本刊記者/Reporter 譚弘穎/TAN Hongying

李斌：1958年4月出生,華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院教授博導(dǎo)、教授。制造裝備數(shù)字化國(guó)家工程研究中心常務(wù)副主任、國(guó)家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任、中國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)兼數(shù)控技術(shù)應(yīng)用分會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)智能制造專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任委員、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)常務(wù)委員、中國(guó)高校制造自動(dòng)化研究會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)。

主要從事數(shù)控裝備與技術(shù)、制造裝備智能化技術(shù)等領(lǐng)域的科研和教學(xué)。先后主持了國(guó)家973項(xiàng)目課題、國(guó)防973課題、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)防預(yù)研、國(guó)家863、國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)、廣東省部產(chǎn)學(xué)研重大專(zhuān)項(xiàng)等10多項(xiàng)。先后獲教育部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)，國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。先后作為主編、副主編出版了《數(shù)控技術(shù)》、《光機(jī)電一體化手冊(cè)》、《數(shù)控加工技術(shù)》、《數(shù)控技術(shù)》、《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》、《數(shù)字控制機(jī)床》等專(zhuān)著。2010年，他參與了由中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)組織編寫(xiě)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社出版，傾注了包括19名兩院院士在內(nèi)的100多名專(zhuān)家的心血，橫跨中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)11個(gè)領(lǐng)域的《中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)路線圖》，是其中智能制造裝備一節(jié)的主筆。在國(guó)內(nèi)外權(quán)威期刊上發(fā)表論文40余篇，發(fā)明專(zhuān)利30多項(xiàng)。

始建于1952年的華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)科與工程學(xué)院大師輩出，人才濟(jì)濟(jì)。近日，本刊記者有幸采訪到了華中科技大學(xué)李斌教授。

李斌教授學(xué)于斯，教于斯，并樂(lè)于斯。一談起智能制造技術(shù)，身兼中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)智能制造專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任委員的他，認(rèn)為之所以接受本刊的采訪就是因?yàn)樗X(jué)得有義務(wù)、有責(zé)任去為之宣傳、去做點(diǎn)力所能及的事。

熱點(diǎn)即難點(diǎn)

什么是智能化技術(shù)？李教授認(rèn)為，就比如現(xiàn)在我們用的手機(jī)——智能機(jī)，這就是“產(chǎn)品+系統(tǒng)+網(wǎng)絡(luò)”。從各個(gè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的特征上分析，智能化技術(shù)體現(xiàn)在“不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)、用什么生產(chǎn)”。智能化技術(shù)的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域都有，如汽車(chē)、航空航天、機(jī)器人等行業(yè)。在制造業(yè)，制造裝備正處于由數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)變的重要時(shí)期，假如說(shuō)在工業(yè)化發(fā)展的初期是體力延伸的話(huà)，那么在現(xiàn)代則是腦力延伸——知識(shí)是一種可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略資源，以其活躍性引領(lǐng)著制造技術(shù)走向智能化的發(fā)展方向。

歐、美、日等在上世紀(jì)八、九十年代提出了智能制造的概念。而在我國(guó)，據(jù)李教授介紹，最早提出此概念的是華中科技大學(xué)楊叔子院士。上世紀(jì)80年代末，“智能模擬”列入國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題；鑒于智能制造在先進(jìn)制造技術(shù)中的重要地位及在制造自動(dòng)化中所具有的重要作用，1994年國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)啟動(dòng)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目“智能制造技術(shù)基礎(chǔ)”由華中理工大學(xué)（現(xiàn)華中科技大學(xué)）楊叔子教授領(lǐng)銜聯(lián)合清華大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)共同承擔(dān)，開(kāi)展了智能制造基礎(chǔ)理論、智能化單元（IMC）技術(shù)、智能機(jī)器人以及智能質(zhì)量保證監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)方面的研究。

2010年10月，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中明確了要加大培育高端裝備制造產(chǎn)業(yè)等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，這促進(jìn)了我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。我國(guó)的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模，2009年產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額達(dá)到3000億元以上；也取得了一批重點(diǎn)產(chǎn)品成果，如高速精密加工中心、重型數(shù)控鏜銑床、百萬(wàn)千瓦超臨界火電機(jī)組等等；涌現(xiàn)出一批智能制造裝備骨干企業(yè)，如沈陽(yáng)機(jī)床、大連機(jī)床、三一重工、華中數(shù)控等。

當(dāng)然，我國(guó)的智能制造技術(shù)發(fā)展也不都是順風(fēng)順?biāo)Ｔ诮?jīng)歷了初期的發(fā)展后，速度漸漸放緩，其中最主要的原因就是與此相關(guān)基礎(chǔ)理論和技術(shù)彼時(shí)并不完善。另外，我國(guó)的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)有著自主創(chuàng)新能力薄弱、高附加值的高端制造裝備基本依賴(lài)于進(jìn)口、未能擺脫高損耗和低效率的窘境等缺點(diǎn)，但即使是這樣，因?yàn)檫@塊工作開(kāi)展得比較早，始終有一批人在堅(jiān)持、一直在做，正因?yàn)槿绱?，使得我?guó)的智能制造相關(guān)研究及產(chǎn)業(yè)有了今天的基礎(chǔ)。

泛用亦好用

智能制造在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)用廣泛，主要包含產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)、加工過(guò)程智能監(jiān)控、產(chǎn)品在線智能測(cè)量、機(jī)器故障智能診斷、制造系統(tǒng)的知識(shí)處理與信息處理、制造系統(tǒng)的智能運(yùn)行管理與決策等方面。機(jī)床，作為加工制造業(yè)的“工作母機(jī)”，目前正在不斷向智能化邁進(jìn)。

