本刊記者/Reporter 譚弘穎/TAN Hongying

秋色有遠近 平分待戮力
——訪重慶大學機械工程學院曹華軍教授

As long as the effort will be able to narrow the gap——Interview with Mr CAO Huajun,the Professor of School of Mechanical Engineering,Chongqing University

本刊記者/Reporter 譚弘穎/TAN Hongying

曹華軍：男，1978年生，重慶大學機械工程學院教授、博導，重慶大學制造工程研究所副所長、機械傳動國家重點實驗室機床及制造系統(tǒng)研究所所長，中國機械工業(yè)聯(lián)合會綠色制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事與副秘書長；全國綠色制造技術(shù)標準技術(shù)委員會委員與副秘書長、再制造委員會委員；國際生產(chǎn)工程學會(CIRP)青年會員。曹教授還是“十二五”國家綠色制造科技重點專項專家組專家、教育部新世紀優(yōu)秀人才、科技部中青年科技創(chuàng)新領軍人才；2015年度教育部“長江學者獎勵計劃”青年學者。主要研究綠色制造系統(tǒng)理論、齒輪高效清潔工藝及裝備、機床再制造。近五年來，主持國家863計劃項目、國家自然科學基金項目等多項課題。獲得過重慶市科技進步獎一等獎和二等獎、湖北省自然科學獎二等獎等成果5項。授權(quán)國家發(fā)明專利10項，制定國家技術(shù)標準4項，發(fā)表SCI/EI檢索論文70余篇。

11月8日，適逢機械工業(yè)科技大會在北京召開，重慶大學機械工程學院曹華軍教授獲“機械工業(yè)科技創(chuàng)新領軍人才”榮譽，其應邀前來領獎且做《國際綠色制造技術(shù)進展及發(fā)展趨勢報告》。藉此，筆者有幸就綠色制造技術(shù)主題在北京采訪到了曹教授。

薪火相傳 甘之如飴

當前，世界上掀起一股“綠色浪潮”，制造業(yè)也不例外。在國外，1996年美國制造工程師學會在《綠色制造藍皮書》中首次比較系統(tǒng)地提出綠色制造的概念。在國內(nèi)，自上世紀90年代中期以來，在國家863計劃、國家自然科學基金的支持下，重慶大學、裝甲兵工程學院、清華大學、上海交通大學、機械科學研究院、合肥工業(yè)大學等都對綠色制造領域的相關理論和技術(shù)進行了跟蹤創(chuàng)新研究。

曹教授人很年輕，然而卻是國內(nèi)最早一批開展綠色制造研究的人。他最早接觸綠色制造是在1999年，那時候他剛加入劉飛教授門下讀碩士研究生。當時劉教授在重慶大學制造工程研究所倡導綠色制造，他擔任了劉教授的學術(shù)助理，自此開始了對綠色制造的長期研究與工作。2005年，在劉飛教授的指導下，共同出版了出版了《綠色制造的理論與技術(shù)》這本專著，在國內(nèi)較早地對綠色制造進行了系統(tǒng)研究。

2010年以來，曹教授在國家863計劃、國家科技支撐計劃和國家基金委的支持下，開展了制造系統(tǒng)碳效、齒輪高速干切工藝技術(shù)及裝備、機床再制造方面的研究工作。與重慶機床共同承擔完成了國家863計劃項目“齒輪高速干式滾切工藝關鍵技術(shù)與裝備”。YDZ3126CNC高速干切滾齒機成為了該公司目前的核心新產(chǎn)品。在機床再制造方面，依托綠色制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和中國機電裝備維修與改造協(xié)會，團結(jié)了一批代表性企業(yè)，如與重慶機床、武重、宇環(huán)、廣數(shù)、華中等合作深入開展機床再制造成套技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化工作，牽頭制訂了《綠色制造 金屬切削機床再制造技術(shù)導則(GB/T 28615-2012)》，填補了機床再制造領域國家標準為空白，合作企業(yè)均入選工信部再制造示范企業(yè)。

一路走來，這些工作不管是從理論還是實踐上，對他的鍛煉都非常大。目前做綠色制造研究的并不算多，能堅持到現(xiàn)在的更少，這份努力和毅力，這份甘之如飴，筆者認為，是曹教授能達到目前高度的原因所在。

革故鼎新 前景可期

曹教授說，我們國家的機床行業(yè)的發(fā)展目前主要經(jīng)歷了兩個階段：一是填補國內(nèi)空白，解決“從無到有”問題；二是瞄準高端，解決“從有到優(yōu)”的問題。相較而言，國外機床制造強國德國由于發(fā)展得早、時間長則不存在有無問題，他們形成了很好的產(chǎn)業(yè)配套布局與技術(shù)積累，在當前這個階段引領了機床行業(yè)發(fā)展的潮流。

