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

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研究所所長，中國機械工業聯合會綠色制造產業技術創新戰略聯盟理事與副秘書長；全國綠色制造技術標準技術委員會委員與副秘書長、再制造委員會委員；國際生產工程學會(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、教育部新世紀優秀人才、科技部中青年科技創新領軍人才；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。授權國家發明專利10項，制定國家技術標準4項，發表SCI/EI檢索論文70余篇。

11月8日，適逢機械工業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“機械工業科技創新領軍人才”榮譽，其應邀前來領獎且做《國際綠色制造技術進展及發展趨勢報告》。藉此，筆者有幸就綠色制造技術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》中首次比較系統地提出綠色制造的概念。在國內，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、合肥工業大學等都對綠色制造領域的相關理論和技術進行了跟蹤創新研究。

曹教授人很年輕，然而卻是國內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》這本專著，在國內較早地對綠色制造進行了系統研究。

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，開展了制造系統碳效、齒輪高速干切工藝技術及裝備、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與裝備”。YDZ3126CNC高速干切滾齒機成為了該公司目前的核心新產品。在機床再制造方面，依托綠色制造產業技術創新戰略聯盟和中國機電裝備維修與改造協會，團結了一批代表性企業，如與重慶機床、武重、宇環、廣數、華中等合作深入開展機床再制造成套技術及產業化工作，牽頭制訂了《綠色制造 金屬切削機床再制造技術導則(GB/T 28615-2012)》，填補了機床再制造領域國家標準為空白，合作企業均入選工信部再制造示范企業。

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的發展目前主要經歷了兩個階段：一是填補國內空白，解決“從無到有”問題；二是瞄準高端，解決“從有到優”的問題。相較而言，國外機床制造強國德國由于發展得早、時間長則不存在有無問題，他們形成了很好的產業配套布局與技術積累，在當前這個階段引領了機床行業發展的潮流。

就綠色制造而言，從其發展趨勢來講，上世紀90年代國際上學術界在綠色環保加工方面，重點研究了微量潤滑加工(MQL)、基于立方氮化硼CBN刀具的硬態干切、以及低溫加工技術；2000年后，開始關注機床能效方面的研究工作比如國際生產工程學會(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了機床能量管理系統，開啟了綠色工作模式。制造業有經濟屬性、環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，國內機床行業做綠色制造研究的多為在現有基礎上做優化，缺少真正的革新。

再制造是綠色制造的重要組成部分。就機床行業而言，我國的機床再制造目前的困境也是現實存在的。曹教授認為，主要是當前的機床再制造企業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，現有的這些機床再制造企業目前還未形成堅實“信譽”，再加上人才短缺、存在技術難度，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件回收利用就很有資源循環的經濟價值和節能環保價值。目前，我們國家的機床大部分是處于從普通機床向數控機床轉化的一個過程，以后機床結構將會逐步定型，有利于再制造重用；舊機床基礎結構件由于去應力充分，性能更穩定可靠，由于資源價格的不斷上漲、各種環保懲罰性措施越來越多的背景下，基于資源循環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服務的模式將機床再制造納入其核心業務之一，實現目前賣機床向賣機床+服務的模式的轉變，將進一步推動機床再制造的發展。未來作為第三方的機床再制造企業也會越做越大，通過技術和服務的標準化，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，降低再制造技術難度和成本，提高再制造綜合效益。

多向發展 主動倡導

對于機床的綠色制造技術發展趨勢，曹教授認為：一是從材料技術上發展，如礦物鑄件床身替代鑄鐵床身，不僅有更好的減震性、熱穩定性，還能減少在制造過程中產生的能耗和污染，還比較容易回收。二是從能效管理技術上發展。機床在運行中，大部分時間處于待機、停機或空行程狀態，比如電機和切削載荷不匹配，有冗余，能效管理技術如虛擬機床優化技術、自動化能量管理技術、加工過程監控技術能很好地解決這一問題。三是從工藝技術上發展，如微量潤滑技術(MQL)、高速干切技術、環保切削液的發展和普及應用等。四是要實現模塊化、輕量化設計。將綠色設計與模塊化設計有機結合，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、易于裝配性以及環境屬性。五是要實現更“宜人化”，盡量減少和消除產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。

對于機床行業企業如何更好地實現綠色制造，曹教授也有建議，他認為：一是機床行業應當大力倡導綠色制造理念，將高效、高質和節能環保、資源循環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“優化”，而是要以“革新”的態度去對待，通過產品創新設計實現綠色制造。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，從賣機床轉化為賣全生命周期的制造技術服務。

綠色制造是制造業發展的必然的趨勢，機床是制造業的工作母機，制造業發展綠色制造，機床行業首當其沖。在《中國制造2025》中，“綠色”散布其間，成為貫穿全文的主色調。“十三五”中，工信部將全面推行綠色制造，加快構建高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系；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、企業一起努力的話，正是恰逢其時。

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