傳承華鑄精神 創(chuàng)新鑄造技術(shù)記華中科技大學(xué)材料成形與模具技術(shù)國家重點實驗室副主任周建新教授

◎ 文 / 周海淑 薛 明

2018年帶領(lǐng)華鑄團隊3名博士生參加在波蘭舉辦的73屆世界鑄造會議

華鑄，一個響亮的名字，一個智能群體的集合。華鑄軟件是我國鑄造行業(yè)一顆耀眼的星辰，閃爍著研發(fā)者的智慧之光。

他與華鑄有不解之緣，自投身華鑄就沒有離開過。他把所有的精力都投入到鑄造成形過程數(shù)值模擬和數(shù)字化管理的研究與開發(fā)上，在充型凝固過程模擬與工藝優(yōu)化、熔煉過程模擬與爐料優(yōu)化配比、生產(chǎn)管理理論與方法等方面進行了系統(tǒng)深入的研究。

他帶領(lǐng)科研團隊創(chuàng)造了華鑄軟件家族三個“第一”：“華鑄CAE”是國內(nèi)第一個走進歐美市場的鑄造數(shù)值模擬軟件，“華鑄ERP”是國內(nèi)第一個專業(yè)化的鑄造企業(yè)管理信息軟件，“華鑄FCS”是國內(nèi)第一個通用的鑄造爐料配比軟件。

他叫周建新，是華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料加工系副主任、教授、博導(dǎo)，華鑄軟件中心負責(zé)人，材料成形與模具技術(shù)國家重點實驗室副主任。

引領(lǐng)華鑄團隊,傳承華鑄精神

他與華鑄的結(jié)緣可以用“錯過心儀，結(jié)下終生”來概括。18歲高考那年夏天，等著一紙通知書；沒想到，等來的并非他所心儀的第一志愿——自動化專業(yè)，而是沒什么概念的鑄造專業(yè)。為此，在大學(xué)本科期間，除了學(xué)習(xí)鑄造，他還毅然輔修了自動化專業(yè)和科技英語。本科四年，幾乎沒有雙休日，每天奔波在教室、圖書館與宿舍之間。大學(xué)學(xué)習(xí)期間，學(xué)院安排同學(xué)們參觀不同的課題組，這是他與鑄造計算機模擬仿真技術(shù)真正結(jié)緣的契機。在凝固模擬實驗室（現(xiàn)華鑄軟件中心），他第一次接觸到鑄造計算機模擬仿真技術(shù)；當時在286計算機的DOS系統(tǒng)黑屏幕上，看到了鮮活的鑄造凝固過程模擬彩色動畫。對他來說，這是一片充滿誘惑力的新大陸，一瞬間，就被深深地吸引了。也就在那一刻，他做出了人生重要選擇，繼續(xù)留下攻讀研究生。從此，他從曾經(jīng)心儀中走出來，走向為之一直努力奮斗的 “華鑄軟件”。

欲帶皇冠必受其重，他與華鑄同命運共呼吸。2003年，他博士畢業(yè)后留校工作，堅持深鉆理論和深挖應(yīng)用；堅持每天早出晚歸在實驗室進行數(shù)學(xué)建模和電腦編程等工作，幾乎沒有節(jié)假日；堅持深入工廠一線，理論聯(lián)系實際，把科研推到一線，華鑄軟件早期400家用戶，他去過300余家。2011年春，華鑄軟件中心負責(zé)人陳立亮教授溘然離世，他在萬分悲痛中毅然擔起重任，引領(lǐng)團隊一步一個腳印地把“華鑄軟件”推向了一個新的高度。一個個國家級、省部級科研項目落到團隊身上，團隊承擔了國家自然科學(xué)基金、科技重大專項子課題、國防973子課題、863項目子課題、國際合作項目、航空航天軍工等領(lǐng)域以及國內(nèi)外企業(yè)合作課題數(shù)十項；一個個國內(nèi)外典型鑄造企業(yè)應(yīng)用“華鑄軟件”，英文版“華鑄CAE/InteCAST CAE”系統(tǒng)出口到美國、英國、瑞士、澳大利亞、韓國等多個國家和地區(qū)，“華鑄軟件”享譽國內(nèi)，銷往國外。

