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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(yīng)用市場。據(jù)預(yù)計到2020年，國內(nèi)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。

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(yè)機器人應(yīng)用端的機器人專家看來，目前，國內(nèi)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)依然沉睡形成強烈的反差，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”

畢業(yè)于美國史蒂文斯理工學(xué)院機械工程專業(yè)獲博士學(xué)位的劉曉鳴在美國學(xué)習(xí)工作了10余年，曾先后主持開發(fā)了100多條機器人集成應(yīng)用系統(tǒng)，是國內(nèi)外知名機器人系統(tǒng)、自動化設(shè)備制造及磨削專家。機器人柔性加工制造技術(shù)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(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(dǎo)向，以需定產(chǎn)的方式，主要考驗的是適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力與適應(yīng)內(nèi)部變化的能力。

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

2003年底，劉曉鳴與八位留美科學(xué)家一道歸國創(chuàng)業(yè)，聯(lián)合創(chuàng)立廊坊智通機器人系統(tǒng)有限公司。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器人、自動化制造技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)工作。依托自身在精密加工和機器人自動化方面國際領(lǐng)先的技術(shù)和豐富的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗，并將兩種技術(shù)有機的結(jié)合起來，組織開發(fā)了“機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、電力等領(lǐng)域，并被國內(nèi)大型企業(yè)廣泛應(yīng)用，對提高我國先進制造技術(shù)水平做出了重要貢獻。

細致挑剔，贏得機器人集成應(yīng)用“藝術(shù)家”美譽

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

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(shù)應(yīng)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(zhǔn)確定位問題，為第六次大提速提供了保障。對劉曉鳴“藝術(shù)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(shù)不多把客戶體驗做的很好的集成應(yīng)用專家。

2003年歸國以后，他主持開發(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(nèi)大型企業(yè)廣泛應(yīng)，對提高我國高端制造技術(shù)水平做出了突出貢獻。

劉曉鳴是國內(nèi)首個“高鐵轉(zhuǎn)向架柔性裝配線”總設(shè)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(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)架全自動下芯操作，實現(xiàn)了砂芯與砂箱在線準(zhǔn)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(shù)鐵道部發(fā)文要求在28家企業(yè)推廣。

劉曉鳴的交互式機器人柔性加工以及視覺技術(shù)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(shù)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”。

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(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。現(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。

因此，劉曉鳴特別強調(diào)“政用產(chǎn)學(xué)研金”相結(jié)合的必要性。“機器人只是一個應(yīng)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(guān)行業(yè)的應(yīng)用案例，協(xié)助梳理他們的需求，針對自身的特點設(shè)計規(guī)劃系統(tǒng)，并完成設(shè)備采購、集成、調(diào)試實現(xiàn)‘交鑰匙’工程。”

在劉曉鳴看來，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(yīng)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，劉曉鳴認為，加強下游系統(tǒng)集成技術(shù)的提升，深度挖掘國內(nèi)潛在市場，拓展機器人的應(yīng)用行業(yè)，要暫時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)。“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(lǐng)域形成亂戰(zhàn)，走整機生產(chǎn)和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)相結(jié)合的道路，是企業(yè)增加競爭力的一個方向。”

“現(xiàn)在來看，機器人系統(tǒng)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(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。為此，劉曉鳴親自為一家智能制造集成應(yīng)用服務(wù)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。“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(zhǔn)匹配。”

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