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张新华:搞机器人首先要放下书本

2015年01月07日 09:24中国机床商务网点击:4705

  【中国机床商务网 市场分析】从中国制造到中国智造,航天博士张新华始终走在时代前列。从率先在行业内将电动舵系统技术应用于某新型飞航导弹并取得圆满成功,到在国内首次实现了装卸源机器人的工程应用,再到主持成立北京市首个机器人工程技术研究中心,在推进国家智能制造装备工程化的进程中,张新华带领他的团队一直在奔跑。
  
  上个月底召开的全国工业和信息化工作会议上,工业和信息化部部长苗圩指出,要选择钢铁、石化、纺织、轻工、电子信息等领域开展智能工厂应用示范。有行业分析师表示,此举意味着我国部分工业领域将加速推进工业4.0建设,迎来“智造”春天。而对于一位一线工程师而言,他与“智造”行业的主角——机器人已经打了很多年的交道。
  
  在北京市机器人伺服与控制系统工程技术研究中心内,大大小小的机器臂、机器人分布在实验室的各个角落,中国航天科工集团公司三院33所智能机器人研究室主任张新华向记者展示这些富有智慧的机器:有印刷机器人、切割机器人、装配机器人、点胶机器人、焊接机器人、快速搬运机器人……“这些都是为劳动密集型行业研制的系列化轻巧型机器人产品。”张新华说。
  
  旋转、拨动、夹持、定位……在张新华的“指挥下”,机器人一气呵成地完成了一系列动作,在场的人无不发出惊叹声。
  
  “搞机器人首先要放下书本”
  
  2001年7月,张新华来到33所面试,“之所以选择航天事业,是因为当时想为国家做些事。”2002年,张新华从天津大学机械设计与机械理论专业博士毕业来到航天科工集团,“刚来的时候从事伺服系统的设计”。据他回忆,尽管自己是个博士毕业生,有一些理论基础,但是实践经验还很少。而来到科研工作岗位上之后,张新华说,他做的第一件事,就是放下书本,开始思考和动手实验。
  
  初出茅庐就承担起了33所伺服系统的预研工作,扎实的理论功底和良好的专业技术让张新华很快脱颖而出。“我对机械还比较了解,但智能机器人研制是一项十分复杂的系统工程,必须进行大量学习和调研。”对于学习的重要性,张新华有着清醒的认识:“当时最大的困难是核心的导弹技术的电动伺服技术。”
  
  抓住了工作重点,张新华在接下来的5、6年的时间里,一直钻研这个问题。“很多零件都需要几十年的技术积累,于是我们在前人的基础上转化真正的需求,并结合实际需求,开发出我们国家实际需要的产品和技术。”
  
  那段时间的张新华,经常是实验室里最早到、最晚归的人。“对于航天人来说,加班加点的工作是件平常事。”记得有一次,所里将一个重大难题交给张新华,为了解决这个技术难题,他只能把家里的事情都放下,连续一个星期在震动实验室里做实验,最难的时候倒在实验室的凳子上迷糊一会儿,可半梦半醒的时候还在想结构设计。然而无论多大的困难,他都没有想过放弃,“只要大家一起思考,都会绝处逢生。”经过40多天奋战,他终于攻克了技术难关。此后,张新华先后担任多个型号伺服系统主任设计师,取得一系列成果。
  
  经过近十年的钻研与努力,2011年2月24日,伴随着国内外机器人研究的热潮,33所也成立了智能机器人研究室,38岁的张新华被任命为研究室主任。然而,机器人要搞起来很容易,但要在国内占有一席之地却并非易事。刚刚踏入这个全新的、充满未知的领域,张新华发现这里没有模型,没有样机,没有产业规划,无论是从产业指向到队伍组建,还是从技术转化到规范化设计,“一切的一切,都与过去不同,都要从头开始”。
  
  “我是机器人研究领域的‘小学生’”
  
  经过走访、调研,张新华发现,我国机器人及相关产业技术基础薄弱,同时国外企业采取低价销售以达到占领市场的目的,目前国内机器人市场95%以上均被国外公司产品占据,这些企业在机器人中后期的技术支持、产品升级和售后维护等方面收取较高价格,使得机器人使用成本较高,难以在企业中大规模推广,极大地限制了我国经济结构调整和企业升级转型。
  
  “我最大的梦想就是,尽早为我们国家的现代化企业打造出高水平的智能机器人,国家正处于高速工业化进程中,决不能被别人扼住我们的咽喉!”张新华暗下决心,再难也要迎头往上追。
  
  习惯于坐空调间,穿防静电服的人,突然间就被投进战天斗地的旷野荒郊,成了辗转四方,孤独的风雪夜归人。张新华带着团队放弃了几乎所有的假期、周末,白天忙实验,晚上查资料。实验室、办公室灯火通亮,远远望去,转折伸展,接成光带,宛如一条明亮的跑道。
  
  为了确定产业方向,他们的足迹也遍布了我国几乎所有的机器人研制单位,并走访了上海、青岛、深圳等地的大型制造企业,收集到了海量的资料。同时,张新华打破了多年来形成的惯性思维,将33所得天独厚的伺服机术优势进行转化,使之成为智能机器人核心技术。
  
  在张新华的带领下,研究室经过了不到三年时间,已经涵盖机器人系统、人工智能、机器人机构、机器人电气、伺服电机五个专业,在2013年实现了装卸源机器人的国内首次成功应用,将油田工人从放射源装卸的严重威胁中解放出来,该成果被新华社、中新社等国内主流媒体争相报道;
  
  2014年,33所获批成立北京市机器人伺服与控制系统工程技术研究中心,成为北京市首个机器人工程技术研究中心。而此时,33所机器人技术和产品成功进入反恐排爆、石油、电力、食品、电子和煤矿等国防装备和工业经济建设重点领域。
  
  智能机器人研究室成立的4年间,张新华将全部的注意力都给了那个魂牵梦绕的机器人梦,他用“小学生”来形容自己目前在机器人研究之路上的状态,因为他觉得自己还有很长很长的路要走。
  
  这一次,让我们逐梦“中国智造”
  
  “发展机器人产业是国家的重大战略,是一项深刻影响着我国经济社会发展的重要举措,我们任务很重、时间很紧……”对于自己所从事的工作,张新华一直有着清醒的认识。
  
  为了证实自己的判断,他拿出了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》给记者看,文件中明确指出:“发展战略性新兴产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略”,并将“高端装备制造产业”列为七大战略性新兴产业之一。张新华表示,机器人产业作为高端装备制造产业的重要组成部分,未来发展空间巨大。
  
  和其他做机器人研究的团队不同的是,张新华总是不忘记自己还是一名航天人。他说:“我们要发扬航天精神,利用航天核心技术的独特优势,解决制约国内机器人发展的关键技术瓶颈,把我们的智能机器人产业做强做大,把我们智能机器人研究室打造成国内一流的研发团队。”
  
  当前,我国机器人产业进入快速发展阶段,年增长率超过30%。2013年,中国市场共销售工业机器人近3.7万台,成为全球第一大工业机器人消费市场。国产工业机器人也异军突起,预计今年国产工业机器人销售总量将超过1.2万台,同比增长25%左右。预计到2016年我国将成为全球最大的需求国。“别人可以走,我们必须得跑,实现中国梦,就得有股劲儿才行。我们有信心快速突破技术瓶颈,打破国外企业技术垄断,让中国制造尽快升级为中国智造,打造出未来中国的‘产业工人’,我们充满信心!”张新华说。
(来源:科技日报)

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