從交叉處求創(chuàng)新 自開放中圖發(fā)展
——記西安電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院執(zhí)行院長黃進(jìn)

張方方 吳應(yīng)清

黃進(jìn)

4月1日，珠海，2021和2022年度中國電子學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)隆重舉行。由西安電子科技大學(xué)（簡稱“西電”）牽頭研發(fā)的“共形承載天饋系統(tǒng)機(jī)電綜合設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目，獲得2022年度科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。這也是國內(nèi)公認(rèn)的電子信息領(lǐng)域的高規(guī)格獎(jiǎng)項(xiàng)。

“我們一直在圍繞電子裝備的機(jī)電耦合分析、設(shè)計(jì)和機(jī)電集成制造進(jìn)行研究。到現(xiàn)在，雖然取得了一些成效，但距離我們的目標(biāo)還很遠(yuǎn)?！鲍@獎(jiǎng)后，項(xiàng)目第一完成人、西電機(jī)電工程學(xué)院執(zhí)行院長黃進(jìn)誠懇地表示，他們希望在不久的將來做出一個(gè)廣泛適用于高頻段、高增益、高密度、小型化、高精度、快響應(yīng)電子裝備研發(fā)的智能化設(shè)計(jì)平臺(tái)，從而推動(dòng)高性能電子裝備的研制水平邁上一個(gè)新臺(tái)階。“任重而道遠(yuǎn)，希望我們能做好。”黃進(jìn)說。

沖破瓶頸，人有不如己有

“共形承載天饋系統(tǒng)機(jī)電綜合設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目的起源，可以追溯到十余年前?！澳菚r(shí)，我國在新一代隱身戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)上跟美國相差甚遠(yuǎn)，他們?cè)诤娇针娮臃矫娴膬?yōu)勢(shì)尤其明顯?！秉S進(jìn)回憶道。當(dāng)時(shí)，他負(fù)責(zé)的一個(gè)“973”課題的成果正在工程應(yīng)用，在與工業(yè)部門交流時(shí)，他獲悉了這樣的信息：要想在航空電子領(lǐng)域取得長足進(jìn)展，共形承載天饋系統(tǒng)是一個(gè)重要突破口。

作為新型空中、海上和地面移動(dòng)平臺(tái)的“眼睛”，共形承載天饋系統(tǒng)有兩個(gè)重要特征：其一是功能綜合化，即通信、導(dǎo)航、識(shí)別、探測、對(duì)抗等功能共用一套天饋系統(tǒng)，這要求高密度、小型化；其二是結(jié)構(gòu)功能一體化，即承載、散熱結(jié)構(gòu)與微波電路、輻射陣面高度融合，這要求結(jié)構(gòu)高精度、電路抗干擾、散熱高效能。通俗地說，它不僅能夠收發(fā)電磁信號(hào)，還能與飛行器、艦船、車輛等移動(dòng)平臺(tái)表面共形融合，保持載體的外形結(jié)構(gòu)及空氣動(dòng)力學(xué)性能。但是采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造方法，想要“共形”卻不容易。

“傳統(tǒng)天線的外觀大多像一口鍋或者一個(gè)平板，但飛行器的機(jī)體是流線型的，如果需要兼顧隱身需求，那外形結(jié)構(gòu)會(huì)更為特殊、復(fù)雜。這時(shí)候，如果還用傳統(tǒng)的拋物面或‘平板’天線，再加一個(gè)天線罩，很容易破壞飛行器的流線外形，而且會(huì)降低天線的性能。但要想把天線做薄，且和飛行器外形一樣，并不容易?！秉S進(jìn)認(rèn)為，這是“高密度、小型化”帶來的重要挑戰(zhàn)。

早在20世紀(jì)90年代，美國、法國等西方國家就開始研究飛行器蒙皮天線，將不同種類的復(fù)合材料制成薄片并嵌入機(jī)體表面，從而實(shí)現(xiàn)與飛行器表面共形。在它的加持下，天線對(duì)飛行器表面空氣動(dòng)力學(xué)性能的影響微乎其微。“我們也需要這樣的東西，但早先不知道該怎么去做。從‘箱式’到‘磚式’不斷進(jìn)化，但就是沒能做成一塊蒙皮?！惫I(yè)部門雖然為此下了大功夫，但由于高密度、小型化會(huì)導(dǎo)致多場-場路耦合效應(yīng)突出，傳統(tǒng)分析方法難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的準(zhǔn)確分析，甚至?xí)卤豆Π?。怎么辦？黃進(jìn)希望能從理論方法上有所創(chuàng)新。在國家自然科學(xué)基金、“973”等項(xiàng)目的支持下，他和團(tuán)隊(duì)開始進(jìn)行探索，逐漸建立起融合先驗(yàn)知識(shí)的多場-場路耦合模型，以實(shí)現(xiàn)機(jī)-電-熱綜合性能的精準(zhǔn)分析。

