中国科学院深圳先进技术研究院何凯博士

何凯先生、博士、博导、正高级工程师。现任中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称中科院先进研究院）精密工程研究中心执行主任、深圳市精密工程重点实验室副主任。研究领域为精密制造及自动化技术、工业机器人、金属成形技术及装备等。

2017年3月23日，中国智能化网（www.zgznh.com）踏入了中科院先进研究院拜访了这位何博士。一进入何博士的办公室，顿时被生机勃勃的数盆盆景吸引了目光，微风轻拂盆景而带来的清香、营造了温馨舒坦的工作氛围，令人久久忘返。气宇轩昂的何博士为我们细细讲解属于他的领域的专业知识与见解。

两大领域 相辅相成

目前何博士主要研究的领域方向为金属成形技术及装备与工业机器人。在金属成形这个领域，何博士目前在研究超大型船体复杂曲面钢板加工工艺及智能化成套装备项目。“这个项目主要运用在造船行业，造船时船体中段由平板焊接而成，但船头船尾许多都是复杂曲面组成。目前，船体复杂曲面钢板成形采用水火弯板法，不仅要求工人有经验、操作水平高，而且效率低。而现在这个项目便想要取代传统的水火弯板。” 何博士解释。

在工业机器人领域，何博士目前正专研船体爬壁除锈清洗机器人项目。“船在海上行驶时间长了之后，受到海水和海洋生物的腐蚀，船表面的漆便会生锈脱落，需要把锈去除再重新喷涂。以前一直靠人工喷砂除锈，一条大型油轮的面积大约两三万平米，耗费的砂要几千吨，一吨砂需三四百元，费用是极高的，并且对空气和水体造成严重污染。另外，人站在高空车手持喷枪长时间除锈作业是比较危险的，不仅现场环境差、对健康造成危害，而且高压水枪的后坐力也大，易造成安全隐患。所以我们便想利用机器取代人工这个方式，将完全替代现有的人工喷砂除锈方式，无污染、绿色环保、提高效率（相当于人的七倍），除此之外还大幅降低成本，使用机器人的成本只有原来的百分之四十左右。爬壁机器人通过磁力吸附在船体表面，通过高压泵利用高压水作用在船体表面达到把锈去除的效果，同时采用真空技术能够将锈渣回收。以往的锈渣都排入海里，污染环境。而这样去完锈之后立马可以进行喷涂，极大提高了工作效率。”何博士介绍道。

那么何博士主要研究的两大领域金属成形与工业机器人之间有没有联系呢？对此，何博士是这样回答的：“金属成形是机床工业的重要组成部分，成形加工通常与高劳动强度、噪声污染、金属粉尘等联系在一起，处于高温高湿甚至有污染的环境中，工作简单枯燥，企业的劳动力成本越来越高。而工业机器人与成形机床集成的结合，不仅降低了企业的用人劳动成本，更大大提高了加工效率和安全性，提升了加工精度，具有很大的发展空间。机器人在金属成形领域主要有数控折弯机集成应用、压力机冲压集成应用、热模锻集成应用、焊接应用等几个方面。”

自从20世纪60年代初人类创造了第一台工业机器人以后，机器人就显示出它极强的生命力，在短短40多年的时间中，机器人技术得到了迅速的发展，工业机器人已在工业发达国家的生产中得到了广泛的应用。目前，工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量使用。

那么在众多制造业领域中，目前应用工业机器人最广泛的领域是那一块呢？“当下汽车制造业是制造业所有行业中人均拥有工业机器人密度最高的行业”何博士说：“若不使用机器人，汽车产量是跟不上的。其他的行业也在慢慢普及，但精细的行业还是需要人工操作，如船舶的焊接，有些船比较复杂带有曲面的还是需要人去焊。如金属制造中最后的抛光打磨，基本还是以人操作，而这类粉尘非常细微，对有危害，年轻工人都是不愿去操作的。还有类似核电站的特种行业，对身体有害的行业都还是比较适合机器人去操作。所以总的来说工业机器人还有很多领域都没涉足到，足可看出自动化机器人在未来还是大有发展前景的。”