2015年，時至華鑄軟件中心成立30周年，為發(fā)揚 “感恩團結(jié)、堅韌實干”的華鑄精神，他精心組織舉辦了華鑄30周年座談會，并出版了“華鑄文集”第1卷和第2卷?！惰T造凝固模擬技術(shù)研究（I）-華鑄文集第1卷》（劉瑞祥、林漢同、閔光國等著）收錄了劉瑞祥教授和閔光國老師以第一作者和他們所指導(dǎo)的學(xué)生、以及林漢同教授指導(dǎo)的凝固模擬方向的學(xué)生所發(fā)表的部分有代表性文章50余篇；《鑄造凝固模擬技術(shù)研究（II）-華鑄文集第2卷》（陳立亮等著）收錄了陳立亮教授1997年工作之后以第一作者和指導(dǎo)的學(xué)生所發(fā)表的部分有代表性文章40余篇。周建新教授說：“出版華鑄文集的目的，一則為了總結(jié)課題組自成立以來所取得的成果，二則為了懷念英年早逝的陳立亮教授。這些早期的文章是華鑄人奮斗的歷史見證，匯聚了華鑄人感恩團結(jié)、堅韌實干的點點滴滴，也是華鑄軟件今天取得成績的堅實基礎(chǔ)。未來，我們要繼續(xù)傳承‘感恩團結(jié)、堅韌實干’的華鑄精神，開啟華鑄人下一個30年的新征程”。

2016年與華鑄海外用戶英國Clark-Drain公司進行企業(yè)現(xiàn)場技術(shù)交流

創(chuàng)造一流成果,躋身國際前列

《中國制造2025》是我國建設(shè)制造強國的行動綱領(lǐng)，數(shù)字化與智能化成為了制造業(yè)的發(fā)展趨勢。周建新教授洞察到數(shù)字化智能化鑄造技術(shù)的應(yīng)用在新一輪的制造業(yè)升級中尤為迫切。如何在鑄造業(yè)中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)科學(xué)地設(shè)計鑄造工藝和管理鑄件生產(chǎn)？如何降低鑄件缺陷、提高生產(chǎn)效率、降低企業(yè)成本、提升企業(yè)競爭力？針對這些問題，敢想敢干的他瞄準鑄造行業(yè)數(shù)字化智能化的需求，以航空航天領(lǐng)域為突破口，2012年在時任華中科技大學(xué)校長李培根院士和北京航空材料研究院王亞軍書記等領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)切下，建立了華中科技大學(xué)-北京航空材料研究院 “先進航空輕質(zhì)合金材料精密鑄造聯(lián)合實驗室”，并擔任聯(lián)合實驗室主任；2014年在時任材料成形與模具技術(shù)國家重點實驗室李建軍主任的支持下，組建了數(shù)字化智能化綠色化鑄造交叉創(chuàng)新團隊，并擔任首席教授。

