中科院丁汉:制造业的限制是先进技术无法实用化的重要原因|中国机器人峰会

GAIR

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我们在之前的文章里曾经说过,学术实验室和大企业之间隔着一条很深的鸿沟。在正在进行的第三届全国机器人峰会上,中国科学院院士,华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室的主任丁汉在演讲中提到:其实有些时候,这种间隙并非有意为之。而是产品从设计到投产的过程中,由于制造技术无法支撑设计而无法落地。对制造业的发展不仅可以提高生产的效率,也可以加速最新技术的应用。下面我们摘录一些丁院士的演讲的要点,了解和分析一下制造业的发展可以如何促进科学研究项目的实用化。

制造技术的发展会影响很多方面。这里面值得一提的德国的弗郎霍夫研究所,德国之所以成为了一个制造大国就是因为有些这样的研究所。我第一次去的时候是93年,去年也去了一次。它会把它所关注的每一个关键技术做透,做到能够在企业里应用的程度,成熟度可以做到7、8、9这样的水平。它的模式非常好:就是政府长期支持,但只给你三分之一的钱。你可以搞项目,你每做一个项目再给你拨款三分之一,企业合作再由企业给三分之一。 我也做过科技部的973项目,有些技术为什么走不到市场上去,对此我有一些思考。这里面可能有这个问题(制造业瓶颈)。

德国弗郎霍夫研究所(FIPT,Fraunhofer Institute for Production Technology)是欧洲最大的应用研究机构,经营着大约80家下属研究机构,每年研究预算超过10亿欧元。FIPT的研究是市场导向的,专注于为现代制造业的客户开发新的解决方案和现有的解决方案,集中了德国科研的骨干人才力量、资金和大型设备。

而科技部973计划则是一项中国政府制定的专注解决国家中长期发展中面临的重大关键问题的基础性研究的计划。基础应用正是学术实验室和企业所关注的,对于科技的两种代表性的态度。

对于高校的老师、研究者来说他们关注的重点是论文,是创意本身。而企业关注的是成套的、彻底的解决方案。所以当研究者的创意落实的过程中,可能会有一些差距,比如工厂能实现的制造精度比要求的要差零点零几,而正是这点差距就决定了这个技术走不出实验室。在这样的思考下,我们最近我们在江苏也成立了一个无锡研究院(华中科技大学无锡研究院),这个研究院的目的就是以德国这个研究所的地位为目标。帮助我们的企业改进制造技术。

华中科技大学无锡研究院成立于2012年6月,由无锡市人民政府与华中科技大学联合共建,对科技研发和成果转化等项目予以立项支持,鼓励科技成果转化,并在全力推进在长三角地区内相关行业应用领域中的应用示范。

我们很多是跟企业联系非常多的。落户不到三年,感觉很多企业对智能制造的需求量其实是很大的。这个研究院很好的一点是,我们可以把一些大学里毕业的研究生留在研究院,然后继续花时间把他们项目的相关技术做可靠,我们研究院从三年前刚刚建立至今已经发展了有一百多号专职人员,这个人员将来对技术的推动,可能更加重要一点。 目前我们这里主要还是做三种技术:一是数字化技术,研究怎样提高工艺精度,二是智能化技术,就是生产设备的智能。还有就是智能化车间技术,应该说在这个研究所里,我们在智能制造方面确实做出了一些比较好的案例。真正帮企业解决了一些问题。比如我们的研究院就在无锡透平叶片厂旁边,我们的人员就跟他们企业的工程人员长时间在一起交流。因为一个问题的解决,是需要长时间去交流的,需要科研机构的人和企业的人一起工作,一起交流,通过问题来驱动研究进度,最终把这些问题一个一个的解决,然后真正把企业竞争力提升。

华中科大无锡研究院的成果之一

很多人的目光可能聚焦在基础研究和应用研究,却忽视了将这两者联系起来的桥梁——加工制造本身的技术也是需要研究的。举个例子,最新一代Intel桌面平台的酷睿系列处理器的制程工艺都已经普遍达到了14/16nm。而中国大陆自有技术生产的芯片制程仍停留在40nm的级别(麒麟用的是台湾的工艺)。导致这种结果的更多不是芯片基础理论或者设计能力的差异,而正是国产的芯片生产设备的精度达不到那个程度。那如何能最有效的提高制造水平?丁院士也给出了他的看法。

我觉得提高制造业水平,很重要一个方向就是机器人加工。因为大家知道这个机床,非常大,也非常笨重,因为机床追求精度要好。所以导轨很长。要加工一个大型零件的话,零件有多长,机床就有多大。带来的这些问题还是非常多的。而如果能灵活应用机器人。

最近我们做得比较好的就是大型风电叶片,我在现场看到有很多工人要参与工作,环境非常恶劣,我觉得机器人要尽快进入这个行业,如果我们能实现搞个六七台机器人并行加工,这样来实现叶片的加工,就会好很多。将来一定能出现能称作“能工巧匠”的机器人,但是目前来讲,这种“能工巧匠”机器人在机构,控制、测量等方面都有一些新的挑战,但以后这些都能克服。所以我觉得将来机器人加工应该是一个很好的智能制造一个新的方向,可以发挥机器人的优点,也可以弥补数控机床加工一些大型零件时体现的不足。

关于制造业的将来,丁院士也给出了一个预测:

我们国家在整个科技发展史上有很高的地位。但是中国古代的文明,科技文明,我觉得是来源于我们祖先的能工巧匠,他们关于制造技术方面的经验传承支撑了我们古代灿烂的文明。 但是将来的制造技术的发展可能不止是简单的经验传承,我觉得将来的制造技术的发展靠的就是学科的交叉。尤其是跟信息、材料、力学、物理交叉,通过学科交叉慢慢走向智能化。所以总而言之,不管叫什么智能制造也好,追求的一定是适应性,以及自律性,同时面向我们国家的高端装备的重大需求,离开了国家的需求,可能你很难有发展。还要加强基础研究,拓展学科新增长点,培养高水平人才进来,同时在国际舞台上加强合作,才真正能够实现我们的制造从数字化走向智能化,为国家制造强国贡献力量.

原文发布于微信公众号 - AI科技评论(aitechtalk)

原文发表时间:2016-06-14

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