探索深度融合的產(chǎn)學(xué)研模式助力中國智造
——訪南京航空航天大學(xué)無錫研究院院長唐敦兵教授

文/本刊記者 趙皎云

在服務(wù)地方經(jīng)濟、加強產(chǎn)學(xué)研合作的背景下，南航無錫研究院應(yīng)運而生。研究院一經(jīng)設(shè)立便明確了“新型研發(fā)機構(gòu)”的定位，立足企業(yè)服務(wù)，充分鏈接地方經(jīng)濟導(dǎo)向、高?？蒲袑嵺`、企業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)的需求，在校企合作、產(chǎn)教融合、學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)方面取得了卓有成效的成果。

2021年5月30日，在我國的第五個“全國科技者工作日”來臨之際，南京航空航天大學(xué)無錫研究院（簡稱“南航無錫研究院”）公布多項產(chǎn)學(xué)研科技創(chuàng)新成果，吸引了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

據(jù)悉，南航無錫研究院從2017年正式投入運營，至今已經(jīng)建立23個實驗室，簽約產(chǎn)學(xué)研項目合同107項，通過卓有成效的嘗試，補給學(xué)校學(xué)科建設(shè)，校地協(xié)同育人，創(chuàng)新研究生工程實踐培養(yǎng)模式，服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在成功開展產(chǎn)學(xué)研合作的基礎(chǔ)上進一步打造了“新型研發(fā)機構(gòu)”的樣板。

南航無錫研究院

近日，本刊記者專訪了南京航空航天大學(xué)無錫研究院院長唐敦兵教授，請他為我們介紹高校探索產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式的豐碩成果和寶貴經(jīng)驗。

南航無錫研究院院長唐敦兵教授

唐敦兵教授是南京航空航天大學(xué)于2005年12月從海外引進的優(yōu)秀人才，2002～2005年先后在德國著名高校亞琛工業(yè)大學(xué)和英國Cranfield University從事研究工作?；貒?，唐敦兵教授主持了包括國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、江蘇杰出青年基金、江蘇省重點研發(fā)計劃、江蘇省重大科技成果轉(zhuǎn)化資金等30多個重要項目，科研成果顯著，獲國家和省部級科研獎勵4項。唐敦兵教授曾任南京航空航天大學(xué)科技部副部長（分管產(chǎn)學(xué)研工作）和機電學(xué)院副院長（分管科研工作），目前擔(dān)任南航無錫研究院院長。

市場導(dǎo)向下的應(yīng)運而生

據(jù)唐敦兵教授介紹，之所以選擇在無錫落戶是因為南航和無錫一直有較好的產(chǎn)學(xué)研合作基礎(chǔ)，南航在十幾年前就與當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)開展科研合作，為企業(yè)解決技術(shù)難題。同時，洛社鎮(zhèn)是無錫市惠山區(qū)的制造重鎮(zhèn)，制造業(yè)被作為當(dāng)?shù)氐牧㈡?zhèn)之本、興鎮(zhèn)之器、強鎮(zhèn)之基。資料顯示，在2007年以前，惠山區(qū)冶金、印染、紡織、機械四大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)占工業(yè)產(chǎn)值90%以上，并且當(dāng)?shù)亟f家工業(yè)企業(yè)中，超過90%是規(guī)模以下的中小企業(yè)，為了解決產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重，環(huán)境壓力大；企業(yè)規(guī)模整體偏小，實力偏弱等問題，當(dāng)?shù)卣_創(chuàng)性的構(gòu)建了“一鎮(zhèn)一院一產(chǎn)業(yè)”產(chǎn)學(xué)研模式，有針對性地引進與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)契合度高的科研院校，目標(biāo)是通過智能技術(shù)改造，全面提升洛社制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展水平。

