中國工程院院士胡正寰:外國人做不到的,中國人做到了

採訪|章劍鋒

撰文|章劍鋒

出品|本站科技《科學大師》欄目(ID:tech_163)

有些事情貌似不起眼,卻不意味着就真的可以小覷,有可能只是因爲它不被大衆注意力和興趣所觸及,比如胡正寰院士的研究領域。

在胡正寰院士的會議室裡,有一面牆是落地玻璃櫃,櫃子裡排列着長短不一、粗細各異、形狀不等的各種軸類與球類零件,這些是他傾注了半個多世紀心血的零件軋製成果。

胡正寰院士接受本站科技《科學大師》採訪

不像手機、筆記本電腦那樣,軸類零件是平常鮮少被人提及的產品,但這個領域也能出院士,頗能說明它的不尋常。

胡正寰是中國工程院院士、北京科技大學教授、國家高效零件軋製研究與推廣中心主任,是我國軸類零件軋製技術的主要開創人。他所從事的軸類零件軋製技術具有高效綠色,並能在多個行業應用的特點,已經被國家列爲重點推廣項目。中國工程院的官網上,關於他的院士百科條目中介紹,胡正寰的研究成果使中國成爲世界上少數全面掌握軸類零件軋製技術的國家之一。

“凡是機器,它都是由零件組成的,而軸類零件,是機器裡面少不了的一種零件,無論是汽車、拖拉機、摩托車,這個技術它應用面很廣,只要你做機器就有軸類零件。”

胡正寰告訴本站科技《科學大師》記者,軸類零件的成形,傳統方法爲切削和鍛造成形。他在PPT上展示了他的軋製成形工藝,將之與傳統工藝場景進行了對比,“一個它的生產效率高,原來的切削工藝是五分鐘一個,它一分鐘六個。第二個是它的材料利用率高,能節約材料、降低成本,原來的老工藝,它只有70%的材料利用率,那麼新工藝可以提到90%多。這就提高了競爭力,現在國家不是提倡動能轉化嗎?這就是動能轉化。”

在他PPT上播放的一段視頻畫面中,五年前,國內著名的鞍山鋼鐵公司在澆鑄鋼球的時候,完全是靠工人手工生產,需要一隻一隻在模具上面灌漿、澆鑄,情景有點類似於鄉間人家在曬場上手工壓制煤球。這種生產模式不僅容易面臨工人難招的問題,生產效率低、生產環境也不好。後來引進了胡正寰的技術,人工作坊式的操作變成了機械生產線,一分鐘可以生產30個鋼球。

胡正寰說明,他的技術不屬於“太尖端”的範疇,並不是解決從無到有的零件生產問題(“不是說這個零件他做不出來,就我能做出來,不是解決這個問題”),而是可以解決生產效率更高、質量更好、成本更低的問題(“它能夠大量應用到各種傳統零件的加工裡面”)。

胡正寰的目標是要用自己的技術大範圍代替傳統零件生產工藝。他的軋製技術,至今已經在國內27個省市得到推廣應用,推廣了300條生產線,產品用在一汽、二汽、鞍鋼、美國福特等著名企業,“累計生產約500萬噸零件,每年要生產約20億支零件”。不僅臺灣地區和一些發展中國家有引進他的生產線,也出口美國、日本等多個國家。

爲了鑽研軸類零件軋製技術,胡正寰團隊花了五十多年時間,窮其奧理,終於把它弄通,並真正走向產業化應用。胡正寰對《科學大師》記者說,之所以需要花這麼長時間,就是因爲這項技術過於特殊和複雜,非得下一番功夫不可。

這個過程中,不亞於一場馬拉松,比拼的就是毅力、耐力和定力,同時期和胡正寰一樣搞這項技術研究的,還有其他人,結果中途紛紛放棄了,只有他一路走了下來。胡正寰團隊的成果,目前不僅是在國內處於領先,某些方面在國際上也是領先的。

60多年前,18歲的胡正寰響應鋼鐵強國的時代號召,進入北京鋼鐵學院就讀(現北京科技大學),成爲北科大首屆學生。他這一代科學家身上,家國思想印痕深重,除了一頭扎進本職專業,一生中幾乎再沒有其他更多的生活樂趣和愛好。同齡人退休後,差不多都是在家裡遛狗、逗弄孫子,他承認,他沒別的休閒項目,基本上都是在辦公室和實驗室裡,和零件爲伴。

