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習(xí)近平總書記在福建考察時(shí)強(qiáng)調(diào)，我們國家進(jìn)入科技發(fā)展第一方陣要靠創(chuàng)新，一味跟跑是行不通的，必須加快科技自立自強(qiáng)步伐。要堅(jiān)持創(chuàng)新在現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，把創(chuàng)新作為一項(xiàng)國策，積極鼓勵支持創(chuàng)新。創(chuàng)新不問“出身”，只要誰能為國家作貢獻(xiàn)就支持誰。北京工業(yè)大學(xué)有這樣一位教師，他從基礎(chǔ)研究的源頭進(jìn)行創(chuàng)新，攻克了工業(yè)機(jī)器人的“卡脖子”技術(shù)難題，并將論文成果成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為千萬科研人員在新時(shí)代建功立業(yè)提供了可資借鑒的范本。

“從基礎(chǔ)研究到成果產(chǎn)業(yè)化，至少要翻越理論驗(yàn)證、中試、資金投入、國際市場競爭四座大山。”清華大學(xué)河北中試基地負(fù)責(zé)人曹建國說，“對科研人員來說，每一座大山都困難重重，能成功者鳳毛麟角。”

但張躍明翻越了這四座大山。他從源頭創(chuàng)新的工業(yè)機(jī)器人RV減速器技術(shù)打破了日本的壟斷，并以此技術(shù)合作在北京亦莊開發(fā)區(qū)和河北石家莊建廠，每年可以生產(chǎn)世界上最頂尖的工業(yè)機(jī)器人RV減速器8萬套，產(chǎn)品供不應(yīng)求。

此前很長時(shí)間里，張躍明一直是學(xué)校里一名默默無聞的工科教師，他32歲從清華大學(xué)博士畢業(yè)，成為北工大的第一批博士后，但到了50歲，還因論文沒有別人發(fā)得多而評不上教授。 

打破國外技術(shù)壟斷，助力國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人走向高端

工業(yè)機(jī)器人的RV減速器，對制造業(yè)來說，相當(dāng)于手機(jī)、電腦的芯片，其核心技術(shù)和全球90%的市場一直被日本壟斷。當(dāng)前國產(chǎn)機(jī)器人使用的RV減速器大量從日本進(jìn)口，中國制造業(yè)要轉(zhuǎn)型升級，必須要解決這個(gè)“卡脖子”的技術(shù)難題。

記者初見張躍明，是在北京亦莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的一個(gè)工業(yè)園里，車間的生產(chǎn)機(jī)床還在不停轉(zhuǎn)動，機(jī)器發(fā)出巨大的轟鳴聲，當(dāng)天他帶記者參觀了這個(gè)已投資兩億多元的生產(chǎn)廠區(qū)。

“生產(chǎn)廠區(qū)就是我的實(shí)驗(yàn)室，這些RV減速器樣品都是根據(jù)我們自主研發(fā)的原創(chuàng)技術(shù)生產(chǎn)出來的。亦莊廠區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模已實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)3萬臺。”噪音嘈雜，張躍明指著展示臺上一堆閃閃發(fā)光的軸承大聲說。

記者在現(xiàn)場看到的檢測報(bào)告顯示，這些國產(chǎn)RV減速器產(chǎn)品在精度保持性和使用壽命等多個(gè)指標(biāo)性能上，比日本最先進(jìn)的產(chǎn)品還要好。

“減速器是工業(yè)機(jī)器人的核心功能部件。打個(gè)比方，把工業(yè)機(jī)器人當(dāng)成人的手臂來看，減速器就相當(dāng)于手臂的關(guān)節(jié)，這個(gè)關(guān)節(jié)主要決定了工業(yè)機(jī)器人手臂擺動的精度，使用時(shí)間長后其磨損會影響工業(yè)機(jī)器人的使用壽命。世界上高精度機(jī)器人傳動多采用RV減速器，一臺工業(yè)機(jī)器人的腿部、腰部和肘部，需要4到6臺RV減速器，減速器占到工業(yè)機(jī)器人總成本的30%以上。”張躍明介紹。

