日前,由丁漢院士、嚴思杰教授指導,華中科技大學與集萃數(shù)字制造裝備與技術研究所聯(lián)合培養(yǎng)的博士楊澤源,斬獲第15屆“上銀優(yōu)秀機械博士論文獎”金獎。
該獎由上銀科技股份有限公司(HIWIN)于2011年設立,并由中國機械工程學會組織評選,是國內機械工程領域博士論文的最高榮譽。此次獲獎,是華中科技大學在該獎項金獎上“零”的突破,也成為長三角國創(chuàng)中心“行本教育”的生動范本。

200多頁、十萬字,一份“知行合一”的答卷
楊澤源的獲獎論文《大型構件機器人柔順磨拋機理與表面質量調控研究》,主要面向我國大型構件高品質制造的重大需求,聚焦大范圍作業(yè)場景下,如何實現(xiàn)機器人自主的預測、規(guī)劃、決策等閉環(huán)調控。
“我在現(xiàn)場感受過。”這是楊澤源選擇研究方向的最初動力。
偌大的車間,幾十位工人“全副武裝”,身著防護衣,戴著“豬鼻子”口罩,站在腳手架上,幾十米長的大型構件,要靠手工一點一點打磨。“很多廠房沒有空調,現(xiàn)場漫天粉塵,甚至沒有合適落腳的地方。而工人們卻要憋在厚厚的防護服里,日復一日地勞作。”
這一場景,讓楊澤源所在的科研團隊看清了行業(yè)的“卡脖子”困境——傳統(tǒng)人工打磨效率低、環(huán)境惡劣、精度不穩(wěn),大型龍門機床又成本高昂、適配性差,大型構件加工領域迫切需要一種高效精準的解決方案。
2018年,楊澤源獲得本科直博的資格,就來到了數(shù)字所。在導師丁漢院士、嚴思杰教授的指導下,楊澤源充分沉浸在一線環(huán)境中,深切地理解了產業(yè)的痛點和國家的戰(zhàn)略需求方向,也更加深刻地理解了“科研”能夠帶來的價值和意義。
大型構件機器人磨拋的研究,是一個復雜的系統(tǒng)性問題。在數(shù)字所,有學術大咖提供理論指導,有師兄們孵化的企業(yè)提供實踐基地,有經(jīng)驗豐富的工程師與同門們提供技術支持。而且,“我們樓下就有一輛20多米長的高鐵車體,直接從現(xiàn)場拉過來的。
這讓楊澤源倍感珍惜。由于研究對象尺寸巨大,每次實驗都需要好幾位師兄弟齊上陣才能共同操作完成,經(jīng)常悶頭干到兩三點,“沉浸進去了便不會感覺疲倦”,這是每一位科研人的堅守。
直到24年底畢業(yè),200多頁、近十萬字的論文成果才終于成形。幾年來理論與實踐的反復碰撞、磨合,日漸形成了這份“知行合一”的答卷。
“讓機器人自己知道,哪一個位置是最好的”
“上銀優(yōu)秀機械博士論文獎”以評審規(guī)范嚴謹、寧缺毋濫而聞名,金獎多次空缺,其卓越學術聲譽備受業(yè)界認可。
本屆評選,共吸引了兩岸四地52所高校優(yōu)秀博士參與。經(jīng)過學校限額推薦、形式審查以及170余位函評專家初審、復審評議,最終來自清華大學、上海交通大學、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學、大連理工大學等21所高校的32篇論文進入終審答辯,經(jīng)10余位院士專家聽取匯報并質詢答辯后,評選出26篇獲獎論文,其中金獎只此一篇。

