趙吉賓：工程所需亦是心之所向

干思思

經過幾十年的快速發展，我國制造業規模已躍居世界第一位，“中國制造”已然聞名世界，但我國仍處于工業化進程中，與先進國家相比還有較大差距。

如何提升零件的性能，增加其疲勞壽命；提高設備的智能程度，降低生產成本，是我國制造領域面臨的諸多重大難題中的兩項。對此，中國科學院沈陽自動化研究所研究員趙吉賓交出了令人滿意的答卷。

為零件提性能

2020年，趙吉賓主持的國家自然科學基金重點項目“高性能薄壁件激光沖擊表面強韌化機理及精準調控技術”和科技部項目“高效智能激光強化裝備研制及在鐵路、航空領域的關鍵部件上的示范應用”完美收官。這兩個項目完美地銜接了基礎研究、高技術開發和工程應用，創造性提出了基于激光沖擊強化智能裝備的數字化工藝，成功解決了我國高性能復雜結構件表面強化延壽的“卡脖子”問題。

微裂紋是材料（特別是金屬材料）產生疲勞斷裂的主要原因，是材料在拉應力作用下，出現的缺陷或薄弱處，與主應力方向相垂直的長條形微細凹槽。要提升零件的使用壽命，就必須設法避免微裂紋產生或者將已產生的微裂紋去除。

自古以來，凡是神兵利器，則其材料無一不經受過工匠成千上萬次的捶打。據介紹，激光沖擊強化技術就是類似的道理，“使用激光沖擊的強大能量，用力捶打零件，提升零件的表面殘余壓應力，這不僅能夠使零件避免產生裂痕，還能對其表面的微裂紋產生愈合作用，因此零件就變得更加結實，壽命更長”。可在實際應用中，激光沖擊的能量過大，像子彈一樣一發一發地打在發動機葉片上后，就會造成葉片的變形。此時發動機葉片的壽命雖然提升了數倍，但也變成了結實的廢鐵，項目研究團隊花費了大量精力才得以解決這一問題。

目前，基于激光沖擊強化智能裝備的數字化工藝已在我國航空發動機整體葉盤生產線上成功投產使用，經過激光沖擊強化后，此型號葉片振動疲勞壽命提高5～8倍。除此之外，該技術還推廣應用于航空框梁結構件、渦輪盤榫槽結構、汽車輪轂等多個領域，填補了國內關鍵零件的數字化激光沖擊強化技術的空白。

趙吉賓參加學術會議留影

使設備更智能

當前我國制造業已經進入了蓬勃發展階段，但在高端制造領域中，一些像渦輪葉片、戰斗機窗蓋這種“高精尖”的零件卻仍舊需要依靠人手打磨。隨著產品質量精度控制愈發嚴格和生產任務的增加，傳統手工研磨拋光技術的弊端日漸凸顯，高端零件自動化加工技術的需求逐漸增大。基于此，趙吉賓及其團隊進行了復雜曲面零件的智能磨拋加工工藝的研究。這項工藝技術門檻非常高，想要做好更是難上加難，其關鍵性難題在于“如何使機器像人手一樣柔順”，屬于典型的“說起來容易，做起來難”。

一直以來，人們普遍認為機器人只是重復定位精度高，其絕對定位精度較低，因此無法采用機器人加工高精度零件。趙吉賓告訴記者：“我們要做的就是采用某種手段，使低精度的機器人設備能夠生產出高精度的零件。”項目組以戰斗機艙蓋及航空發動機整體葉盤作為主要研究對象，經過反復嘗試，成功突破了多項關鍵技術，建立了大尺寸零件的機器人智能制造裝備、控制、工藝及驗證技術群。

這項技術不僅對我國大型零件加工與機器人智能制造的發展起到了不可忽視的支撐作用，其更是一項突破性的研究，填補了我國相關領域的空白，意味著我國一部分高端零件的生產成本將大大降低。“原來幾個人工作數月才能生產出的零件，現在用機器人工作7～10天即可完成。”不僅在應用上，而且具有極高的學術價值。但趙吉賓顯然更愿意談論其應用價值：“我個人認為，做機械制造最重要的還是要面向應用，面向國家需求。”

