搭乘理想方舟，做好人工自愈理論的傳承人和開拓者

主持2023年中國設備管理大會智能運維分會

18世紀60年代，第一次工業(yè)革命在手工勞動的年代奏響了機械的轟鳴之音，然而這卻是一把“雙刃劍”——機械代替手工既可以為人類謀求福祉，也可能帶來災難。例如高危流程工業(yè)裝備和空天飛行器的故障問題，就會導致一系列非計劃停產(chǎn)甚至是突發(fā)事故，危害巨大。直到20世紀60年代，設備監(jiān)測診斷技術(shù)和狀態(tài)維修研究逐步興起，才逐步實現(xiàn)了關鍵設備狀態(tài)的可監(jiān)測、可維護，但必須靠人進行排故檢修的狀況始終沒有得到改善。

人類的生存史就是一段與各種疾病做斗爭的歷史。在傳統(tǒng)醫(yī)術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學還未誕生的漫長歲月中，人類靠自身的抵抗能力戰(zhàn)勝疾病、“自愈”并生息繁衍。而從生物演變歷程的角度上來看，機器是生物另一種方式的延續(xù)，活著的人和運行的機器都屬于耗散結(jié)構(gòu)開放系統(tǒng)，與機器故障和與人的疾病做斗爭可遵循某些共同規(guī)律。那么隨之而來的問題便是，機器出現(xiàn)故障時，到底能否實現(xiàn)不需要人去“治愈”，而能像人自身一樣“自愈”呢？

在為期十數(shù)年的時間里，北京化工大學高端裝備智能運維與自愈化科技創(chuàng)新團隊學術(shù)帶頭人之一，現(xiàn)任北京化工大學高端壓縮機及系統(tǒng)技術(shù)全國重點實驗室故障自愈中心主任、化工安全教育部工程研究中心副主任潘鑫一直致力于揭示此命題。自2003年其導師高金吉院士在國際會議上振臂一呼，有關“自愈論”的研究便走入了這位青年骨干研究者的視野，也成為他甘愿為之奮斗終生的事業(yè)。

人生有夢不覺遠

書頁里蘊藏萬千氣象，許多優(yōu)秀青年科研者的故事都要從辨是非、志高昂的讀書時代講起，往往還要以“成績優(yōu)異”作為開端，潘鑫也并不例外。理綜科目距滿分僅差3分的高考成績讓潘鑫在大學擇校一事上獲得了較大的自由度，但即便是在家中父輩兩代從醫(yī)并勸他繼續(xù)投身杏林的背景下，他毅然將“過程裝備”這一小眾機械類專業(yè)填在了自己志愿表的首位。至于過程裝備到底是一個怎樣的學科，那時的他尚且說不清楚?！半m然不知道具體含義，但我了解到這是一門有關國家重大裝備的學科，而我從小對于‘大國重器’有無限向往，我時常在想，如果未來我也能在其中盡一份綿力，那么我也就實現(xiàn)了自己的人生價值?！?/p>

人生有夢便不覺路遠，自進入北京化工大學開始，潘鑫就一直以頑強拼搏的姿態(tài)進行學習工作，專業(yè)成績一直名列前茅，并在全國大學生物理競賽中斬獲全國一等獎，被學校評選為“首屆北京化工大學自強之星”。別人眼中晦澀難懂的物理公式、復雜理論，他硬是從中看出了樂趣與志趣，越深研，越覺得奇妙。而也正是如此昂揚向上的精神力量，助他邂逅了改變其人生軌跡的命中貴人、恩師——高金吉院士。

“作為設備診斷與自愈工程領域的首位院士，高老師不僅學術(shù)水平高屋建瓴，更重視對青年人的培養(yǎng)，對學生是那樣的和藹可親?！边@一感受發(fā)源于2007年秋季一場兩小時的師生交談。彼時還是一名本科生的潘鑫從未想過，自己的名字會被一位院士記住，并且還特地找到他，為他往后的職業(yè)生涯規(guī)劃提出自己的建議。“高院士建議我在裝備故障自愈這一領域深挖下去，并為我介紹這一領域的內(nèi)涵與技術(shù)，讓我深深被這份大家風范與人格魅力所吸引，于是我毫不猶豫地決定在母校繼續(xù)一路讀博深造，希望在離高老師最近的地方聆聽教誨，爭取未來能夠承其光輝之萬一?！?/p>

