幢樓里舉行發(fā)布會(huì)，給大家身臨其境地感受3D打印房子！”馬義和語(yǔ)氣堅(jiān)定。

　　100多公里外的烏鎮(zhèn)西柵景區(qū)，另一個(gè)工地上，也有兩臺(tái)機(jī)器人。它們?cè)跒榻ㄔ煨乱粚檬澜缁ヂ?lián)網(wǎng)大會(huì)的場(chǎng)館助力。承建者是同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院教授袁烽的團(tuán)隊(duì)。他設(shè)計(jì)的機(jī)器人并不僅僅做3D打印，還展開(kāi)了機(jī)器人木構(gòu)、磚構(gòu)等多種實(shí)驗(yàn)性建造實(shí)踐。

　　兩個(gè)工地本沒(méi)有交集，但在國(guó)家對(duì)智能建筑的引導(dǎo)下以及工業(yè)4.0來(lái)臨之際，卻有著相近的意義。兩者都是上海企業(yè)及科研團(tuán)隊(duì)介入建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的嘗試——機(jī)器替換工人，成為“機(jī)器匠人”。

　　為了突破勞動(dòng)力短缺以及傳統(tǒng)建筑行業(yè)工作環(huán)境差等瓶頸，全球建筑界把目光投向智能建造領(lǐng)域。袁烽認(rèn)為，中國(guó)建筑業(yè)機(jī)器換人的拐點(diǎn)正在到來(lái)。

　　拐點(diǎn)

　　7月28日，遠(yuǎn)離城區(qū)的青浦區(qū)新金路，平時(shí)難見(jiàn)一輛車(chē)的小路兩旁停滿了車(chē)。長(zhǎng)龍綿延數(shù)百米，其中不乏豪車(chē)身影。

　　進(jìn)入會(huì)場(chǎng)，找座位很難；幾百人的會(huì)場(chǎng)還設(shè)置了同聲傳譯的工作間，現(xiàn)場(chǎng)有來(lái)自非洲、歐洲、中東、南亞等的出席者。

　　這場(chǎng)面與5年前那場(chǎng)發(fā)布會(huì)的情形，不相上下。

　　2014年就在這個(gè)園區(qū)內(nèi)，盈創(chuàng)在24小時(shí)內(nèi)打印出了10幢灰色矮房，宣稱是全球第一次用3D打印技術(shù)造出供人居住的建筑。

　　“以前都是我到國(guó)外去（學(xué)習(xí)），后來(lái)是一車(chē)一車(chē)的外國(guó)人到我這里參觀。”馬義和說(shuō)，公司在蘇州工業(yè)園區(qū)接待了數(shù)以千計(jì)的參觀者。因?yàn)樾枨筮^(guò)于旺盛，他按人頭收費(fèi)，一人300元，參觀費(fèi)就收了幾十萬(wàn)元，“全部用于科研”。

　　即使如今，坐在人群當(dāng)中，依然可以感受到人們對(duì)3D打印技術(shù)的追逐。到場(chǎng)者里有產(chǎn)業(yè)上下游的廠家，有結(jié)構(gòu)工程師，還有高校負(fù)責(zé)人。一所上海高校計(jì)劃開(kāi)設(shè)建筑專(zhuān)業(yè)，希望把3D打印作為亮點(diǎn)。

　　但記者同時(shí)也能感受到不少人依然對(duì)此概念模糊。一位出席者戲謔地形容：“知道它好，又不知道它好在哪里。”

　　在過(guò)去的5年，3D打印建筑始終進(jìn)入不了主流。馬義和想不通。

　　他做建筑材料起家，1993年在老家湖北襄陽(yáng)創(chuàng)業(yè)。據(jù)他介紹，原先建造房屋需要先制作模板再澆灌水泥，而現(xiàn)在的3D打印技術(shù)模板用量及鋼筋綁扎的工作量大大減少，縮短一半以上工期，降低50%-80%人工；此外，油墨（即混凝土材料）原料是改造后的建筑垃圾、工業(yè)垃圾、礦山尾礦，還能省下30%至60%的建材。

　　2015年1月，盈創(chuàng)宣布打印出了全球最高的3D打印建筑“6層樓居住房”和全球首個(gè)帶內(nèi)裝、外裝一體化的1100平方米精裝別墅。通過(guò)與海外設(shè)計(jì)公司Gensler合作打印迪拜辦公樓項(xiàng)目，盈創(chuàng)還成為全國(guó)第一家在海外運(yùn)用3D打印建筑技術(shù)打印辦公樓項(xiàng)目的企業(yè)。

