中国工程院院士胡正寰:外国人做不到的,中国人做到了

2019-12-05 12:01:14 来源: 科学大师 网易号 举报
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采访|章剑锋

撰文|章剑锋

出品|网易科技《科学大师》栏目(ID:tech_163)

有些事情貌似不起眼,却不意味着就真的可以小觑,有可能只是因为它不被大众注意力和兴趣所触及,比如胡正寰院士的研究领域。

在胡正寰院士的会议室里,有一面墙是落地玻璃柜,柜子里排列着长短不一、粗细各异、形状不等的各种轴类与球类零件,这些是他倾注了半个多世纪心血的零件轧制成果。

中国工程院院士胡正寰:外国人做不到的 中国人做到了

胡正寰院士接受网易科技《科学大师》采访

不像手机、笔记本电脑那样,轴类零件是平常鲜少被人提及的产品,但这个领域也能出院士,颇能说明它的不寻常。

胡正寰是中国工程院院士、北京科技大学教授、国家高效零件轧制研究与推广中心主任,是我国轴类零件轧制技术的主要开创人。他所从事的轴类零件轧制技术具有高效绿色,并能在多个行业应用的特点,已经被国家列为重点推广项目。中国工程院的官网上,关于他的院士百科条目中介绍,胡正寰的研究成果使中国成为世界上少数全面掌握轴类零件轧制技术的国家之一。

“凡是机器,它都是由零件组成的,而轴类零件,是机器里面少不了的一种零件,无论是汽车、拖拉机、摩托车,这个技术它应用面很广,只要你做机器就有轴类零件。”

胡正寰告诉网易科技《科学大师》记者,轴类零件的成形,传统方法为切削和锻造成形。他在PPT上展示了他的轧制成形工艺,将之与传统工艺场景进行了对比,“一个它的生产效率高,原来的切削工艺是五分钟一个,它一分钟六个。第二个是它的材料利用率高,能节约材料、降低成本,原来的老工艺,它只有70%的材料利用率,那么新工艺可以提到90%多。这就提高了竞争力,现在国家不是提倡动能转化吗?这就是动能转化。”

在他PPT上播放的一段视频画面中,五年前,国内著名的鞍山钢铁公司在浇铸钢球的时候,完全是靠工人手工生产,需要一只一只在模具上面灌浆、浇铸,情景有点类似于乡间人家在晒场上手工压制煤球。这种生产模式不仅容易面临工人难招的问题,生产效率低、生产环境也不好。后来引进了胡正寰的技术,人工作坊式的操作变成了机械生产线,一分钟可以生产30个钢球。

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胡正寰说明,他的技术不属于“太尖端”的范畴,并不是解决从无到有的零件生产问题(“不是说这个零件他做不出来,就我能做出来,不是解决这个问题”),而是可以解决生产效率更高、质量更好、成本更低的问题(“它能够大量应用到各种传统零件的加工里面”)。

胡正寰的目标是要用自己的技术大范围代替传统零件生产工艺。他的轧制技术,至今已经在国内27个省市得到推广应用,推广了300条生产线,产品用在一汽、二汽、鞍钢、美国福特等著名企业,“累计生产约500万吨零件,每年要生产约20亿支零件”。不仅台湾地区和一些发展中国家有引进他的生产线,也出口美国、日本等多个国家。

为了钻研轴类零件轧制技术,胡正寰团队花了五十多年时间,穷其奥理,终于把它弄通,并真正走向产业化应用。胡正寰对《科学大师》记者说,之所以需要花这么长时间,就是因为这项技术过于特殊和复杂,非得下一番功夫不可。

这个过程中,不亚于一场马拉松,比拼的就是毅力、耐力和定力,同时期和胡正寰一样搞这项技术研究的,还有其他人,结果中途纷纷放弃了,只有他一路走了下来。胡正寰团队的成果,目前不仅是在国内处于领先,某些方面在国际上也是领先的。

60多年前,18岁的胡正寰响应钢铁强国的时代号召,进入北京钢铁学院就读(现北京科技大学),成为北科大首届学生。他这一代科学家身上,家国思想印痕深重,除了一头扎进本职专业,一生中几乎再没有其他更多的生活乐趣和爱好。同龄人退休后,差不多都是在家里遛狗、逗弄孙子,他承认,他没别的休闲项目,基本上都是在办公室和实验室里,和零件为伴。

