探索深度融合的产学研模式助力中国智造——访南京航空航天大学无锡研究院院长唐敦兵教授

文/本刊记者 赵皎云

在服务地方经济、加强产学研合作的背景下，南航无锡研究院应运而生。研究院一经设立便明确了“新型研发机构”的定位，立足企业服务，充分链接地方经济导向、高校科研实践、企业关键核心技术攻关的需求，在校企合作、产教融合、学科建设、人才培养方面取得了卓有成效的成果。

2021年5月30日，在我国的第五个“全国科技者工作日”来临之际，南京航空航天大学无锡研究院（简称“南航无锡研究院”）公布多项产学研科技创新成果，吸引了业界的广泛关注。

据悉，南航无锡研究院从2017年正式投入运营，至今已经建立23个实验室，签约产学研项目合同107项，通过卓有成效的尝试，补给学校学科建设，校地协同育人，创新研究生工程实践培养模式，服务地方产业发展，在成功开展产学研合作的基础上进一步打造了“新型研发机构”的样板。

南航无锡研究院

近日，本刊记者专访了南京航空航天大学无锡研究院院长唐敦兵教授，请他为我们介绍高校探索产学研协同创新模式的丰硕成果和宝贵经验。

南航无锡研究院院长唐敦兵教授

唐敦兵教授是南京航空航天大学于2005年12月从海外引进的优秀人才，2002～2005年先后在德国著名高校亚琛工业大学和英国Cranfield University从事研究工作。回国后，唐敦兵教授主持了包括国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏杰出青年基金、江苏省重点研发计划、江苏省重大科技成果转化资金等30多个重要项目，科研成果显著，获国家和省部级科研奖励4项。唐敦兵教授曾任南京航空航天大学科技部副部长（分管产学研工作）和机电学院副院长（分管科研工作），目前担任南航无锡研究院院长。

市场导向下的应运而生

据唐敦兵教授介绍，之所以选择在无锡落户是因为南航和无锡一直有较好的产学研合作基础，南航在十几年前就与当地的企业开展科研合作，为企业解决技术难题。同时，洛社镇是无锡市惠山区的制造重镇，制造业被作为当地的立镇之本、兴镇之器、强镇之基。资料显示，在2007年以前，惠山区冶金、印染、纺织、机械四大传统产业占工业产值90%以上，并且当地近万家工业企业中，超过90%是规模以下的中小企业，为了解决产业结构偏重，环境压力大；企业规模整体偏小，实力偏弱等问题，当地政府开创性的构建了“一镇一院一产业”产学研模式，有针对性地引进与当地产业契合度高的科研院校，目标是通过智能技术改造，全面提升洛社制造业企业的发展水平。

在此背景下，2014年11月，南京航空航天大学、无锡市惠山区人民政府、惠山区洛社镇人民政府三方共同筹建南航无锡研究院。这其中，由地方政府提供办公场地和专项资金扶持无锡研究院的发展，南京航空航天大学为研究院的发展输出科研团队并提供科技资源，研究院整合并导入各项外部资源，丰富自身发展。无锡研究院作为南京航空航天大学外派的产学研平台，依托南京航空航天大学雄厚的科学技术、齐全的科研资源，为社会提供全面的技术服务，成为科技成果转化的推进剂和催化剂。

2016年10月12日，南航无锡研究院揭牌成立。2018年以来，南航无锡研究院积极响应无锡惠山区经信局组织的企业智能化改造诊断服务行动，依托智能制造、精密制造、微纳制造、工业在线检测、电力电子领域五大研发服务平台，组建了教授领衔，专业教师、研究生、工程师共30余人参与专业咨询团队，为当地企业开展智能化改造诊断服务，目前已为无锡市惠山区60多家企业实施了智能化改造诊断服务，在当地所属服务领域市场占有率达40%。

明确定位 精准对接

谈及南航无锡研究院的产学研探索经验，唐敦兵教授认为有几个关键因素：首先，明确定位，南航无锡研究院是一个以智能制造为方向，专门为中小企业提供技术转移转化的新型研发机构；其次，在体制上，南航无锡研究院是一家独立事业法人单位，完全市场化运作，根据项目自主招聘工程师，彻底改变了以往产学研只有高校老师和学生参与的做法；第三，以工程化的方式开展工作，形成特定组织氛围，专注科技服务及技术成果转移转化。

基于明确的市场需求和发展定位，南航无锡研究院一经设立便项目不断。2016年，南航无锡研究院与当地一家新能源专用设备研发制造企业——无锡斯达新能源科技股份有限公司（简称“斯达科技”）开展了一项名为“固结磨料研磨垫”的技术研发项目。据唐敦兵教授介绍，该产品主要用于手机玻璃面板的打磨、抛光，由于手机玻璃面板硬度非常高，因此对研磨垫的材料工艺要求较高。一直以来，这类耗材在市场上长期被美国3M公司所垄断。而南航对该类材料的相关原理其实早有积淀，南航机电学院团队在精密超精密研磨抛光领域有十几年的基础研究，利用无锡研究院的实验室条件，南航团队和斯达科技建立了联合实验室，通过三年多的持续研发投入，不断进行试验迭代和验证，最终在2018年将所研发的技术转化成产品，成功替代美国3M公司，斯达科技也成为富士康公司供应商。

同时，在与斯达科技的产学研合作中，南航无锡研究院的体制机制也得到快速完善，促使南航无锡研究院的团队成员在项目实践中进一步凝练和解决科学问题，促进高校基础理论的研究和科研成果体系的搭建。