就在黃進(jìn)及其團(tuán)隊(duì)對(duì)這一系列成果不斷進(jìn)行完善和驗(yàn)證時(shí)，一個(gè)新的問題又?jǐn)[在了面前。一體化成形的制造過程和惡劣的服役環(huán)境，會(huì)導(dǎo)致共形承載天線的服役性能發(fā)生劇烈變化。以服役環(huán)境為例，當(dāng)共形承載天線被應(yīng)用到飛行器上，炎夏里，它在地面停機(jī)坪上要承受60℃的高溫，但真正飛到萬米高空時(shí)所處的溫度可能直接“掉”到零下50℃?！安恢谷绱耍筮^載機(jī)動(dòng)飛行時(shí)，要承受很大的載荷；飛行速度很快時(shí)，還有來自氣動(dòng)加熱的壓力。”黃進(jìn)說，如果處理不好，就容易出現(xiàn)“地面性能測試很好，上天之后不行”的局面。

而“一體化成形”，其初衷是將天線“做小”，但也會(huì)給它帶來新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)方法中的“零件組裝”，可以對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行性能測試，也可以進(jìn)行組裝后的整體測試，一旦出現(xiàn)問題，更容易厘清源頭?！暗惑w化成形，就像燒制一個(gè)碗，這個(gè)碗成形了就拆不開了?！秉S進(jìn)明白，工業(yè)部門擔(dān)憂的是，如果制造過程中出現(xiàn)了偏差，比如材料均勻性、制造公差或微觀缺陷等，這些問題到了惡劣的服役環(huán)境中肯定會(huì)導(dǎo)致共形承載天線的綜合性能進(jìn)一步發(fā)生變化，但何時(shí)變化、如何變化、變化到什么程度，沒有人知道。為了摸清其中的規(guī)律，黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)開始探索其性能的不確定性傳播機(jī)理。他們通過反演測試，最終引入?yún)^(qū)間數(shù)學(xué)理論建立起結(jié)構(gòu)參數(shù)不確定性區(qū)間與最終電性能變化范圍的區(qū)間分析模型，對(duì)設(shè)計(jì)-制造-服役全過程功能特性及其變化范圍進(jìn)行定量分析。這樣，在設(shè)計(jì)階段可為穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，在制造調(diào)試階段可使技術(shù)人員采取更有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施。

黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)獲得學(xué)?！叭萌小眻F(tuán)隊(duì)，查顯友書記（二排左五）為團(tuán)隊(duì)授牌并合影

“把區(qū)間分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)用進(jìn)來之后，還能解決研制效率低和性能受限的問題。”誠如黃進(jìn)所言，共形承載天線的機(jī)電熱性能及其與可制造性的耦合關(guān)系很復(fù)雜，“變量比較多”，如果還采用傳統(tǒng)方法，即由電磁設(shè)計(jì)人員進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，給出理想的形狀與精度要求，再由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)相關(guān)要求，最后通過“試湊-樣機(jī)研制-實(shí)測”反復(fù)迭代的方法逐步接近設(shè)計(jì)目標(biāo)，不但效率低，而且很難實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。他認(rèn)為，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一時(shí)，不同環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)余量容易被放大，導(dǎo)致性能低、研制周期長?！爱a(chǎn)品也容易出現(xiàn)‘傻大笨粗’的情況，不靈巧?！?/p>

如今，再回憶起研發(fā)過程中所遭遇的瓶頸，黃進(jìn)的講述平實(shí)而鮮活。但當(dāng)初摸著石頭過河時(shí)，他們每走一步也是真的好艱難。

黃進(jìn)記得，步入項(xiàng)目之初，他們所建模型的分析誤差“大到離譜”。就像“麻雀雖小五臟俱全”，他們所面臨的實(shí)際系統(tǒng)也非常復(fù)雜，“如果直接從實(shí)際系統(tǒng)出發(fā)去驗(yàn)證理論模型的問題，可能一年半載都不會(huì)有進(jìn)展”。經(jīng)過一番靈感碰撞，黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)決定“解剖這只麻雀”，將其中的核心要素抽象出來。比如，針對(duì)射頻電路的機(jī)電耦合問題，從典型傳輸線入手，建立其場路耦合模型。理論層面打通后，再以工程樣件來驗(yàn)證實(shí)際結(jié)果和理論模型之間到底有多大差距，并不斷修正和完善理論模型，最終構(gòu)建系統(tǒng)的多場-場路耦合模型，并結(jié)合實(shí)際工程，驗(yàn)證理論模型的準(zhǔn)確性和綜合設(shè)計(jì)的有效性。

