来源:科学家在线年,国务院印发《中国制造2025》,高屋建瓴式地对机器人产业高质量发展进行了总体部署。2016年工业与信息化部、国家发改委和财政部印发《机器人产业高质量发展规划(2016-2020年)》。一时间,“机器人”与“人工智能”、“互联网+”、“大数据”一样,在各行各业成为中原逐鹿,全国的机器人企业如雨后春笋,发展势如破竹。截止到2017年7月,企业名中明确标出是机器人企业的总数为6294家,东莞的松山湖也建起了机器人产业园区。
贠超教授从事机器人研究和应用近25年,见证了我国机器人行业发展的大部分历程,也了解这场热潮背后到底有多少泡沫和发展瓶颈。
三尺讲台,五尺书桌,种得桃李,落地成果,十六个字,概括了贠超教授的一生。
北京航空航天大学机器人研究所教授、博士生导师,曾任副所长,教育部重点学科专业实验室主任。现为全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会(CSBTS/TC159)委员,机器人标准化技术委员会(CSBTS/TC159/SC2)副主任;《机械强度》、《哈尔滨工业大学学报》、《振动与冲击》和《工业机器人》杂志编委。
作为课题负责人完成国家自然科学基金、高校访问学者基金、博士后基金、国家863项目、国家十二五支撑计划项目、国防型号项目、教育部重点项目等20余项,横向课题50余项。编译专著2部。在国内外核心期刊上发表论文100余篇,SCI收录10余篇,EI收录50余篇。申报发明专利70余项(已授权28项),实用新型专利30余项(已授权13项),已授权软件著作权1项。
研制的药房自动化系统、码垛机器人、焊接机器人、机器人磨削抛光加工系统、飞机起落架性能试验台、火电厂输煤程控系统、水泥生产成套设备和污水处理DCS控制管理系统、智能化立体停车库、电动密集架等均已实现工程应用。其中码垛机器人已达到国内领先水平;药房自动化系统已达到国际领先水平,获2012年中国机械工业技术发明奖二等奖。
“机器人技术是一门应用技术。目前,机器人理论和形式都已成熟,关键是理论在实际中如何应用?”
目前尽管我国的机器人行业发展迅速,2015年自主品牌的工业机器人同比增长了31.3%,并且保持了比外资品牌更快的上涨的速度,但在这些自主品牌企业中,核心部件仍依靠国外进口,70%的机器人配套零部件由国外进口。
贠超教授说,制约我国机器人技术发展的核心问题是机器人的三大核心部件——控制器、减速器和驱动器。“控制器,就等于大脑,驱动器就等于心脏,减速器就等于传动机构,是我们搞机器人俗称的‘三大件’。试想人类假如没有了大脑和内脏,那就只剩下了驱壳。只有躯壳,怎么发展?” 然而,至今这三大部件的核心技术仍被国外掌握。
以关节型机器人上的RV减速器为例,RV减速器又称为摆线针减速机,它的原理在许多专业教科书中都有,然而RV减速器的核心技术不是原理问题,而是材料和工艺问题。可以拿祖传的中药配方为例,“如何选材?如何调配?如何煎制?这都是长期的经验总结,不是理论问题。” 贠超教授说,“实际上经验也是科学,是未开发的科学,可能在若干年后人类才能解释其中的科学原理,但是现在已经摸索到了其中的规律,并将其付诸应用”。
贠超教授在码垛机器人推广应用工作中,多次遇到将自行设计开发的传动机构返回到改用进口产品的情况,其原因就在于我们的材料和工艺过不了关。
“青春无悔”,回顾自己14年的工厂生涯,贠超教授最大的感受就是“机器人技术与汽车技术有很多相通之处,工厂积累的实践经验成为后来研究机器人技术的重要基础”。贠超教授的产业化经验已有近25年,翻看厚重的履历,贠超教授早年的每一次产业化几乎都与国家使命有关,他的每一项研究成果都源于国家科技发展计划的支持。
1994年,贠超教授承接了第一个863项目——北航机器人所、清华大学与北京牡丹电子集团合作实现“码垛机器人研制与产业化的应用”。当时,国际上日本株式会社不二越(NACHI)公司垄断码垛机器人的市场,为了打破这一现象,国家决定自主研发码垛机器人。1999年,国家又一个863项目在中国长春一汽集团实施“汽车生产线焊接机器人产业化的项目”,贠超教授的团队负责机器人的性能测试和模态测试分析,在长春一汽的工厂里,日以继夜地进行机器人系统的调试。
2005年,国家863项目“药房自动化智能化系统”通过了国家科技部项目验收,贠超教授的团队开始与苏州艾隆科技有限公司合作。合作期间里,贠超教授不断跑到现场为企业解决技术问题,“Z字头的火车,夕发朝至,有时早去晚归,苏州、北京两地跑。”历经5年时间,这家企业从最初的白手起家发展到国内最大的自动化药房生产制造企业,该项技术也在2012年获得了中国机械工业技术发明奖二等奖。
“理论与实践相结合,科学与经验相结合,是应用科学研究的根本原则。”贠超教授说道,他经常用简明易懂的语言教育学生,“工艺是什么?就是做法。工艺性是啥意思?就是可做性。这是工厂的语言。”
尽管年已花甲,贠超教授时刻关注国内机器人的流行市场。有一回,贠超教授听说有一款国产的新型扫地机器人在市场上颇受欢迎,便到商场把它买下,“真有这么好?”他带着疑问把扫地机器人带回家,结果发现性能格外的简单,“跟普通的家用电器没什么区别。”便闲置了。