近日，ABB投資1.5億美元在滬建超級(jí)工廠。這個(gè)被稱為“全球最大、最先進(jìn)、最具柔性的機(jī)器人工廠”表示要實(shí)現(xiàn)用機(jī)器人制造機(jī)器人。一時(shí)間，引起眾多關(guān)注。2013年至2017年，中國已連續(xù)五年成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)。據(jù)預(yù)計(jì)到2020年，國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大到93.5億美元。工業(yè)機(jī)器人發(fā)展一片“火熱”景象。

“美國機(jī)器人系統(tǒng)集成專家”劉曉鳴博士無暇顧及這些“熱鬧”，甚至是潑了冷水。這位一門心思鉆在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用端的機(jī)器人專家撥云見日，指出了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游的“自嗨”與下游規(guī)模龐大的制造企業(yè)依然沉睡的現(xiàn)狀。盡管他在工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用方面碩果累累，倒是愈發(fā)清晰地明白機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化道路才剛剛開始。

以柔克剛，做柔性機(jī)器人在中國產(chǎn)業(yè)化的“排頭兵”

都說男人的柔情不會(huì)輕易表現(xiàn)，60歲的劉曉鳴卻在工作中傾盡“柔情”！

畢業(yè)于美國史蒂文斯理工學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)獲博士學(xué)位的劉曉鳴在美國學(xué)習(xí)工作10余年，曾在美國New Dimension Technologies Corporation、機(jī)器人泊車公司及信譽(yù)集團(tuán)就任高級(jí)技術(shù)職務(wù)，曾先后主持開發(fā)了100多條機(jī)器人集成應(yīng)用系統(tǒng)，是國內(nèi)外知名機(jī)器人系統(tǒng)、自動(dòng)化設(shè)備制造及磨削專家。而機(jī)器人柔性加工制造技術(shù)則是劉曉鳴始終致力的主要研究工作，“以柔克剛”，是我國柔性機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的“排頭兵”。

柔性制造技術(shù)源于20世紀(jì)60年代的英國，在20世紀(jì)80年代末進(jìn)入應(yīng)用階段。國際上以柔性制造系統(tǒng)生產(chǎn)的制成品已經(jīng)占到全部制成品生產(chǎn)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(yīng)用更是寥寥可數(shù)。相比于傳統(tǒng)的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線單一品種的大批量生產(chǎn)，柔性制造的模式則是以消費(fèi)者為導(dǎo)向，以需定產(chǎn)的方式，主要考驗(yàn)的是適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力與適應(yīng)內(nèi)部變化的能力。

“簡(jiǎn)單的理解，柔性系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，特別適合多品種小批量的生產(chǎn)模式”劉曉鳴試圖解釋得明白些。他還舉例說，傳統(tǒng)的制造生產(chǎn)線只能生產(chǎn)一種產(chǎn)品，如果有十余種、形狀各異的產(chǎn)品需要在同一條生產(chǎn)線上加工，融入計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器等先進(jìn)技術(shù)的柔性制造系統(tǒng)則能夠“量體裁衣”，提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足不同的生產(chǎn)需求。

2003年底劉曉鳴博士與八位留美科學(xué)家一道歸國創(chuàng)業(yè)，聯(lián)合創(chuàng)立廊坊智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司，同時(shí)身為國家“千人計(jì)劃”特聘專家、身為南京航空航天大學(xué)教授的他，全部精力都投入到高精度柔性加工機(jī)器人、自動(dòng)化制造技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)工作。依托自身在精密加工和機(jī)器人自動(dòng)化方面國際領(lǐng)先的技術(shù)和豐富的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，并將兩種技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，組織開發(fā)了“機(jī)器人柔性加工制造系統(tǒng)”，廣泛應(yīng)用于航空、食品、軌道、汽車、電力、國防等領(lǐng)域，并被國內(nèi)大型企業(yè)廣泛應(yīng)用，對(duì)提高我國先進(jìn)制造及重大裝備的技術(shù)水平做出了重要貢獻(xiàn)。

中國最大葉片專業(yè)生產(chǎn)商--無錫葉片廠可謂是從中獲益頗豐。

目前燃?xì)廨啓C(jī)大型復(fù)雜葉片的精磨主要由人工來完成，造成了燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)平衡與運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)特性的下降。只有德國擁有五軸復(fù)雜表面葉片精磨機(jī)床，但價(jià)格昂貴且功能有限。