這只是黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)過程中的一個(gè)縮影，對(duì)他們而言，其間經(jīng)歷的種種困擾或許并不足為外人道，他們更希望通過持續(xù)的努力逐步解決工業(yè)實(shí)踐中不斷涌現(xiàn)的新問題。事實(shí)上，當(dāng)黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)一一克服瓶頸，提出一套完整的控形控性機(jī)電集成設(shè)計(jì)技術(shù)后，問題也的確沒有結(jié)束。

2015年前后，項(xiàng)目研究告一段落，開始走向工程化嘗試，構(gòu)建一個(gè)能夠承載相關(guān)技術(shù)的全性能綜合設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)迫在眉睫。彼時(shí)，多物理場耦合仿真領(lǐng)域的一家國際知名公司找上門來，展示了他們的成功案例，并斬釘截鐵地表示，他們的軟件絕對(duì)能跟國內(nèi)的需求匹配。

黃進(jìn)獲得2022年度中國電子學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)

一邊是看起來成熟的高端軟件，一邊是正在鉆研中、前景不明的軟件平臺(tái)，怎么看似乎都是前者更保險(xiǎn)一點(diǎn)，但直到一個(gè)月后，那款“高端軟件”也沒能做出成功的仿真結(jié)果。“案例做得很漂亮，但其實(shí)方法根本走不通”，得知這樣的結(jié)論，黃進(jìn)并沒有特別意外。他們?cè)谲浖脚_(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，也走了相似的路線，同樣也沒能成功?！拔覀?cè)缦纫詾槭瞧渲邪粚?duì)中國開放的技術(shù)，所以才會(huì)失敗。既然他們自己也走不通，那就證明的確存在一些沒被突破的關(guān)鍵問題?！?/p>

如此一來，黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)反而被激發(fā)了斗志?！叭擞胁蝗缂河小?，哪怕做軟件不是他們的特長，為了讓技術(shù)成果有一個(gè)更合適的軟件平臺(tái)去支撐，他們也要去尋求一條破局之路?！拔覀兓藥啄陼r(shí)間去優(yōu)化”，黃進(jìn)的執(zhí)著之處在于，他想要在工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)“傻瓜”式操作，“導(dǎo)入模型之后，點(diǎn)幾個(gè)按鈕，就能按照步驟去做了”。

就這樣，當(dāng)“共形承載天饋系統(tǒng)機(jī)電綜合設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目完成時(shí)，一個(gè)重大亮點(diǎn)被呈現(xiàn)出來：他們完成了國內(nèi)首個(gè)共形承載天饋系統(tǒng)全性能綜合設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)。此平臺(tái)解決了國外商品化軟件中存在的模型不通用、數(shù)據(jù)不匹配、結(jié)果不共享的難題，實(shí)現(xiàn)了共形承載天饋系統(tǒng)綜合性能的精準(zhǔn)分析、服役性能的準(zhǔn)確預(yù)估和高效的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)，為多個(gè)重點(diǎn)型號(hào)中共形承載天饋系統(tǒng)的研制提供了技術(shù)手段。

從2012年正式立項(xiàng)算起，黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)投入項(xiàng)目也已經(jīng)11年了。依托項(xiàng)目，他們獲國家發(fā)明專利授權(quán)29項(xiàng)、軟件著作權(quán)5項(xiàng)，在國內(nèi)外重要期刊發(fā)表論文56篇，主持起草國家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)（已頒布）。與中國航天科工二院二十五所、中國電子科技集團(tuán)公司三十九所等合作，他們的相關(guān)成果也在國家重點(diǎn)工程、重點(diǎn)型號(hào)產(chǎn)品和設(shè)備的關(guān)鍵系統(tǒng)與部件中得到應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

在榮獲“2022中國電子學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”之前，相關(guān)項(xiàng)目就得到了機(jī)載雷達(dá)專家陸軍院士、多學(xué)科優(yōu)化專家張衛(wèi)紅院士等專家的高度評(píng)價(jià)。尤其多場-場路耦合控形控性機(jī)電集成設(shè)計(jì)技術(shù)，更是被認(rèn)為“達(dá)到國際領(lǐng)先水平”。