85歲的胡正寰,在觀察着時代的變化和需求形勢的走向,他還試圖實現更高的技術應用目標,其中,新能源汽車的軸類零件、火車軸的軋製,是他正在着手的新領域。尤其是後者,在他眼裡,一旦實現,將會是跨越性的技術突破。

“我依然在這裡,不懈地爲自己的夢想工作着,”在今年夏天全國青少年高校科學營北京科技大學開營儀式上,面對在場的青少年學子,白髮蒼蒼的胡正寰回顧了自己眼中半個世紀的時光變遷,他說,人活着是要有追求的,“我畢生的追求,就是將這項技術轉化成現實的生產力,貢獻社會。”

以下是採訪正文:

美國企業開始也仿造,但是沒成功

胡正寰院士接受本站科技《科學大師》採訪

《科學大師》:您這個技術,爲什麼能走到世界前列?

胡正寰:這個技術和方法的原始思想,不是我發明的,是起源於國外的。我在北京鋼鐵學院讀書的時候就留意到了。1958年我24歲,當時偉人有句話,叫不要迷信外國人,中國人看外國人是外國人,外國人看中國人不也是外國人嗎?他們有的我們也應該有,而且我們要趕超英美。所以當時看到國外有這樣的思路了,我覺得很好,那我就決定做這個技術。

由於我們長期堅持做,而且我們國家是製造大國,需求大,所以現在我們走在了世界的前列。怎麼說是走在前列呢?因爲現在包括美國、日本、俄羅斯、土耳其等國家,都有來引進我們這個生產線。大概我們目前是出口了18條,有的還在談判。

現在美國的汽車凸輪軸還是用鍛造方法生產,材料利用率很低。美國一看,我們這個凸輪軸生產比他們那個鍛造要好得多,但他們的生產線已經建成了,規模也很大了,不可能再改,他把原來的生產線甩掉也不大可能。因此說,我們在凸輪軸等零件的生產上完全可以走出中國的創新之路。

《科學大師》:既然這個技術的發源是在國外,他們自己不會發展麼?不擔心他們奮起直追,反而對你們實現超車?

胡正寰:設備那我是最先進的,我爲什麼最先進?我是這麼多年實踐總結出來的設備,是不斷改進出來的設備。那他們原來搞這種設備的可能就不行。我們在若干年前引進了捷克的楔橫軋設備,他們是最早搞這個的國家,開始買回兩臺,軋一般的零件行,軋複雜高精度零件不行,我們的設備就可以。現在我們國家的設備,不僅不買國外的,而且我們還出口。還有很多產品國外做不了,我在做。

他們也有可能發展,但是一下掌握不了,包括現在國內有很多家也都在仿造我們的,不見得一定能超越我們,他們可能也會發展,但是沒關係,我們不斷的完善,不斷的改進。

《科學大師》:看起來也就是一些零件,這個技術有那麼高難度麼?

胡正寰:它這個零件形狀複雜,模具也就特殊,和一般模具相比,工藝複雜,技術複雜,它都是屬於空間曲面,要靠數控加工。因此技術、設備有特殊要求,有一系列關鍵問題,怎麼設計,保證精確成型,解決尺寸變形和質量的問題,專業工人也要培訓,要知道怎麼掌握技能,模具也有壽命問題,用什麼樣的材料和熱處理才能確保它的壽命。

我們有一個專門做新產品開發的實驗室,我們這裡每年帶30多位研究生在搞研究,這裡面有很多技術問題和理論問題,要把它的基礎理論搞清楚搞透,完全是我們獨立自主搞出來的。我們軋出的產品,無論從精度,從複雜程度上,都是最高的,這就是我們爲什麼能走到世界的前列。

“我不是爲了要發表論文而去搞研究”

圖片來自網絡

《科學大師》:您投入到這項技術的研究中,據說失敗了很多次,是屢敗屢戰?