劉曉鳴博士采用機(jī)器人精磨誤差在線補(bǔ)償技術(shù)研制的用于汽輪機(jī)葉片精密加工的機(jī)器人系統(tǒng)，大大提高了復(fù)雜曲面的加工精度和質(zhì)量均一性，使生產(chǎn)效率提高了3倍，顯著提高了無錫葉片廠的國際競(jìng)爭(zhēng)力。與德國進(jìn)口設(shè)備相比，降低成本70%以上。填補(bǔ)了國內(nèi)空白，為制造高動(dòng)態(tài)特性的燃?xì)廨啓C(jī)提供了一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。上海電力集團(tuán)無錫葉片廠采用該項(xiàng)技術(shù)，在國際競(jìng)標(biāo)中成功，對(duì)GE與Toshiba葉片加工，縮短了工期，尺寸精度和三維形狀精度均符合要求。

從柔性制造中獲益的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止他們，瀘州老窖亦實(shí)現(xiàn)了“華麗變身”。

傳統(tǒng)的白酒釀造對(duì)人工依賴非常高，在溫度很高的地窖中，工人們基本都是赤腳光膀上陣，深一腳淺一腳的用鐵鍬作業(yè)，酒糟的厚度、工人對(duì)溫度的把控都會(huì)影響出酒率與品質(zhì)。老師傅出的酒好、量也多，新手就很難達(dá)到了。

“傳統(tǒng)釀酒效率低、品質(zhì)不穩(wěn)定，且作業(yè)環(huán)境差、繁重、影響工人健康”劉曉鳴博士在實(shí)地考察瀘州老窖后深切體會(huì)到改造的迫切。

但是劉曉鳴團(tuán)隊(duì)首先要攻破的不是技術(shù)難關(guān)，而是瀘州老窖的保守。像很多傳統(tǒng)酒廠一樣，他們都認(rèn)為機(jī)器人生產(chǎn)會(huì)破壞酒的品質(zhì)?？墒聦?shí)證明，劉曉鳴團(tuán)隊(duì)為瀘州老窖“私人定制”、研制的一套涵蓋釀酒、勾兌、品酒、包裝、裝卸等白酒機(jī)器人系統(tǒng)集成生產(chǎn)線在實(shí)現(xiàn)白酒生產(chǎn)加工的工業(yè)自動(dòng)化、操作智能化，提高生產(chǎn)效率同時(shí)，酒的品質(zhì)完好無損且穩(wěn)定性更好。

“中國的白酒很難攻破西方市場(chǎng)，一個(gè)很大原因是他們覺得傳統(tǒng)人工生產(chǎn)不衛(wèi)生”劉曉鳴博士坦言，不過有了成功案例在全國推廣起來就容易多了，目前已有其他幾家酒廠主動(dòng)接洽，要進(jìn)行改造升級(jí)。

細(xì)致挑剔，贏得機(jī)器人集成應(yīng)用“藝術(shù)家”美譽(yù)

業(yè)界對(duì)劉曉鳴博士有“機(jī)器人集成應(yīng)用藝術(shù)家”之美譽(yù)。一般被譽(yù)為“藝術(shù)家”的人自然離不開相貌堂堂、風(fēng)度翩翩的外表和卓爾不群的才華，雖然他是不折不扣的理工男，但是卻透著藝術(shù)家的氣質(zhì)。這大概也是他的夫人--前魯迅美術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)、國家美術(shù)大師宋惠民之女宋冰岸女士當(dāng)年被他深深吸引的原因吧。這也就為他在開發(fā)機(jī)器人集成應(yīng)用項(xiàng)目時(shí)滲透進(jìn)了藝術(shù)家的仔細(xì)和挑剔。一般殊榮的背景伴隨著許多不為人知的辛酸，劉曉鳴博士也概莫能外?！白詮牡矫绹鴮W(xué)習(xí)機(jī)器人，干上這個(gè)行當(dāng)，與家人就是聚少離多了”他自述道。他的下屬對(duì)他最多的評(píng)價(jià)除了工作有“藝術(shù)家”的挑剔之外就是“劉博干起活動(dòng)就是拼命三郎”。

生活中的劉曉鳴不拘小節(jié)，在工作中卻將一絲不茍發(fā)揮到了極致。他深諳機(jī)器人柔性制造技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景的多樣性，對(duì)每一個(gè)集成項(xiàng)目都要做各個(gè)方面“解剖式”掌握，精度更是精益求精，在其為鐵道部研發(fā)的模具下芯機(jī)器人系統(tǒng)就成功實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確定位問題，為第六次大提速提供了保障。對(duì)劉曉鳴“藝術(shù)家”的美譽(yù)，不僅因?yàn)樗募?xì)致和挑剔，還源自他對(duì)“美”的追求?！绊?xiàng)目要注重實(shí)用，同樣要注重美觀”劉曉鳴是為數(shù)不多把客戶體驗(yàn)做的很好的集成應(yīng)用專家。