對(duì)黃進(jìn)而言，他更自豪于項(xiàng)目成果的“自主可控”，且在應(yīng)用上取得了良好的效益。但他并不滿足于眼下“大家用得踏實(shí)”，一直關(guān)注前沿?zé)狳c(diǎn)的他，也注意到了最近風(fēng)口浪尖上的ChatGPT及其同類軟件。在他看來，軟件越用越“聰明”是一個(gè)重大趨勢(shì)?！拔覀兊能浖幸睬度肓嗽O(shè)計(jì)師和工程師要掌握的知識(shí)，下一步會(huì)想辦法讓它實(shí)現(xiàn)智能化更新，它越聰明，才會(huì)在工程應(yīng)用中作出越大的貢獻(xiàn)。”

從相機(jī)到機(jī)電，把電子裝備這件事做好

如果要在黃進(jìn)的研究生涯中提煉一個(gè)關(guān)鍵詞，那一定是“機(jī)電耦合”?！伴L期以來，我們的研究就是針對(duì)電子裝備展開的。而電子裝備是機(jī)電緊密結(jié)合的系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不太一樣?！彼f。

在很長一段時(shí)間內(nèi)，“機(jī)”“電”在設(shè)計(jì)層面上是分離的。這種情況下，工程實(shí)際中有時(shí)就會(huì)出現(xiàn)奇怪的現(xiàn)象：機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù)人員費(fèi)了九牛二虎之力制造出的產(chǎn)品，電性能時(shí)常出現(xiàn)不滿足的情況。相反，機(jī)械制造精度未達(dá)要求的產(chǎn)品，有時(shí)候電性能又是滿足的。矛盾的現(xiàn)象多了，原因又找不到，久而久之，就導(dǎo)致電子裝備研制出現(xiàn)性能低、周期長、成本高、結(jié)構(gòu)笨重等問題。而隨著科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電子裝備的復(fù)雜性，使其對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)與制造提出了更高的要求，有些要求甚至超出了機(jī)械加工能力。這意味著，“機(jī)電分離”已經(jīng)成為制約現(xiàn)代電子裝備發(fā)展的瓶頸，而“機(jī)電耦合”勢(shì)在必行。

黃進(jìn)舉了個(gè)簡單的例子：當(dāng)人們?nèi)ピu(píng)價(jià)一個(gè)數(shù)控機(jī)床是否好用時(shí)，一般會(huì)使用轉(zhuǎn)速、精度等機(jī)械性能參數(shù)來描述；但在雷達(dá)這樣的電子裝備面前，人們更追求它們的電性能?！八裕瑱C(jī)械精度、機(jī)械結(jié)構(gòu)和電性能之間究竟是什么關(guān)系，就需要我們研究其內(nèi)在、本質(zhì)的關(guān)系。我在西電讀研究生的時(shí)候，就追隨導(dǎo)師做這方面的工作。”他補(bǔ)充道。

實(shí)際上，黃進(jìn)對(duì)“機(jī)電”迸發(fā)興趣，可以追溯到他的中學(xué)時(shí)代。20世紀(jì)80年代，中學(xué)生黃進(jìn)迷上了攝影，不光是拍照，他還買來顯影液和定影液，在家里的衛(wèi)生間做實(shí)驗(yàn)，嘗試沖洗照片，洗出的照片跟底片一樣大?！拔覜]有放大機(jī)”，找到原因后，他成天琢磨怎么能自己動(dòng)手“搗鼓”出一個(gè)放大機(jī)來。

就在黃進(jìn)鉆研得熱火朝天時(shí)，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，他接觸到了一部日產(chǎn)尼康相機(jī)。當(dāng)時(shí)，他哥哥是報(bào)社記者，這部相機(jī)是他采訪拍攝時(shí)使用的。“它居然是自動(dòng)的！測光能自動(dòng)，曝光能自動(dòng)，卷片也能自動(dòng)?！鄙倌挈S進(jìn)十分興奮，他迫切地想要弄明白為什么人家能做得比國產(chǎn)相機(jī)還要好，就跑去圖書館翻閱與攝影器材相關(guān)的期刊，并萌生了一個(gè)念頭——如果能把機(jī)械和電子結(jié)合到一起就好了。隨著他的成長，這個(gè)念頭逐漸生根發(fā)芽，高考時(shí)，他直接填報(bào)了西安理工大學(xué)精密儀器專業(yè)?！斑@個(gè)專業(yè)關(guān)系到光機(jī)電一體化”，黃進(jìn)解釋道。

