■天蝉3.0系统现场施工图。
在机械轰鸣与代码静默交织的新时代工地，一场“静悄悄的革命”正重塑中国建造的面貌。2024年5月29日，山东省首台住宅智能建造平台——“天蝉”住宅施工机器人系统在青岛黄埠岭片区棚户区改造项目成功落地，标志着我国住宅建造向智能化、工业化迈出了关键一步。
时隔一年，该系统已迭代至3.0版本，应用场景从住宅延伸至超高层建筑，两度登上央视荧幕，亮相2025年中国国际服务贸易交易会，并入选“2025工程建设行业十大先进工程装备”，成为展现中国建造新质生产力的亮眼名片。这不仅仅是一套设备的升级，更是一场由青年博士团队书写、以科技赋能“好房子”的产业变革史诗。
从0到1
博士团的“硬骨头”与“灵光一闪”
2023年初，中建八局科技系统做出了一项前瞻性决定：打造可以自动盖楼的住宅施工机器人系统，为人民建造“好房子”。然而，将分散的单体设备整合为高效协同的有机系统，在智能施工领域并无先例可循。同年7月，一支由15名来自土木、机械、自动化、计算机等不同专业的青年博士构成的核心研发团队临危受命，开启了这场“从零起步”的攻坚战。
施工场地环境复杂，空间狭小，障碍物多变，温湿度等外界因素干扰不断。首当其冲的难题是如何克服机器自重对楼板施工质量的影响？团队中一名博士在工厂参观中看到吊车在桁架上行走，突发灵感：让机器人“悬挂”在轨道上行走。由此，“悬挂式轨道系统”的雏形诞生，结合可覆盖整个作业面的折叠天幕和立体围护体系，将露天工地变为一座井然有序、安全可控的“空中工厂”。
移动问题刚解决，路径难题又至。如何在双轨上实现机器人的自由移动与避让？另一名博士从火车“换轨”中获得启示。研发团队创新设计了可移动的轨道横梁系统，相邻跨度的轨道梁可拼接成直线，让运载机器人的小车像火车换轨一样，灵活到达每个作业区域。历经46轮论证、查阅超1100篇论文与25部专著后，2023年岁末，“天蝉”首份设计图纸与系统方案终于落成，实现了从概念到蓝图“从0到1”的突破。
从1到100
代码与钢构写就的工地论文
蓝图绘就，仅是万里长征第一步。团队并未满足于基础遥控方案，而是将目标锚定在更高阶的自动化与人机交互上。系统涉及近30个子系统，需综合运用HTML+CSS+JS、Python、工业PLC等多种编程语言。团队中的博士们，在5个月内完成了常人需一年才能完成的工作量——编写6万行代码、开发27个程序包，以及20版图纸和120次方案修订。参与代码编写的博士坦言，近20%的代码最终被弃用，但“不试试，怎么知道哪条路是正确的”。
2024年3月，样机运抵青岛黄埠岭项目现场，现实却给了满腔热忱的博士们当头一棒：机器人卡顿、避障失灵、系统不稳。团队没有退缩，毅然将实验室搬进工地活动板房，开启“驻场办公”模式。白天跟踪调试，晚上修改方案，红牛与藿香正气水成了标配。77个日夜，4版方案31次调试后，他们为运载小车加装了轴承回转装置与弹簧缓冲机构，彻底解决了“卡位”难题。
驻场期间，博士们脱下“学术外衣”，躬身向一线工人师傅学习。有的人常趁休息间隙向工友请教支模、拆装等工艺细节；还有人从施工电梯的“滑触线”供电方式中获得灵感，优化系统供电方案，摒弃了存在安全隐患的暴露线路。正是这种将论文写在工地上的务实精神，以及对“安全第一”“精益求精”原则的坚守，推动“天蝉”从图纸上的“能用”，蜕变为现场“实用”“好用”的智能建造利器。
从100到无穷
铸造“好房子”的无限可能
“天蝉”系统的成功，是“天时、地利、人和”的共同结晶。它顺应了国家发展智能建造与建造“好房子”的战略方向，依托山东、浙江等智能建造试点城市的政策沃土，更离不开团队上下同心、跨界协作的攻坚合力。系统汇聚了立体安全防护体系、智能施工机器人群和数字建造中枢三大核心模块，首创“平台支撑—设备集成—机器人协同”的三位一体模式，打造出可自主爬升的“移动式智能建造工厂”。
其效益令人瞩目：用工数量缩减50%以上，工期缩短约30%，施工速度最快可达5天一层。混凝土振捣、整平、覆膜、凿毛等多道工序由机器人群在智能控制系统统一调度协同完成，施工质量实现精益管控。系统顶部的折叠天幕不仅隔绝了恶劣天气，为工人提供了人性化的作业环境，也为混凝土养护提供了稳定条件。其模块化设计使得130吨的主体结构可像积木一样快速装拆周转，践行了绿色建造理念。
从青岛棚改项目到杭州“创新活力之城”，“天蝉”3.0版本实现了从住宅到多元施工场景的跨越。初期曾被工友视为“花架子”的庞然大物，用实力赢得了信任。如今，已有9名工友转型为“操盘手”，通过平板电脑指挥“智能工友”高效作业。截至目前，团队已申请专利36项、省级工法6项、软件著作权14项，发布标准2项、SCI论文6篇，机器人无障碍悬挂行走技术达国际领先水平。
然而，故事的终点远未到来。研发团队负责人表示，智能建造的本质是为人服务。青年博士们正朝着“全机器自主”的目标继续探索，致力于融合更智能的算法与视觉识别技术，让机器人具备环境感知与路径自主规划能力。他们正将智能建造的“科幻场景”转化为“施工日常”，在机械与水泥之间，浇筑中国建造更加高效、绿色、人性化的新未来，让世界见证中国智造的无限可能。
从中建八局四公司青年博士团队手中诞生的“天蝉”系统，不仅是一组先进装备的集合，更是一种新质生产力在传统行业的生动实践。它以科技之笔，重新定义了“建造”的内涵——不再是单纯的体力叠加，而是知识、数据与智能的深度融合。
正如普利兹克奖得主王澍所言，“以什么态度去做永远比用什么方法去做重要得多”。这群青年建设者正以工匠态度驱动科学创新，在追求“好住、好料、好省、好看、好值”的“好房子”道路上，智造未来，建证无限。 张海程