赵吉宾：工程所需亦是心之所向

干思思

经过几十年的快速发展，我国制造业规模已跃居世界第一位，“中国制造”已然闻名世界，但我国仍处于工业化进程中，与先进国家相比还有较大差距。

如何提升零件的性能，增加其疲劳寿命；提高设备的智能程度，降低生产成本，是我国制造领域面临的诸多重大难题中的两项。对此，中国科学院沈阳自动化研究所研究员赵吉宾交出了令人满意的答卷。

为零件提性能

2020年，赵吉宾主持的国家自然科学基金重点项目“高性能薄壁件激光冲击表面强韧化机理及精准调控技术”和科技部项目“高效智能激光强化装备研制及在铁路、航空领域的关键部件上的示范应用”完美收官。这两个项目完美地衔接了基础研究、高技术开发和工程应用，创造性提出了基于激光冲击强化智能装备的数字化工艺，成功解决了我国高性能复杂结构件表面强化延寿的“卡脖子”问题。

微裂纹是材料（特别是金属材料）产生疲劳断裂的主要原因，是材料在拉应力作用下，出现的缺陷或薄弱处，与主应力方向相垂直的长条形微细凹槽。要提升零件的使用寿命，就必须设法避免微裂纹产生或者将已产生的微裂纹去除。

自古以来，凡是神兵利器，则其材料无一不经受过工匠成千上万次的捶打。据介绍，激光冲击强化技术就是类似的道理，“使用激光冲击的强大能量，用力捶打零件，提升零件的表面残余压应力，这不仅能够使零件避免产生裂痕，还能对其表面的微裂纹产生愈合作用，因此零件就变得更加结实，寿命更长”。可在实际应用中，激光冲击的能量过大，像子弹一样一发一发地打在发动机叶片上后，就会造成叶片的变形。此时发动机叶片的寿命虽然提升了数倍，但也变成了结实的废铁，项目研究团队花费了大量精力才得以解决这一问题。

目前，基于激光冲击强化智能装备的数字化工艺已在我国航空发动机整体叶盘生产线上成功投产使用，经过激光冲击强化后，此型号叶片振动疲劳寿命提高5～8倍。除此之外，该技术还推广应用于航空框梁结构件、涡轮盘榫槽结构、汽车轮毂等多个领域，填补了国内关键零件的数字化激光冲击强化技术的空白。

赵吉宾参加学术会议留影

使设备更智能

当前我国制造业已经进入了蓬勃发展阶段，但在高端制造领域中，一些像涡轮叶片、战斗机窗盖这种“高精尖”的零件却仍旧需要依靠人手打磨。随着产品质量精度控制愈发严格和生产任务的增加，传统手工研磨抛光技术的弊端日渐凸显，高端零件自动化加工技术的需求逐渐增大。基于此，赵吉宾及其团队进行了复杂曲面零件的智能磨抛加工工艺的研究。这项工艺技术门槛非常高，想要做好更是难上加难，其关键性难题在于“如何使机器像人手一样柔顺”，属于典型的“说起来容易，做起来难”。

一直以来，人们普遍认为机器人只是重复定位精度高，其绝对定位精度较低，因此无法采用机器人加工高精度零件。赵吉宾告诉记者：“我们要做的就是采用某种手段，使低精度的机器人设备能够生产出高精度的零件。”项目组以战斗机舱盖及航空发动机整体叶盘作为主要研究对象，经过反复尝试，成功突破了多项关键技术，建立了大尺寸零件的机器人智能制造装备、控制、工艺及验证技术群。

这项技术不仅对我国大型零件加工与机器人智能制造的发展起到了不可忽视的支撑作用，其更是一项突破性的研究，填补了我国相关领域的空白，意味着我国一部分高端零件的生产成本将大大降低。“原来几个人工作数月才能生产出的零件，现在用机器人工作7～10天即可完成。”不仅在应用上，而且具有极高的学术价值。但赵吉宾显然更愿意谈论其应用价值：“我个人认为，做机械制造最重要的还是要面向应用，面向国家需求。”