本科畢業(yè)后，黃進(jìn)被分配到一家工廠。“單位對(duì)我很重視，工作環(huán)境也很好，但跟我的專業(yè)不太對(duì)口?！秉S進(jìn)覺得，趁著年輕，就應(yīng)該拼一把，不能耽于安逸。幾年后，他考進(jìn)了西電。“20世紀(jì)90年代，我國的傳統(tǒng)機(jī)械已經(jīng)比較成熟了，但我認(rèn)為純做機(jī)械在未來沒有太多競爭力。”他看到的是，信息產(chǎn)業(yè)像一輪朝陽，正在國際上冉冉升起。“我一直都沒放棄做機(jī)電的想法，也想看看當(dāng)信息產(chǎn)業(yè)與機(jī)電交融之后，能夠激起怎樣的浪花?！?/p>

碩士期間，黃進(jìn)作為主要研發(fā)人員參加了某軍用計(jì)算機(jī)項(xiàng)目。項(xiàng)目完成后，他百感交集。他發(fā)現(xiàn)，我國在當(dāng)時(shí)既沒有獨(dú)立研制的計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，也沒有自主可控的核心技術(shù)，甚至從國外買得到的商用機(jī)也總是與國內(nèi)應(yīng)用環(huán)境不適配。“當(dāng)時(shí)有一個(gè)法子叫‘穿衣戴帽’，就是在買到的商用機(jī)外面‘套殼子’以滿足抗惡劣環(huán)境的需求。”在黃進(jìn)看來，這就是一種無奈之舉，“穿衣戴帽”之后的機(jī)器顯得很笨重，性能也會(huì)受到影響?！澳脕碇髁x”不是長久之計(jì)，何況核心技術(shù)，國外也不可能讓我們“拿來”。那怎么把機(jī)器由大做小呢？他隱隱感覺到，自己此前想的沒錯(cuò)，把機(jī)械、電子和控制結(jié)合到一起，將是一個(gè)重大的突破口。

1995年起，黃進(jìn)師從我國著名電子機(jī)械專家、天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大師葉尚輝教授攻讀博士學(xué)位，研究方向也從計(jì)算機(jī)外部設(shè)備轉(zhuǎn)向天線伺服系統(tǒng)。到現(xiàn)在，黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)的研究始終圍繞3個(gè)方向展開。

其一，面向航天和天文觀測領(lǐng)域的重大需求，他們研究光機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模與控制工作?！拔覀冏铋_始做的也不是共形承載天線，而是傳統(tǒng)的大天線?！痹诖朔较蛏?，黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了開放式天線伺服控制系統(tǒng)、柔性天線控制平臺(tái)和大型天線近場測試運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。相關(guān)工作得到了民用航天重點(diǎn)項(xiàng)目和國家重大儀器專項(xiàng)的支持。

其二，針對(duì)天線、饋線等典型電子系統(tǒng)和部件，他們研究其中的多場耦合及場路耦合問題、功能特性的動(dòng)態(tài)演化機(jī)理，建立相應(yīng)的功能特性演化模型，探索高性能電子裝備機(jī)電集成設(shè)計(jì)方法、高密度共形承載天線設(shè)計(jì)技術(shù)。相關(guān)工作得到了“973”課題、國防基礎(chǔ)科研重點(diǎn)項(xiàng)目和部委預(yù)研項(xiàng)目的支持。

其三，面向智能蒙皮和柔性電子，他們研究其建模方法、設(shè)計(jì)理論，探索高精度、高性能和高效率的增材制造方法，研制相應(yīng)的智能化裝備。“也就是共形電子及三維打印技術(shù)”，黃進(jìn)特別強(qiáng)調(diào)道，“而且是曲面三維打印?！?/p>

“談共形承載天線時(shí)，我們一直在說一體化成形，但一體化成形是怎么做出來的呢？”據(jù)黃進(jìn)介紹，如果只是平面一體化成形，完全可以采用傳統(tǒng)方法，但傳統(tǒng)方法在曲面上并不好用。以共形承載天線為例，傳統(tǒng)方法可以加工展開曲面的導(dǎo)電圖形，比如采用柔性材料，將矩形、扇形“卷”成圓柱或圓錐。但飛機(jī)表面多是復(fù)雜的非展開曲面，這條路就不好走了?！坝幸环N想法，是把復(fù)雜表面拆分成若干規(guī)則平面，再組裝起來?！彼麛[擺手，“那復(fù)雜度太大，性能也難以保證?！?/p>

