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          “下游不火,機器人產業不可能做起來”——訪機器人集成應用專家劉曉鳴

          2018年11月19日 14:30:02 來源:光明日報

          【人物專訪】 2013年至2017年,中國已連續五年成為全球最大的工業機器人應用市場。據預計到2020年,國內市場規模將進一步擴大到93.5億美元。工業機器人發展一片“火熱”景象。

          但劉曉鳴無暇顧及這些“熱鬧”,甚至是潑了冷水。在這位一門心思鉆在工業機器人應用端的機器人專家看來,目前,國內機器人產業鏈上游的“自嗨”與下游規模龐大的制造企業依然沉睡形成強烈的反差,機器人產業化道路才剛剛開始。

          以柔克剛,做柔性機器人在中國產業化的“排頭兵”

          畢業于美國史蒂文斯理工學院機械工程專業獲博士學位的劉曉鳴在美國學習工作了10余年,曾先后主持開發了100多條機器人集成應用系統,是國內外知名機器人系統、自動化設備制造及磨削專家。機器人柔性加工制造技術是劉曉鳴始終致力的主要研究工作。“以柔克剛”,他是我國柔性機器人產業化的“排頭兵”。

          柔性制造技術源于20世紀60年代的英國,在20世紀80年代末進入應用階段。國際上以柔性制造系統生產的制成品已經占到全部制成品生產的75%以上,而且比率還在增加,英國、美國、日本最為廣泛,中國則處于起步階段,應用更是寥寥可數。相比于傳統的“剛性”自動化生產線單一品種的大批量生產,柔性制造的模式則是以消費者為導向,以需定產的方式,主要考驗的是適應外部環境變化的能力與適應內部變化的能力。

          “簡單的理解,柔性系統最大的特點就是靈活、適應性強,特別適合多品種小批量的生產模式。”劉曉鳴舉例說,傳統的制造生產線只能生產一種產品,而融入計算機、人工智能、傳感器等先進技術之后的柔性制造系統,則能夠“量體裁衣”,在一條生產線上加工十余種、形狀各異的產品。

          2003年底,劉曉鳴與八位留美科學家一道歸國創業,聯合創立廊坊智通機器人系統有限公司。身為南京航空航天大學教授的他,全部精力都投入到高精度柔性加工機器人、自動化制造技術的應用開發工作。依托自身在精密加工和機器人自動化方面國際領先的技術和豐富的產品開發經驗,并將兩種技術有機的結合起來,組織開發了“機器人柔性加工制造系統”,廣泛應用于航空、食品、軌道、汽車、電力等領域,并被國內大型企業廣泛應用,對提高我國先進制造技術水平做出了重要貢獻。

          細致挑剔,贏得機器人集成應用“藝術家”美譽

          在業界,劉曉鳴有“機器人集成應用藝術家”之美譽。雖然是不折不扣的理工男,但劉曉鳴卻透著藝術家的氣質。在開發機器人集成應用項目時,更是滲透了他藝術家般的細致和挑剔。

          生活中的劉曉鳴不拘小節,在工作中卻將一絲不茍發揮到了極致。他深諳機器人柔性制造技術應用場景的多樣性,對每一個集成項目都要做各個方面“解剖式”掌握,精度更是精益求精,在其為鐵道部研發的模具下芯機器人系統就成功實現了準確定位問題,為第六次大提速提供了保障。對劉曉鳴“藝術家”的美譽,不僅因為他的細致和挑剔,還源自他對“美”的追求。“項目要注重實用,同樣要注重美觀。”劉曉鳴是為數不多把客戶體驗做的很好的集成應用專家。

          2003年歸國以后,他主持開發了100多條機器人柔性自動化生產線及自動化智能裝備生產線并被國內大型企業廣泛應,對提高我國高端制造技術水平做出了突出貢獻。

          劉曉鳴是國內首個“高鐵轉向架柔性裝配線”總設計師和項目帶頭人,為鐵道部研制的大型裝備鑄件的模具下芯機器人系統,將造型下芯生產線與柔性機械手技術完美結合,這是世界首次將該技術應用于高速貨車搖枕側架全自動下芯操作,實現了砂芯與砂箱在線準確定位和在線控制。為實現鐵道部第六次大提速提供了保障。此技術鐵道部發文要求在28家企業推廣。