失误率相对较高是传统手工研磨抛光技术无法避免的问题，零件在加工过程中出现失误是时有发生的，随之而来的就是巨大的麻烦和损失。面对质量问题，赵吉宾表现出了十足的信心：“使用机器人加工不会出现这样的问题，我们不仅能保证工期，更能保证质量。”

要知道，即使我国在多年前就已摘得“国家工业皇冠上的明珠”，能够自主研发航空发动机，但直到如今也无法摆脱进口发动机的“魔咒”。其中一部分原因在于，我国航空发动机核心零件的制造装备无法满足工程需求，许多重要装备还需进口。因此赵吉宾及其团队关于航空发动机整体叶盘/叶片自动化磨抛装备与工艺的应用及推广将会为实现“未来我国自主知识产权高端装备市场占有率大幅提升，核心技术对外依存度明显下降”的工业强国梦起到重要的推动作用。

诗和田野

赵吉宾之所以能取得相关领域的重大技术突破，离不开成千上万次的反复实验，他的人生之路也是如此。正是经过不同的尝试，赵吉宾才找到了自己的“诗和田野”，并愿为其倾注一生之心血和热情。

本科毕业后，并没有想过从事科研工作的赵吉宾出于“人总得找份工作”的朴素想法，选择到济南锅炉厂设计处担任助理工程师。在他的回忆中，工厂里的一天是从吹号开始的，号声一响就代表要开始工作了，待到下班，陪伴他的不只有同事，还有满天的繁星。而令热爱思想自由的赵吉宾最难以忍受的并不是严格的规定，也不是无休止的加班，而是每天重复被安排好的工作。他坦言：“我原来并没有想得那么‘诗’，只是想着人要先工作挣钱。”但这段工作经历给了赵吉宾更强的信号：无论如何，他都要自己选择研究方向，追求心中喜爱的工作。为了避免生活变成死水，为了让工作化作诗歌，为了追求更高的挑战，赵吉宾毅然放弃了多数人看来稳定吃香的工作，重回高校学习。

可硕士期间赵吉宾依然不能确定自己未来的研究方向，和大多数人一样，他并非只有一项爱好。大学本科时，虽然赵吉宾选择的是机械制造工艺及设备专业，但同时他还学习了计算机专业的所有课程，这种热情直到读研也未曾减退分毫，并且此时他开始尝试将自己喜爱的软件与机械制造相结合。出于对软件制作的喜爱，他曾在鲁能积成电子担任软件工程师长达一年半，这也为他后来向智能制造工程方向发展奠定了基础。

随着时间的推移，赵吉宾心中的天平还是逐渐倒向了机械制造。2001年9月，他辞去软件工程师之职，进入中国科学院大学攻读博士学位，继而来到沈阳自动化研究所学习和工作。在这里，他不仅获得了知识，更看到了人生的方向。

中国科学院沈阳自动化研究所向来以工程需求为导向开展研究工作，受到这种氛围的影响，赵吉宾很少进行纯理论的研究，并日渐沉浸于研发实用性强的设备。与此同时，他延续硕士时期的尝试，加强了软件与机械制造的融合，当前赵吉宾研发的所有设备所使用的软件都是他自己制作的。曾经在软件制作行业的尝试并未随着转行化作无用功，而是使得他有能力将激光冲击强化、打磨抛光、增材制造等工艺集成在自己的软件上，更加顺利地推进研究工作。有过这几段经历后，赵吉宾深刻认识到：“人生最快乐的事不是挣多少钱，而是能做自己喜欢的工作并沉浸其中，这才是真正的幸福。”

虽然赵吉宾的思想总在自由地探索天际，但他的研究向来都是稳稳地立在地上，深深地扎根于生产实践。平日里他最喜欢的事情之一就是到生产线上去，看看哪里用了他研发的设备。他说：“把论文写在生产实践中，比将论文发表在期刊杂志上更让我高兴。”

未来，赵吉宾还将继续面向国家重大战略需求，探索相关领域的技术突破，为促进我国装备制造业转型升级贡献自己最大的力量。他相信不久的将来，一定能看到各个工业生产场合都有自己研发的设备在发光发热，而这片立足国家需求奋斗的领域，正是他心中最美的“诗和田野”。