董天云——工业信息化时代先锋

在工业4.0时代，没有机械工程师的配合，自动化工程师和软件工程师无法真正做出优秀的成绩。在工业生产中，机械工程好比是工厂的骨骼和肌肉，电气就是“血管”，而自动化和信息化软件相当于“神经系统”。像人体一样，只有各个器官联合作战，才能做到完美，工业体系也不例外。而作为中国著名的机械工程师，董天云先生深知机械工程在工业体系中的重要性。

董天云从小就对机械有着独特的喜爱，虽然没有考取自己喜欢的工科院校，但是他从来没有停止过对机械工程领域的探索和研究。课余时间，他不是旁听工科院校的机械课程，就是投入到机械学科书籍的海洋之中。这为他日后在机械及金属制造领域中赢得一片天地打下了良好的基础。

毕业后，遵循自己的爱好，董天云进入机械领域任职，一干就是十多年。在此期间，他对机械及金属制造从金属材料、液压设备到电子设备仪器仪表等相关分支领域均积累了丰富的经验。工作同时，他更是同时代赛跑，同行业中，他率先探索、学习物联网、人工智能、大数据等尖端信息化科技技术，并将这些先进的技术融合到机械及金属制造领域，自主研发了多项原创性技术成果，填补了该领域多个空白，解决了诸多行业中长期存在的技术短板，有力地提升了行业的技术水平，让这一领域真正走上了智能化和自动化的产业升级之路。

从2018年9月开始，他研发的基于卷积神经网络和多任务网络技术的液压设备控制系统V1.0、基于Faster RCNN技术的金属材料工件表面缺陷检测系统V1.0、面向轴承的物联网智能生产线过程控制系统V1.0、基于K-means阈值算法的智能车床功率监控系统V1.0等技术成果陆续面世。特别是去年问世的基于K-means阈值算法的智能车床功率监控系统V1.0，深深震撼了整个机械行业。

现如今，数控技术的迅速发展为数控机床的智能制造、网络化生产等自动化制造模式提供了十分便捷的服务，但也对数控机床加工的可靠性、安全性等提出更高的要求。那么如何保障数控机床的可靠性，降低设备的故障率就成了所有数控设备生产企业长期以来共同面对的难题。董天云在实践中发现，保障数控机床的可靠性，降低设备的故障率的核心办法在于对数控机床加工状态进行持续安全高效的监控。

他认为，机床加工过程中的电流、功率、切削力、温度、转矩等信号状态都直接影响着机床的可靠性和安全性，对机床加工状态实施智能监控，实时评估机床运行状态，并对故障进行预测与分析，能够有效优化加工工艺和预测机床故障，大幅提高机床的稳定性和可靠性。因此他研发了基于K-means阈值算法的数控车床功率监控系统V1.0。该系统是基于LabView和Matlab联合编程建立的数控车床功率监控平台，董天云创造性地利用LabView的信号处理与Matlab的K-means算法使系统能够适应不同加工参数下的机床加工状态监控。相比过去的机床状态监控系统，该系统由于融合了K-means算法，体现出了巨大的优势。第一，K-means聚类算法能够有效划分各切削功率梯度，大幅提高了监控效率及准确性，由于K-means算法作为机床切削功率监测的一种解决方案需要大量的数据支持以满足监控的准确性，而系统中内置的数据挖掘技术给其提供了海量数据的支撑；第二，K-means算法可以有效选取功率样本值以及选定代表性强的Ｋ值，大幅提高聚类结果的准确性和稳定性，为加工参数的设定提供精度极高的参考依据。此外，该系统还加入了智能监控报警功能，系统会随时自动将切削功率计算值和监控上限值比较，当切削功率超过监控上限值即发出报警。

“基于K-means阈值算法的数控车床功率监控系统V1.0”在2021年2月首次发表以来，对于机械企业的帮助是巨大的，广受市场推崇，我国著名技术推广公司沈阳惠尔智业科技有限公司负责人就曾对该系统有过很高的评价，他认为，“该系统的可靠性、先进性和创新性都远超传统的机床监控系统，其最大的创举就在于不受机床加工状态影响，任何状态下都能进行精确性极高的监控，该系统的应用能够极大地提升机械企业的生产效率，有效降低工作成本，可以说，这是我国机械行业又一个具有国际领先水准的技术成果，应用前景巨大！”

众多科技攻关成果的问世，让业界对这样董天云这个天才机械工程师有了全新的认识，他在行业的影响力也与日俱增，就在去年，他在第十八届中国科学家论坛上一举斩获了“2021机械工程科技创新优秀发明成果”和“‘十四五’机械工程科技创新先锋人物”两项大奖，成为中国机械行业最耀眼的“明星”。

当前，工业4.0不断深入，其中重要的技术驱动力如柔性生产模块、柔性工厂内部物流传输系统、cobot机器人人机协作、3D打印、虚拟现实和增强现实技术，都是机械工程师最能发挥的领地。相信，董天云作为中国顶级机械工程师在未来的机械领域必将大有作为。（孙平/文）