85岁的胡正寰,在观察着时代的变化和需求形势的走向,他还试图实现更高的技术应用目标,其中,新能源汽车的轴类零件、火车轴的轧制,是他正在着手的新领域。尤其是后者,在他眼里,一旦实现,将会是跨越性的技术突破。

“我依然在这里,不懈地为自己的梦想工作着,”在今年夏天全国青少年高校科学营北京科技大学开营仪式上,面对在场的青少年学子,白发苍苍的胡正寰回顾了自己眼中半个世纪的时光变迁,他说,人活着是要有追求的,“我毕生的追求,就是将这项技术转化成现实的生产力,贡献社会。”

以下是采访正文:

美国企业开始也仿造,但是没成功

中国工程院院士胡正寰:外国人做不到的 中国人做到了

胡正寰院士接受网易科技《科学大师》采访

《科学大师》:您这个技术,为什么能走到世界前列?

胡正寰:这个技术和方法的原始思想,不是我发明的,是起源于国外的。我在北京钢铁学院读书的时候就留意到了。1958年我24岁,当时伟人有句话,叫不要迷信外国人,中国人看外国人是外国人,外国人看中国人不也是外国人吗?他们有的我们也应该有,而且我们要赶超英美。所以当时看到国外有这样的思路了,我觉得很好,那我就决定做这个技术。

由于我们长期坚持做,而且我们国家是制造大国,需求大,所以现在我们走在了世界的前列。怎么说是走在前列呢?因为现在包括美国、日本、俄罗斯、土耳其等国家,都有来引进我们这个生产线。大概我们目前是出口了18条,有的还在谈判。

现在美国的汽车凸轮轴还是用锻造方法生产,材料利用率很低。美国一看,我们这个凸轮轴生产比他们那个锻造要好得多,但他们的生产线已经建成了,规模也很大了,不可能再改,他把原来的生产线甩掉也不大可能。因此说,我们在凸轮轴等零件的生产上完全可以走出中国的创新之路。

《科学大师》:既然这个技术的发源是在国外,他们自己不会发展么?不担心他们奋起直追,反而对你们实现超车?

胡正寰:设备那我是最先进的,我为什么最先进?我是这么多年实践总结出来的设备,是不断改进出来的设备。那他们原来搞这种设备的可能就不行。我们在若干年前引进了捷克的楔横轧设备,他们是最早搞这个的国家,开始买回两台,轧一般的零件行,轧复杂高精度零件不行,我们的设备就可以。现在我们国家的设备,不仅不买国外的,而且我们还出口。还有很多产品国外做不了,我在做。

他们也有可能发展,但是一下掌握不了,包括现在国内有很多家也都在仿造我们的,不见得一定能超越我们,他们可能也会发展,但是没关系,我们不断的完善,不断的改进。

《科学大师》:看起来也就是一些零件,这个技术有那么高难度么?

胡正寰:它这个零件形状复杂,模具也就特殊,和一般模具相比,工艺复杂,技术复杂,它都是属于空间曲面,要靠数控加工。因此技术、设备有特殊要求,有一系列关键问题,怎么设计,保证精确成型,解决尺寸变形和质量的问题,专业工人也要培训,要知道怎么掌握技能,模具也有寿命问题,用什么样的材料和热处理才能确保它的寿命。

我们有一个专门做新产品开发的实验室,我们这里每年带30多位研究生在搞研究,这里面有很多技术问题和理论问题,要把它的基础理论搞清楚搞透,完全是我们独立自主搞出来的。我们轧出的产品,无论从精度,从复杂程度上,都是最高的,这就是我们为什么能走到世界的前列。

“我不是为了要发表论文而去搞研究”

中国工程院院士胡正寰:外国人做不到的 中国人做到了

图片来自网络

《科学大师》:您投入到这项技术的研究中,据说失败了很多次,是屡败屡战?