長(zhǎng)期超負(fù)荷工作在科研一線，也讓他對(duì)家人增添了許多愧疚。劉曉鳴博士心里難以抹去的痛楚則是同胞弟弟的去世。2009年他唯一一個(gè)年紀(jì)不到50歲的親弟弟身患絕癥，已到晚期，弟弟三天兩頭讓家里人催他回家，想見見他。但當(dāng)時(shí)劉曉鳴正處在一個(gè)科研項(xiàng)目的攻關(guān)關(guān)鍵時(shí)刻，一刻也不能離開。等到最后劉曉鳴回到家，同胞弟弟已經(jīng)永遠(yuǎn)地閉上了雙眼，連最后一眼也沒能見著。

劉曉鳴博士經(jīng)歷著人生無常，也欣慰地見證了行業(yè)的發(fā)展。

“我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在這十多年里經(jīng)歷了從無到有、從混亂到有致的轉(zhuǎn)變，已初步形成了一批領(lǐng)先企業(yè)如新松、埃夫特、廣州數(shù)控等等，這些企業(yè)也從單純的本體（零部件）企業(yè)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楹w系統(tǒng)集成一體的企業(yè)”劉曉鳴對(duì)機(jī)器人集成應(yīng)用一以貫之的努力與付出取得了諸多成果。

劉曉鳴博士（左一）與國外同行交流

歸國前劉曉鳴博士在美國主持研發(fā)了多項(xiàng)國際領(lǐng)先產(chǎn)品和技術(shù)，廣泛應(yīng)用于核電站、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、電廠及鑄造行業(yè)及領(lǐng)域。與機(jī)器人“四大家族”之一ABB合作開發(fā)的機(jī)器人等其成果已被ABB收錄，還獲得“ABB最佳進(jìn)步獎(jiǎng)”。他國際一流期刊發(fā)表了10多篇論文，其中“用于高速磨削的電解在線修正方法”論文在1999年獲得美國“第三屆國際切削磨削大會(huì)”“最佳論文獎(jiǎng)”并獲得美國國家自然科學(xué)基金資助；擁有1項(xiàng)美國專利和10項(xiàng)中國專利。

2003年歸國以來，主持開發(fā)了100多條機(jī)器人柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線及自動(dòng)化智能裝備生產(chǎn)線并被國內(nèi)大型企業(yè)廣泛應(yīng)用，對(duì)提高我國高端裝備制造的技術(shù)水平做出了突出貢獻(xiàn)。

劉曉鳴博士是國內(nèi)首個(gè)“高鐵轉(zhuǎn)向架柔性裝配線”總設(shè)計(jì)師和項(xiàng)目帶頭人，為鐵道部研制的大型裝備鑄件的模具下芯機(jī)器人系統(tǒng)，將造型下芯生產(chǎn)線與柔性機(jī)械手技術(shù)完美結(jié)合，這是世界首次將該技術(shù)應(yīng)用于高速貨車搖枕側(cè)架全自動(dòng)下芯操作，實(shí)現(xiàn)了砂芯與砂箱在線準(zhǔn)確定位和在線控制。為實(shí)現(xiàn)鐵道部第六次大提速提供了保障。此技術(shù)鐵道部發(fā)文要求在28家企業(yè)推廣。該產(chǎn)品已經(jīng)有兩項(xiàng)專利并獲兵器集團(tuán)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。在軍工領(lǐng)域，劉曉鳴博士亦做出了突出成績(jī)。

劉曉鳴博士的交互式機(jī)器人柔性加工以及視覺技術(shù)和系統(tǒng)，得到了社會(huì)各界的認(rèn)可：2004年獲得了“河北省科技成果”證書；2005年在上海工業(yè)博覽會(huì)獲“技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”，2007年在第十七屆全國發(fā)明展覽會(huì)獲金獎(jiǎng)；2008年主持開發(fā)的機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)被國家發(fā)改委確定為“國家級(jí)產(chǎn)業(yè)基地示范工程項(xiàng)目”，“機(jī)器人磨削修型系統(tǒng)”入選國家科技部“863項(xiàng)目”。他帶領(lǐng)的智通機(jī)器人系統(tǒng)有限公司2009年被國家外專局評(píng)為“國家引進(jìn)國外智力示范單位”。2010年他本人獲得“燕趙友誼獎(jiǎng)”，2012年入選第十批國家“千人計(jì)劃”特聘專家。

下游不火，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)不可能真正發(fā)展起來

近幾年，機(jī)器人企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，機(jī)器人系統(tǒng)集成商是連接上游零部件企業(yè)、本體企業(yè)和下游制造企業(yè)的主要橋梁，占據(jù)80%的比例。不過，由于機(jī)器人系統(tǒng)講集成基本都是“定制化”，考量的是改造技術(shù)、改造環(huán)境、生產(chǎn)鏈各環(huán)節(jié)的把控、資金保障等的綜合能力?，F(xiàn)實(shí)情況是，我國機(jī)器人系統(tǒng)集成大都是中小規(guī)模，發(fā)展舉步維艱。