          劉曉鳴的交互式機器人柔性加工以及視覺技術和系統,得到了社會各界的認可:2004年獲得了“河北省科技成果”證書;2005年在上海工業博覽會獲“技術創新獎”,2007年在第十七屆全國發明展覽會獲金獎;2008年主持開發的機器人柔性加工系統被國家發改委確定為“國家級產業基地示范工程項目”,“機器人磨削修型系統”入選國家科技部“863項目”。

          下游不火,機器人產業不可能真正發展起來

          近幾年,機器人企業如雨后春筍般涌現,機器人系統集成商是連接上游零部件企業、本體企業和下游制造企業的主要橋梁,占據80%的比例。不過,由于機器人系統講集成基本都是“定制化”,考量的是改造技術、改造環境、生產鏈各環節的把控、資金保障等的綜合能力。現實情況是,我國機器人系統集成大都是中小規模,發展舉步維艱。

          “我國現有系統集成企業的實力仍顯薄弱,機器人作為需要二次開發的產品,需求企業對機器人如何參與生產制造了解有限,很多企業無法明晰具體需求。”劉曉鳴直言,機器人系統集成企業不帶動下游制造企業“火”起來,機器人產業不可能真正發展起來。

          因此,劉曉鳴特別強調“政用產學研金”相結合的必要性。“機器人只是一個應用平臺,需要與操作環境、工藝對接才能為企業所用。由供給方提供相關行業的應用案例,協助梳理他們的需求,針對自身的特點設計規劃系統,并完成設備采購、集成、調試實現‘交鑰匙’工程。”

          在劉曉鳴看來,從機器人使用企業層面要看到使用機器人的長期效益。規模化的市場是降低成本的前提條件,但規模化的市場又要求機器人不能有太高的成本,因此形成了悖論怪圈。要打破這一怪圈,國家應該在政策上給予機器人行業的制造商和使用商以大力支持,鼓勵企業制造、使用機器人,改變在低端制造業長期發展的過程中形成的固有思維并接受革新式的生產模式。

          同時,劉曉鳴認為,加強下游系統集成技術的提升,深度挖掘國內潛在市場,拓展機器人的應用行業,要暫時避開已被國外品牌占據的汽車等傳統領域,開拓未完全開發的一般制造業,如五金加工、橡膠和塑料、陶瓷、食品和醫藥等行業。“雖然中國機器人整機市場的需求遠未飽和,但激烈的競爭已經壓低了產品利潤,且有太多的企業進入整機生產領域形成亂戰,走整機生產和應用系統開發相結合的道路,是企業增加競爭力的一個方向。”

          “現在來看,機器人系統集成市場還比較亂——客戶有需求,能干的人不知道,知道的許多企業表示什么都能做,結果拿過來做不了,要么就是爛尾,要么就是再找別人做,信息不對稱造成的需方與供方企業資源大量的浪費,尤其是中小企業根本耗不起。”劉曉鳴試圖通過互聯網+分享經濟模式解決這些問題。為此,劉曉鳴親自為一家智能制造集成應用服務平臺——易智家代言,集聚智能制造供需方信息,實現資源共享,以其解決因供需雙方信息不對稱所帶來的智能制造升級改造諸多問題。“正如淘寶、餓了么、小豬短租、滴滴等通過互聯網集聚實現資源共享,改變了人們衣食住行的消費模式。機器人系統集成與制造企業也需要這樣的一個信息對接平臺,能做哪些項目,有哪些需求,一目了然,進行精準匹配。”

          “機器人系統集成應用面對的是龐大的制造需求市場,目前開發的可以說是鳳毛麟角。上游企業要不斷提升產品技術,現在更為重要的是機器人系統集成企業要盤活終端需求市場,形成相互拉動、相互促進的整個產業鏈良好發展。”對此,劉曉鳴信心滿滿。

           

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