浙工大张文安教授这个名字很拗口的研发项目，却让不少裁割机生产厂极大降低了成本、提高了效率

两获浙江省自然科学基金项目、获德国洪堡基金、“长江学者奖励计划”青年学者……这位在浙江工业大学“土生土长”的80后博士张文安，如今已是不少学弟学妹们心中的偶像。

从本科到博士，张文安都在浙工大求学，毕业后留校任教。如今，他已是一名教授，并承担着多项浙江省以及国家的基金项目。记者近日走进张文安的实验室，聆听了他的科研故事。

“我原先专注于做基础研究，在德国的一些所见所闻，改变了我的想法。”谈到如今坚持开展与产业紧密结合的基础研究，张文安说这还要从工业4.0的起源地德国说起。2011年，张文安作为洪堡学者赴德国凯泽斯劳滕工业大学交流学习，而工业4.0的概念正是由这所学校的几位教授提出的。

张文安发现德国规定应用型大学的教授要有5年企业工作经验，因此工厂一线的工人素质都很高。此外，德国非常注重基础研究与应用相结合，所有基础研究都有行业背景，从行业的真正需求出发开展研究。

德国的经历对张文安的触动很大，回国后，他花了两年多时间，建立了这个实验室。在了解到当前应用在纺织行业中的伺服运动控制系统存在诸多问题后，他和团队成员随即开展了网络化运动控制和多传感器信息融合估计方向的研究，裁割机便是他此项研究入手的第一步。

张文安告诉记者，在纺织服装和机器人行业中，多轴运动控制系统的应用已经非常广泛。系统需要在控制器和各个运动轴驱动器之间高频率、无抖动地交换控制和传感数据，以保证加工的高速度和高精度。然而，传统的运动控制中运动控制卡和伺服之间采用模拟量或脉冲方向的控制方式，存在着接线复杂、难以扩展、传递信息有限等问题，难以满足高速高精度控制要求。为了有效协调同步各个轴的运动过程，实现高精度的多轴运动控制，一个实时高效的数字通信网络是必不可少的。

经过了为期一年的攻关，张文安团队提出了基于标准以太网的多轴运动控制器的系统化设计方法，实现了有网络诱导时延情况下的标签裁割机的高精度轨迹跟踪，极大降低了现有基于嵌入式运动控制器的多轴运动控制系统的开发成本。如今，在浙江的一些裁割机生产厂，都能看到张文安的研究成果。

张文安说，自己的项目听起来拗口，其实就是通过高速工业以太网，将裁割机多条运动轴的控制系统集成到计算机上，改变了传统的芯片控制，在降低成本的同时也大大提高了效率。该项研究成果可应用于多轴运动控制系统的网络化运动控制器的设计，为推动运动控制系统走向网络化、开放型和智能型提供了有效解决方案。

记者还了解到，2016年起，张文安带领团队进行了基于视觉传感器的运动刚体位置和姿态捕捉问题的研究，该项技术还可望进一步应用于解决难度更大的手术刀导航问题。

“工业4.0的背景下要做与应用结合的基础研究，真正从需求出发，才能解决行业痛点。”张文安如是说。

来源：科技金融时报（记者 陈路漫 通讯员 钱昊）
编辑：王姝
校读：甘玲