源头创新解决“卡脖子”技术难题

　　源头创新解决“卡脖子”技术难题

　　【在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下——新时代新作为新篇章】

　　编者按

　　习近平总书记在福建考察时强调，我们国家进入科技发展第一方阵要靠创新，一味跟跑是行不通的，必须加快科技自立自强步伐。要坚持创新在现代化建设全局中的核心地位，把创新作为一项国策，积极鼓励支持创新。创新不问“出身”，只要谁能为国家作贡献就支持谁。北京工业大学有这样一位教师，他从基础研究的源头进行创新，攻克了工业机器人的“卡脖子”技术难题，并将论文成果成功实现产业化，为千万科研人员在新时代建功立业提供了可资借鉴的范本。  

　　“从基础研究到成果产业化，至少要翻越理论验证、中试、资金投入、国际市场竞争四座大山。”清华大学河北中试基地负责人曹建国说，“对科研人员来说，每一座大山都困难重重，能成功者凤毛麟角。”

　　但张跃明翻越了这四座大山。他从源头创新的工业机器人RV减速器技术打破了日本的垄断，并以此技术合作在北京亦庄开发区和河北石家庄建厂，每年可以生产世界上最顶尖的工业机器人RV减速器8万套，产品供不应求。

　　此前很长时间里，张跃明一直是学校里一名默默无闻的工科教师，他32岁从清华大学博士毕业，成为北工大的第一批博士后，但到了50岁，还因论文没有别人发得多而评不上教授。

　　打破国外技术垄断，助力国产工业机器人走向高端

　　工业机器人的RV减速器，对制造业来说，相当于手机、电脑的芯片，其核心技术和全球90%的市场一直被日本垄断。当前国产机器人使用的RV减速器大量从日本进口，中国制造业要转型升级，必须要解决这个“卡脖子”的技术难题。

　　记者初见张跃明，是在北京亦庄经济技术开发区的一个工业园里，车间的生产机床还在不停转动，机器发出巨大的轰鸣声，当天他带记者参观了这个已投资两亿多元的生产厂区。

　　“生产厂区就是我的实验室，这些RV减速器样品都是根据我们自主研发的原创技术生产出来的。亦庄厂区的生产规模已实现年产3万台。”噪音嘈杂，张跃明指着展示台上一堆闪闪发光的轴承大声说。

　　记者在现场看到的检测报告显示，这些国产RV减速器产品在精度保持性和使用寿命等多个指标性能上，比日本最先进的产品还要好。

　　“减速器是工业机器人的核心功能部件。打个比方，把工业机器人当成人的手臂来看，减速器就相当于手臂的关节，这个关节主要决定了工业机器人手臂摆动的精度，使用时间长后其磨损会影响工业机器人的使用寿命。世界上高精度机器人传动多采用RV减速器，一台工业机器人的腿部、腰部和肘部，需要4到6台RV减速器，减速器占到工业机器人总成本的30%以上。”张跃明介绍。

　　“国产RV减速器的质量跟日本产品存在差距，主要是精度保持性不行；还容易磨损，影响使用寿命，大多只供中、低端工业机器人使用。更无奈的是，日本企业出售给ABB、发那科等四大机器人公司的减速器价格是给我国企业价格的一半甚至更低；国内厂商拿货还要被迫接受3至6个月的漫长等待供货期。”张跃明告诉记者，“我现在的主要工作，就是要打破日本人的垄断，助力国产工业机器人走向高端市场，助力中国制造业转型升级。”

　　突破制造业“卡脖子”技术，需要源头上的基础理论创新

　　1997年，32岁的张跃明从清华大学精密仪器与机械学系博士毕业，进入北京工业大学做博士后，长期从事机械设计及理论的基础研究。

　　“说起来很惭愧，我虽然是北工大的第一批博士后，但我个人的科研兴趣一直在生产一线，帮企业解决实际问题。所以发论文相对比较少。”张跃明说。

　　张跃明的论文发得少，但他的实践应用成果并不少。比如，张跃明跟北一机床合作，联合开发出了数控机床核心功能部件，完全替代了日本进口，并一直应用于北一大隈机床厂的多个型号的数控加工中心产品，这也为张跃明做工业机器人的RV减速器打下了良好的基础。他从中受到启发：“我国机械制造的很多问题不是材料和工艺的问题，而是缺少源头创新。”

　　“机械产品与其他高科技产品一样，蕴含丰富的科学规律，只有揭示其内在的运动规律和科学原理，才能制造出高品质的产品。”张跃明告诉记者。

　　党的十八大以来，我国科技体制改革持续深入推进，国家加大了对基础研究和“卡脖子”技术攻关的支持力度，张跃明成了受益者。2015年，张跃明争取到北京市科委的科研项目“RV减速器产业化开发”，拿到200万元的科研经费，研发“机器人关节RV减速器制造工艺”技术。他花了1000多个日夜，建立了一个齿轮修形技术模型，解决了齿轮磨损问题，最终掌握了“机器人关节RV减速器设计及制造工艺”核心技术。