胡正寰:這個工藝最開始我就認爲是好的,但是真正要把它變成生產力,要解決前面講到的許多技術問題。當時我剛畢業不瞭解,是在實踐過程中陸陸續續體會到的。這一系列的問題你沒有解決,就不可能變成真正的生產力。當時一腔熱血,想把它搞出來,國外有的,我也要有,國外沒有的,想着我也能把它搞出來。那時候熱情多,實事求是的少,科學態度少。

遇到問題,我們就一個個的解決,靠團隊,還有跟企業合作,企業也在出主意,各方面努力把它搞出來。我們這個軸類零件軋製技術,並不是一下子就掌握的,我們走向產業化,前後研究了十多年,在包頭搞成,完了再不斷擴大到不同的品種上去,三十年後,才完全從工藝到設備到生產線,完整地拿下來。

最開始我們學校也有不同的聲音,學校領導是支持的,但也有人說你本來是應該去搞冶金軋鋼的,偏要跑到機械零件製造行業來,你這是不務正業了。我認爲這個方向是對的,但是要攻關,要做工作,要堅持,現在當然大家沒有異議了。現在都在講創新,交叉科學都提出來了,我從冶金軋鋼專業跨到機械零件成形,也是屬於交叉科學。

《科學大師》:那麼早的時候,您怎麼就判斷這個專業有前途呢?就不擔心在這上面投入過多會打水漂?

胡正寰:在當時需要大量鋼鐵的大生產背景下,首先要看準方向,確定這個東西是國家的需要,對社會有好處,這個科研方向要看準,不是說投機取巧,選一個好做又意義不大的,光有名聲的。第二點就是堅持,我認爲這個堅持是非常重要的。因爲我看準這個方向,哪怕有難度也要堅持。我那時候還不是院士,學校也照樣支持我。

現在更是,我們國家現在是一個製造大國,需要大量的零件,像汽車中國一年銷售快接近3000萬輛,包括其他的設備,所以把這個技術的需求拉動起來了,這也是很重要的。如果都沒這個需求,那你這個技術再好也沒用。

這都是企業的需要,哪個老闆都希望找到更好的工藝,降低成本、提高效率。因爲競爭市場,如果你是老的工藝,你就沒有生存的餘地。

《科學大師》:我們採訪過不少科學家,發現他們的科研之所以能夠有成果,好像有一條共通經驗,就是往往比人家更多地堅持了一下。

胡正寰:任何一個新的技術,就要有人專門去研究,堅持研究。包括國內搞我這個技術的,在早期,北京、山東、山西也有人搞,但是最後真正堅持下來的,一直不斷的堅持克服問題,實現轉化成生產力,那我一直在做。後來很多的高校就是發表文章就行了,申請專利就行了,幹嘛吃那麼多苦頭呢?但是我是覺得轉化成生產力是我的追求,我首先追求這個,完了再去發表文章、寫書,這些是有了這個結果再去做的,而不是追求去發表專利,追求去發表文章。

我想再做一點大的事業

圖片來自網絡

《科學大師》:您已經85歲了,還有要攻克的目標麼?

胡正寰:擴大應用,我們下一步,就是要把火車軸做出來。爲什麼火車軸到現在還沒做出來?一個是火車軸大,長2.2m,直徑是220mm,需要很大的設備才能把它做出來,就是這條生產線的投資還是比較大。第二個鐵道部對安全非常重視,准入是有條件的,現在有很多企業家有興趣,誰能吃這個螃蟹,可能是問題。

火車軸對我的科研生涯是非常重要的,因爲它的意義更大,現在火車軸是我們國家的一個名片。我想再做一點大的事業吧,把這個火車軸搞出來。

《科學大師》:火車軸怎麼就成了國家的名片?

胡正寰:鐵路運輸是我們國家的發展方向。我們國家的鐵路發展水平,在國際上應該說是比較領先的,尤其在高鐵上面,現在我們高鐵快到3萬公里了,佔到全世界高鐵的大概一半以上了。北京到武漢的高鐵通車的時候,鐵道部找了一些專家院士去參觀、座談,也可能是我從事相關研究的緣故吧,把我也請去了。

座談會上,大家都充分肯定我們的高鐵確實走在世界的前列。我也對此肯定,但是我說,高鐵的這個車軸基本上是進口的。我說這個還沒有做到完全自主,因爲我爲了搞測試我調查了。所以,任何一個東西都不能說是我們方方面面都領先,總還有不足的地方。

《科學大師》:那你們計劃怎麼做?