　　放眼全國(guó)，北京、廣東等地近年來(lái)也正在進(jìn)行類(lèi)似探索——將人工智能等創(chuàng)新成果運(yùn)用于建筑領(lǐng)域，讓機(jī)器真正滲透進(jìn)工地各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，讓人成為管理者，進(jìn)而將中國(guó)制造推向智能化。

　　袁烽提供了一組數(shù)據(jù)：業(yè)內(nèi)有個(gè)共識(shí)，當(dāng)一個(gè)地區(qū)的建筑工程中勞動(dòng)力成本占建筑成本總額比例超過(guò)35%時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“機(jī)器換人”。在發(fā)達(dá)地區(qū)，比如中國(guó)香港，這個(gè)數(shù)字已超50%；在內(nèi)地，這個(gè)數(shù)字多在30%以下，而上海略為特殊，這個(gè)數(shù)字剛過(guò)33%。

　　多數(shù)勞動(dòng)力成本高的地區(qū)，主要采用預(yù)制建筑構(gòu)件、推廣裝配式建筑發(fā)展的方式。上海此前也緊跟步伐，市里規(guī)定2016年起外環(huán)線以內(nèi)新建民用建筑應(yīng)全部采用裝配式建筑；外環(huán)線以外不少于50%，并逐年增加。

　　彎道超車(chē)？中國(guó)并非沒(méi)有可能。

　　機(jī)器

　　與馬義和認(rèn)為3D打印“全是優(yōu)點(diǎn)，找不出一個(gè)缺點(diǎn)”的情感有著極大不同，袁烽很少使用3D打印的標(biāo)簽來(lái)描述自己的工作。3D打印技術(shù)，更專(zhuān)業(yè)的說(shuō)法應(yīng)為“增材制造”，指通過(guò)逐層增加材料的方式將數(shù)字模型制造成三維實(shí)體物件的過(guò)程。“但機(jī)器智能建造也可以做減材，比如機(jī)器人可以銑削加工木材。”

　　袁烽的看法是，3D打印建筑最重要的意義是機(jī)器換人，但3D打印并非機(jī)器換人的唯一方式。他更傾向于解釋自己的領(lǐng)域是數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能建造，即通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)機(jī)器比人更為精準(zhǔn)和節(jié)能的建造。

　　7月26日，烏鎮(zhèn)的工地上，最高氣溫直逼40攝氏度。工人們每天下午不得不等到3時(shí)多才能開(kāi)工。

　　但兩臺(tái)會(huì)砌磚的機(jī)器人不受影響：每天工作16個(gè)小時(shí)，工期緊張時(shí)，24小時(shí)也不成問(wèn)題。

　　相比普通工人，這兩名“工人”無(wú)疑擁有整個(gè)工地最好的工作環(huán)境——獨(dú)立工棚、地面干凈，還有電風(fēng)扇散熱。

　　只見(jiàn)機(jī)器人用手臂抓磚、抹漿、砌墻，動(dòng)作一氣呵成，砌到邊緣部分，還會(huì)聰明地只抹半邊砂漿。機(jī)器人砌出的墻面也不一般，每塊磚的角度不一，最終形成波浪般的視覺(jué)效果。

　　“機(jī)器適合做漸變的非線性梯度變化。一般人砌磚間隔都是一致的，但是機(jī)器砌出來(lái)的，單獨(dú)看一片看不出什么，組合到一起就能看到韻律感。”袁烽指著波浪般的墻面說(shuō)。

　　十年前，他也運(yùn)用數(shù)字化軟件設(shè)計(jì)過(guò)一面擁有綢緞般流動(dòng)肌理的“綢墻”，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有機(jī)器人，全部使用定制模具和人工砌筑完成。他記得那面不算大的墻，砌了兩個(gè)月之久。而這次，長(zhǎng)40多米、高2米多的復(fù)雜墻體，兩周就可完工。

　　距離驗(yàn)收時(shí)間只剩一個(gè)多月，施工方有些著急，袁烽則沉著許多：“兩臺(tái)機(jī)器相當(dāng)于以前兩個(gè)班組，差不多二三十人，但現(xiàn)在（機(jī)器之外）只需要四個(gè)人，人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減少。”