用黃進(jìn)的話說，三維打印理論上可以做出復(fù)雜的、曲面的東西，但必須認(rèn)清一點(diǎn)：當(dāng)三維打印通過平面疊加使其逼近曲面時(shí)，更像“一塊梯田”，“梯田有臺(tái)階沒關(guān)系，但在要承載電路的曲面上，‘臺(tái)階’會(huì)導(dǎo)致電路不連續(xù)，傳輸性能、可靠性就可能嚴(yán)重受損”。正因?yàn)槿绱?，“如何?shí)現(xiàn)高精密復(fù)雜硬曲面隨形電路”成為中國科協(xié)發(fā)布的2022十大工程技術(shù)難題之一。

為了解決這些問題，黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)將傳統(tǒng)三維打印的三個(gè)方向軸（x,y,z），改進(jìn)成五軸/六軸聯(lián)動(dòng)。在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、教育部聯(lián)合基金、陜西省重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目等支持下，他們自主研發(fā)了微滴噴射控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和異質(zhì)異構(gòu)功能件三維打印樣機(jī)，探索出“一體化噴射成形”技術(shù)。相關(guān)成果在陸海空天等領(lǐng)域轉(zhuǎn)化應(yīng)用后，得到工業(yè)部門的高度認(rèn)可。

“其實(shí)，我們的工作就是圍繞電子裝備的機(jī)電耦合展開的，從認(rèn)識(shí)它的機(jī)理，到如何設(shè)計(jì)，再到如何制造?！秉S進(jìn)朗聲笑著，“嚴(yán)格來說，我們就是做這一件事?！?/p>

傳承紅色基因，把論文寫在祖國大地上

如果西電有顏色，那一定是浸潤在根系中的紅色。從江西到陜西，西電始終堅(jiān)定不移跟黨走，將井岡山精神、長征精神、延安精神及西遷精神深深地烙印在學(xué)?；蚶铮擦魈试跈C(jī)電工程學(xué)院的發(fā)展歷程中。

從20世紀(jì)60年代起，以葉尚輝為首的老一輩科學(xué)家在西電建成了我國第一個(gè)無線電設(shè)備結(jié)構(gòu)與工藝專業(yè)，從“以機(jī)為主、機(jī)電結(jié)合”開始，奠定了西電在電子機(jī)械學(xué)科上的發(fā)展基調(diào)。進(jìn)入新世紀(jì)以來，以中國工程院院士段寶巖為代表的第二代電子機(jī)械學(xué)科領(lǐng)頭人，開辟了我國電子裝備機(jī)電耦合研究的新領(lǐng)域。如今，以李志武、黃進(jìn)等中青年專家學(xué)者為主的第三代機(jī)電人已經(jīng)成為中流砥柱，一批優(yōu)秀青年教師也在西電這方沃土上扎根成長。

在西電學(xué)習(xí)工作30余載，黃進(jìn)既是電子機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展的見證者，也是創(chuàng)造者。2005年起，他歷任電子機(jī)械系系主任、電子裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、機(jī)電工程學(xué)院副院長等職。2018年6月，他被任命為機(jī)電工程學(xué)院執(zhí)行院長，2023年擔(dān)任高性能電子裝備機(jī)電集成制造國家級(jí)科研平臺(tái)主任。肩上的責(zé)任越來越重，黃進(jìn)接過“西遷精神”的接力棒，踏上時(shí)代新征程。

黃進(jìn)（左一）現(xiàn)場授課

近年來，機(jī)電工程學(xué)院的成果被成功應(yīng)用于世界最大的射電望遠(yuǎn)鏡——“中國天眼”FAST、我國最大的地基全可動(dòng)天線——火星探測S/X雙頻段、波束波導(dǎo)66米口徑天線，以及我國首部大口徑星載可展開天線“天通一號(hào)”、主力戰(zhàn)艦近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)等重大工程中。

有一個(gè)故事，黃進(jìn)至今耿耿于懷。2008年汶川地震時(shí)，由于地面通信設(shè)施受損，外界難以得知重災(zāi)區(qū)茂縣的情況。為開辟生命航道，15名空降兵在無氣象資料、無地面標(biāo)識(shí)、無指揮引導(dǎo)的情況下，從5000米高空跳下。這“驚天一跳”，是世界航空史上前所未有的壯舉。黃進(jìn)的關(guān)注點(diǎn)卻在其間的“不得已”上。“類似的問題，國際上能不能解決？能，海事衛(wèi)星就可以，但當(dāng)時(shí)我國沒有。我們想過付錢租用，但人家卻關(guān)閉了對(duì)中國的服務(wù)。”對(duì)黃進(jìn)來說，這樣的被動(dòng)局面，必須打破。這也是他和團(tuán)隊(duì)一心想要把研究成果應(yīng)用到星載可展開天線上的重要原因。

