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外墙清洁机器人,如何「爬上」高楼?

作者:高秀松
2023/12/26 10:45

“腰系一根绳,头戴安全帽,左手牵绳,右手刷窗。”

这是蜘蛛人的生活日常,他们垂吊在摩天大楼之间,用渺小的身躯一点一点将高楼外墙的污渍清理干净,给城市留下一张亮丽的名片。

对于蜘蛛人来说,烈日酷暑只是家常便饭,最难处理的是大风。一旦作业过程遭遇大风,整个人只得停下工作,身体蜷缩在一起,将安全寄托在那根生命绳上。

据相关部门统计,这样的蜘蛛人有十数万,他们在气候恶劣的环境下工作,每年因高空清洁作业导致的事故高达数千起。并且,高空作业时,人的活动大为受限,体能消耗得很快,工作效率并不高。

显然,这类危险且累的工作应当让机器人来完成。被“解放”出来的人,可以在地面上进行遥控指挥,不但安全得到保障,作业效率也大幅提升。

史河产品总监刘彦雨告诉雷峰网,传统人工作业的方式,每人每天可清洗600-800平米,而机器人可清洗900-1200平米,效率提高了50%以上;在成本方面,外墙清洗的平均费用大致在2-3元每平方米,而机器人可以将成本下降30%左右。

换言之,外墙清洗机器人从安全、效率和成本方面,都有无可比拟的优势。但现阶段,外墙清洗机器人的实际市场却还没有被打开,机器人的价值尚未得到释放,离大规模落地还有一段距离。

刘彦雨表示,当前外墙清洁机器人难上量的原因在于,高空立面清洁场景十分复杂,还有许多技术难点需要攻克。

难点:清洗、越障、安全

国内的玻璃幕墙分两大类,一类是全玻璃幕墙,另一类则是带框的玻璃幕墙。

全玻璃幕墙的所有材料(包括玻璃肋和面板)均为玻璃,其特点是透明、开阔,视野好,极具通透感,但加固难度会随着楼层的高度上升而成倍增加。因此,全玻璃幕墙只适用于一些楼层不高的建筑,比如高端展厅、汽车4S店等。

带框玻璃幕墙的骨架一般由性能较好的金属框架构成,玻璃面板则被嵌入至对应的凹槽内以固定。因稳定性、安全性极高,带框玻璃幕墙被广泛应用于酒店、写字楼等高层建筑中,市场占比高达80%以上。

全玻璃幕墙的清洗较为容易,机器人只需要吸附在玻璃上,按照规划作业,就能完成清洁,效果好且效率高。而带框的玻璃幕墙,机器人需要在清洗玻璃的同时,清洗边框。

传统的方案是机器用水冲洗,即采用类似于高压水枪的原理,将机器人内部水箱里的水喷射出来进行清洗。

刘彦雨告诉雷峰网,该方案存在两个不足,一是无法处理喷出的水渍,在重力影响下,水渍会沿着玻璃流淌,堆积在下方的框架上,造成二次污染;二是水的利用率很低,机器人换水频率较高,作业效率也大打折扣。

除了清洗边框这个难点以外,更大的挑战在于,机器人在清理完单个框内的玻璃之后,需要越过玻璃之间凸起的框架。这就带来两个问题:如何保证在越障时机器不会坠落,以及越障时清洗边框,并回收多余的水渍,提高水的利用率。

众所周知,带框的玻璃幕墙,玻璃连接处存在一个高数厘米的“坎儿”,机器人需要越过这道坎儿,才能进入下一个清洁区域。由于机器人吸附在玻璃上,在越障时,接触面存在一个微小的缝隙,会降低吸附力,如果技术不过关,很容易导致机器人直接脱离窗面在空中摇摆;而且,机器人属于带水作业,清洗边框时必须将水回收保证水的能耗以及清洁效果。