“國產(chǎn)RV減速器的質(zhì)量跟日本產(chǎn)品存在差距，主要是精度保持性不行；還容易磨損，影響使用壽命，大多只供中、低端工業(yè)機(jī)器人使用。更無奈的是，日本企業(yè)出售給ABB、發(fā)那科等四大機(jī)器人公司的減速器價(jià)格是給我國企業(yè)價(jià)格的一半甚至更低；國內(nèi)廠商拿貨還要被迫接受3至6個(gè)月的漫長等待供貨期。”張躍明告訴記者，“我現(xiàn)在的主要工作，就是要打破日本人的壟斷，助力國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人走向高端市場，助力中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。” 

突破制造業(yè)“卡脖子”技術(shù)，需要源頭上的基礎(chǔ)理論創(chuàng)新

1997年，32歲的張躍明從清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系博士畢業(yè)，進(jìn)入北京工業(yè)大學(xué)做博士后，長期從事機(jī)械設(shè)計(jì)及理論的基礎(chǔ)研究。

“說起來很慚愧，我雖然是北工大的第一批博士后，但我個(gè)人的科研興趣一直在生產(chǎn)一線，幫企業(yè)解決實(shí)際問題。所以發(fā)論文相對比較少。”張躍明說。

張躍明的論文發(fā)得少，但他的實(shí)踐應(yīng)用成果并不少。比如，張躍明跟北一機(jī)床合作，聯(lián)合開發(fā)出了數(shù)控機(jī)床核心功能部件，完全替代了日本進(jìn)口，并一直應(yīng)用于北一大隈機(jī)床廠的多個(gè)型號的數(shù)控加工中心產(chǎn)品，這也為張躍明做工業(yè)機(jī)器人的RV減速器打下了良好的基礎(chǔ)。他從中受到啟發(fā)：“我國機(jī)械制造的很多問題不是材料和工藝的問題，而是缺少源頭創(chuàng)新。”

“機(jī)械產(chǎn)品與其他高科技產(chǎn)品一樣，蘊(yùn)含豐富的科學(xué)規(guī)律，只有揭示其內(nèi)在的運(yùn)動規(guī)律和科學(xué)原理，才能制造出高品質(zhì)的產(chǎn)品。”張躍明告訴記者。

黨的十八大以來，我國科技體制改革持續(xù)深入推進(jìn)，國家加大了對基礎(chǔ)研究和“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)的支持力度，張躍明成了受益者。2015年，張躍明爭取到北京市科委的科研項(xiàng)目“RV減速器產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”，拿到200萬元的科研經(jīng)費(fèi)，研發(fā)“機(jī)器人關(guān)節(jié)RV減速器制造工藝”技術(shù)。他花了1000多個(gè)日夜，建立了一個(gè)齒輪修形技術(shù)模型，解決了齒輪磨損問題，最終掌握了“機(jī)器人關(guān)節(jié)RV減速器設(shè)計(jì)及制造工藝”核心技術(shù)。

“這個(gè)技術(shù)是真正的源頭創(chuàng)新。國內(nèi)研發(fā)機(jī)器人RV減速器的人很多，大多數(shù)人是仿制，但張躍明團(tuán)隊(duì)的技術(shù)是正向設(shè)計(jì)，從源頭上創(chuàng)新，部分性能指標(biāo)比日本人做得還好。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所所長、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃智能機(jī)器人重點(diǎn)專項(xiàng)專家組組長趙杰告訴記者：“科技部將在‘十四五’期間支持該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。”

“我國制造業(yè)還有很多‘卡脖子’技術(shù)，很多核心部件依賴進(jìn)口，這些問題的解決，需要像RV減速器一樣，從源頭上進(jìn)行基礎(chǔ)理論創(chuàng)新。比如，高端機(jī)械產(chǎn)品使用的軸承，80%都靠進(jìn)口。這導(dǎo)致國內(nèi)機(jī)床公司大多不賺錢，甚至連續(xù)虧損，錢都讓國外公司賺了。”張躍明說。

