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潘建生:上海交大“一线院士” 80岁高龄仍去工厂

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他80岁高龄仍下车间,勤恳坚守60余年。他深入一线开展研究,不断取得核心关键技术突破,撑起行业大旗!他就是材料科学与工程学院的潘健生院士。上海交大林忠钦校长在2017年研究生毕业典礼演讲中寄语:仅有志向和选择,还不足以让一个人有所成就,坚守、勤奋和踏实等精神品格往往更为重要。林忠钦用交大“一线院士”的故事诠释了这种可贵的品格。

盛夏,上海重型机器厂(下文简称“上重厂”)锻造车间里,200吨重的合金钢柱烧得通红,表面温度超过1000摄氏度,室内也被“烤”到40摄氏度以上。一旁,工人的制服和上海交大老师的衬衫一样被汗水浸透,没人顾得上擦一把汗。

这是CAP1400我国自主知识产权第三代核电大型铸锻件研制现场的一幕。

“我们合作过的院校不少,像这样能跟工人们并肩‘蒸桑拿’,且年复一年如此的教授,未曾见过。”上海重型机器厂董事长吕亚臣说。不谋而合,上海交通大学潘健生院士也有同感:与交大有项目合作的国内外大企业中,像上重厂这般尊重知识并毫无保留开放的,也很少见。

大锻件是核电装备的基础材料,是上海高端制造必须攀登的高峰,也曾是卡在中国核电装备业咽喉中的骨鲠。从完全引进的第三代核电AP1000,到自主创新的第四代CAP1400,上重厂和交大6年来你来我往,上演了一出“产学研”合奏之曲。 

从分歧到分工合作 

 上重厂与上海交大比邻而居。2006年,上重厂的技术工人因为大锻件生产上的一个急问题,开了十分钟车,来到交大求教。

 “就是帮邻居一个忙。”当时交大老师们想法很简单,但一次小小的“出诊”,让热处理专家潘健生院士看到合作的契机。

年逾七旬的老院士来到上重厂,表达科研合作意向时,企业有些犹豫。“大学体制和工厂完全不同,容易各想各的。”吕亚臣说,上重厂之前也与一些高校做过产学研联合攻关,但企业想着出产品,院校看重出论文。这边产品还没通过验收,那边的论文已经公开发表了。

刚开始,上重厂看到两位交大教授带三名博士每周来厂子,尊敬是尊敬,但对他们的能力多少有些不信,特别是生产一线的老技工,总把他们看成“象牙塔里的秀才”。

 “一定要主动去,一定要谦虚,潘老师不止一遍叮嘱我们。”交大材料学院教授、潘院士的弟子顾剑锋对恩师当时的教诲,至今记忆犹新。深入一线的教授们,与工厂技术员从早上谈到午餐时间,聊技术、谈工艺,一直到饭菜冰凉。而且,教授们管事,能帮上重厂解决生产线上的难题。

不信任的隔膜很快消失,上重厂也向交大团队敞开一切,毫无保留。合作之初,双方跟着项目走,还要签订保密协议;随着合作深入,双方开展战略合作,目标瞄准长远,再不需要为了具体项目签合同。

彼此信赖中,上重和交大逐渐找到了各自在产学研中的角色定位。上重有交大放不下的生产设备,有实践经验丰富的“老师傅”;交大有上重无力配备的仪器装置,更有潜心科研的专家资源。“对厂里来说,交大等于企业外部的研究基地;对学校来说,上重恰好成为科研成果应用与验证的一线实验室。”上重厂总经理、教授级工程师戴世杰表示。 

工厂出题高校作答 

在上重与交大的合作中表现为:企业出题,高校作答。“工厂需要技术成果,更要生产力。”吕亚臣说,他和交大教授接触时,首先会讲清楚企业的需求是什么、攻关的难点在哪里。

上重厂热处理车间里有个11米深、11米直径的巨型水槽。平时水面似镜,当近千摄氏度鲜红的锻件淬火时,水流便飞速旋转,锻件迅速冷却,也是大锻件材料性能塑造的过程。但在过去,大水槽用底部冲入压缩空气的方法,底部灌入压缩空气,像金鱼缸一样往上冒气泡,加速水流来进行热处理。这是过去行业的惯例,但效果一直不好,是上重厂头疼的难题。

