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在国家需求驱动下“三敢三求”做真科研
——记全国高校黄大年式教师团队、海洋装置与控制技术团队
作者
谷雪
来源
新闻中心
点击数
更新时间
2022-06-27

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研制的水下无人航行器三次获得习近平总书记肯定,荣获2020年国家科学技术进步二等奖;研制成功国内首套最高级别动力定位系统并形成产业化应用,创建国内首个船舶动力定位系统操作培训中心;研制我国首个两栖平台的自动驾控系统……

全国高校黄大年式教师团队、我校智能学院海洋装置与控制技术团队用40余年时间,历经几代人,始终紧扣国家需求,凝练积淀“三敢三求”团队文化,深耕海洋运载器的控制理论和工程应用研究,研制出一系列服务海洋强国建设的国之重器,为建设海洋强国发出哈工程声音。

团队完成某无人航行器验收试验

只要是国家急需的就去干,只要是代表未来发展方向的就去谋

“科技工作者只有把自身技术优势与国家需求方向结合起来,想清楚自己的专业与国家需求的相关性是什么,不怕‘题’小、从‘新’入手、持之以恒,才会越走越宽、越站越高、越望越远,最终登上科技创新的顶峰。”这是研究所已故创始人、学校终身荣誉教授边信黔教授关于“做什么样的科研”的深刻认识。在他的带领下,团队在哈军工以来潜器技术积累基础上不断拓展国家急需的新科研方向,努力将船舶动力定位技术、两栖平台驾控技术、水下无人航行器技术三项技术锤炼为行业认可、国内领先的“看家本领”。

上世纪九十年代,水下航行器的研究主要集中在定点作业。边信黔敏锐地看到水下航行器在海洋开发应用中的需求,1998年,他就提出要做长航程的水下无人航行器。当时国内甚至没有“长航程”和“无人自主”的相关概念,长航程水下无人航行器的要求更复杂,需要一套崭新的技术体系做支撑。

“什么都没有,如果做不出来怎么办?”面对质疑,边信黔当机立断:“只要是国家需要我就敢做,这可能实现从无到有的跨越。”

边信黔具有核动力学、自动控制等多学科交叉的教育背景与国外lol联赛竞猜经历,这形成了他“敢为”的技术底气。他向无人领域研究的专家请教lol联赛竞猜,带领当时七八个人的团队开始相关探索,形成关于长航程水下无人航行器的研究设想。

2000年,“水下无人航行器”获准国家重大基础研究计划立项,边信黔任技术首席专家。经过7年攻关,这个由不同单位、不同专业人员组成的“国家队”,突破了水下无人航行器总体优化、自主控制等关键技术,研制出某型综合集成试验平台,并成功地完成了湖海试验。项目2008年获得国家科技进步二等奖。

团队进行首套DP3动力定位控制系统海上试验

随着世界海洋资源开发走向深海,被称为“定船神针”的船舶动力定位技术成为我国海洋开发急需解决的难题。1983年,边信黔带领团队率先着手研发船舶动力定位技术,他提出了风前馈、状态反馈和预测解耦控制算法,掌握了动力定位技术原理,创建了国内唯一能生产动力定位产品的研发基地。2014年DP3验收成功,在国内首次获得中国船级社船用产品证书和型式认可证书,我校成为国内最早获动力定位系统全系列产品CCS认证的单位。

两栖平台对国家近海地区的海洋开发有重大作用。2002年,国家开始两栖平台的自动驾控技术研究。团队抓住机会,决定啃下这根“硬骨头”。在动力定位技术研究的基础上,边信黔大量查阅国内外关于两栖平台相关技术的文章,研读两栖平台驾控原理。他凭借对关键技术问题的精准把握和解决设想,带领团队拿下两栖平台自动驾控技术项目,成功解决了两栖平台自动安全驾驶等关键技术。在此基础上,团队成功研制了国内首套两栖平台自动驾控系统,并实现交付。

团队前瞻布局研究方向,只要是国家急需的就去干,只要是代表未来发展方向的就去谋,所有成员都牢固树立着两种意识:一是研制能用、好用的产品,二是始终瞄准下一代先进技术。在成功研制我国某首型水下航行器后,团队又连续承担了两型新型航行器的研制任务,率先在航行器集群、跨域协同等前沿创新技术领域取得突破性进展,解决了水下无人航行器总体集成优化、航海、作业、自主控制等难题,实现水下无人航行器从0到1,再到100的跨越。

恪守“三敢三求”十二字箴言,一次次啃下硬骨头

走进学校41号楼,在海洋装置与控制技术研究所工作场所的墙壁上,镌刻着“敢想、敢为、敢赢,求真、求实、求严”的十二字箴言,这是研究所成立40年间,在解决科研真问题的实践中形成的“三敢三求”文化。研究所的每一位老师、每一个学生的第一课都从了解它的内涵和意义开始。

我国的海岸线绵长,且大部分都是近岸浅海,海洋地质结构极其复杂,水下弱观测弱通信的海洋环境对于水下无人航行器的智能化、可靠性等要求越来越高,要做好这项事业,各个学科知识要学、要懂、要融会贯通,遇到难点就要有“三敢三求”的劲头。