就綠色制造而言，從其發(fā)展趨勢來講，上世紀90年代國際上學術(shù)界在綠色環(huán)保加工方面，重點研究了微量潤滑加工(MQL)、基于立方氮化硼CBN刀具的硬態(tài)干切、以及低溫加工技術(shù)；2000年后，開始關注機床能效方面的研究工作比如國際生產(chǎn)工程學會(CIRP)成立了專門從事機械加工過程的能量效率研究的工作組，歐盟提出了“綠色機床”的概念，德瑪吉、博世力士樂等機床制造商開發(fā)了機床能量管理系統(tǒng)，開啟了綠色工作模式。制造業(yè)有經(jīng)濟屬性、環(huán)境屬性以及社會屬性等，而社會屬性則是通過綠色制造來解決，上述這些對機械加工而言可以說一種變革，而綠色機床則是新一代的機床。曹教授認為，國內(nèi)機床行業(yè)做綠色制造研究的多為在現(xiàn)有基礎上做優(yōu)化，缺少真正的革新。

再制造是綠色制造的重要組成部分。就機床行業(yè)而言，我國的機床再制造目前的困境也是現(xiàn)實存在的。曹教授認為，主要是當前的機床再制造企業(yè)作為第三方提供勞務，在利潤和稅務的平衡上缺乏政策支持；另外，現(xiàn)有的這些機床再制造企業(yè)目前還未形成堅實“信譽”，再加上人才短缺、存在技術(shù)難度，所以成長非常艱難，難以“長大”。

但即使是這樣，曹教授也認為機床再制造的前景非常好。首先，我們的國產(chǎn)機床在服役大約5年后，性能開始下降，假使報廢，則是很大的浪費，像這批機床的基礎構(gòu)件回收利用就很有資源循環(huán)的經(jīng)濟價值和節(jié)能環(huán)保價值。目前，我們國家的機床大部分是處于從普通機床向數(shù)控機床轉(zhuǎn)化的一個過程，以后機床結(jié)構(gòu)將會逐步定型，有利于再制造重用；舊機床基礎結(jié)構(gòu)件由于去應力充分，性能更穩(wěn)定可靠，由于資源價格的不斷上漲、各種環(huán)保懲罰性措施越來越多的背景下，基于資源循環(huán)再利用的再制造前景尤為明顯；再者，機床主機廠也將會以工業(yè)服務的模式將機床再制造納入其核心業(yè)務之一，實現(xiàn)目前賣機床向賣機床+服務的模式的轉(zhuǎn)變，將進一步推動機床再制造的發(fā)展。未來作為第三方的機床再制造企業(yè)也會越做越大，通過技術(shù)和服務的標準化，形成連鎖，改變目前小、散的局面。最后，隨著機床再制造的融入，比如機床設計時也考慮再制造時，形成模塊化設計，從而會使得機床再制造變得更簡單，降低再制造技術(shù)難度和成本，提高再制造綜合效益。

多向發(fā)展 主動倡導

對于機床的綠色制造技術(shù)發(fā)展趨勢，曹教授認為：一是從材料技術(shù)上發(fā)展，如礦物鑄件床身替代鑄鐵床身，不僅有更好的減震性、熱穩(wěn)定性，還能減少在制造過程中產(chǎn)生的能耗和污染，還比較容易回收。二是從能效管理技術(shù)上發(fā)展。機床在運行中，大部分時間處于待機、停機或空行程狀態(tài)，比如電機和切削載荷不匹配，有冗余，能效管理技術(shù)如虛擬機床優(yōu)化技術(shù)、自動化能量管理技術(shù)、加工過程監(jiān)控技術(shù)能很好地解決這一問題。三是從工藝技術(shù)上發(fā)展，如微量潤滑技術(shù)(MQL)、高速干切技術(shù)、環(huán)保切削液的發(fā)展和普及應用等。四是要實現(xiàn)模塊化、輕量化設計。將綠色設計與模塊化設計有機結(jié)合，使得設計同時滿足裝備的功能屬性以及可運輸性和可拆卸性、易于裝配性以及環(huán)境屬性。五是要實現(xiàn)更“宜人化”，盡量減少和消除產(chǎn)品在制造和使用過程中對人體的危害，使之安全可靠、操作性好、舒適宜人。

對于機床行業(yè)企業(yè)如何更好地實現(xiàn)綠色制造，曹教授也有建議，他認為：一是機床行業(yè)應當大力倡導綠色制造理念，將高效、高質(zhì)和節(jié)能環(huán)保、資源循環(huán)再利用進行深度融合，要讓用戶得到切實的綜合利益；二是不能把機床的綠色制造看作是“優(yōu)化”，而是要以“革新”的態(tài)度去對待，通過產(chǎn)品創(chuàng)新設計實現(xiàn)綠色制造。另外則是要積極參與標準化建設和實踐，如ISO14955系列機床綠色標準等；三是要化被動為主動，去主動倡導綠色制造全生命周期概念，從賣機床轉(zhuǎn)化為賣全生命周期的制造技術(shù)服務。

綠色制造是制造業(yè)發(fā)展的必然的趨勢，機床是制造業(yè)的工作母機，制造業(yè)發(fā)展綠色制造，機床行業(yè)首當其沖。在《中國制造2025》中，“綠色”散布其間，成為貫穿全文的主色調(diào)?！笆濉敝校ば挪繉⑷嫱菩芯G色制造，加快構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系；而曹教授認為，就目前而言，我們國家的綠色制造與國外的差距并不大，如果政府、行業(yè)、企業(yè)一起努力的話，正是恰逢其時。

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