【核心提示】 從“工業母機”數控機床，到智能制造裝備與人工智能技術，福建工程學院彭晉民教授帶領“智能裝備及其集成應用技術”團隊，10多年來堅持應用型研究的成果轉化，與20多家省內外企業攜手，助力福建主導產業之一——先進裝備制造業走向高端化智能化。
“不論多么高精尖的工業產品，都是用機床生產出來的。如果沒有優質的數控機床，一個螺絲釘都生產不好。”日前，彭晉民教授在福建工程學院的智能加工技術及裝備重點實驗室接受采訪時，向記者介紹。
數控機床，被稱為高端制造業的“工業母機”。裝有程序控制系統的自動化機床，是裝備制造業的基礎與核心產業。
彭晉民團隊致力于數控機床研發，與企業聯合申報的“數控機床創新設計技術及應用推廣”項目，獲得福建省科技進步一等獎。這一技術使同類產品價格比進口降低20%~30%，改變了高端數控機床大多依靠進口的情況。眾多制造企業，如瑞聲精密、中國南車、比亞迪、富士康等因此用上了國產高端數控機床。
“腳下跑出來”的研究課題
“要致力做企業需要的應用型研究，要學會走到企業中去。這兩句話，我記住了，多年來也一直這么做！”
在彭晉民看來，高端數控機床的制造水平、使用率，一定程度上代表國家高端制造業的核心競爭水平。
曾經，我國數控機床大多依賴進口，成為“卡脖子”問題。彭晉民回憶說，10多年前，全球數控機床行業第一梯隊是歐美，第二梯隊是日韓，中國大陸的行業水平還不如臺灣地區。
2006年，國務院印發《關于加快振興裝備制造業的若干意見》，提出加快實施高檔數控機床提升計劃。隨后，福建也開始積極尋找高?？蒲袌F隊，承擔我省數控機床提升項目。
由于在數控機床研究上頗有積淀，福建工程學院決心拿下項目。2008年，在學校機電系老主任朱志宏教授帶領下，“數控機床研發團隊”應運而生，彭晉民作為青年教師加入其中。
“那時福建的數控機床產業整體在全國還較為落后?！迸頃x民說，我省制造企業大多使用的是普通機床，即使有少數企業使用數控機床，其購買、安裝和維護都得靠進口，針對企業定制的數控機床自主動態設計方案，幾乎沒有。“當時我省對數控機床生產企業連清晰的本底都沒有，擺在團隊面前的第一個難題，便是‘摸清家底’?！?/span>
“2003年進入福建工程學院時，我是學校的第一個博士。”彭晉民說，“朱志宏教授告訴我，要致力做企業需要的應用性研究，與專注基礎研究的高校走差異化發展的路子；要學會走到企業中去。這兩句話，我記住了，多年來也一直這么做！”
2008年起，在朱志宏教授帶領下，彭晉民和團隊自費跑遍了全省。
“除了較少優勢機床企業的龍巖，其他設區市都去過?！迸頃x民說，只要是生產機床或配件的工廠，不論大小，他們都主動前往了解。
一年下來，嘉泰數控、威諾數控、成功機床、金浦機械等數控機床企業，幾十種機床型號特征、上百個生產中的實際問題，他們都如數家珍。
正是通過調研，團隊摸準了本省企業需求，確定了研究的課題方向：突破“五軸聯動”機床難題，并從數控機床的動態設計入手，為福建企業量身定做適用的產品。
一步一步“跑”出來的翔實數據和研究方向，讓團隊從各高校中脫穎而出，最終獲得了我省數控機床提升項目，由此開啟了多年的產學研合作。
10多年過去，福建的數控機床研發制造水平已今非昔比。
如今，嘉泰數控面向3C產品設計的高速鉆銑機床，威諾數控面向工程機械研發的數控鏜銑床，正豐數控面向精密模具開發的直驅高精復合加工機床……在各自領域中已屬全國領先。（下轉第八版）（上接第一版）
別看這些名稱拗口的機床，產出的是5G手機的陶瓷外殼、挖掘機的挖臂、生產芯片晶圓的鏡面模具……都是我國高端制造業得意產品。
“我省企業已從研發常規數控機床走向‘專精特新’道路。不僅開發針對不同行業的數控裝備，機床性能也逐漸走向‘高速高精高穩定性’，不少產品領先全國，整體水平已超越臺灣地區?！迸頃x民說，數控機床已成為我省主導產業之一——裝備制造產業的主力軍。
在這些企業背后，都有彭晉民團隊的身影。目前，他們已和省內外20多家機床及其功能部件生產企業開展合作，累計新增產值超40億元，并在不少企業的研發中發揮了關鍵作用。
把實驗室搬到企業中
“調研在車間一線，設計在生產一線，試驗在企業一線，轉化在市場一線，這‘四個一線’模式，讓產學研融合找到了豐沃土壤?！?/span>
泉州，嘉泰數控的車間里，名為“高速智能鉆銑中心”的數控機床正按計算機指令，用新型玻璃、氧化鋯陶瓷等材料自動生產手機外殼。
“5G手機外殼，必須使用陶瓷、玻璃等非金屬材料。我們和彭晉民教授團隊聯合研發出的這臺數控機床，可以實現智能制造設備對非金屬硬材料的高品質批量化加工。”企業項目經理葉聿潘介紹說。
