造不了→造得出→造得好！這就是中國“智造”硬底氣
2024-10-08 09:59:24
天凈隆鼎碳化硅
智能制造作為新一代信息技術與先進制造技術深度融合的新型生產方式，已經成為新一輪工業革命的核心驅動力。新中國成立75年來，中國的智能制造從零起步，不斷建立起完善的基礎研究到產業應用的完整體系。
新中國成立初期，我國工業制造業幾乎從零起步，幾乎沒有任何大型的科研設備。
上世紀五六十年代，從新中國第一輛解放牌汽車試制成功，第一臺紅寶石激光器誕生，成功實現激光輸出等一系列零的突破，中國制造逐漸積累起來。
20世紀80年代，我國研制成功第一臺工業機器人樣機，隨后水下機器人等各類機器人產品不斷涌現，帶動我國工業制造能力不斷提升。
黨的十八大以來，隨著新一輪科技革命和產業變革深入發展，我國工業加速轉型升級步伐，向高端化、智能化、綠色化發展邁進。越來越多高端、綠色的“中國制造”進入全球用戶視野，產品競爭力顯著提升。
75年來，從“造不了”到“造得出”再到“造得好”，中國制造業穿越了發達國家幾百年的工業化歷程，工業增加值從1952年的120億元增加到2023年的39.9萬億元，繪就了一條“飛躍式”的增長曲線。
給中國“千里眼”造最大“眼角膜”
新中國很多第一個重要的科研裝備是在中國科學院長春光機所開始研制的，一起去看一下。
在中國科學院長春光機所的實驗室里，科研人員正在對4米量級的碳化硅反射鏡背面進行銑磨，銑磨精度要小于10微米，這是材料成型的最后一道工藝，也是關系到成品能否順利安裝到我國大型光電設備中的重要一環。
中國科學院長春光機所副研究員 崔聰聰：這塊反射鏡最終交付后，將應用于我國地基大口徑觀測系統中，助力我國深空探測事業的發展。過去我國大口徑光電裝備受限于反射鏡材料的尺寸，限制了觀測能力，而現在我們已研制出世界上最大口徑的碳化硅反射鏡。
無論是從地面仰望星空，還是從空間俯瞰大地，都離不開光學望遠鏡這個“眼睛”。如果把光學望遠鏡比作人類的“千里眼”，那么光學望遠鏡中的主反射鏡就可以稱之為“眼角膜”，主反射鏡的口徑越大，光學望遠鏡的空間分辨率就會越高，也就是能看得更加清晰。如今，從材料制備、加工到改性、鍍膜等各環節，中國科學院長春光機所已全面掌握大口徑碳化硅反射鏡制造的核心技術。
中國科學院長春光機所高級工程師 趙汝成：20世紀90年代，我國載人航天工程立項，急需相關的一些大口徑反射鏡，當時咱們國家首先沒有這項技術，也查不到相關的一些信息，它是一片空白，買又買不來，我們國家就提出要進行大口徑反射鏡這方面的研制。
長春光機所，被譽為新中國“光學的搖籃”，在王大珩院士等科學家帶領下，這里研制出中國第一爐光學玻璃、第一臺紅寶石激光器、第一臺高精度經緯儀等十幾項“中國第一”。
2001年末，長春光機所“空間用碳化硅質輕型反射鏡鏡體制造研究”課題正式立項，自此，開啟了碳化硅反射鏡“中國造”的科研之路。在國內相關技術、裝備、經驗基本為零的情況下，把碳化硅反射鏡做出來，不僅要突破多項關鍵技術，還要自主設計研發全鏈路集成制造系統。這臺我國完全擁有自主知識產權的碳化硅反射鏡燒結爐，也見證了科研人員在這里完成的成千上萬次試驗。
在長春光機所的花園里，擺放的是一面2015年研制出的反射鏡實驗鏡，它的口徑達到了4米量級，成為世界上最大口徑的碳化硅反射鏡。然而，歷經反復試驗，已經成形的這個反射鏡卻無法交付使用，原因就是鏡面表層頭發絲般的裂紋。
中國科學院長春光機所副研究員 崔聰聰：4米碳化硅反射鏡的打磨拋光，面形精度要求達到15納米甚至更高。如果等比放大，相當于把北京五環內的地面平整到高度差小于1毫米的精度，這是世界上沒人啃下的“硬骨頭”，但是，我們就是要給中國的“千里眼”造出最大的“眼角膜”。