胡正寰:这个工艺最开始我就认为是好的,但是真正要把它变成生产力,要解决前面讲到的许多技术问题。当时我刚毕业不了解,是在实践过程中陆陆续续体会到的。这一系列的问题你没有解决,就不可能变成真正的生产力。当时一腔热血,想把它搞出来,国外有的,我也要有,国外没有的,想着我也能把它搞出来。那时候热情多,实事求是的少,科学态度少。

遇到问题,我们就一个个的解决,靠团队,还有跟企业合作,企业也在出主意,各方面努力把它搞出来。我们这个轴类零件轧制技术,并不是一下子就掌握的,我们走向产业化,前后研究了十多年,在包头搞成,完了再不断扩大到不同的品种上去,三十年后,才完全从工艺到设备到生产线,完整地拿下来。

最开始我们学校也有不同的声音,学校领导是支持的,但也有人说你本来是应该去搞冶金轧钢的,偏要跑到机械零件制造行业来,你这是不务正业了。我认为这个方向是对的,但是要攻关,要做工作,要坚持,现在当然大家没有异议了。现在都在讲创新,交叉科学都提出来了,我从冶金轧钢专业跨到机械零件成形,也是属于交叉科学。

《科学大师》:那么早的时候,您怎么就判断这个专业有前途呢?就不担心在这上面投入过多会打水漂?

胡正寰:在当时需要大量钢铁的大生产背景下,首先要看准方向,确定这个东西是国家的需要,对社会有好处,这个科研方向要看准,不是说投机取巧,选一个好做又意义不大的,光有名声的。第二点就是坚持,我认为这个坚持是非常重要的。因为我看准这个方向,哪怕有难度也要坚持。我那时候还不是院士,学校也照样支持我。

现在更是,我们国家现在是一个制造大国,需要大量的零件,像汽车中国一年销售快接近3000万辆,包括其他的设备,所以把这个技术的需求拉动起来了,这也是很重要的。如果都没这个需求,那你这个技术再好也没用。

这都是企业的需要,哪个老板都希望找到更好的工艺,降低成本、提高效率。因为竞争市场,如果你是老的工艺,你就没有生存的余地。

《科学大师》:我们采访过不少科学家,发现他们的科研之所以能够有成果,好像有一条共通经验,就是往往比人家更多地坚持了一下。

胡正寰:任何一个新的技术,就要有人专门去研究,坚持研究。包括国内搞我这个技术的,在早期,北京、山东、山西也有人搞,但是最后真正坚持下来的,一直不断的坚持克服问题,实现转化成生产力,那我一直在做。后来很多的高校就是发表文章就行了,申请专利就行了,干嘛吃那么多苦头呢?但是我是觉得转化成生产力是我的追求,我首先追求这个,完了再去发表文章、写书,这些是有了这个结果再去做的,而不是追求去发表专利,追求去发表文章。

我想再做一点大的事业

高铁已是国家名片 车轴却靠进口 85岁院士不答应

图片来自网络

《科学大师》:您已经85岁了,还有要攻克的目标么?

胡正寰:扩大应用,我们下一步,就是要把火车轴做出来。为什么火车轴到现在还没做出来?一个是火车轴大,长2.2m,直径是220mm,需要很大的设备才能把它做出来,就是这条生产线的投资还是比较大。第二个铁道部对安全非常重视,准入是有条件的,现在有很多企业家有兴趣,谁能吃这个螃蟹,可能是问题。

火车轴对我的科研生涯是非常重要的,因为它的意义更大,现在火车轴是我们国家的一个名片。我想再做一点大的事业吧,把这个火车轴搞出来。

《科学大师》:火车轴怎么就成了国家的名片?

胡正寰:铁路运输是我们国家的发展方向。我们国家的铁路发展水平,在国际上应该说是比较领先的,尤其在高铁上面,现在我们高铁快到3万公里了,占到全世界高铁的大概一半以上了。北京到武汉的高铁通车的时候,铁道部找了一些专家院士去参观、座谈,也可能是我从事相关研究的缘故吧,把我也请去了。

座谈会上,大家都充分肯定我们的高铁确实走在世界的前列。我也对此肯定,但是我说,高铁的这个车轴基本上是进口的。我说这个还没有做到完全自主,因为我为了搞测试我调查了。所以,任何一个东西都不能说是我们方方面面都领先,总还有不足的地方。

《科学大师》:那你们计划怎么做?