從基礎(chǔ)研究論文到成果產(chǎn)業(yè)化，需要優(yōu)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)環(huán)境

《Mechanism and Machine Theory》（簡稱“MMT”）是國際機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)器科學(xué)聯(lián)合會的頂級國際學(xué)術(shù)期刊，中國科研人員在這本SCI核心期刊上發(fā)論文一般需要半年以上，張躍明的論文一個(gè)月就獲得發(fā)表，同行評審專家評價(jià)：“這是近幾年來少見的好論文，來源于實(shí)踐，建議出版期刊一定給予發(fā)表。”

“搞基礎(chǔ)研究的大學(xué)教授一般不會關(guān)心產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化問題，理論論文在國際期刊發(fā)表后，就會被束之高閣，很多人甚至是為了爭取項(xiàng)目和發(fā)論文而搞研究，在對國家更有價(jià)值的科研成果轉(zhuǎn)化中他們卻成了缺席者。”曹建國說。

張躍明遇到的第一座“大山”就是要驗(yàn)證技術(shù)理論。

“工業(yè)機(jī)器人RV減速器這篇論文發(fā)表后，理論上雖然得到國內(nèi)外同行的高度認(rèn)可，但我的心里總是擱不下，這么多年，我寫論文比較少，每一篇也都是為了服務(wù)實(shí)踐。我當(dāng)時(shí)的困難是科委的項(xiàng)目結(jié)題了，沒有科研經(jīng)費(fèi)支持了。我需要機(jī)床加工出樣品來，以驗(yàn)證技術(shù)正確，然后才能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。而買一臺高端加工機(jī)床需要上千萬元。”張躍明說，“這是一個(gè)悖論式的難題：我要實(shí)現(xiàn)成果的產(chǎn)業(yè)化，需要先驗(yàn)證理論，要先有樣品，但企業(yè)一般要見到樣品，才會投錢，所以這個(gè)成果擱置了很長一段時(shí)間。”

后來，一個(gè)偶然的機(jī)會，讓張躍明看到解決這個(gè)難題的曙光：有一家意大利的高端機(jī)床廠想到中國來開拓市場，他們的負(fù)責(zé)人正好與張躍明認(rèn)識。張躍明跟他們談合作，先讓對方幫忙把樣品加工出來，這也正好驗(yàn)證他們機(jī)床的性能，對方同意了。

張躍明和他的團(tuán)隊(duì)最終去意大利把工業(yè)機(jī)器人的RV減速器樣品加工出來，驗(yàn)證了他的理論成果完全正確。樣品送到國家的權(quán)威檢測中心，在精度保持性和使用壽命等多個(gè)指標(biāo)性能上，比日本最先進(jìn)的產(chǎn)品還要好。

有了樣品，張躍明實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)理論到產(chǎn)品的飛躍，接下來他遇到第二座“大山”：中試環(huán)節(jié)。

“很多科研人員走到這一步，就走不下去了。中試是一個(gè)漫長的過程，有的甚至要數(shù)年，所以投資者對中試缺乏熱情和動力，這是造成我國原始創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化難的癥結(jié)所在。”曹建國告訴記者，“從清華大學(xué)多年來的科技成果轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)來看，100個(gè)科技成果大概只有5個(gè)能形成最終產(chǎn)品。”曹建國說。

人努力，天幫忙。這幾年全球市場環(huán)境的變化幫了張躍明的大忙，石家莊一家做減速器的生產(chǎn)廠家主動找上門求合作。

“我們企業(yè)原來生產(chǎn)的減速器技術(shù)含量低，市場競爭激烈，迫切需要新技術(shù)轉(zhuǎn)型升級。我們做過市場調(diào)研，國產(chǎn)減速器做得不好，最根本原因就是國產(chǎn)減速器基礎(chǔ)理論沒有創(chuàng)新，張躍明在理論與實(shí)踐相結(jié)合方面做了大量工作，而且已做出了樣品。”這家企業(yè)的董事長胡文石接受記者采訪時(shí)說，“看到他的技術(shù)和樣品，我的眼睛都亮了，這正是我們要找的核心技術(shù)，所以我們毫不猶豫花了3700萬元買技術(shù)和合作，還花了八九千萬元買國外的高端機(jī)床設(shè)備投入中試，因?yàn)橐坏┏晒Γ覀兤髽I(yè)就可以實(shí)現(xiàn)從初級產(chǎn)品到世界頂尖產(chǎn)品的跨越升級，市場前景廣闊。”