在老一輩科學家科研精神的指引下，科研團隊歷經上萬次實驗，終于成功研制第五塊鏡坯，完成加工鍍膜后，已應用在我國大型光電設備中。如今，在全世界大大小小的光學望遠鏡的反射鏡中，口徑最大、采用碳化硅材料制成的那一塊，就來自中國。
中國機器人事業搖籃的“智造”底氣
除了這些用于大型科學實驗和工程中的儀器設備，機器人在我國也經歷了從無到有的發展之路。機器人被譽為“制造業皇冠頂端上的明珠”，中國科學院沈陽自動化研究所，被譽為中國機器人事業的搖籃，20世紀80年代初，中國的第一個工業機器人就在這里萌芽。
在中國科學院沈陽自動化研究所的機器人學研究室，科研人員正在對一個雙臂精細操作機器人進行性能測試。這臺機器人通過模仿人類的上肢結構，可以更好地模擬人類運動，學習人類的操作技能。
中國科學院沈陽自動化研究所機器人學研究室研究員 崔龍：一條機械臂有1.4米長，比人的手臂稍微長一些，所以它的工作范圍也會更大。精度非常高，能達到0.01毫米，它還可以通過AI算法去學習人的技能，然后脫離人的操作，自行做一些動作。
該項技術將有望幫助醫生通過精確的遠程操控實現實時診斷和治療。
中國科學院沈陽自動化研究所機器人學研究室研究員 崔龍：我們這款機器人所有的零部件都是國產的，包括里邊的核心部件，減速機、電機、驅動器，包括里面的控制算法，還有控制器都是我們自主研發的。
加快關鍵核心技術研發，沈陽自動化所科研人員一直在加速奔跑。20世紀70年代，面對研發機器人是搞“花架子”的質疑，沈陽自動化所在老所長蔣新松的帶領下，研發出中國第一臺工業機器人樣機。隨后，老一輩科學家們以水下機器人作為“突破口”，在解決一個又一個技術難題后，1985年12月國內第一臺水下機器人——“海人一號”研發成功。
將夢想變為現實。在使命的召喚下，一代代科研人員接續努力，不斷完成一個又一個新成果的研發。90年代，隨著經濟的發展，越來越多的國內企業開始引進國外工業機器人，但由于我國當時機器人技術落后，常常面臨著國外的高價壟斷和技術封鎖。
中國工程院院士 王天然：沈陽金杯那時已經建立了一條新的生產線，生產日本那種面包車，生產技術是從日本引進的，AGV車（自動導引運輸車）是美國的，生產線已經全部做完了，廠房車間都做完了，美國人不賣了。
汽車廠找到沈陽自動化所來解決這個難題。
中國工程院院士 王天然：863課題有移動機器人的研究，非常快就做出了一個AGV樣機，拿到現場去了，結果是天天出毛病，所以我們的人盯在現場不斷改。這個過程持續了半年，半年時間以后，我們把所有問題都排除了，形成了國內的第一臺產品，給企業用了，而且我們還技術出口了。
建所六十余年來，研究所科研成果持續服務于我國航空航天、海洋科學考察與科學研究以及制造業轉型升級。研發的譜系化海洋機器人服務于我國深海資源勘探、海洋調查研究、深淵和極地科考等重大需求。
在復雜條件下的光電探測、智能信息處理等技術領域取得一系列創新成果。研制的空間智能裝備為我國載人航天、深空探測等重大航天工程提供了重要支撐。智能制造成果在電力輸送、石油開采等復雜工業過程得到規模化應用。
中國科學院沈陽自動化研究所副所長 劉連慶：“十四五”時期，沈陽自動化所將持續關注機器人、智能制造和光電信息，做一些基礎性、顛覆性、前沿性的研究。對于我們的裝備，我們是應用一代、研制一代、探索一代，形成一個體系化的發展，為國家的科技創新，為國家科技強國目標的實現做出更大貢獻。
（總臺央視記者 帥俊全 張春玲 趙酉龍 王亞平 晁向榮）
（來源：央視新聞客戶端）