胡正寰:我现在做车轴不是一开始就做高铁车轴,我现在做普通轴,先让它投产,完了再做高铁轴,一步一步来。

大工匠重要,小工匠也不可或缺

高铁已是国家名片 车轴却靠进口 85岁院士不答应

图片来自网络

《科学大师》:您所处的这个专业领域,在社会上不是舆论热点和焦点,偏冷门,不被看重,这会影响到它的发展么?

胡正寰:不,现在全国机械行业的这个面,还是很大的,因为它需求量大,各个学校机械专业毕业生的量都不小。但是社会上很少宣传机械制造,它也不需要宣传,社会的需求摆在那里。现在机械类型的学校也有很多,包括名校像清华、哈工大、西安交大,都有机械专业,说明社会是很需要的。

现在社会上宣传的,一般都是高精尖的东西,什么航天器上天了,什么高铁了,好像只有这些才重要,这个宣传对不对?这个也对。但是,社会上需要的人才可不光就是这种,而且这种都是少数,大多数人还是要解决日常生产实践中的问题。

你们知不知道,最近我们教育上有一个很大的问题正要解决,就是培养高技能的工匠,就是我们社会这个高等教育观念,都认为要上大学,上研究生。但是你的眼界要往下看,现在是生产当中的好多问题,需要的是工匠。

我举例,我这个做模具,不光要理论上知道这应该是什么样子,还要能把它做出来,现在做模具的工人,社会上很难找。有些学校大学本科毕业生就业不如中职学校毕业的,会干活的人很重要,社会上大量需要这种人,你生产汽车生产拖拉机,都需要人,也不是都需要那种尖端的人。所以现在要增加100万职业学校的学生。

《科学大师》:在普遍愿意就读名校的氛围中,职业学校怎么能吸引到学生去?

胡正寰:改变这个状况,要有政策,让他们在社会上的地位也不低,德国就这样的,德国蓝领的地位在社会上并不低,和白领的待遇是一样的。

我的博士生毕业之后,和我们那些工人相比,工人的工资比他要高,博士生到后面的作用也可能慢慢上去了,但是你刚毕业的时候,不如我们的操作工人。我们的大工匠,能把整个东西做出来,小工匠,就是负责具体的一块,这种动手解决问题的人,不是光用计算机把它做做算算的人,我觉得都需要。所以这个职业学校还是很需要的,现在要把它地位提高。要逐步解决这样的观念:上职业学校低人一等,是考不上大学的下下之选。我(当年)考大学,就是几个专业,机械、电机、土木、建筑、水利,没有吃香不吃香的观念,主要还是根据国家大建设大生产的需要。

不能委屈了真正埋头实干的人

《科学大师》:我们中国的科研界,论文发表量很高,在我们这个领域怎么样,有没有论文发表量很高,但是科研转化率比较低的现象?

胡正寰:这个现象应该说在我们国家确实存在,因为什么呢?这跟我们的机制有关。现在大家不是都很重视自己的职称评审吗?教授、副教授、助教的评审。这和论文是直接挂钩的。科技转化成生产力,它没有评审的指标,也不好评,而且科技转化是很长期的一个过程,把一个新技术投产,可能要十年、二十年,这之前他要是助教,怎么升成副教授?那什么指标最容易评呢?你有专利没有,你有论文没有,靠这个来评。我的论文在什么地方发表了、检索是多少?这个要不要?要。但是唯一就不对了。

我们很关心这个问题,现在不是反对“五唯”吗?“唯”就是只有这个东西,不是说不要,但是把这个当成唯一的指标,那是不对的。

我讲的是工程界的情况,基础理论研究,那是另外一回事。因为大部分还是搞工程的,真正搞理论研究是少数人。

所以现在要转变,你真正的搞科研,踏踏实实、埋头苦干,可能干十年、二十年,真正做出成绩来,我也承认你,但是我们怎么出政策?用什么指标来衡量?譬如我科研真正转化生产力要20年,那你前十年用什么来评价他呢?要出相应的政策,给他们机制,这就是指挥棒的问题。现在好像正在制定这个政策。

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乔俊婧 本文来源:科学大师 责任编辑:乔俊婧_NBJ11279
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