如果仅仅是清洗或者越障,机器人已经可以高效地完成。比如,越障可以采取足式底盘的方式,遇到边框时,机器人探出双足,越过之后回收,但这种方案的清洁效率较低。

“如何让机器人在越障清扫时保证效率,是一个比较大的技术挑战。” 

外墙清洗机器人的清洗、越障、吸附、回收这个几个功能是连贯且统一的,不可分割。这就导致机器人的内部结构非常复杂,对机器人产品的结构设计、采用的吸附和清洁技术要求极高。此外,复杂机器人的功能设计必须简单化,才能降低理解成本,让转型的“蜘蛛人”能够快速上手、使用。

在这个复杂的高空作业场景中,目前市场上还没有一款能够完美解决客户痛点的产品,这也是导致外墙清洗机器人难以大规模商业化落地的根本原因。

不过,问题也意味着机会。在经历数年的产品开发与迭代之后,史河机器人针对这些痛点,做了大量适应性改造,并推出了全新的外墙清洗机器人大黄蜂BeeBot Pro V20、BeeBot Mini V10,以及为这些机器人提供远程管控和升级的Move on the Cloud 物联网平台,从而尽可能解决当前外墙清洗的各种难点。

解法:产品、技术、价值

2020年3月,史河科技正式立项开发做外墙清洗机器人,并于当年10月份推出原理样机。半年后,史河科技在原理样机的基础上打造了工程样机。

该样机首次采用了史河自研的“移动卷扬”技术,仅需一个锚点,即可在楼顶快速、便捷地完成作业部署,从而解决了多场景的楼顶部署问题。随后两年时间里,史河又研发了锁水式的自清洁模组和无痕负压刮条等关键清洁技术,达到镜面级清洗效果,并将这些技术实现工程化和产品化,同时为产品的量产做了大量调校。

2023年3月,史河正式推出了第一款外墙清洗机器人BeeBot Pro V10(大黄蜂),正式进入立面清洁市场。

BeeBot Pro V10 采用固定“锚点 + 移动卷扬 + 索式牵引”的方式,来保证机器能够安全在纵框幕墙上移动;整个机器采用多腔负压吸附技术和高性能防滑材料来增强稳定性;在清洁结构上,BeeBot Pro 实现了洗、刷、擦、刮四合一 ,可无痕负压刮条,并清理水渍。

不过,BeeBot Pro V10 的缺点在于,无法清洗边框,越障能力稍弱。

基于此,史河开发出了全新的BeeBot Pro V20。相比较V10,V20带来了多个方面的提升:

目前,BeeBot Pro V20已经可以解决边框清洗、越障、安全等行业痛点,但“在效率上还可以进行提升”。刘彦雨表示,产品解决问题只是基础能力,为客户带来降本增效才是机器人的价值,未来半年史河将花更多资源来打磨产品,提升机器人的整体运作效率。

除了大黄蜂之外,史河科技也推出了清洁机器人BeeBot Mini V10(小蜜蜂),从外墙清洗拓宽至内高空场景。

史河科技营销总监许鑫告诉雷峰网,外墙清洗属于刚需,根据相关的国家政策,甲级写字楼、酒店等企业,外墙每年需要清洗一次,但是目前的清洗效率较低;同样,内高空场景的清洁也存在,且成本更高。据了解,外立面清洁每平方米大概2-3元,而内高空场景则达到了10-15元,显然,内高空的单位价值更高。

虽然市场价值很大,但内高空场景的清洁存在一个明显的「供需缺口」。

“内高空场景下,传统作业方式需要花大量的时间「上梯下摆」,非常耗费体力,作业时间也少,清扫的面积不多。在收入与清扫面积挂钩的前提下,许多蜘蛛人并不愿意接活儿。此外,有些曲面的场景,蜘蛛人也无法清洁。”