在此背景下，2014年11月，南京航空航天大學(xué)、無錫市惠山區(qū)人民政府、惠山區(qū)洛社鎮(zhèn)人民政府三方共同籌建南航無錫研究院。這其中，由地方政府提供辦公場地和專項資金扶持無錫研究院的發(fā)展，南京航空航天大學(xué)為研究院的發(fā)展輸出科研團隊并提供科技資源，研究院整合并導(dǎo)入各項外部資源，豐富自身發(fā)展。無錫研究院作為南京航空航天大學(xué)外派的產(chǎn)學(xué)研平臺，依托南京航空航天大學(xué)雄厚的科學(xué)技術(shù)、齊全的科研資源，為社會提供全面的技術(shù)服務(wù)，成為科技成果轉(zhuǎn)化的推進劑和催化劑。

2016年10月12日，南航無錫研究院揭牌成立。2018年以來，南航無錫研究院積極響應(yīng)無錫惠山區(qū)經(jīng)信局組織的企業(yè)智能化改造診斷服務(wù)行動，依托智能制造、精密制造、微納制造、工業(yè)在線檢測、電力電子領(lǐng)域五大研發(fā)服務(wù)平臺，組建了教授領(lǐng)銜，專業(yè)教師、研究生、工程師共30余人參與專業(yè)咨詢團隊，為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)開展智能化改造診斷服務(wù)，目前已為無錫市惠山區(qū)60多家企業(yè)實施了智能化改造診斷服務(wù)，在當(dāng)?shù)厮鶎俜?wù)領(lǐng)域市場占有率達40%。

明確定位 精準(zhǔn)對接

談及南航無錫研究院的產(chǎn)學(xué)研探索經(jīng)驗，唐敦兵教授認(rèn)為有幾個關(guān)鍵因素：首先，明確定位，南航無錫研究院是一個以智能制造為方向，專門為中小企業(yè)提供技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的新型研發(fā)機構(gòu)；其次，在體制上，南航無錫研究院是一家獨立事業(yè)法人單位，完全市場化運作，根據(jù)項目自主招聘工程師，徹底改變了以往產(chǎn)學(xué)研只有高校老師和學(xué)生參與的做法；第三，以工程化的方式開展工作，形成特定組織氛圍，專注科技服務(wù)及技術(shù)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。

基于明確的市場需求和發(fā)展定位，南航無錫研究院一經(jīng)設(shè)立便項目不斷。2016年，南航無錫研究院與當(dāng)?shù)匾患倚履茉磳Ｓ迷O(shè)備研發(fā)制造企業(yè)——無錫斯達新能源科技股份有限公司（簡稱“斯達科技”）開展了一項名為“固結(jié)磨料研磨墊”的技術(shù)研發(fā)項目。據(jù)唐敦兵教授介紹，該產(chǎn)品主要用于手機玻璃面板的打磨、拋光，由于手機玻璃面板硬度非常高，因此對研磨墊的材料工藝要求較高。一直以來，這類耗材在市場上長期被美國3M公司所壟斷。而南航對該類材料的相關(guān)原理其實早有積淀，南航機電學(xué)院團隊在精密超精密研磨拋光領(lǐng)域有十幾年的基礎(chǔ)研究，利用無錫研究院的實驗室條件，南航團隊和斯達科技建立了聯(lián)合實驗室，通過三年多的持續(xù)研發(fā)投入，不斷進行試驗迭代和驗證，最終在2018年將所研發(fā)的技術(shù)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，成功替代美國3M公司，斯達科技也成為富士康公司供應(yīng)商。

同時，在與斯達科技的產(chǎn)學(xué)研合作中，南航無錫研究院的體制機制也得到快速完善，促使南航無錫研究院的團隊成員在項目實踐中進一步凝練和解決科學(xué)問題，促進高校基礎(chǔ)理論的研究和科研成果體系的搭建。

