制造技術(shù)的限制是先進(jìn)技術(shù)無(wú)法實(shí)用化的重要原因
我也做過(guò)科技部的973項(xiàng)目,有些技術(shù)為什么走不到市場(chǎng)上去,對(duì)此我有一些思考。這里面可能有這個(gè)問(wèn)題(制造業(yè)瓶頸)。
德國(guó)弗郎霍夫研究所(FIPT,F(xiàn)raunhoferInstituteforProductionTechnology)是歐洲大的應(yīng)用研究機(jī)構(gòu),經(jīng)營(yíng)著大約80家下屬研究機(jī)構(gòu),每年研究預(yù)算超過(guò)10億歐元。FIPT的研究是市場(chǎng)導(dǎo)向的,專注于為現(xiàn)代制造業(yè)的客戶開(kāi)發(fā)新的解決方案和現(xiàn)有的解決方案,集中了德國(guó)科研的骨干人才力量、資金和大型設(shè)備。
而科技部973計(jì)劃則是一項(xiàng)中國(guó)政府制定的專注解決國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展中面臨的重大關(guān)鍵問(wèn)題的基礎(chǔ)性研究的計(jì)劃?;A(chǔ)和應(yīng)用正是學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)所關(guān)注的,對(duì)于科技的兩種代表性的態(tài)度。
對(duì)于高校的老師、研究者來(lái)說(shuō)他們關(guān)注的重點(diǎn)是論文,是創(chuàng)意本身。而企業(yè)關(guān)注的是成套的、徹底的解決方案。所以當(dāng)研究者的創(chuàng)意落實(shí)的過(guò)程中,可能會(huì)有一些差距,比如工廠能實(shí)現(xiàn)的制造精度比要求的要差零點(diǎn)零幾,而正是這點(diǎn)差距就決定了這個(gè)技術(shù)走不出實(shí)驗(yàn)室。在這樣的思考下,我們近我們?cè)诮K也成立了一個(gè)無(wú)錫研究院(華中科技大學(xué)無(wú)錫研究院),這個(gè)研究院的目的就是以德國(guó)這個(gè)研究所的地位為目標(biāo)。幫助我們的企業(yè)改進(jìn)制造技術(shù)。
華中科技大學(xué)無(wú)錫研究院成立于2012年6月,由無(wú)錫市人民政府與華中科技大學(xué)聯(lián)合共建,對(duì)科技研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化等項(xiàng)目予以立項(xiàng)支持,鼓勵(lì)科技成果轉(zhuǎn)化,并在全力推進(jìn)在長(zhǎng)三角地區(qū)內(nèi)相關(guān)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)用示范。
我們很多是跟企業(yè)聯(lián)系非常多的。落戶不到三年,感覺(jué)很多企業(yè)對(duì)智能制造的需求量其實(shí)是很大的。這個(gè)研究院很好的一點(diǎn)是,我們可以把一些大學(xué)里畢業(yè)的研究生留在研究院,然后繼續(xù)花時(shí)間把他們項(xiàng)目的相關(guān)技術(shù)做可靠,我們研究院從三年前剛剛建立至今已經(jīng)發(fā)展了有一百多號(hào)專職人員,這個(gè)人員將來(lái)對(duì)技術(shù)的推動(dòng),可能更加重要一點(diǎn)。
目前我們這里主要還是做三種技術(shù):一是數(shù)字化技術(shù),研究怎樣提高工藝精度,二是智能化技術(shù),就是生產(chǎn)設(shè)備的智能。還有就是智能化車間技術(shù),應(yīng)該說(shuō)在這個(gè)研究所里,我們?cè)谥悄苤圃旆矫娲_實(shí)做出了一些比較好的案例。真正幫企業(yè)解決了一些問(wèn)題。比如我們的研究院就在無(wú)錫透平葉片廠旁邊,我們的人員就跟他們企業(yè)的工程人員長(zhǎng)時(shí)間在一起交流。因?yàn)橐粋€(gè)問(wèn)題的解決,是需要長(zhǎng)時(shí)間去交流的,需要科研機(jī)構(gòu)的人和企業(yè)的人一起工作,一起交流,通過(guò)問(wèn)題來(lái)驅(qū)動(dòng)研究進(jìn)度,終把這些問(wèn)題一個(gè)一個(gè)的解決,然后真正把企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升。