为此,史河科技研发了体积更小、重量更轻的“小蜜蜂”。据了解,“小蜜蜂”的清洁效率接近每天800平米,且成本较低,已经能够满足内高空场景的需求,也可用于部分低空场景的外墙清洗,极具性价比。

自发布以来,“大黄蜂”+“小蜜蜂”的组合,已经服务了将近 200 栋楼,累计服务的面积超过 50 万平,覆盖了诸如杭州交投大厦、越洋国际、太湖科创中心等地标性建筑。

随着机器人的应用部署,硬件设备的持续增加,对于这些设备的远程管控、升级,以及对现场设备的运作状态、人员部署情况等等,需要一个数字化工具来实现可视化管理。因此,史河在两款机器人的基础上,搭建了一个云端的物联网平台“Move on the Cloud ”。

基于该平台,大黄蜂和小蜜蜂可实现持续的OTA升级,通过软件实现技术功能更新;同时,客户可以观察整个现场的实时情况,包括设备分布、里程、面积、续航,以及故障率、耗材使用明细等等,实现数字化管理。

许鑫认为,软硬件融合是机器人最本质的特征,机器人的生命周期很长,需要不断通过软件迭代来优化功能,单纯的硬件只能叫机械设备,很难满足复杂场景的清洁需求。因此,史河推出软件平台,根本目的在于提高产品的核心竞争力,提供一整套的立面清洁方案,解决客户更多的需求痛点。

模式:销售、租赁、RaaS

做好产品只是基础,如何触及客户,让客户愿意买单,除了产品具备竞争力之外,其商业模式也至关重要。

在商业化落地路径上,史河科技按照产品的差异,以及客户需求的不同,主要采用了三种模式:销售、租赁和服务(RaaS),这三种模式并不独立,可以互相搭配,灵活调整。

例如,针对客户存在临时清洗的需求,大黄蜂小蜜蜂都可以直接进行租赁,按周收费。

具体到产品,大黄蜂由于体型较大、设备更复杂、价格更高,并且需要由专业人士进行操作,因此主要采取“服务运营”和“设备租赁”的模式,并不直接销售单品。小蜜蜂则以设备销售、租赁为主,代理商可直接申请代理资格进行合作。

许鑫告诉雷峰网(公众号:雷峰网)外墙清洗机器人是一个全新的品类,市场上的客户还没有形成直接购买机器的习惯,更倾向于通过招投标的方式来购买服务。

因此,史河机器人对于这类客户,主要采取两种策略:一是直接以服务的形式与客户签单,史河通过自身的服务公司来进行项目交付;另一种是将设备租赁给相应的保洁公司,共同为客户服务,从中收取设备租赁费用。

而为了解决to B获客最后一公里的问题,史河科技又发布了十城计划,通过招募城市合伙人,去触达单一城市的有效目标客户,与城市合伙人一起提供外墙清洗服务,并收获价值。

许鑫表示,现阶段外墙清洗的智能化还处于初期,产品需要持续迭代,商业模式也正在探索之中。行业需要更多的机器人厂商、服务商、代理商等多方,共同进行市场教育,从而打造一个完整的合作生态,推动传统高空立面清洁的“机器人化”变革。

总结

据统计,我国整个一二线城市的建筑外墙大约70-80亿平方米,每平方米的清洁成本平均为3块钱,按照每年一次计算,那么外墙清洗每年的市场规模高达200亿元以上。如果再叠加室内场景,以及清洗频率更高的甲型写字楼、高档酒店等,实际市场规模将更大。

现阶段,人工作业进行立面清洁仍然是主流模式,但这种模式效率较低,存在各种安全隐患。未来,让机器人从事高危工作将成为大趋势,立面清洁机器人也将迎来一次市场扩容。

作为立面清洁的头部公司,史河也将持续迭代技术、打磨产品,在给市场提供完整的立面清洁解决方案的同时,助力蜘蛛人转型,使其成为机器人的使用者,从事更安全、更有价值的工作。(雷峰网雷峰网)

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