领命之后,潘院士一次次爬上高高的水槽顶部,看了又看;生病住院时,盯着输液瓶看;回到家,又对着金鱼缸反复观察……终于他得出结论,这种热处理方法,其实根本没有用处!因为,用空气带动水流,会让空气附着于材料表面,影响降温效果,也无法控制降温过程。于是,重新设计冷却水槽,用旋转水流替代,并能根据不同锻件,设计不同水流方向,难题就这样攻破了。

高校作答的关键在于,知其然,更能知其所以然。国内核电大锻件与发达国家最大差距在于材料,为了核电站的安全需求,必须精益求精,但企业没法做基础研究。于是,他们把生产线上的材料残片一次次送到交大的实验室,委托教授们研究。教授们如获至宝,至今累计制作了3000多张金相照片,通过放大上万倍的电子显微镜分析机理、比对成分。“一张照片要看几个小时,分析出结果后,再反馈我们。”这些实验室分析,帮了上重厂大忙。

“和交大联合研发之前,上重厂在核电市场的规模不大,技术水平却只能适应二代核电;如今,三代核电大锻件获得全面突破,经6位院士和5位同行资深专家组成的专家委员会成果鉴定,认为上重核电大锻件制造技术已进入了世界第一梯队。”上重厂总工程师凌进说。 

研究一定要去现场 

产学研的战略协议签订后,上重厂考虑到潘老年纪大需要休息,也为体现重视,就在厂内专门设立潘健生院士工作站。然而,工作站多年大门紧闭,门把手上都积起了灰。

不去工作室,是因为根本没空。一到上重厂,车间就像有魔力一般吸引着潘老和师生们,除了到一线看生产、看设备、记参数,一有空就拉着技术工人们聊工艺,工作室反倒无人问津。

潘教授的学生顾剑锋回忆,他和几名博士生第一次在潘院士带领下来到锻压车间,站在中学课本上的那台“万吨水压机”实物面前,看到火红的巨大钢锭锻造成形,哪怕再“满腹经纶”,也感到无比震撼。

潘院士的行动,更让交大师生们明白什么叫“到现场去”。合作起步时,上重接到一份直径1.4米转子订单,由于难度特别大,试制过程中,一条1米多大裂缝在转子顶端出现。潘院士获悉后,马上带人到车间,自己盯着裂缝整整看了一个半小时,像推理破案一样寻找“蛛丝马迹”。回到学校,他又带领弟子用计算机模拟,终于发现冷却和生产装备设计不合理等失败原因,上重厂据此改进了工艺,获得成功。

有了现场的实战经验,让上海交大也尝到了甜头。大型铸锻件所用的材料成分、组织复杂,从金相照片中观察到的现象“稀奇古怪”,让见多识广的潘院士也颇感惊讶,从中也挖到越来越多“学术金矿”。继核电大锻件攻关项目之后,最近,交大牵头联合上重又承担起国家973重大基础研究项目。

“对于我们这些学工科的,这才是真正的成就感。”顾剑锋说道,没到上重厂之前,材料学院的一些合作研发项目,仅仅停留在实验室阶段,就算技术上成功了,也不知实际效果如何。如今,常年泡在车间里,交大教师们论文照写,论文质量却大不一样,抓得住研究重点,给得出解决方案,常能写出有国际影响力的论文。“就连给学生讲课,过去照本宣科,学生没兴趣,现在到现场讲授,每个人都瞪大眼睛,认真得不得了。”顾剑锋说。 

潘健生,上海交通大学材料科学与工程学院教授。2001年12月当选为中国工程院院士。自1959年从上海交通大学毕业,就一直从事热处理研究工作。在他的实验室、办公室里,挂着热处理的分析图片,摆放着许多来自工厂的试样和工件。学生们说,因为潘教授严谨的学术风格和对学生的耐心,他的实验室几乎变成了开放的“咨询中心”。不仅他带的硕士和博士们在这里接受他的指导,上过他课的本科生也喜欢到这里请教问题,还有不少生产企业的技术人员慕名而来;他也经常深入到工厂生产第一线。他所开发的热处理计算机模拟技术,已经为20多家工厂解决了生产中的疑难杂症,创造了可观的经济效益。

何洛先 徐蒙
解放日报