杨叔子:机械制造与人文栖居

2022-12-11 11:27许锋华徐洁
科学导报 2022年78期
关键词:断丝机械工程钢丝绳

许锋华 徐洁

1933年9月5日,杨叔子出生于江西省九江市湖口县一户有着“一线串珠,秀才杨家”之称的大家庭。

1938年,因日寇逼近湖口,年仅五岁的杨叔子跟随全家逃难,开始了四处奔波的童年生活。在战火纷飞的动乱年代,度过艰难的岁月已属不易,杨叔子的父亲杨赓笙十分重视对子女的教育,逃难途中,杨赓笙亲自教导杨叔子学习古诗文,并通过言传身教,培育杨叔子的爱国情怀。在跟随父亲学了近四年的诗后,杨叔子被父亲送入私塾学习国学经典。尽管这一时期的杨叔子已打下坚实的国学根基,但对于基本的科学知识却毫无概念,甚至不会看钟表。随着杨叔子年龄的增长,家人越发意识到让杨叔子接受正规教育的必要性。于是,自1943年起,杨叔子便被送入黎川县日峰镇第一区中心小学(今黎川县第一小学)念高小一年级(相当于现在的小学五年级)。此后,随着逃难地点的转移,杨叔子的求学之所也一再变更,先后就读于江西中学、湖口彭泽联合初级中学(今湖口中学)、同文中学、南昌私立豫章中学(今南昌市豫章中学)以及江西省立南昌第一联合中学(今南昌市第一中学)。虽然求学之路充满曲折与艰辛,但杨叔子从不怨天尤人,反而更加珍惜来之不易的学习机会。这段战火中曲折求学的艰难经历不仅塑造了杨叔子珍惜时间、勤奋刻苦的坚毅品格,也为其日后攀登科技高峰打下了宽广深厚的知识基础。

1952年,杨叔子以优异的成绩考入武汉大学机械系,后因院系调整,于1953年转入华中工学院(今华中科技大学)机械工程系就读。1956年,杨叔子作为优秀的毕业生提前毕业,留校任教至今。1981年年底,杨叔子被公派到美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)做高级访问学者,为期一年。在合作导师吴贤铭教授的支持下,杨叔子主要从事时间序列分析及其在机械工程中的应用研究。

回国后,杨叔子将在美国学习的收获与教学科研相结合,从理论研究到实践推演两方面着力,大力推动时间序列分析在国内机械工程中的应用研究。

在实践方面,杨叔子带领团队与武汉军区总医院三内科、六七二医院以及华中工学院附属医院合作,开展肠鸣音临床检测研究,获得了通常在临床中利用听诊器进行检测难以获得的结果。后来,杨叔子又在卫生统计领域中引入时间序列分析方法,建立模型,成功实现对人口死亡情况的群体预报及气象因素分析。在“Apple-Ⅱ微型机在线信号(动态数据)处理系统”中,杨叔子也充分发挥了时间序列分析方法的作用。

在理论方面,1983年,杨叔子以《动态数据的系统处理》讲义为基础,为华中工学院机械工程系研究生开设了《时间序列分析及其工程应用》课程。1985年,杨叔子应天津大学机械系彭泽民教授之邀,赴天津大学为其机械制造专业研究生讲授《时间序列分析及其工程应用》。同时,杨叔子积极联络相关专家学者,促成了国内“时间序列分析在机械工程中的应用学术讨论会”的定期召开。随着理论与实践的丰富与深化,杨叔子连同王治藩、吴雅等人对《动态数据的系统处理》讲义进行反复修订,最终形成了颇具影响力的《时间序列分析的工程应用》一书。书中提出的众多概念与方法,填补了国内在时间序列研究领域的空白,大多达到甚至领先国际先进水平。

钢丝绳是提升、运输及承载设备中的重要部件,被广泛应用于矿业、冶金、建筑、旅游和运输等行业。钢丝绳在使用过程中的损伤程度和承载能力直接关系着设备及人身安全。断丝是钢丝绳发生损伤的极端表现,断丝一旦发生,钢丝绳将无法继续工作。因此,对钢丝绳断丝的准确检测具有重要意义。然而,长期以来,国内外主要采用定期人工检查与定期强制更换的办法以保证安全。这种传统的定性方法既浪费人力、物力,又无法及时并准确反映钢丝绳断丝的具体情况。