如今，嘉泰數控為各行業的精密加工提供高端智能數控裝備及自動化生產線、數字化工廠等，在國內頗有知名度。
而初識彭晉民團隊時，企業還沒有“拳頭產品”，存在不少研發短板。
為準確把脈，彭晉民團隊拿出“一線調研”的老傳統，用兩個月把相關企業走了個遍，總結出高端數控機床的三大難題：高速震顫、控制不穩定和可靠性較低。
由于很多企業在閩南、閩北地區且遠離市區，團隊每次調研都得一大早出發，深夜才能回來，“時間都花在了路上”。
于是，團隊決定把實驗室搬到企業中，每4人一個小組，帶齊設備，到企業建實驗臺、收集數據、搞測試實驗，與一線工程師、產線員工同吃、同住、同研究，一待就是幾個月。
彭晉民住進的正是嘉泰數控。
“數控機床的研發就是通過不斷優化，讓機床結構越來越穩定、效率越來越高的過程。”彭晉民說，“白天機器生產，我們就和技術員、工人一起，看裝配、看結構。要了解每一道工序，一旦測試過程中出現問題，才清楚要在哪個環節上改進。晚上停工，沒有震動，就做動態測試。”
直至今天，彭晉民對參與研發過的數控機床，還有“庖丁解?！卑愕牧私狻！澳X海中能復盤機床的安裝步驟、工藝流程，甚至可以預估哪一步可能產生問題?！?/span>
幾個月與機床日夜相對，連續8年持續攻堅，嘉泰數控發展成我省工業龍頭培育企業，彭晉民也從青年教師一路成長為學科帶頭人、團隊負責人。
2017年，團隊與嘉泰數控聯合開發的“配置機內機器人的高速鉆銑加工中心”設計完成，正式投用。
這臺數控設備個頭不大，意義卻不小——突破了國外技術壁壘，價格比進口降低20%~30%以上?！坝械臋C床每臺降低了幾十萬元，為制造企業節約了大量成本?！迸頃x民說。
當年，團隊與嘉泰數控聯合申報的“數控機床創新設計技術及應用推廣”項目，先后獲得省科技進步獎一等獎、國際ECM認證。彭晉民團隊由此也成為省科技獎的“?？汀薄?/span>
目前，雙方在人工智能領域繼續開展合作，讓機床通過自主學習提高生產水平，成為真正的智慧之床。
“搞應用研究，就是要到企業中去發現問題，解決問題，這是團隊10多年來的傳承。”彭晉民說，“調研在車間一線，設計在生產一線，試驗在企業一線，轉化在市場一線，‘四個一線’模式，讓產學研融合找到了豐沃土壤。”
布局智能制造未來技術
“產學研合作，既要幫助企業解決工業生產中實際碰到的問題，更要解決將來有可能碰到的問題，布局未來技術?！?/span>
在寧德思客琦智能裝備有限公司，兩臺3D相機，就能檢測新能源電池外表面的關鍵裝配尺寸。這是彭晉民團隊與企業聯合研發的“全尺寸模組檢測”項目，解決了動力電池模組生產線中的檢測精度、效率和平面度測量難題。
思客琦是一家智能生產線制造企業，鋰電巨頭寧德時代使用的正是它生產的定制化生產線。
隨著高端制造業飛速發展，彭晉民團隊的研發課題不斷延伸，從數控機床走向集成自動化生產線，再到智能裝備及其集成應用技術。
“2012年我們就開始布局研究智能裝備制造。此后，聚焦福建的優勢產業，引入機器視覺、力覺感知等先進技術?！迸頃x民說，“產學研合作，既要幫助企業解決生產實際碰到的問題，更要解決將來有可能碰到的問題，布局未來技術?！?/span>
近年來，彭晉民團隊先后聯合正興車輪集團、嘉泰數控、成功機床等企業，研發技術實現我省汽車行業鋁合金車輪自動化生產；研發設計“智能鞋底噴膠智能生產線”，服務我省鞋類千億產業集群；聯合泉州中宇衛浴開發“智能磨拋機器人”，解決中高端衛浴磨拋精度與缺陷檢測問題……
一個個產學研合作項目接連落地，為福建的裝備制造這個傳統行業插上了智能化翅膀。
去年7月，我省印發《“十四五”制造業高質量發展專項規劃》，明確以智能制造為主攻方向，深化信息技術與制造業深度融合，推動我省制造業產品與制造裝備“智能”躍升。預計到2025年，全省先進裝備制造產業規模將達到1.2萬億元。
“未來，智能裝備行業前景可期。而應用型研究更好地為區域經濟發展服務更是大有可為?！迸頃x民對此充滿信心。
近日，彭晉民團隊的李濟澤副教授正帶領研究生，在思客琦智能裝備公司的生產線上開展攻關，研究“視覺精度與機械精度相互影響情況”課題。
“我們想設計一套數學模型，實現視覺精度和機械精度的理想匹配，以提升產品性能，降低生產成本?！崩顫鷿筛嬖V記者，這在新能源電池制造領域，目前還是空白，將極大提升產品競爭力。
“智造”時代，彭晉民團隊依然深入在生產一線，傳承接力，用科研托舉裝備制造企業的未來騰飛?！?0多年來，我們和合作企業早已‘生長’成一體?！迸頃x民說，“企業為我們提供了科研創新及應用的沃土，而他們的技術進步與發展，就是我們最美的成果。”