2015年華鑄軟件中心創(chuàng)立30周年發(fā)布《華鑄文集》第1、2卷時與部分校友合影

在聯(lián)合實驗室和國家重點實驗室的支持下，周建新教授帶領(lǐng)科研團隊取得了一系列創(chuàng)新性成果：提出了鑄造充型凝固過程卷氣、夾渣和縮孔縮松等缺陷定量化預(yù)測模型，實現(xiàn)了鑄造缺陷從“定性預(yù)測”到“定量預(yù)測”的創(chuàng)新；建立了有限差分復(fù)合網(wǎng)格方法，提出了復(fù)雜鑄件澆冒系統(tǒng)工藝優(yōu)化策略，解決了鑄造工藝數(shù)字化優(yōu)化設(shè)計技術(shù)在航空航天領(lǐng)域大型、復(fù)雜、整體、薄壁鑄件上應(yīng)用差的難題。相關(guān)成果應(yīng)用于WS10系列、15系列、運20發(fā)動機等多套型號航空發(fā)動機和飛機機體超過20種鈦合金鑄件的精密鑄造，使縮孔縮松缺陷降低了75%以上；應(yīng)用于新一代運載發(fā)動機高強不銹鋼及高溫合金鑄件的精密鑄造中，缺陷數(shù)量減少30%以上，為新一代“三型”火箭和重型大運載發(fā)動機研制生產(chǎn)提供堅實的保證。提出了鑄造企業(yè)單件化、柔性化、智能化管理方法，形成了具有鑄造特色的數(shù)字化管理理論；開發(fā)了“華鑄ERP”軟件，解決了國內(nèi)外其他一流ERP軟件系統(tǒng)難以管控鑄造生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的瓶頸問題。軟件應(yīng)用于安徽華峰重工機械有限公司，在設(shè)備及人員不變的前提下，月產(chǎn)量由原來的不足800噸提升到1800噸，解決了該公司長期存在的“產(chǎn)能大產(chǎn)量小”問題，實現(xiàn)了對單個鑄件的訂單、工藝、生產(chǎn)、質(zhì)量、發(fā)貨、返修等全生命周期的管理和跟蹤；應(yīng)用于中國航發(fā)北京航空材料研究院航空發(fā)動機鈦合金鑄件生產(chǎn)基地——北京百慕航材高科技股份有限公司，獲得了公司全體相關(guān)人員的一致好評，使其成為了北京航空材料研究院推廣ERP信息化的標桿，贏得中國航發(fā)的肯定。提出了“華鑄1+N”數(shù)字化智能化鑄造創(chuàng)新平臺的理論與方法。通過邏輯層協(xié)同、數(shù)據(jù)層通信與應(yīng)用層連接，解決了邏輯架構(gòu)、數(shù)據(jù)模型、軟硬件通訊機制不同造成的多系統(tǒng)集成的難題；實現(xiàn)了“1”個主控軟件（“華鑄ERP”），與“N”個軟件（如“華鑄 CAE” 、“華鑄 CAD”、“華鑄 FCS”、“華鑄 PDM”、“華鑄 MES”等同源軟件，SAP、用友、金蝶、MAGMAsoft、PROCAST等異源異構(gòu)軟件）的一體化集成。相關(guān)成果在中國航發(fā)集團、中國鐵建集團、中國一汽集團等多家典型鑄造企業(yè)得到了良好應(yīng)用。

上述研究成果達到了國際一流水平，獲得省部級科技一等獎多項，并于2018年榮獲國家科技進步二等獎。英文版“華鑄CAE/InteCAST CAE”出口到美國Amsted Rail和英國Clark-Drain等公司，表明該軟件具有國際競爭力；“華鑄ERP”在多個大型鑄造企業(yè)與SAP、用友等國內(nèi)外一流管理系統(tǒng)同臺競技勝出，表明該軟件具有專業(yè)性和實用性。華鑄系列產(chǎn)品已應(yīng)用于國內(nèi)外700余家單位，為我國鑄造企業(yè)從數(shù)字化信息化走向智能化提供了理論方法指導(dǎo)和國產(chǎn)鑄造CAE/ERP軟件系統(tǒng)支持，引領(lǐng)了鑄造行業(yè)數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟與社會效益。

拓展國際視野，培育行業(yè)精英

在周建新教授看來，華鑄軟件中心所取得的成績，主要歸功于團隊的作用；他深深地感到傳承是華鑄軟件成為了國內(nèi)首屈一指鑄造工程軟件的主要原因，華鑄發(fā)展到今天靠的就是一代接一代的華鑄人心懷感恩、精誠團結(jié)、堅韌不拔、埋頭實干。因此他非常重視團隊的建設(shè)，積極培養(yǎng)和留下更多熱愛這項工作的年輕才俊；如果說劉瑞祥教授和林漢同教授是第一代華鑄人，陳立亮教授和周建新教授等是第二代，那么如何培養(yǎng)出更優(yōu)秀的第三代華鑄人是他面臨的重要課題。

