近日，ABB投資1.5億美元在滬建超級工廠。這個被稱為“全球最大、最先進、最具柔性的機器人工廠”表示要實現(xiàn)用機器人制造機器人。一時間，引起眾多關注。2013年至2017年，中國已連續(xù)五年成為全球最大的工業(yè)機器人應用市場。據(jù)預計到2020年，國內市場規(guī)模將進一步擴大到93.5億美元。工業(yè)機器人發(fā)展一片“火熱”景象。

“美國機器人系統(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)機器人應用端的機器人專家撥云見日，指出了機器人產(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)機器人集成應用方面碩果累累，倒是愈發(fā)清晰地明白機器人產(chǎn)業(yè)化道路才剛剛開始。

以柔克剛，做柔性機器人在中國產(chǎn)業(yè)化的“排頭兵”

都說男人的柔情不會輕易表現(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院機械工程專業(yè)獲博士學位的劉曉鳴在美國學習工作10余年，曾在美國New Dimension Technologies Corporation、機器人泊車公司及信譽集團就任高級技術職務，曾先后主持開發(fā)了100多條機器人集成應用系統(tǒng)，是國內外知名機器人系統(tǒng)、自動化設備制造及磨削專家。而機器人柔性加工制造技術則是劉曉鳴始終致力的主要研究工作，“以柔克剛”，是我國柔性機器人產(chǎn)業(yè)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(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，應用更是寥寥可數(shù)。相比于傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(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者為導向，以需定產(chǎn)的方式，主要考驗的是適應外部環(huán)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(tǒng)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(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，融入計算機、人工智能、傳感器等先進技術的柔性制造系統(tǒng)則能夠“量體裁衣”，提高產(chǎn)品質量，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家一道歸國創(chuàng)業(yè)，聯(lián)合創(chuàng)立廊坊智通機器人系統(tǒng)有限公司，同時身為國家“千人計劃”特聘專家、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(fā)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(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗，并將兩種技術有機的結合起來，組織開發(fā)了“機器人柔性加工制造系統(tǒng)”，廣泛應用于航空、食品、軌道、汽車、電力、國防等領域，并被國內大型企業(yè)廣泛應用，對提高我國先進制造及重大裝備的技術水平做出了重要貢獻。

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。

目前燃氣輪機大型復雜葉片的精磨主要由人工來完成，造成了燃氣輪機動平衡與運轉動態(tài)特性的下降。只有德國擁有五軸復雜表面葉片精磨機床，但價格昂貴且功能有限。

劉曉鳴博士采用機器人精磨誤差在線補償技術研制的用于汽輪機葉片精密加工的機器人系統(tǒng)，大大提高了復雜曲面的加工精度和質量均一性，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爭力。與德國進口設備相比，降低成本70%以上。填補了國內空白，為制造高動態(tài)特性的燃氣輪機提供了一項關鍵技術。上海電力集團無錫葉片廠采用該項技術，在國際競標中成功，對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遠不止他們，瀘州老窖亦實現(xiàn)了“華麗變身”。

傳統(tǒng)的白酒釀造對人工依賴非常高，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、工人對溫度的把控都會影響出酒率與品質。老師傅出的酒好、量也多，新手就很難達到了。

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

但是劉曉鳴團隊首先要攻破的不是技術難關，而是瀘州老窖的保守。像很多傳統(tǒng)酒廠一樣，他們都認為機器人生產(chǎn)會破壞酒的品質?？墒聦嵶C明，劉曉鳴團隊為瀘州老窖“私人定制”、研制的一套涵蓋釀酒、勾兌、品酒、包裝、裝卸等白酒機器人系統(tǒng)集成生產(chǎn)線在實現(xiàn)白酒生產(chǎn)加工的工業(yè)自動化、操作智能化，提高生產(chǎn)效率同時，酒的品質完好無損且穩(wěn)定性更好。

“中國的白酒很難攻破西方市場，一個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接洽，要進行改造升級。

細致挑剔，贏得機器人集成應用“藝術家”美譽

業(yè)界對劉曉鳴博士有“機器人集成應用藝術家”之美譽。一般被譽為“藝術家”的人自然離不開相貌堂堂、風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，但是卻透著藝術家的氣質。這大概也是他的夫人--前魯迅美術學院院長、國家美術大師宋惠民之女宋冰岸女士當年被他深深吸引的原因吧。這也就為他在開發(fā)機器人集成應用項目時滲透進了藝術家的仔細和挑剔。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習機器人，干上這個行當，與家人就是聚少離多了”他自述道。他的下屬對他最多的評價除了工作有“藝術家”的挑剔之外就是“劉博干起活動就是拼命三郎”。

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(fā)的模具下芯機器人系統(tǒng)就成功實現(xiàn)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?！绊椖恳⒅貙嵱茫瑯右⒅孛烙^”劉曉鳴是為數(shù)不多把客戶體驗做的很好的集成應用專家。