隨后，與美的洗衣機事業(yè)部（無錫小天鵝股份有限公司）的合作再一次夯實了南航無錫研究院產(chǎn)學(xué)研結(jié)合發(fā)展的實踐之路。據(jù)唐敦兵教授介紹，在洗衣機出貨之前，需要對表面劃痕、凹坑、端差、縫隙等進行全面的檢測，而以往都是靠人眼完成。為了解決洗衣機質(zhì)量檢測智能化的技術(shù)難題，南航無錫研究院的碩士、博士團隊歷時5個多月，最終利用CPU和GPU（Graphic Processing Unit，圖形處理器）組合的方式，實現(xiàn)在5秒內(nèi)完成39臺相機的圖像采集、數(shù)據(jù)處理和檢測識別工作，成果很快投入企業(yè)生產(chǎn)，大大提高了檢測效率和產(chǎn)品合格率。值得一提的是，這個項目中的硬件設(shè)計和軟件編寫全部是由南航無錫研究院的科研團隊自主完成，在此項目的實施過程中學(xué)生的研發(fā)能力和動手能力得到了飛躍式提升。

在南航無錫研究院，師生從了解需求、落實方案直至項目落地實施全流程參與合作項目，實現(xiàn)企業(yè)技術(shù)進步和高校人才培養(yǎng)的同步提升?！斑@些研究生和博士生通過與工程師的合作，在工程實踐應(yīng)用中不斷提高自身的創(chuàng)新素養(yǎng)、實踐能力及綜合素質(zhì)?！碧贫乇淌谡f道。

找準(zhǔn)落點 不斷創(chuàng)新

除了精密制造，智能制造也是南航無錫研究院的重點關(guān)注領(lǐng)域，并對接國家重大戰(zhàn)略需求,著力攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，承接了中國商飛的5G全連接數(shù)字孿生工廠等項目。

在中國商飛的5G全連接數(shù)字孿生工廠項目中，南航無錫研究院對生產(chǎn)C919的多個廠房、上百臺主機設(shè)備和人員進行全方位仿真，利用5G技術(shù)，在虛擬空間中實時反映設(shè)備、人員的動態(tài)。管理者可以通過屏幕，在辦公室就能清楚掌握物料運轉(zhuǎn)、設(shè)備運作，甚至每個公認(rèn)的軌跡狀態(tài)。這一項目也成功入選工信部試點示范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿工廠項目。目前，這套系統(tǒng)還在奇瑞汽車、濟南地鐵等多家企業(yè)實現(xiàn)應(yīng)用。

智能制造研究室

數(shù)字孿生系統(tǒng)

不僅在智能制造領(lǐng)域，南航無錫研究院在智能裝備領(lǐng)域也頗有建樹。2020年12月，全球首列時速350公里高速貨運動車組在河北唐山正式下線，其中的關(guān)鍵核心技術(shù)正是南航無錫研究院研發(fā)的全自動智能裝卸貨運系統(tǒng)。據(jù)了解，高速貨運動車組以我國時速350公里高速動車組平臺為基礎(chǔ)，突破了承載系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、智能化裝卸設(shè)備、快速裝卸等多項軌道交通貨運快速化關(guān)鍵技術(shù)，首創(chuàng)高速貨運列車大開度裝載門、標(biāo)準(zhǔn)集裝器譜系化產(chǎn)品及模塊化貨運專用地板等全系列裝卸設(shè)備，顯著提升裝卸作業(yè)效率，實現(xiàn)了大載重、大容積、快速裝卸及貨物在途管理。該項目的實施開啟了高鐵貨運新模式，為提高我國鐵路物流水平做出貢獻。值得一提的是，在中車集團“高鐵全自動智能裝卸貨運系統(tǒng)”項目招投標(biāo)中，南航無錫研究院的方案力克德國西門子、日本發(fā)那科等強大對手中標(biāo)。