華鑄團隊的青年教師殷亞軍博士、計效園博士已分別成長為鑄造模擬仿真和數(shù)字化管理領(lǐng)域的青年專家，是鑄造行業(yè)冉冉升起的新星，他們所取得的成績離不開周建新教授的悉心栽培和大力支持。周建新教授要求青年教師既要瞄準國際熱點、把握學(xué)術(shù)前沿，具備國際視野；又要深入鑄造一線、吃透企業(yè)需求，成為行業(yè)精英。在周建新教授的指導(dǎo)下，殷亞軍老師獲得了國家自然科學(xué)基金青年基金、博士后基金、歐盟項目以及航空航天軍工企業(yè)等多項合作項目資助，在鑄造微觀組織多尺度模擬和復(fù)雜鑄件模擬仿真與工藝優(yōu)化方面取得了創(chuàng)新性成果，在行業(yè)中產(chǎn)生了重要影響；計效園老師獲得了航空航天、軍工兵器、鐵路汽車、核電石油等領(lǐng)域典型鑄造企業(yè)重大合作項目資助，在鑄造數(shù)字化管理方面成功開發(fā)了適合于相應(yīng)企業(yè)的鑄造ERP軟件，創(chuàng)新性提出了單件化管理、柔性化管理模型，豐富了鑄造數(shù)字化管理理論和方法。

師者，傳道授業(yè)解惑也。周建新教授熱衷于教育事業(yè)。他認為，教師的第一事業(yè)仍然是教書育人，要以人為本，培養(yǎng)更多優(yōu)秀的學(xué)生，擔負起國家建設(shè)的重任。“開拓視野，勇于創(chuàng)新”是周建新掛在嘴邊的一句話，也是教育學(xué)生時說得最多的一句話。周建新非常支持學(xué)生們出去參加國內(nèi)外會議，到現(xiàn)場實踐，不要閉門造車，只會看文獻，紙上談兵。多想問題，想一些與實際生產(chǎn)相關(guān)的問題，從這些問題中尋找突破點、創(chuàng)新點。“敢于實踐，為社會創(chuàng)造更多的精神與物質(zhì)財富”。周建新培養(yǎng)學(xué)生，一定是理論與實踐相結(jié)合，課題都與實際生產(chǎn)息息相關(guān)，不能只是在實驗室中生存。在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，是周建新對學(xué)生們的寄語。見識廣了，實踐多了，思維也就開闊了。只有從實踐中挖掘的課題，研討的問題，解決的東西，才能為社會創(chuàng)造更多精神與物質(zhì)財富。“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，但科學(xué)技術(shù)只有應(yīng)用到企業(yè)，才能轉(zhuǎn)化為社會的物質(zhì)財富。周建新常說，企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品，為社會創(chuàng)造價值，追求的是利潤；我們做科研，探索未知領(lǐng)域，為了社會獲取知識，追求的是創(chuàng)新。我們只有把獲取的新知識應(yīng)用到實際、敢于實踐，才能為社會創(chuàng)造更多的財富。一個熱愛自己事業(yè)并充滿無限激情的人，才能感染他人。

2013年與華鑄海外用戶美國Amsted Rail公司進行企業(yè)現(xiàn)場技術(shù)交流

面對未來，他說道，“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”，要恪守“明德厚學(xué)，求實創(chuàng)新”之校訓(xùn)，做“頂天立地”之學(xué)問；長風(fēng)破浪會有時，直掛云帆濟滄海，并要繼續(xù)秉承“感恩團結(jié)、堅韌實干”之精神，編“華鑄軟件”之夢想。