胡正寰:我現在做車軸不是一開始就做高鐵車軸,我現在做普通軸,先讓它投產,完了再做高鐵軸,一步一步來。

大工匠重要,小工匠也不可或缺

圖片來自網絡

《科學大師》:您所處的這個專業領域,在社會上不是輿論熱點和焦點,偏冷門,不被看重,這會影響到它的發展麼?

胡正寰:不,現在全國機械行業的這個面,還是很大的,因爲它需求量大,各個學校機械專業畢業生的量都不小。但是社會上很少宣傳機械製造,它也不需要宣傳,社會的需求擺在那裡。現在機械類型的學校也有很多,包括名校像清華、哈工大、西安交大,都有機械專業,說明社會是很需要的。

現在社會上宣傳的,一般都是高精尖的東西,什麼航天器上天了,什麼高鐵了,好像只有這些才重要,這個宣傳對不對?這個也對。但是,社會上需要的人才可不光就是這種,而且這種都是少數,大多數人還是要解決日常生產實踐中的問題。

你們知不知道,最近我們教育上有一個很大的問題正要解決,就是培養高技能的工匠,就是我們社會這個高等教育觀念,都認爲要上大學,上研究生。但是你的眼界要往下看,現在是生產當中的好多問題,需要的是工匠。

我舉例,我這個做模具,不光要理論上知道這應該是什麼樣子,還要能把它做出來,現在做模具的工人,社會上很難找。有些學校大學本科畢業生就業不如中職學校畢業的,會幹活的人很重要,社會上大量需要這種人,你生產汽車生產拖拉機,都需要人,也不是都需要那種尖端的人。所以現在要增加100萬職業學校的學生。

《科學大師》:在普遍願意就讀名校的氛圍中,職業學校怎麼能吸引到學生去?

胡正寰:改變這個狀況,要有政策,讓他們在社會上的地位也不低,德國就這樣的,德國藍領的地位在社會上並不低,和白領的待遇是一樣的。

我的博士生畢業之後,和我們那些工人相比,工人的工資比他要高,博士生到後面的作用也可能慢慢上去了,但是你剛畢業的時候,不如我們的操作工人。我們的大工匠,能把整個東西做出來,小工匠,就是負責具體的一塊,這種動手解決問題的人,不是光用計算機把它做做算算的人,我覺得都需要。所以這個職業學校還是很需要的,現在要把它地位提高。要逐步解決這樣的觀念:上職業學校低人一等,是考不上大學的下下之選。我(當年)考大學,就是幾個專業,機械、電機、土木、建築、水利,沒有吃香不吃香的觀念,主要還是根據國家大建設大生產的需要。

不能委屈了真正埋頭實幹的人

《科學大師》:我們中國的科研界,論文發表量很高,在我們這個領域怎麼樣,有沒有論文發表量很高,但是科研轉化率比較低的現象?

胡正寰:這個現象應該說在我們國家確實存在,因爲什麼呢?這跟我們的機制有關。現在大家不是都很重視自己的職稱評審嗎?教授、副教授、助教的評審。這和論文是直接掛鉤的。科技轉化成生產力,它沒有評審的指標,也不好評,而且科技轉化是很長期的一個過程,把一個新技術投產,可能要十年、二十年,這之前他要是助教,怎麼升成副教授?那什麼指標最容易評呢?你有專利沒有,你有論文沒有,靠這個來評。我的論文在什麼地方發表了、檢索是多少?這個要不要?要。但是唯一就不對了。

我們很關心這個問題,現在不是反對“五唯”嗎?“唯”就是隻有這個東西,不是說不要,但是把這個當成唯一的指標,那是不對的。

我講的是工程界的情況,基礎理論研究,那是另外一回事。因爲大部分還是搞工程的,真正搞理論研究是少數人。

所以現在要轉變,你真正的搞科研,踏踏實實、埋頭苦幹,可能幹十年、二十年,真正做出成績來,我也承認你,但是我們怎麼出政策?用什麼指標來衡量?譬如我科研真正轉化生產力要20年,那你前十年用什麼來評價他呢?要出相應的政策,給他們機制,這就是指揮棒的問題。現在好像正在制定這個政策。

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