为了攻克钢丝绳断丝定量检测这一20世纪国际公认的难题,杨叔子与师汉民等人齐心协力,通宵达旦,于1987年年底初步研制出了钢丝绳断丝的定量检测技术。紧接着,杨叔子又带领团队与煤炭部抚顺煤研所合作,成功研制出“钢丝绳断丝定量检测系统”。该系统综合应用了电磁理论、信号处理原理、计算机技术、模式识别等多学科知识,使钢丝绳断丝检测技术从定性到定量方面取得了突破性进展,在断丝定量检测技术方面是国内首创,且达到了国际先进水平。

在实际的检测过程中,钢丝绳损伤情况复杂,检测环境恶劣,干扰信号严重,给断丝的定量分析和识别带来许多困难。为此,杨叔子与康宜華、李劲松等人同时从软件与硬件两方面积极探寻抗干扰措施,使在线定量误判率从300%降至3%。随着实践的深化,杨叔子带领团队相继开发出“GDIY-Ⅰ型便携式钢丝绳断丝检测仪”与“GDJY-Ⅱ型钢丝绳断丝定量检测仪”,并凭借“钢丝绳断丝在线定量检测方法与仪器”项目的系列成果荣获国家发明奖。但荣誉并没有令他们止步,对钢丝绳状态检测技术的研究工作延续至今,并且不断结出新果。

杨叔子坚信“智能制造”将是21世纪的主流制造技术。为此,杨叔子一方面继续追踪智能制造发展的国际动态,并基于此发表了系列论文,试图澄清智能制造的准确内涵,构建智能制造的完整体系。另一方面,杨叔子深感智能制造不能仅停留于理论探讨层面,要想以智能制造作为中国制造业转型升级的突破口,还必须切实作出一些应用成果来。1991年,杨叔子率先在华中理工大学组建了智能制造学科组,带领团队开展国内最早的关于智能制造、智能装备等方面的研究工作。1992年,由杨叔子牵头、华中理工大学领衔,向国家自然科学基金委员会建议设立智能制造专项课题。1993年,一项名为“智能制造技术基础”的国家自然科学基金重点项目获准设立,成为我国首个智能制造方面的重点项目。也是从这一年起,国家自然科学基金委员会开始重视智能制造,每年都会资助相关的研究项目。

在杨叔子提出“智能制造”之初,这一概念并未受到国内同行的认可与重视。如今,智能制造已上升为国家战略。

2015年5月,国务院印发我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领——《中国制造2025》,明确提出要“把智能制造作为两化深度融合的主攻方向”。而杨叔子早在20世纪80年代末就已经敏锐地预判到这一趋势,并且为迎接我国智能制造时代的到来作出了开创性的贡献。

杨叔子(1933年9月5日~2022年11月4日),出生于江西九江,机械工程专家、教育家,中国科学院院士,华中科技大学教授、博士生导师,九江学院名誉院长,华中理工大学原校长。杨叔子立足于机械工程,致力于机械工程与有关新兴学科的交叉,着重在机械工程中的信息技术与智能技术,拓宽了机械工程学科的研究领域。在精密机械加工与机械加工自动化方面,发展了切削振动理论与误差补偿技术,研制出切削监控系统,解决了生产中重大关键问题在机械设备诊断理论与实践方面,建立了一套概念体系,发展了诊断模型与策略,研制出不解体的发动机诊断系统,发展了钢丝绳无损检测理论与技术,解决了国际上断丝定量检测难题。在时序分析的应用基础与工程应用上,结合系统理论与数据处理技术,发展了某些理论与方法,对时序分析的工程应用起了一定的推动作用。

人生在勤,贵在坚持。

回顾我这一生,在党的培育下,在同志们的帮助下,做了一点工作,我是幸福的。

我一生的体会就是,学好业务、做好工作、报效祖国,才是最大的德行,报国没有本事不行。

我国高等教育的主旋律应是“育人”,而非“制器”,其真正使命是培养既有爱国情怀,又有创新意识的“现代中国人”。但长久以來国内高等教育却表现出过窄的专业教育、过重的功利导向、过强的共性制约以及过弱的文化陶冶等严重问题,与我国高等教育的主旋律相背离。这些问题如果得不到解决,势必会掣肘我国高层次人才的培养质量。

文化素质教育的核心是科学文化与人文文化的交融,其锋芒指向急功近利、轻做人重做事、轻成人重成才的高等教育现状,其重点是加强民族文化教育,增强民族凝聚力,其核心是解决做“现代中国人”的问题。

一个国家、一个民族,没有现代科学,没有先进技术,就是落后,一打就垮;然而,一个国家、一个民族,没有民族传统,没有人文文化,就会异化,不打自垮。

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