長期超負荷工作在科研一線，也讓他對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年他唯一一個年紀不到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。但當時劉曉鳴正處在一個科研項目的攻關關鍵時刻，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、從混亂到有致的轉變，已初步形成了一批領先企業(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)逐步轉變?yōu)楹w系統(tǒng)集成一體的企業(yè)”劉曉鳴對機器人集成應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)了多項國際領先產(chǎn)品和技術，廣泛應用于核電站、航空發(fā)動機、燃氣輪機、電廠及鑄造行業(yè)及領域。與機器人“四大家族”之一ABB合作開發(fā)的機器人等其成果已被ABB收錄，還獲得“ABB最佳進步獎”。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”“最佳論文獎”并獲得美國國家自然科學基金資助；擁有1項美國專利和10項中國專利。

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

劉曉鳴博士是國內首個“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(tǒng)，將造型下芯生產(chǎn)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(xiàn)了砂芯與砂箱在線準確定位和在線控制。為實現(xiàn)鐵道部第六次大提速提供了保障。此技術鐵道部發(fā)文要求在28家企業(yè)推廣。該產(chǎn)品已經(jīng)有兩項專利并獲兵器集團科技進步二等獎。在軍工領域，劉曉鳴博士亦做出了突出成績。

劉曉鳴博士的交互式機器人柔性加工以及視覺技術和系統(tǒng)，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(yè)博覽會獲“技術創(chuàng)新獎”，2007年在第十七屆全國發(fā)明展覽會獲金獎；2008年主持開發(fā)的機器人柔性加工系統(tǒng)被國家發(fā)改委確定為“國家級產(chǎn)業(yè)基地示范工程項目”，“機器人磨削修型系統(tǒng)”入選國家科技部“863項目”。他帶領的智通機器人系統(tǒng)有限公司2009年被國家外專局評為“國家引進國外智力示范單位”。2010年他本人獲得“燕趙友誼獎”，2012年入選第十批國家“千人計劃”特聘專家。

下游不火，機器人產(chǎn)業(yè)不可能真正發(fā)展起來

近幾年，機器人企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，機器人系統(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，由于機器人系統(tǒng)講集成基本都是“定制化”，考量的是改造技術、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)實情況是，我國機器人系統(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)的實力仍顯薄弱，機器人作為需要二次開發(fā)的產(chǎn)品，需求企業(yè)對機器人如何參與生產(chǎn)制造了解有限，很多企業(yè)無法明晰具體需求。”劉曉鳴博士直言，機器人系統(tǒng)集成企業(yè)不帶動下游制造企業(yè)“火”起來，機器人產(chǎn)業(yè)不可能真正發(fā)展起來。

所以機器人制造企業(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)揮機器人本體制造企業(yè)熟悉了解機器人性能、功能等優(yōu)勢，發(fā)揮集成企業(yè)熟悉設備之間銜接與系統(tǒng)性的優(yōu)勢，同時借力于用戶企業(yè)在本行業(yè)中熟悉自身工藝流程、生產(chǎn)組織特點等優(yōu)勢，協(xié)作共贏。

劉曉鳴博士特別強調了“政用產(chǎn)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(huán)境、工藝對接才能為企業(yè)所用。由供給方提供相關行業(yè)的應用案例，協(xié)助梳理他們的需求，針對自身的特點設計規(guī)劃系統(tǒng)，并完成設備采購、集成、調試實現(xiàn)“交鑰匙”工程。

從機器人使用企業(yè)層面要看到使用機器人的長期效益。規(guī)模化的市場是降低成本的前提條件，但規(guī)模化的市場又要求機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，國家應該在政策上給予機器人行業(yè)的制造商和使用商以大力支持，鼓勵企業(yè)制造、使用機器人，改變在低端制造業(yè)長期發(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，加強下游系統(tǒng)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(yè)，暫時避開已被國外品牌占據(jù)的汽車等傳統(tǒng)領域，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)。促進國產(chǎn)機器人產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。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(jīng)壓低了產(chǎn)品利潤，且有太多的企業(yè)進入整機生產(chǎn)領域形成亂戰(zhàn)，走整機生產(chǎn)和應用系統(tǒng)開發(fā)相結合的道路，是企業(yè)增加競爭力的一個方向。

“機器人系統(tǒng)集成市場現(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(yè)資源大量的浪費，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)集聚實現(xiàn)資源共享，改變了人們衣食住行的消費模式。機器人系統(tǒng)集成與制造企業(yè)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。日前，劉曉鳴博士就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(xiàn)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。

“機器人系統(tǒng)集成應用面對的是龐大的制造需求市場，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，現(xiàn)在更為重要的是機器人系統(tǒng)集成企業(yè)要盤活終端需求市場，形成相互拉動、相互促進的整個產(chǎn)業(yè)鏈良好發(fā)展”劉曉鳴博士對此信心滿滿。