“我們現(xiàn)在有上百項(xiàng)專利”，黃進(jìn)說。這些年來，他不僅重視國家重大工程中的實(shí)踐，也極為關(guān)心民用領(lǐng)域的成果落地問題?！帮w機(jī)和高鐵上都要有WiFi，智能駕駛或無人駕駛汽車?yán)镆矔?huì)裝毫米波雷達(dá)。如果能通過柔性電路集成技術(shù)，把可穿戴手表做成手套，冬天佩戴起來會(huì)不會(huì)更舒服？”黃進(jìn)慢慢舉著例子。最近，他還在關(guān)注全球最大的地基全可動(dòng)天線——奇臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡建設(shè)，希望他們的成果能夠?yàn)槠湓缛战ǔ韶暙I(xiàn)力量。

在黃進(jìn)和團(tuán)隊(duì)心目中，“把論文寫在祖國大地上”“把科技成果應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中”是不滅的追求。他不贊成把科學(xué)探索和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn)對(duì)立起來。“科研更關(guān)注創(chuàng)新性，企業(yè)更追求可用性，這中間的差距是客觀存在的。比如我們自己做了很得意的成果，到了企業(yè)，對(duì)方可能會(huì)委婉地表示有些不好用。我們應(yīng)該虛心接受，去尋求解決之道。”他認(rèn)為，科研成果必須接觸實(shí)際，唯有如此，才能打通“最后一公里”；而“銳意進(jìn)取，腳踏實(shí)地，勇于創(chuàng)新”，才是團(tuán)隊(duì)本色。

“在段寶巖院士的引領(lǐng)下，我們的電子裝備機(jī)電耦合的大團(tuán)隊(duì)已經(jīng)有50余位學(xué)者，其中共形電子機(jī)電集成制造團(tuán)隊(duì)也有了七八位核心骨干和幾十名學(xué)生?！秉S進(jìn)表示，“我們是一個(gè)緊耦合的團(tuán)隊(duì)，一路走來，大家一起論證需求，一起攻堅(jiān)克難，一起培育成果，一起培養(yǎng)人才?！?/p>

到現(xiàn)在，機(jī)電工程學(xué)院已經(jīng)建設(shè)起一個(gè)機(jī)電結(jié)合、特色鮮明的學(xué)科群；黃進(jìn)帶領(lǐng)的“電子裝備機(jī)電耦合”團(tuán)隊(duì)也入選陜西省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，黃進(jìn)已經(jīng)培養(yǎng)博士、碩士研究生110人，其中1人獲國家杰出青年科學(xué)基金、9人在高校任教，80余人在世界500強(qiáng)企業(yè)和中國電科、航天科技等十大軍工集團(tuán)任職，受到用人單位的好評(píng)。

而對(duì)黃進(jìn)來說，人才培養(yǎng)一直被他視作“第一要?jiǎng)?wù)”。當(dāng)學(xué)生們直言“黃老師的點(diǎn)撥使我們少走彎路”時(shí)，黃進(jìn)也想到了自己求學(xué)路上的導(dǎo)師。博士階段，黃進(jìn)曾經(jīng)有兩個(gè)多月陷入了迷茫中，看不清前路方向?！巴蝗挥幸惶欤~尚輝教授找到我，給了我一篇論文，讓我用兩周時(shí)間看完”，黃進(jìn)回憶道，那篇論文復(fù)印出來足足145頁，令他感動(dòng)的是，其中的關(guān)鍵點(diǎn)都被細(xì)心標(biāo)注了出來?！澳菚r(shí)葉老師已經(jīng)60多歲了，還這么仔細(xì)去閱讀文獻(xiàn)，我再不努力都對(duì)不起他?！北患ぐl(fā)斗志后，黃進(jìn)廢寢忘食，提前一周形成了一份具有針對(duì)性的報(bào)告，并在與導(dǎo)師的深入討論下很快明確了方向。這種言傳身教的力量，黃進(jìn)也在傳遞給學(xué)生。包括在加拿大訪學(xué)期間，合作導(dǎo)師加拿大皇家科學(xué)院院士、美國工程院院士尤瑟夫·阿廷塔斯啟發(fā)式、系統(tǒng)化的教育方法，都是他培養(yǎng)學(xué)生的靈感來源。