2017年10月20日，張躍明代表學(xué)校和石家莊的企業(yè)簽訂了合同，并合作在北京亦莊開發(fā)區(qū)投資2億多元建廠，買了機(jī)床，用于國產(chǎn)機(jī)器人RV減速器產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

張躍明團(tuán)隊(duì)的中試環(huán)節(jié)比較順利，但很快他們就遇到了新的問題——科技成果轉(zhuǎn)化政策障礙。

“就科技成果轉(zhuǎn)化而言，需要源頭創(chuàng)新研究者深度參與，才有可能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。但不少高校、科研院所的管理還有待完善，一邊喊支持國家的產(chǎn)業(yè)升級，一邊把科技人員管死。”曹建國說。

幸運(yùn)的是，學(xué)校后來非常支持張躍明的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。北京工業(yè)大學(xué)黨委書記謝輝告訴記者：“近年來，黨中央、國務(wù)院出臺了一系列關(guān)于科技管理的改革舉措，學(xué)校也建立了一系列的配套政策，加強(qiáng)學(xué)校的科技成果轉(zhuǎn)化。北京工業(yè)大學(xué)將科技成果轉(zhuǎn)化業(yè)績納入教師績效、崗位、職稱考核指標(biāo)并提高賦值權(quán)重，張躍明等科研人員正是通過機(jī)器人RV減速器等科技成果轉(zhuǎn)化業(yè)績，成功晉升教授職稱。”

缺乏資金持續(xù)支持?jǐn)U大生產(chǎn)規(guī)模，是很多創(chuàng)新產(chǎn)品市場化難以翻越的第三座“大山”。

幸運(yùn)的是，亦莊國投和京城控股給張躍明的團(tuán)隊(duì)拋來投資橄欖枝。現(xiàn)在，應(yīng)用張躍明創(chuàng)新技術(shù)的石家莊新廠已經(jīng)建立，年產(chǎn)規(guī)模5萬套，RV減速器國產(chǎn)化之路正在迅速鋪開，中國企業(yè)正在大步向前追趕日本的壟斷企業(yè)。

國際市場競爭是他們需要翻越的另一座“大山”。

“可以預(yù)見，其產(chǎn)品會遭遇日本企業(yè)降價(jià)打壓等一系列問題。這就需要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，降低成本，提高市場競爭力。”曹建國說。

“張躍明團(tuán)隊(duì)對RV減速器的自主創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)研究突破到產(chǎn)業(yè)化，十分難得。這對迫使日本減速器價(jià)格降低，使國產(chǎn)機(jī)器人核心技術(shù)不再依賴進(jìn)口，提高國產(chǎn)機(jī)器人市場競爭力，參與國際市場競爭都具有重要意義。”趙杰說。

國家知識產(chǎn)權(quán)局知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心主任韓秀成認(rèn)為：“構(gòu)建良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，既要借鑒國際經(jīng)驗(yàn)，也要有中國特色，需要科研人員、企業(yè)、高校、專利部門、金融機(jī)構(gòu)、風(fēng)險(xiǎn)投資方等共同參與。科研人員關(guān)注源頭創(chuàng)新，學(xué)校給予政策支持釋放科研人員的創(chuàng)新活力，風(fēng)險(xiǎn)投資方搞好中試，專利部門給予技術(shù)保護(hù)，金融投資機(jī)構(gòu)給予資金支持，企業(yè)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品市場化，各方合力探索一條市場化路徑，加速科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，帶動整個(gè)國家的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。”韓秀成說，就目前的國際和國內(nèi)大環(huán)境來說，全國上下團(tuán)結(jié)一心，打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)，這一仗我們必須要打，也一定能打贏。

來源：《光明日報(bào)》