　　和記者每說(shuō)起一個(gè)作品，袁烽總會(huì)報(bào)出建造時(shí)間——上海思南書(shū)局里的書(shū)報(bào)亭，從策劃到建成用了21天；世界人工智能大會(huì)場(chǎng)館中近9000平方米面積，100天完成施工……

　　2008年，袁烽去麻省理工學(xué)院當(dāng)了一年訪問(wèn)學(xué)者，其間選擇了數(shù)字化設(shè)計(jì)與建造方向，歸來(lái)后就專(zhuān)心于此。他初中學(xué)過(guò)編程，拿過(guò)全市競(jìng)賽一等獎(jiǎng)，但上大學(xué)后沒(méi)再繼續(xù)，直到去了麻省理工，才發(fā)現(xiàn)“人家是學(xué)科之間互相打通”，于是將編程重新?lián)炱稹?/p>

　　從2011年研發(fā)出第一代建筑業(yè)機(jī)器人開(kāi)始，袁烽團(tuán)隊(duì)已研究8年之久，其中移動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)式機(jī)器人已經(jīng)更新到第5代，可以完成3D打印、砌磚、銑削、彎折金屬、切割石塊等12項(xiàng)工藝。

　　在上海徐匯西岸一個(gè)項(xiàng)目中砌再生磚墻時(shí)，他們甚至給機(jī)器裝上“眼睛”，讓機(jī)器判斷磚的大小以及放置的位置。

　　烏鎮(zhèn)工地上來(lái)自上海的項(xiàng)目經(jīng)理姜濱，在這行干了10來(lái)年，但機(jī)器人做出來(lái)的造型，他從未見(jiàn)過(guò)。

　　據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）的統(tǒng)計(jì)，2017年中國(guó)機(jī)器人需求增長(zhǎng)速度達(dá)到58%之高，全球有三分之一的機(jī)器人銷(xiāo)往中國(guó)。中國(guó)正逐漸成為世界最大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。

　　掣肘

　　顧慮并非沒(méi)有。

　　馬義和快被“標(biāo)準(zhǔn)”的問(wèn)題問(wèn)膩了。7月28日的發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，依然有人追問(wèn)相關(guān)問(wèn)題。

　　3D打印建筑目前沒(méi)有專(zhuān)業(yè)規(guī)范，在設(shè)計(jì)建造時(shí)只能參考相近的結(jié)構(gòu)和外觀建筑標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)確保其結(jié)構(gòu)等方面的安全可靠。

　　“創(chuàng)新的東西哪里有標(biāo)準(zhǔn)呢？都按標(biāo)準(zhǔn)的話，還會(huì)有創(chuàng)新嗎？”馬義和大聲說(shuō)。

　　話是不錯(cuò)。但涉及到人住的房子，哪一方都不敢怠慢。

　　發(fā)布會(huì)上，葉蓓紅發(fā)言時(shí)，起身拍幻燈片的人明顯增多。翻頁(yè)快時(shí)，還有人互相叮囑：“都拍下來(lái)了嗎？”

　　葉蓓紅是上海建筑科學(xué)研究院教授級(jí)高級(jí)工程師，其發(fā)言題目為“3D打印材料（油墨）及3D打印產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)研究”。

　　“所有人都在關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。”葉蓓紅介紹，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系分為政府標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2017年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布過(guò)一個(gè)關(guān)于工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體制改革方案的征求意見(jiàn)稿，明確提到：“經(jīng)合同約定，團(tuán)體和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可作為設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收依據(jù)。”

　　這條方案的提出給盈創(chuàng)這樣的企業(yè)發(fā)展找到了突破口。背后是政府釋放的善意——“既要體現(xiàn)政府的監(jiān)管要求，又要滿足設(shè)計(jì)施工等單位的需求；既要確保管住管好，做到‘兜底線、保基本’，又不能管多管死，限制企業(yè)創(chuàng)新。”

　　基于此，葉蓓紅團(tuán)隊(duì)目前已對(duì)盈創(chuàng)的油墨強(qiáng)度，墻體材料抗震、抗凍、放射性、防火等方面做出了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并在國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局網(wǎng)站上備案。下一步的目標(biāo)是制定協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，這需要更多企業(yè)參與。