黃進(jìn)認(rèn)為科研與教學(xué)相輔相成，將科研經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)等分享給學(xué)生，更能引發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱忱?！拔也粫?huì)輕易否定一種想法，但會(huì)批評(píng)一個(gè)沒有想法的學(xué)生?！痹邳S進(jìn)這里，保持開放的思維模式十分重要，他最怕學(xué)生“循規(guī)蹈矩”——?jiǎng)?chuàng)新思想在“套子”里是迸發(fā)不出來的。“2000年，我們對(duì)一個(gè)‘973計(jì)劃’課題做論證，當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)挖掘還沒有火起來，但我們堅(jiān)持要用這個(gè)方法。事實(shí)證明，我們沒有走錯(cuò)。新世紀(jì)之后，技術(shù)發(fā)展非?？?，進(jìn)步速度甚至超乎想象。我認(rèn)為，科研中最令人興奮的就是有了新思想和新方法，哪怕它不成熟，也可能會(huì)給未來的研究指明方向?！?/p>

黃進(jìn)的開放還體現(xiàn)在堅(jiān)持了20多年的周會(huì)上。他不僅要提前詳細(xì)閱讀學(xué)生提交的進(jìn)展報(bào)告，與之探討其中存在的問題，還鼓勵(lì)學(xué)生積極點(diǎn)評(píng)和辯論，從而達(dá)到互相啟發(fā)、互相提高的效果。在他這里，分析問題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和表達(dá)能力等都要對(duì)學(xué)生著意鍛煉?！坝械膶W(xué)生畢業(yè)十幾年了，遇到我還會(huì)說，這個(gè)過程對(duì)他們影響很深?！?/p>

“我一個(gè)人做不了什么事，科研一定得有個(gè)團(tuán)隊(duì)?！秉S進(jìn)說。不論是對(duì)學(xué)生，還是對(duì)團(tuán)隊(duì)同事，黃進(jìn)尤其擅長“放手”。準(zhǔn)確說，是在就目標(biāo)方向達(dá)成共識(shí)的情況下，由他把握關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，讓大家沖到前線，大膽推進(jìn)工作?！叭绻铱偸遣环判模裁炊甲约簛?，就鍛煉不到年輕人。哪怕剛開始會(huì)有一些執(zhí)行不到位也沒關(guān)系，我們可以分析問題并解決，迭代幾次，效率就提高了?！?/p>

從科研探索上的“機(jī)電耦合”到傳承建設(shè)中的“團(tuán)隊(duì)耦合”，他們將立足國家需求、開展交叉創(chuàng)新貫徹始終。一路風(fēng)雨同舟，黃進(jìn)團(tuán)隊(duì)的整體氣質(zhì)走向了腳踏實(shí)地、開門見山?！叭说木κ怯邢薜摹Ｎ覀儾辉敢獍丫脑诓恢呺H、拐彎抹角上?！秉S進(jìn)誠懇地說。

專家簡介

黃進(jìn)，高性能電子裝備機(jī)電集成制造國家級(jí)科研平臺(tái)負(fù)責(zé)人、西安電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院執(zhí)行院長、二級(jí)教授、博士生導(dǎo)師，入選中國電子學(xué)會(huì)會(huì)士、陜西省特支計(jì)劃—科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，是電子裝備機(jī)電耦合陜西省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。兼任中國宇航學(xué)會(huì)空間太陽能電站專委會(huì)副主任、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化分會(huì)常委、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)工程與工藝專委會(huì)常委，是《電子機(jī)械工程》編委會(huì)副主任，《沖擊與振動(dòng)》（Shock and Vibration）、《西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)》、《電訊技術(shù)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程》編委會(huì)委員。

他長期從事電子裝備設(shè)計(jì)、控制和先進(jìn)制造領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作。近10年主持創(chuàng)新特區(qū)重點(diǎn)項(xiàng)目、“973”課題、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國防基礎(chǔ)科研重點(diǎn)項(xiàng)目、部委預(yù)研/基金、陜西省重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈等國家和省部級(jí)重點(diǎn)科研項(xiàng)目十余項(xiàng)。獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、中國電子學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。在國內(nèi)外重要期刊和會(huì)議上發(fā)表論文100余篇、授權(quán)國家發(fā)明專利60余項(xiàng)。