于是，攻讀博士的歲月便被潘鑫視作向著理想彼岸沖刺的關鍵時期，他也為此付諸行動——練成了關于實驗的“十八般武藝”，無論是焊接、打眼、鉆孔、機架，樣樣拿得出手，只為在必要的時候能夠自己動手改進實驗裝置，而不是一味送回工廠“返工”，在節(jié)省了大量時間的同時也錘煉了自身的精神意志與實踐能力。此外難能可貴的是，他執(zhí)行力極強，假若高院士上午提出的設想對他產(chǎn)生了啟發(fā)，他下午就能蹬著自行車跑到五金市場去淘器件，在那個物流行業(yè)尚未騰飛的年代跑出了自己的“奔騰速度”。也正是這樣一次一次地不辭辛苦、十年磨劍，才最終造就出了一個統(tǒng)稱為“高端旋轉(zhuǎn)設備不平衡振動自愈調(diào)控關鍵技術(shù)及應用”的系列創(chuàng)新成果。

在國家科技部“973”項目、國家自然科學基金重點項目等系列課題的支持下，潘鑫及其團隊針對旋轉(zhuǎn)設備運行過程中振動故障智能診斷難、動平衡效率低和自主調(diào)控能力差的難題，基于裝備故障自愈調(diào)控原理，首創(chuàng)旋轉(zhuǎn)設備不平衡振動靶向抑制方法，系統(tǒng)開展了高端旋轉(zhuǎn)設備振動故障智能診斷、不平衡快準辨識和精穩(wěn)自主調(diào)控研究，形成了高端旋轉(zhuǎn)設備不平衡振動自愈調(diào)控技術(shù)，支撐了其自主健康運行。項目成果對于打破國外產(chǎn)品的封鎖壟斷、提升高端旋轉(zhuǎn)設備運行安全性和可靠性、延長設備使用壽命均具有重要意義。在中國石油和化工自動化應用協(xié)會組織的科技成果鑒定中，由王玉明院士、王國慶院士等專家組成的鑒定委員會一致認為，此成果總體技術(shù)達到了國際領先水平。相關技術(shù)先后獲評日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎、中國專利獎優(yōu)秀獎及2023年中國石油和化工自動化應用協(xié)會技術(shù)發(fā)明獎一等獎等獎勵。

但潘鑫深知，未來的科研路上，有風有雨仍是常態(tài)，只有以風雨無阻的心態(tài)、風雨兼程的狀態(tài)繼續(xù)前行，才能做好人工自愈理論的傳承人和開拓者，奔赴“為往圣繼絕學，為萬世開太平”的學術(shù)彼岸。

協(xié)力創(chuàng)新克時艱

“背后有一群志同道合的老師、伙伴，真的是一件太幸福的事情了，”潘鑫由衷感嘆，“無論前方是順境還是逆境，是坦途還是荊棘，都會覺得背后是堅實的，心中是踏實的?！倍谥械摹耙揽俊?、心中的“底氣”，正是北京化工大學高端裝備智能運維與自愈化科技創(chuàng)新團隊。

這是一支由高金吉院士倡導，面向國家高端裝備智能化、自愈化發(fā)展與長周期運行安全需求，秉持“務實求真，協(xié)力創(chuàng)新，爭做對國家最有用的科技創(chuàng)新團隊”精神建立起來的科技強軍。近年來，團隊持續(xù)為石油、石化、航空、航天、核電等領域高端裝備的長周期安全穩(wěn)定運行提供技術(shù)服務，通過工程示范應用推動新一代具備自愈功能的高端智能裝備發(fā)展，并通過科教融合、產(chǎn)教融合，為國家培養(yǎng)相關領域的高水平復合型人才。不僅牽頭承擔了多項“973計劃”、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金重點項目等國家級、省部級科研項目，更牽頭起草了國內(nèi)外首個主動自動平衡團體標準。在這一標準的鑒定意見中，專家曾評價其“填補了旋轉(zhuǎn)設備主動自動平衡領域的空白，對于促進主動自動平衡系統(tǒng)的市場發(fā)展具有重要意義”。

團隊成果先后獲得了中國石油和化工自動化應用協(xié)會科技進步獎特等獎、中國發(fā)明協(xié)會發(fā)明創(chuàng)新獎一等獎、中國石油和化學聯(lián)合會科技進步獎一等獎、教育部科技進步獎二等獎等獎勵十余項。以團隊何立東老師的管道減振技術(shù)為例，已在中國石油化工股份有限公司、中國石油天然氣集團有限公司、中國海洋石油集團有限公司等多家石化企業(yè)都成功完成了設備的減振改造工作，先后改造了石化和電力設備50余套，改造效果顯著，為企業(yè)節(jié)省維修成本6億元以上。

科研探索，從一開始便注定會是一場接力賽，漫漫學海，未有窮期。但幸而潘鑫及其團隊都深諳“一個人的努力是加法，一個團隊的努力是乘法”的道理，緊握“務真求實、協(xié)力創(chuàng)新”的“精神武器”，繼續(xù)搭乘理想的方舟，向著他們心中的“自愈論”彼岸一路披荊斬棘、踏浪而歌。