談起智能制造技術(shù)在機(jī)床領(lǐng)域的應(yīng)用。李教授指出，如Smart Machine中的主軸保護(hù)系統(tǒng)、智能熱控制等，加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇，加工過(guò)程自適應(yīng)控制，智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置，主動(dòng)維護(hù)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控、維護(hù)與管理，加工導(dǎo)航技術(shù)，智能安全保護(hù)技術(shù)，智能化熱變形的處理，智能振動(dòng)抑制技術(shù)，智能負(fù)載監(jiān)控技術(shù)，刀矢平滑技術(shù)等。

李斌教授為此舉了兩個(gè)例子。第一個(gè)，是關(guān)于自適應(yīng)控制技術(shù)，即能根據(jù)機(jī)床加工負(fù)荷的變化自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整加工參數(shù)，可在保證機(jī)床和工件安全的情況下大幅提高加工效率。這種技術(shù)就是模擬經(jīng)驗(yàn)豐富工人師傅加工經(jīng)驗(yàn)（智能）對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制的智能化技術(shù)，他特別適合毛坯不均勻的大型零件的加工控制，如在某電機(jī)有限公司三峽電站水輪發(fā)電機(jī)的大型葉片的加工，采用該技術(shù)后加工時(shí)間從4h縮短至3h，效率提升25%；換刀次數(shù)從原先的10次，減少為8次，效率提升20%。第二個(gè)，則是關(guān)于刀矢平滑技術(shù)。在五軸加工中，由于刀矢的突變，從而導(dǎo)致加工品質(zhì)變差、時(shí)間變長(zhǎng)。通過(guò)模擬有經(jīng)驗(yàn)刀具軌跡規(guī)劃人員處理加工軌跡的經(jīng)驗(yàn)（智能）自主對(duì)刀矢變化的平滑處理，可以縮短加工時(shí)間、其提升可達(dá)40%，改善加工表面處理。

助力又給力

談到智能制造技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，李斌教授從智能制造技術(shù)體系做了介紹。他認(rèn)為，這個(gè)體系主要是由一些共性技術(shù)體現(xiàn)，如感知與測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)與制造知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)、面向制造的綜合推理技術(shù)、基于制造資源的圖形化建模與仿真技術(shù)以及智能全息人機(jī)交互技術(shù)等。在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上，由此延伸出智能制造裝備、智能制造系統(tǒng)以及智能制造服務(wù)。

智能制造裝備是具有感知、決策、執(zhí)行等功能的機(jī)器、儀表的統(tǒng)稱(chēng)，典型的如智能機(jī)床、智能機(jī)器人。這是先進(jìn)制造技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)以及智能技術(shù)深度融合的結(jié)晶。從實(shí)時(shí)感知向視覺(jué)感知，從性能預(yù)測(cè)到智能維護(hù)，從工藝規(guī)劃到智能編程，從智能伺服驅(qū)動(dòng)到智能數(shù)控，這都是其發(fā)展方向。

智能制造系統(tǒng)是由智能機(jī)器和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，其最終目標(biāo)是從以人為決策核心的人機(jī)和諧系統(tǒng)向以機(jī)器為主體的自主運(yùn)行轉(zhuǎn)變。從系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模與重構(gòu)到系統(tǒng)自組織再到可重構(gòu)系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)運(yùn)控，從制造資源智能化、物流監(jiān)控與自動(dòng)化到制造執(zhí)行系統(tǒng)的智能化，從企業(yè)信息集成到智能企業(yè)管理，從信息/物流/資金/生產(chǎn)計(jì)劃集成管理到供應(yīng)鏈智能管理，從安全綠色流程制造到智能流程制造，這是其發(fā)展方向。

制造服務(wù)則是指產(chǎn)品服務(wù)和生產(chǎn)性服務(wù)，采用智能技術(shù)提高服務(wù)狀態(tài)/環(huán)境感知，服務(wù)規(guī)劃、決策和控制水平，提升服務(wù)質(zhì)量，擴(kuò)展服務(wù)內(nèi)容等。從服務(wù)狀態(tài)感知裝置互聯(lián)到傳感運(yùn)動(dòng)控制集成，從工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的即插即用到工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的智能運(yùn)控，從生產(chǎn)性服務(wù)的智能搜索與匹配到智能跟蹤、調(diào)度與協(xié)同交互，從制造資源的即插即用與物聯(lián)網(wǎng)到可視、可控，從服務(wù)表達(dá)與即插即用到集成與共享共創(chuàng)，這是其發(fā)展方向。

2012年，國(guó)家出臺(tái)的《“十二五”高端裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》制定的目標(biāo)是，到2015年，銷(xiāo)售收入達(dá)到1萬(wàn)億元，國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)所需高端智能裝備及基礎(chǔ)制造裝備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%；2020年銷(xiāo)售收入達(dá)到2萬(wàn)億元，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%。

在“十二五”期間乃至更長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，智能制造裝備將是國(guó)家推動(dòng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，發(fā)展高端裝備制造的重點(diǎn)任務(wù)，這也是我國(guó)從制造大國(guó)到制造強(qiáng)國(guó)必須跨越的一道坎。相信，隨著越來(lái)越多的有識(shí)之士對(duì)智能制造技術(shù)的重視，上述提到的目標(biāo)將順利完成，乃至更好。