　　葉蓓紅的發(fā)言博得了持久掌聲。但仍舊有人質(zhì)疑，“3D打印建筑的安全性因素除了材料、墻體，還有建造結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)怎么檢測(cè)呢？”

　　還有人說(shuō)，盈創(chuàng)當(dāng)前打印的更多為基礎(chǔ)設(shè)施，說(shuō)明結(jié)構(gòu)還是短板，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)需要大量復(fù)雜的算法驗(yàn)證。

　　“數(shù)字建造的難點(diǎn)并不在現(xiàn)場(chǎng)，而在前期設(shè)計(jì)。”袁烽說(shuō)，最難的部分就是生成形式、計(jì)算優(yōu)化、驗(yàn)證。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的任務(wù)就是對(duì)結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)，出了圖、簽了名字，如果出問(wèn)題會(huì)被吊銷(xiāo)執(zhí)照，這是行業(yè)規(guī)則。

　　但在新興領(lǐng)域，確實(shí)有一些容易被忽視的因素。

　　前年8月，一座外表黝黑、以全新改性塑料打印的實(shí)驗(yàn)作品步行橋成為同濟(jì)大學(xué)校園一景。42天之后，橋卻塌了。

　　“我們最初只關(guān)注到它可以承載多少人，卻忽視了溫度帶來(lái)的改變。”袁烽說(shuō)，“當(dāng)時(shí)有位材料學(xué)教授提醒我注意它在極端溫度下的表現(xiàn)。”果不其然，持續(xù)多日高溫后，變形導(dǎo)致壓力產(chǎn)生，最終橋塌了。袁烽據(jù)此寫(xiě)了一篇報(bào)告在國(guó)際會(huì)議上發(fā)表。

　　此次烏鎮(zhèn)項(xiàng)目難度最大的是智慧亭，智慧亭的最終效果是一個(gè)非線性殼狀結(jié)構(gòu)，這個(gè)形狀在學(xué)術(shù)上叫作“自由重力拱結(jié)構(gòu)”，力不是垂直傳遞，而是完全軸向傳遞。袁烽團(tuán)隊(duì)曾做過(guò)一個(gè)六分之一大小的殼體，這次雖然只是變了尺寸，但結(jié)構(gòu)邏輯全都要變。

　　負(fù)責(zé)智慧亭項(xiàng)目的博士后王祥介紹，智慧亭的現(xiàn)場(chǎng)建造過(guò)程和搭積木很像。塑料模板先在工廠用3D打印技術(shù)預(yù)制好，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，工人拼裝、用螺栓固定。然后，在模板上鋪設(shè)三層薄磚，最后撤掉現(xiàn)有鋼架支撐。

　　但問(wèn)題接踵而來(lái)。比如，機(jī)器3D打印出來(lái)的構(gòu)件存在誤差，盡管在工廠經(jīng)過(guò)預(yù)拼裝，但到了現(xiàn)場(chǎng)，還是有部位無(wú)法契合。工人們必須先用鋼構(gòu)腳手架把結(jié)構(gòu)架高，等表面磚結(jié)構(gòu)成型再撤走。

　　異形建筑，工程驗(yàn)收也是難題。袁烽打算邀請(qǐng)上海和浙江兩地的專(zhuān)家到烏鎮(zhèn)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)會(huì)論證，盡管這方面的專(zhuān)家很少。

　　到時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)會(huì)采用堆載的方法，用沙袋把殼體堆滿。“均布式它是不怕的，所以我們會(huì)讓它一半負(fù)荷，以及最不利點(diǎn)集中堆載，驗(yàn)證最不利的條件，還會(huì)做材料檢驗(yàn)等。”袁烽很有信心。

　　機(jī)器與人

　　智能建造以后，需要什么樣的人？

　　應(yīng)是兩種人：一類(lèi)是操作機(jī)器的人，一類(lèi)是設(shè)計(jì)機(jī)器工具的人。

　　記者曾在青浦觀摩了一次打印過(guò)程：90后楊慶（化名）當(dāng)天16時(shí)30分就完成了那天所有建筑構(gòu)件的打印工作。機(jī)械專(zhuān)業(yè)大專(zhuān)畢業(yè)的他到盈創(chuàng)工作至今，一開(kāi)始還感到新奇，現(xiàn)在已經(jīng)習(xí)慣。他甚至可以在空閑時(shí)打手機(jī)游戲，“打印太快的話，工人來(lái)不及裝”。