“我國現(xiàn)有系統(tǒng)集成企業(yè)的實(shí)力仍顯薄弱，機(jī)器人作為需要二次開發(fā)的產(chǎn)品，需求企業(yè)對(duì)機(jī)器人如何參與生產(chǎn)制造了解有限，很多企業(yè)無法明晰具體需求?！眲曾Q博士直言，機(jī)器人系統(tǒng)集成企業(yè)不帶動(dòng)下游制造企業(yè)“火”起來，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)不可能真正發(fā)展起來。

所以機(jī)器人制造企業(yè)與系統(tǒng)集成企業(yè)之間及與用戶企業(yè)之間需要緊密配合，發(fā)揮機(jī)器人本體制造企業(yè)熟悉了解機(jī)器人性能、功能等優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮集成企業(yè)熟悉設(shè)備之間銜接與系統(tǒng)性的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)借力于用戶企業(yè)在本行業(yè)中熟悉自身工藝流程、生產(chǎn)組織特點(diǎn)等優(yōu)勢(shì)，協(xié)作共贏。

劉曉鳴博士特別強(qiáng)調(diào)了“政用產(chǎn)學(xué)研金”相結(jié)合的必要性。

機(jī)器人只是一個(gè)應(yīng)用平臺(tái)，需要與操作環(huán)境、工藝對(duì)接才能為企業(yè)所用。由供給方提供相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用案例，協(xié)助梳理他們的需求，針對(duì)自身的特點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)劃系統(tǒng)，并完成設(shè)備采購、集成、調(diào)試實(shí)現(xiàn)“交鑰匙”工程。

從機(jī)器人使用企業(yè)層面要看到使用機(jī)器人的長(zhǎng)期效益。規(guī)模化的市場(chǎng)是降低成本的前提條件，但規(guī)模化的市場(chǎng)又要求機(jī)器人不能太高的成本，因此形成了悖論怪圈。要打破這一怪圈，國家應(yīng)該在政策上給予機(jī)器人行業(yè)的制造商和使用商以大力支持，鼓勵(lì)企業(yè)制造、使用機(jī)器人，改變?cè)诘投酥圃鞓I(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的過程中形成的固有思維并接受革新式的生產(chǎn)模式。

同時(shí)，加強(qiáng)下游系統(tǒng)集成技術(shù)的提升，深度挖掘國內(nèi)潛在市場(chǎng)，拓展機(jī)器人的應(yīng)用行業(yè)，暫時(shí)避開已被國外品牌占據(jù)的汽車等傳統(tǒng)領(lǐng)域，開拓未完全開發(fā)的一般制造業(yè)，如五金加工、橡膠和塑料、陶瓷、食品和醫(yī)藥等行業(yè)。促進(jìn)國產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。雖然中國機(jī)器人整機(jī)市場(chǎng)的需求遠(yuǎn)未飽和，但激烈的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)壓低了產(chǎn)品利潤(rùn)，且有太多的企業(yè)進(jìn)入整機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域形成亂戰(zhàn)，走整機(jī)生產(chǎn)和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)相結(jié)合的道路，是企業(yè)增加競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)方向。

“機(jī)器人系統(tǒng)集成市場(chǎng)現(xiàn)在來看，還比較亂的是，客戶有需求，能干的人不知道，知道的許多企業(yè)表示什么都能做，結(jié)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(duì)稱造成的需方與供方企業(yè)資源大量的浪費(fèi)，尤其是中小企業(yè)根本耗不起”劉曉鳴試圖通過互聯(lián)網(wǎng)+分享經(jīng)濟(jì)模式解決這些問題。

正如淘寶、餓了么、小豬短租、滴滴等通過互聯(lián)網(wǎng)集聚實(shí)現(xiàn)資源共享，改變了人們衣食住行的消費(fèi)模式。機(jī)器人系統(tǒng)集成與制造企業(yè)也需要這樣的一個(gè)信息對(duì)接平臺(tái)，能做哪些項(xiàng)目，有哪些需求，一目了然，進(jìn)行精準(zhǔn)匹配。日前，劉曉鳴博士就親自為一家智能制造集成應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)--易智家代言，集聚智能制造供需方信息，實(shí)現(xiàn)資源共享，以其解決因供需雙方信息不對(duì)稱所帶來的智能制造升級(jí)改造諸多問題。

“機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用面對(duì)的是龐大的制造需求市場(chǎng)，目前開發(fā)的可以說是鳳毛麟角。上游企業(yè)要不斷提升產(chǎn)品技術(shù)，現(xiàn)在更為重要的是機(jī)器人系統(tǒng)集成企業(yè)要盤活終端需求市場(chǎng)，形成相互拉動(dòng)、相互促進(jìn)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈良好發(fā)展”劉曉鳴博士對(duì)此信心滿滿。