2021年12月,由華中科技大學(xué)丁漢院士牽頭申報的國家自然科學(xué)基金基礎科學(xué)中心項目——“機器人化智能制造”獲批立項,成為機械學(xué)科和制造領(lǐng)域首個(gè)、華中大首個(gè)基礎科學(xué)中心項目,資助直接經(jīng)費6000萬(wàn)元,資助期5年。這是丁漢院士在數字化智能化制造長(cháng)期研究的基礎上主持的又一重大項目。
丁漢,1963年出生,安徽樅陽(yáng)人,2013年當選為中國科學(xué)院院士。華中科技大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì )主任、未來(lái)技術(shù)學(xué)院院長(cháng)、華中科技大學(xué)無(wú)錫研究院院長(cháng)、機械科學(xué)與工程學(xué)院教授,國家自然科學(xué)基金“機器人化智能制造”基礎科學(xué)中心首席科學(xué)家。長(cháng)期從事機器人與數字制造理論與技術(shù)的研究,將機器人學(xué)和制造技術(shù)相結合。
深耕研究30余年,獲多項國家級榮譽(yù)
早在1986年,丁漢就開(kāi)始跟隨導師開(kāi)展機器人方向的研究工作。關(guān)于機器人化智能制造方面的研究工作,始于他師從楊叔子院士、熊有倫院士攻讀博士學(xué)位期間;厮葸^(guò)去的三十多年,丁漢不斷探索機器人、數字化制造領(lǐng)域的深層次科學(xué)問(wèn)題,并取得了一系列突出的成績(jì)——
1995年,他的研究成果“基于微機的機器人離線(xiàn)編程系統HOLPS”獲得了國家科技進(jìn)步三等獎;
2001年開(kāi)始,丁漢帶領(lǐng)團隊開(kāi)發(fā)出20余套工業(yè)機器人作業(yè)系統,研究成果“工業(yè)機器人作業(yè)系統的關(guān)鍵技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)與應用”獲得了國家科技進(jìn)步二等獎;
2005年,丁漢開(kāi)始從事數字化制造的基礎研究,主持了數字化制造領(lǐng)域首個(gè)國家重點(diǎn)基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)項目并獲得滾動(dòng)支持;
2012年,丁漢團隊的研究成果“復雜曲面數字化制造的幾何推理理論與方法”獲得國家自然科學(xué)二等獎;
2017年,丁漢主持國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目“大型風(fēng)電葉片機器人智能磨拋技術(shù)與系統”,研究成果“大型構件多機器人智能磨拋加工技術(shù)”入選2018中國智能制造十大科技進(jìn)展,機器人與智能制造的交叉融合得到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度認可……
在丁漢看來(lái),機械學(xué)科的發(fā)展,關(guān)鍵核心技術(shù)的突破,一定要扎根在基礎研究的土壤上。通過(guò)將基礎科學(xué)與技術(shù)科學(xué)深度融合,產(chǎn)生新的制造原理和技術(shù),才能引發(fā)工程技術(shù)的重大變革,實(shí)現創(chuàng )造更高端、更智能產(chǎn)品的目標,為“中國創(chuàng )造”提供理論和技術(shù)支撐以及裝備保障。
面向國家戰略需求,突破多個(gè)技術(shù)瓶頸
無(wú)論是作為兩期國家“973計劃”項目的首席科學(xué)家,還是擔任國家自然科學(xué)基金委重大、重點(diǎn)項目負責人,丁漢都堅持以行業(yè)需求為導向,以解決行業(yè)痛點(diǎn)為首要目標。
航空發(fā)動(dòng)機葉輪葉片和航空結構件等大型復雜曲面零件一直是高端制造領(lǐng)域的“明珠”,其制造能力與研發(fā)水平代表著(zhù)國家制造業(yè)的核心競爭力,屬于國家重大戰略需求。針對此類(lèi)零件高品質(zhì)加工所面臨的瓶頸問(wèn)題,丁漢將機器人學(xué)和制造技術(shù)相結合,建立了復雜曲面寬行加工理論,揭示了刀具“空間運動(dòng)-包絡(luò )成形-加工誤差”間的微分傳遞規律。他還提出高速加工穩定性分析的全離散法,突破了葉輪葉片數字化智能化加工技術(shù)瓶頸。此外,丁漢帶領(lǐng)團隊,還研制出大葉片機器人“測量-操作-加工”一體化(3M)磨拋系統,在中國中車(chē)、中航工業(yè)等得到重要應用,解決了行業(yè)長(cháng)期存在的難題。
2020年6月20日,經(jīng)無(wú)錫市市委常委會(huì )審議,丁漢院士團隊獲無(wú)錫市頂尖人才1億元資金支持。丁漢在華中科技大學(xué)無(wú)錫研究院組建了20個(gè)研發(fā)團隊,掌握了復雜曲面零件數字化制造、機器人磨拋和銑削加工、機器視覺(jué)、工業(yè)大數據、機器人系統集成等核心關(guān)鍵技術(shù)。團隊在機器人加工、“兩機”數字制造等方面有多項技術(shù)填補行業(yè)空白,處于國內領(lǐng)先地位,并實(shí)現成果轉化。
“要把論文寫(xiě)在祖國大地上,寫(xiě)在工廠(chǎng)車(chē)間里!睘榇,丁漢院士推動(dòng)不斷將機器人化智能制造技術(shù)的研究成果應用于實(shí)踐領(lǐng)域。當前,機器人化智能制造技術(shù)已初步形成了行業(yè)影響力,為科學(xué)中心的實(shí)施奠定了基礎。
除了躬耕科研,丁漢院士堅持立德樹(shù)人,在創(chuàng )新人才培養上也貢獻了自己的力量。截至目前,丁漢已培養博士生50余名,碩士生百余名,其中9人入選科研人才“國家隊”,4人成為德國洪堡學(xué)者。2018年,由丁漢主持的教學(xué)成果“研究型大學(xué)機械專(zhuān)業(yè)拔尖創(chuàng )新教育體系構建與實(shí)踐”獲得第八屆高等教育國家級教學(xué)成果獎一等獎。
追求卓越,矢志創(chuàng )新。未來(lái),丁漢院士將繼續面向國家戰略領(lǐng)域迫切需求,創(chuàng )建機器人化智能制造理論體系,變革大型復雜構件制造技術(shù)和制造模式,開(kāi)辟機器人化智能制造國際學(xué)術(shù)新前沿,形成自主可控的核心工藝軟件、關(guān)鍵技術(shù)和重大裝備,為我國航空、航天、航海等領(lǐng)域的重大工程提供重要技術(shù)支撐。