此外，為了切實解決制造企業(yè)在實現(xiàn)智能化升級過程中設(shè)備種類多、通訊接口繁雜、設(shè)備可開發(fā)性差、新老型號交替使用等諸多問題，目前南航無錫研究院智能制造技術(shù)與裝備課題組正在探索一項“智能模塊（接口）技術(shù)”，將加工設(shè)備和物流設(shè)備在系統(tǒng)中看作一個獨立的個體，通過網(wǎng)絡(luò)，個體與個體之間可以進行信息交互，以協(xié)商的方式完成任務(wù)工件的加工。最終的應(yīng)用目標(biāo)是降低自動化工廠升級改造為智能工廠的難度，實現(xiàn)系統(tǒng)和流程的簡化。

自動化物流裝備研究室

智能化洗衣機質(zhì)量檢測系統(tǒng)

成功打造“新型研究機構(gòu)”

在采訪過程中，唐敦兵教授反復(fù)提到了“新型研發(fā)機構(gòu)”一詞。無疑，南航無錫研究院在踐行新型研發(fā)機構(gòu)方面做出了有益嘗試。

資料顯示，2019年，為深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，推動新型研發(fā)機構(gòu)健康有序發(fā)展，提升國家創(chuàng)新體系整體效能，科技部制定并發(fā)布《關(guān)于促進新型研發(fā)機構(gòu)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確了新型研發(fā)機構(gòu)的定義、條件和發(fā)展原則，以及一系列支持舉措，為新型研發(fā)機構(gòu)發(fā)展指明了方向。其中指出，新型研發(fā)機構(gòu)聚焦科技創(chuàng)新需求，主要從事科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)服務(wù)，投資主體多元化、管理制度現(xiàn)代化、運行機制市場化、用人機制靈活的獨立法人機構(gòu)，可依法注冊為科技類民辦非企業(yè)單位（社會服務(wù)機構(gòu)）、事業(yè)單位和企業(yè)。新型研發(fā)機構(gòu)以知識探索和技術(shù)創(chuàng)新作為主要活動，通過體制機制和服務(wù)創(chuàng)新，在開展科技研發(fā)、加速成果轉(zhuǎn)化、培育創(chuàng)新人才、建設(shè)創(chuàng)新文化等方面取得顯著的進展。引導(dǎo)和培育新型研發(fā)機構(gòu)發(fā)展壯大，對于加快我國科技體制改革、完善國家創(chuàng)新體系具有重要意義。

目前，南京航空航天大學(xué)對無錫研究院的建設(shè)提供全力支持，派出了來自機械工程、電力電子、自動化、能源動力等多個學(xué)科的14個科研團隊，組建智能制造技術(shù)與裝備中心、大規(guī)模三維測量與計算中心、超精密加工技術(shù)中心、磁懸浮及振動控制技術(shù)中心、精密超精密研磨拋光技術(shù)中心、無線感知研究中心、新型超硬材料研究中心、壓電/電磁符合宏微精密驅(qū)動技術(shù)中心、現(xiàn)代測試技術(shù)中心、電力電子研究中心、CPS系統(tǒng)核心技術(shù)中心、數(shù)字化與智能化工廠研究中心、高效動力驅(qū)動研究中心、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與智能診斷技術(shù)中心等研究機構(gòu)，重點在智能制造、精密制造、新能源、新材料、物聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域與合作單位聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)和開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、平臺共建、人才合作與交流等工作。

截至2020年底，研究院累計簽約產(chǎn)學(xué)研項目合同107項，合同額達5020萬元，縱向經(jīng)費累計約4800萬元；累計申請發(fā)明專利100件、實用新型專利25件，授權(quán)發(fā)明專利25件、實用新型專利26件、軟件著作權(quán)5件。

對于南航無錫研究院下一步的發(fā)展方向，唐敦兵教授表示，研究院將在進一步加強現(xiàn)有科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化和技術(shù)推廣的同時，持續(xù)探索一些前瞻性的應(yīng)用技術(shù)研究，打造高層次人才引進平臺和高新技術(shù)企業(yè)孵化平臺，助推地方經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。