大型構件機器人加工,要保證最優(yōu)設置,就需要不斷調整優(yōu)化。傳統(tǒng)方式里,每次調整都是個“大工程”,少則數(shù)日多則一月。而楊澤源博士論文中一個很重要的工作,就是將這些數(shù)據(jù)模型化并計算最優(yōu)方案,“讓機器人自己知道,哪一個位置是最好的。”
楊澤源提出了加工質量與誤差動態(tài)作用下的機器人末端加工精度主動調控與保障方法,實現(xiàn)了大型曲面構件機器人磨拋誤差動態(tài)補償與質量提升,應用于高鐵白車身、大型風電葉片等制造過程,有效降低了機器人作業(yè)誤差,并將數(shù)天的調試時間,縮短到了十幾分鐘。
楊澤源不僅參與建設了國內首條高鐵白車身機器人柔順磨拋產線,助力實現(xiàn)了“復興號”高鐵平整度優(yōu)于0.5mm/m的高品質磨拋,還參與了大型跨聲速風洞構件機器人加工系統(tǒng)的優(yōu)化以及飛機蒙皮機器人磨拋質量調控等重大項目,突破了機器人加工精度保障、柔順力控打磨等關鍵技術,為我國高端裝備制造提供了重要支撐,作為主要參與人獲得了機械工業(yè)科學技術發(fā)明特等獎。
這都讓楊澤源深感自豪。“項目從哪里來?就是從國家和一線企業(yè)的需求里來的。我們以產業(yè)的真問題作為研究課題,又把我們的研究成果,真正應用到了一線去。”
行本教育:把論文寫在祖國大地上
楊澤源學術與實踐高度融合的科研之路,得益于華中科技大學“培養(yǎng)卓越工程師”的育人理念,也得益于長三角國家技術創(chuàng)新中心“產教融合聯(lián)合培養(yǎng)研究生”的創(chuàng)新實踐——這是長三角國創(chuàng)中心“行本教育”理念下的重要一環(huán)。
對于楊澤源來說,這一模式最重要的,就是把學術和實踐導師、一線技術人員、各種產業(yè)問題……都聚到一個平臺上,多維度地觀察和解決一個實踐問題:我們的研究所,正在關注什么樣的國家戰(zhàn)略、攻克什么樣的技術難關?我們的那些孵化企業(yè),正在面對什么樣的市場考驗?我們一線的工人,最期待什么樣的流程和工具改善?
“你每天沉浸在這些問題中,就會不自覺地反觀自己的學術研究。你會去想,我們到底為什么而出發(fā)?”

導師丁漢院士、嚴思杰老師,都一再強調要做“頂天立地”的研究,這也成為楊澤源進行學術探索的重要遵循。“‘頂天’,就是要發(fā)高水平的論文,有理論上的突破;‘立地’,就是一定要能夠解決真正產業(yè)上的實際需求、解決一個或一類的問題。”
每次與導師的交流,楊澤源都要提前做好功課。丁老師的提問總是追到“最后一毫米”。從國際前沿到機理邏輯,再到數(shù)據(jù)細節(jié)——最新水平在哪里?方法為何有效?邊界與不足何在?數(shù)據(jù)是否可靠、誤差從何而來?因此你不僅要有好實驗結果,更要把背后的邏輯講清,把“現(xiàn)象”講成“必然”。
丁老師的追問,讓楊澤源養(yǎng)成了“自我追問”的思考習慣,更讓他多科研多了一份嚴謹和敬畏。而嚴老師也數(shù)十年如一日在無錫從事產學研研究,為此還在無錫“安了家”,晚上一有時間就拉著學生們一起到家里做飯,邊吃飯、邊討論,回去后再接著干。這種“手把手”的教學、“四兩撥千斤”的點撥,總是讓楊澤源感覺“醍醐灌頂”、茅塞頓開。
一個“微生態(tài)”也在支撐著楊澤源的研究。“研究院有很多技術人員可以請教;還有一些在創(chuàng)業(yè)的師兄,他們更了解市場、了解企業(yè)需求。”這讓楊澤源可以高效地交流很多工程技術上的問題,也會在“從技術到產業(yè)”的推動中,有意識地主動考慮實際應用的場景與成本問題。
他明顯感受到,基于實踐的培養(yǎng),目標會很明確,對問題的洞察也會更敏銳。與此同時,數(shù)字所組織的學術沙龍/創(chuàng)客學堂的講座、院企交流等活動的舉辦,也讓駐扎在無錫的學子們在學習和生活方面更加豐富多彩。
目前,楊澤源正繼續(xù)跟隨丁漢院士與嚴思杰教授從事博士后研究。面向國家重大需求,他已經(jīng)參與“機器人化智能制造”等國家級重大項目3項;發(fā)表SCI論文20余篇,取得授權發(fā)明專利10余項。
楊澤源也期待,未來自己的研究可以更加深入,并且應用到更多樣化的產業(yè)場景中。就像他在獲獎感言里的那句話——
把論文,寫在祖國大地上。