团队协作进行航行器集群试验

敢想是跟踪前沿技术,敢于创新;敢为是做任何研究都要与实践结合;敢赢是最终要把事情做成。在水下无人航行器研究这一领域,有太多的未知需要用“三敢”精神去探索,需要创新思维去解决。

动力浮标是船舶等设备用于定位、观测的重要工具。一次在设计与研发动力浮标时,团队现任“掌门人”严浙平教授摒弃了以往的圆形形状,从钓鱼的鱼漂处获得灵感,创新设计了立式的流线型浮标,使它具有动力特性,能够搭载声学探测载荷,在复杂海况中能够自主调节稳定性,在水下能够自主控制,保持良好形态。这种设计契合了用户需求,在招标竞争中脱颖而出。目前,该设备已经设计完成并应用。

从边信黔到严浙平再到张伟等团队几代人都深刻认识到创新不是雾里之花,要在符合客观规律、符合真理;实事求是、踏踏实实;严格严谨严密,恪守哈军工传统的“求真、求实、求严”中体现。

“对待科研工作要精益求精。”某型水下航行器的研制时,边信黔担任总设计师,在他的指导下,团队教师张宏瀚一周之内画了近30张设计图纸。“当时我们每天至少开两次会讨论,到终稿确定总共设计了100多种方案。” 张宏瀚说。

一个产品达不到自己最理想的状态,它的设计就没有完成。张宏瀚接过前辈手中的接力棒,目前从事水下无人航行器的总体设计工作。

团队在试验现场开展航行器集群试验

团队成员牢记边信黔提出的“细节决定成败”:试验航路要三人校核,试验操作要双人确认,试验结果要对比分析;试验前必须进行仿真推演,试验后必须进行数据复盘,并实行“教授会”制度和内部评审制度,重大事项的决策要经验丰富的教授集体讨论做决定。

“要想知道梨子的味道酸不酸,要亲身试过了才知道。”为了得到试验的一手数据,60多岁的边信黔坚持随船出海做试验,跟年轻的小伙子住板房,顶着烈日盯数据;严浙平在试验现场根本闲不下来,拽绳子、拧螺丝都要自己动手;张伟出海遭遇台风暴雨、锚绳断裂的险情;陈涛身先士卒,寒冷的冬天在海上漂了两个小时,保证设备安全回收……对这么一帮有着“三敢三求”精神的人来说,解决一个关键技术、完成一个科研问题就是最大的快乐。

立足国家需求做真科研、产出真成果,是团队“敢”与“求”的目标指向。从边信黔到严浙平,再到张伟、徐健、王元慧、陈涛等一批70、80后青年专家,团队一次次啃下硬骨头,让多项技术实现从无到有的突破,多个项目高质量高水平完成。

“哑铃”模式做大做强,迈开“两腿”行稳致远

“高端设备的国产化研发,要组建国家队协同创新。”严浙平说。他提出“两头在外,中间在内”的“哑铃式”科研组织模式,以水下无人平台总体为牵引,系统协调配套,国内多单位协同攻关,形成“小核心大外围”的技术路线。

团队联合校所企开展声纳设备国产化测试的工作

在研制服务国家战略的水下航行器时,团队牵头负责总体设计和关键技术研发,与校内多个学科紧密融合,国内多家单位共同攻关。团队还积极与相关研究单位开展水下无人航行器导航、声纳、推进、连接器等关键设备的协同创新,实现从研仿到改进、到器件级的水下无人平台生产的自主可控。

在研制DP3船舶动力定位控制系统工程样机时,学校与海洋石油工程股份公司、中船集团、武汉船用机械有限公司、中国船级社等优势研究院所和企业单位合作,组建实力强劲的“国家队”,历时4年取得了重大成果。团队掌握了该系统的设计、工程样机研制、集成和海上试验技术。

水下无人航行器涉及多个学科,但最核心的部分是智能控制,相当于它的“大脑”,而这恰恰是团队的优势。团队从第一代掌门人边信黔教授开始,就十分重视对基础理论和前沿知识的不断lol联赛竞猜,这是团队能持续站在行业前沿的重要原因。

团队指导学生进行设备工艺设计和组装测试

“以国家需求和船海行业需求为导向,从单一技术的攻关,发展为几个关键技术的研究,再扩展为成果转化的跟进,形成一个有机系统,在面对复杂研究时就可以形成合力。”团队核心成员张伟教授说。在解决真问题中实现技术创新,在创新成果转化中发现新的问题去攻克,团队能够始终下沉科研一线,了解国家和行业前沿的需求。坚持技术创新和成果转化“两条腿走路”,是团队能够始终瞄准国家和行业需求的“法宝”。

正是在研究船舶动力定位系统过程中,团队发现水下动力定位这个新方向,1997年研制成功国内首套远程操控水下潜器(ROV)的动力定位系统,为水下机器人的自主控制创新积累了研究经验;在船舶动力定位技术和装置的工程实践中,团队成功研究出“对线控位”的新概念和新算法,成为“浅海管线检测和维修装置”的创新发明点。

在建设海洋强国战略目标的指引下,团队以“为满足国家需要作出自己特有的贡献,在民族复兴大任的征程中留下一点痕迹”为目标,深耕动力定位、两栖平台驾控、无人航行器等方向技术研究,在实现海洋强国梦的征程中奋勇前行。

编辑:霍萍  审核:赵琳琳
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