随后，与美的洗衣机事业部（无锡小天鹅股份有限公司）的合作再一次夯实了南航无锡研究院产学研结合发展的实践之路。据唐敦兵教授介绍，在洗衣机出货之前，需要对表面划痕、凹坑、端差、缝隙等进行全面的检测，而以往都是靠人眼完成。为了解决洗衣机质量检测智能化的技术难题，南航无锡研究院的硕士、博士团队历时5个多月，最终利用CPU和GPU（Graphic Processing Unit，图形处理器）组合的方式，实现在5秒内完成39台相机的图像采集、数据处理和检测识别工作，成果很快投入企业生产，大大提高了检测效率和产品合格率。值得一提的是，这个项目中的硬件设计和软件编写全部是由南航无锡研究院的科研团队自主完成，在此项目的实施过程中学生的研发能力和动手能力得到了飞跃式提升。

在南航无锡研究院，师生从了解需求、落实方案直至项目落地实施全流程参与合作项目，实现企业技术进步和高校人才培养的同步提升。“这些研究生和博士生通过与工程师的合作，在工程实践应用中不断提高自身的创新素养、实践能力及综合素质。”唐敦兵教授说道。

找准落点 不断创新

除了精密制造，智能制造也是南航无锡研究院的重点关注领域，并对接国家重大战略需求,着力攻克关键核心技术，承接了中国商飞的5G全连接数字孪生工厂等项目。

在中国商飞的5G全连接数字孪生工厂项目中，南航无锡研究院对生产C919的多个厂房、上百台主机设备和人员进行全方位仿真，利用5G技术，在虚拟空间中实时反映设备、人员的动态。管理者可以通过屏幕，在办公室就能清楚掌握物料运转、设备运作，甚至每个公认的轨迹状态。这一项目也成功入选工信部试点示范工业互联网标杆工厂项目。目前，这套系统还在奇瑞汽车、济南地铁等多家企业实现应用。

智能制造研究室

数字孪生系统

不仅在智能制造领域，南航无锡研究院在智能装备领域也颇有建树。2020年12月，全球首列时速350公里高速货运动车组在河北唐山正式下线，其中的关键核心技术正是南航无锡研究院研发的全自动智能装卸货运系统。据了解，高速货运动车组以我国时速350公里高速动车组平台为基础，突破了承载系统、走行系统、智能化装卸设备、快速装卸等多项轨道交通货运快速化关键技术，首创高速货运列车大开度装载门、标准集装器谱系化产品及模块化货运专用地板等全系列装卸设备，显著提升装卸作业效率，实现了大载重、大容积、快速装卸及货物在途管理。该项目的实施开启了高铁货运新模式，为提高我国铁路物流水平做出贡献。值得一提的是，在中车集团“高铁全自动智能装卸货运系统”项目招投标中，南航无锡研究院的方案力克德国西门子、日本发那科等强大对手中标。

此外，为了切实解决制造企业在实现智能化升级过程中设备种类多、通讯接口繁杂、设备可开发性差、新老型号交替使用等诸多问题，目前南航无锡研究院智能制造技术与装备课题组正在探索一项“智能模块（接口）技术”，将加工设备和物流设备在系统中看作一个独立的个体，通过网络，个体与个体之间可以进行信息交互，以协商的方式完成任务工件的加工。最终的应用目标是降低自动化工厂升级改造为智能工厂的难度，实现系统和流程的简化。

自动化物流装备研究室

智能化洗衣机质量检测系统

成功打造“新型研究机构”

在采访过程中，唐敦兵教授反复提到了“新型研发机构”一词。无疑，南航无锡研究院在践行新型研发机构方面做出了有益尝试。

资料显示，2019年，为深入实施创新驱动发展战略，推动新型研发机构健康有序发展，提升国家创新体系整体效能，科技部制定并发布《关于促进新型研发机构发展的指导意见》，明确了新型研发机构的定义、条件和发展原则，以及一系列支持举措，为新型研发机构发展指明了方向。其中指出，新型研发机构聚焦科技创新需求，主要从事科学研究、技术创新和研发服务，投资主体多元化、管理制度现代化、运行机制市场化、用人机制灵活的独立法人机构，可依法注册为科技类民办非企业单位（社会服务机构）、事业单位和企业。新型研发机构以知识探索和技术创新作为主要活动，通过体制机制和服务创新，在开展科技研发、加速成果转化、培育创新人才、建设创新文化等方面取得显著的进展。引导和培育新型研发机构发展壮大，对于加快我国科技体制改革、完善国家创新体系具有重要意义。

目前，南京航空航天大学对无锡研究院的建设提供全力支持，派出了来自机械工程、电力电子、自动化、能源动力等多个学科的14个科研团队，组建智能制造技术与装备中心、大规模三维测量与计算中心、超精密加工技术中心、磁悬浮及振动控制技术中心、精密超精密研磨抛光技术中心、无线感知研究中心、新型超硬材料研究中心、压电/电磁符合宏微精密驱动技术中心、现代测试技术中心、电力电子研究中心、CPS系统核心技术中心、数字化与智能化工厂研究中心、高效动力驱动研究中心、结构健康监测与智能诊断技术中心等研究机构，重点在智能制造、精密制造、新能源、新材料、物联网、信息技术等产业领域与合作单位联合开展技术攻关和开发、成果转化、平台共建、人才合作与交流等工作。

截至2020年底，研究院累计签约产学研项目合同107项，合同额达5020万元，纵向经费累计约4800万元；累计申请发明专利100件、实用新型专利25件，授权发明专利25件、实用新型专利26件、软件著作权5件。

对于南航无锡研究院下一步的发展方向，唐敦兵教授表示，研究院将在进一步加强现有科技成果转移转化和技术推广的同时，持续探索一些前瞻性的应用技术研究，打造高层次人才引进平台和高新技术企业孵化平台，助推地方经济高质量发展。