失誤率相對較高是傳統手工研磨拋光技術無法避免的問題，零件在加工過程中出現失誤是時有發生的，隨之而來的就是巨大的麻煩和損失。面對質量問題，趙吉賓表現出了十足的信心：“使用機器人加工不會出現這樣的問題，我們不僅能保證工期，更能保證質量。”

要知道，即使我國在多年前就已摘得“國家工業皇冠上的明珠”，能夠自主研發航空發動機，但直到如今也無法擺脫進口發動機的“魔咒”。其中一部分原因在于，我國航空發動機核心零件的制造裝備無法滿足工程需求，許多重要裝備還需進口。因此趙吉賓及其團隊關于航空發動機整體葉盤/葉片自動化磨拋裝備與工藝的應用及推廣將會為實現“未來我國自主知識產權高端裝備市場占有率大幅提升，核心技術對外依存度明顯下降”的工業強國夢起到重要的推動作用。

詩和田野

趙吉賓之所以能取得相關領域的重大技術突破，離不開成千上萬次的反復實驗，他的人生之路也是如此。正是經過不同的嘗試，趙吉賓才找到了自己的“詩和田野”，并愿為其傾注一生之心血和熱情。

本科畢業后，并沒有想過從事科研工作的趙吉賓出于“人總得找份工作”的樸素想法，選擇到濟南鍋爐廠設計處擔任助理工程師。在他的回憶中，工廠里的一天是從吹號開始的，號聲一響就代表要開始工作了，待到下班，陪伴他的不只有同事，還有滿天的繁星。而令熱愛思想自由的趙吉賓最難以忍受的并不是嚴格的規定，也不是無休止的加班，而是每天重復被安排好的工作。他坦言：“我原來并沒有想得那么‘詩’，只是想著人要先工作掙錢。”但這段工作經歷給了趙吉賓更強的信號：無論如何，他都要自己選擇研究方向，追求心中喜愛的工作。為了避免生活變成死水，為了讓工作化作詩歌，為了追求更高的挑戰，趙吉賓毅然放棄了多數人看來穩定吃香的工作，重回高校學習。

可碩士期間趙吉賓依然不能確定自己未來的研究方向，和大多數人一樣，他并非只有一項愛好。大學本科時，雖然趙吉賓選擇的是機械制造工藝及設備專業，但同時他還學習了計算機專業的所有課程，這種熱情直到讀研也未曾減退分毫，并且此時他開始嘗試將自己喜愛的軟件與機械制造相結合。出于對軟件制作的喜愛，他曾在魯能積成電子擔任軟件工程師長達一年半，這也為他后來向智能制造工程方向發展奠定了基礎。

隨著時間的推移，趙吉賓心中的天平還是逐漸倒向了機械制造。2001年9月，他辭去軟件工程師之職，進入中國科學院大學攻讀博士學位，繼而來到沈陽自動化研究所學習和工作。在這里，他不僅獲得了知識，更看到了人生的方向。

中國科學院沈陽自動化研究所向來以工程需求為導向開展研究工作，受到這種氛圍的影響，趙吉賓很少進行純理論的研究，并日漸沉浸于研發實用性強的設備。與此同時，他延續碩士時期的嘗試，加強了軟件與機械制造的融合，當前趙吉賓研發的所有設備所使用的軟件都是他自己制作的。曾經在軟件制作行業的嘗試并未隨著轉行化作無用功，而是使得他有能力將激光沖擊強化、打磨拋光、增材制造等工藝集成在自己的軟件上，更加順利地推進研究工作。有過這幾段經歷后，趙吉賓深刻認識到：“人生最快樂的事不是掙多少錢，而是能做自己喜歡的工作并沉浸其中，這才是真正的幸福。”

雖然趙吉賓的思想總在自由地探索天際，但他的研究向來都是穩穩地立在地上，深深地扎根于生產實踐。平日里他最喜歡的事情之一就是到生產線上去，看看哪里用了他研發的設備。他說：“把論文寫在生產實踐中，比將論文發表在期刊雜志上更讓我高興。”

未來，趙吉賓還將繼續面向國家重大戰略需求，探索相關領域的技術突破，為促進我國裝備制造業轉型升級貢獻自己最大的力量。他相信不久的將來，一定能看到各個工業生產場合都有自己研發的設備在發光發熱，而這片立足國家需求奮斗的領域，正是他心中最美的“詩和田野”。