核心部件 缩小差距

近年来机器人在我国也越来越受到政府、企业、金融机构等各方面的重视。利用机器人技术提升我国制造业水平，实现从制造大国向制造强国的转变，提高人民生活质量等已逐渐成为全社会共识。

尽管中国工业机器人已经具备一定的发展基础，但在核心及关键技术的原创性研究、高可靠性基础功能部件的批量生产与应用等方面，我国距发达国家还有相当的差距。运动、伺服电机及驱动器、等关键部件大量依赖进口，这一局面如不尽快打破，我国机器人产业将面临产业空心化风险。

国内工业机器人走高精度，硬件和软件达不到要求，只得依赖进口，而进口零部件成本高。然而用国产的，虽价格便宜，但稳定性对比国外还存在一定差距。总体来看，中国本土工业机器人产品与外资产品技术差距在10年以上。同发达国家相比，国内机器人生产企业市场份额相对较小，个体企业普遍存在规模较小、创新能力薄弱等问题。

何博士表示：“我国主要是部分关键零部件依赖进口在关键零部件方面，目前我国虽然已有部分企业在减速器、伺服电机和等工业机器人关键零部件研制方面取得进展，但是技术方面与国外仍然存在差距。其中是目前我国工业机器人关键零部件中最薄弱的环节。由于其制造技术难度大，致使其产品质量稳定性较差、精度较低和使用寿命较短，造成该类产品没有真正实现国产化的批量生产，成为制约我国工业机器人发展的主要瓶颈。”何博士认为：“我国在一些特殊环境下的特种场合的专用机器人还是有着优势的，因为价格比较低。在某些精度需求不那么高的场合便可以使用，用的过程当中发现问题便去改进，这样企业便能够生存下来，从而慢慢的越做越好。”

整合力量 实现共赢

在与何博士的交谈中，我们还得知，目前我国机器人还属于整合阶段，企业与科研所之间咬合的还不够紧。企业主要还是以自身能够快速获利为主，并不会将大量资金投入技术研究方面。而高校的体系注重文，往往不清楚企业的真正需求，身为研究者都希望不断创新，走在时代前沿，也只有这样研究者们才能够拿到相关资助从而帮助他们进行技术研究。

“而我们研究院就介于二者之间，与传统的研究所有着不同之处，也是处于改革阶段。我们面对的是国民经济主战场，这是我们其中的一个方向。一个是面向世界前沿，重大技术研究的前沿。我们的作用是面向市场，研究所还是与应用层面比较接近的，我们还是需要长时间的积累沉淀，你想未来几年就赶上发达国家机器人的水平，还是比较不现实的。所以还是需要大家共同的齐心协力，不能看哪块获利速度快，就全部争先恐后一窝蜂的只去开发那一块，这样会造成没人理会基础核心的东西。最主要的还是要迎合市场的需求来进行研究，其实深圳在这方面做的是非常不错的，例如深圳的机器人协会和智能化学会等专业学会，把企业都召集一起，大家之间相互沟通，把分散的力量整合一起，每个人都可以取长补短。我认为这就是我们未来的发展方向，让每个人可以根据对方不同的需求，以及我们在了解到别人的需求之后制造出相符的产品。否则只能去购买国外的产品，还不一定非常合适，也不可能要求他们定制，这样成本费用也高。这样一来企业的资源能够共享，我们的技术够扎实，才能发挥我的优势。我对于我国机器人的未来还是非常有信心的，再过十年中国机器人肯定不像现在一样了。”何博士表示。

在何博士的滔滔不绝中，足可以看出何博士对工业机器人的了解颇深，在何博士的耐心讲解下，我们也不断深入地了解到这个行业，使我们获益良多。我们相信，在不远的将来、在何博士无畏前路曲折艰险的钻研下，中国的机器人定会像何博士所展望的那般不断新生、赶超，从而创造一个新生的工业时代！

注：本文作者为中国智能化网（www.zgznh.com）编辑——吴肖雨。