華中科大無(wú)錫研究院的成果之一
很多人的目光可能聚焦在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究,卻忽視了將這兩者聯(lián)系起來(lái)的橋梁——加工制造本身的技術(shù)也是需要研究的。舉個(gè)例子,新一代Intel桌面平臺(tái)的酷睿系列處理器的制程工藝都已經(jīng)普遍達(dá)到了14/16nm。而中國(guó)大陸自有技術(shù)生產(chǎn)的芯片制程仍停留在40nm的級(jí)別(麒麟用的是中國(guó)臺(tái)灣的工藝)。導(dǎo)致這種結(jié)果的更多不是芯片基礎(chǔ)理論或者設(shè)計(jì)能力的差異,而正是國(guó)產(chǎn)的芯片生產(chǎn)設(shè)備的精度達(dá)不到那個(gè)程度。那如何能有效的提高制造水平?丁院士也給出了他的看法。
我覺(jué)得提高制造業(yè)水平,很重要一個(gè)方向就是機(jī)器人加工。因?yàn)榇蠹抑肋@個(gè)機(jī)床,非常大,也非常笨重,因?yàn)闄C(jī)床追求精度要好。所以導(dǎo)軌很長(zhǎng)。要加工一個(gè)大型零件的話,零件有多長(zhǎng),機(jī)床就有多大。帶來(lái)的這些問(wèn)題還是非常多的。而如果能靈活應(yīng)用機(jī)器人。
近我們做得比較好的就是大型風(fēng)電葉片,我在現(xiàn)場(chǎng)看到有很多工人要參與工作,環(huán)境非常惡劣,我覺(jué)得機(jī)器人要盡快進(jìn)入這個(gè)行業(yè),如果我們能實(shí)現(xiàn)搞個(gè)六七臺(tái)機(jī)器人并行加工,這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)葉片的加工,就會(huì)好很多。將來(lái)一定能出現(xiàn)能稱作“能工巧匠”的機(jī)器人,但是目前來(lái)講,這種“能工巧匠”機(jī)器人在機(jī)構(gòu),控制、測(cè)量等方面都有一些新的挑戰(zhàn),但以后這些都能克服。所以我覺(jué)得將來(lái)機(jī)器人加工應(yīng)該是一個(gè)很好的智能制造一個(gè)新的方向,可以發(fā)揮機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn),也可以彌補(bǔ)數(shù)控機(jī)床加工一些大型零件時(shí)體現(xiàn)的不足。
關(guān)于制造業(yè)的將來(lái),丁院士也給出了一個(gè)預(yù)測(cè):
我們國(guó)家在整個(gè)科技發(fā)展史上有很高的地位。但是中國(guó)古代的文明,科技文明,我覺(jué)得是來(lái)源于我們祖先的能工巧匠,他們關(guān)于制造技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)傳承支撐了我們古代燦爛的文明。
但是將來(lái)的制造技術(shù)的發(fā)展可能不止是簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)傳承,我覺(jué)得將來(lái)的制造技術(shù)的發(fā)展靠的就是學(xué)科的交叉。尤其是跟信息、材料、力學(xué)、物理交叉,通過(guò)學(xué)科交叉慢慢走向智能化。所以總而言之,不管叫什么智能制造也好,追求的一定是適應(yīng)性,以及自律性,同時(shí)面向我們國(guó)家的裝備的重大需求,離開(kāi)了國(guó)家的需求,可能你很難有發(fā)展。還要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,拓展學(xué)科新增長(zhǎng)點(diǎn),培養(yǎng)高水平人才進(jìn)來(lái),同時(shí)在舞臺(tái)上加強(qiáng)合作,才真正能夠?qū)崿F(xiàn)我們的制造從數(shù)字化走向智能化,為國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)力量.