　　人們可以將打印過(guò)程想象成做蛋糕，噴頭就像裱花袋，調(diào)配的混凝土“油墨”就像奶油，根據(jù)設(shè)定路徑，一層層堆疊。

　　“工作環(huán)境完全不是一個(gè)概念了。”一位工人說(shuō)，工作強(qiáng)度也低了很多，只需要把搬來(lái)的構(gòu)件“扶一下，往那一擱就結(jié)束了”。

　　袁烽說(shuō)起去貴州參與扶貧時(shí)的感受：“現(xiàn)在的工地，40歲以下的工人很少。新一代年輕人，即使家里條件不好，下工地也是不肯的。”

　　在烏鎮(zhèn)工地上，22歲的操作工張運(yùn)（化名）大專(zhuān)畢業(yè)，學(xué)的是機(jī)電一體化，從未砌過(guò)墻，只用兩個(gè)星期就學(xué)會(huì)了操作這臺(tái)機(jī)器人。

　　包括建筑機(jī)器人在內(nèi)的現(xiàn)今大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人，都是一種可編程機(jī)器，通常只能被編程為執(zhí)行重復(fù)的一系列運(yùn)動(dòng)。但要真正代替一線工人，建筑機(jī)器人遇到的復(fù)雜挑戰(zhàn)，并非僅僅實(shí)現(xiàn)“速度”或者“效率”就大功告成。

　　對(duì)于設(shè)計(jì)機(jī)器人的人，袁烽還是感覺(jué)缺人，“一般學(xué)設(shè)計(jì)的做不來(lái)”。

　　今年7月，袁烽在上海做了一個(gè)關(guān)于數(shù)字建造算法的匯報(bào)，聽(tīng)眾幾乎都是建筑行業(yè)專(zhuān)家，最后不少人的反饋是“聽(tīng)不懂”。

　　機(jī)器人建造早已開(kāi)始跨界：建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、機(jī)械學(xué)、材料學(xué)、人工智能……以前，同濟(jì)建筑系學(xué)生是基本不需要編程的。而今，袁烽帶的碩士生周軼凡，每天最主要的工作就是寫(xiě)程序、調(diào)試機(jī)器人。

　　“建筑學(xué)是偏美學(xué)與人文的教育，要會(huì)畫(huà)畫(huà)、做手工、做模型、做設(shè)計(jì)。而編程是代碼，是純理性的。我們把兩者混合，就引出一個(gè)全新的建筑數(shù)字未來(lái)。”袁烽說(shuō)。

　　比如砌磚機(jī)器人，除了運(yùn)用建筑設(shè)計(jì)知識(shí)，還涉及到自動(dòng)化、機(jī)械、電氣等專(zhuān)業(yè)知識(shí)。其核心功能都是袁烽和學(xué)生們琢磨出來(lái)的。直到原型機(jī)做出后，袁烽才找了機(jī)械和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的朋友幫忙進(jìn)行專(zhuān)業(yè)提升。

　　“用機(jī)器代替人工，不單單是把人減掉，而是把新的人工用在計(jì)算賦能上。智能化時(shí)代，生產(chǎn)的所有東西都可以有微差。比如我們3D打印的構(gòu)件，每個(gè)都不一樣，砌的墻面、每個(gè)磚頭的位置都不一樣，這是自動(dòng)化程序做不了的。”袁烽說(shuō)，機(jī)器人加入建筑業(yè)的意義，還在于提升建筑的性能和美感。

　　有多少智能建造，就意味著背后有多少“人”的參與。

　　盡管發(fā)布會(huì)開(kāi)得紅火，但值得注意的是，發(fā)布會(huì)所在的樓房并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)馬義和9天前期待的“完工”。

　　馬義和解釋?zhuān)喊ゎ^對(duì)3D打印技術(shù)認(rèn)知不統(tǒng)一，停工3天，等他回來(lái)拍板時(shí)，已經(jīng)無(wú)論如何趕不上了。

　　最終他們只完成了一樓的布置，3D打印了進(jìn)門(mén)一小塊的水磨石地面，供參觀者“感受一下”。

　　或許這也意味著，機(jī)器再如何智能，沒(méi)有“人”的參與，也終究不過(guò)是機(jī)器。（記者 王瀟 殷夢(mèng)昊）