山大趙國群：多彩材料鋪就科技創(chuàng)新之路
文章來源：未知 更新時間：2018-04-17 16:12:54
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“材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。希望你們勇于追求，大膽創(chuàng)新，實現(xiàn)夢想，為國貢獻！”這是作為山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長的趙國群教授在2016年研究生畢業(yè)典禮上對畢業(yè)生的真摯寄語。或許這也是他的“材料生涯”真實寫照，一腔熱血，數(shù)載時光，不忘初心。
2001年，趙國群獲得享受國務(wù)院特殊津貼專家稱號，2004年，入選首批新世紀(jì)百千萬人才工程國家級人選，同年榮獲得國家杰出青年科學(xué)基金項目資助，2007年入選2006年度教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授。趙國群作為第一完成人分別于2010年憑借“快速熱循環(huán)高光注塑成型技術(shù)”和2015年憑借“高性能大規(guī)模復(fù)雜截面鋁合金型材擠壓成形及應(yīng)用技術(shù)”先后兩次榮獲國家科技進步二等獎。榮譽背后是一個材料人的終生追求：“想要跨越綠色貿(mào)易壁壘，突破國外技術(shù)封鎖，必須依靠擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的綠色制造技術(shù)體系。”
扣好產(chǎn)學(xué)研小鐵環(huán)，造服務(wù)山東大鏈條
與材料結(jié)緣近30余年，趙國群將多年所學(xué)轉(zhuǎn)化為實際成果，要從上世紀(jì)90年代說起。1996年，山東工業(yè)大學(xué)（2000年合并入山東大學(xué)）進入211工程高校名單，面對國內(nèi)學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)的迫切需求，趙國群于1997年年初從美國學(xué)成回到母校，隨后就一直扎根在齊魯大地上。1997年底，年僅35歲的趙國群被任命為原山東工業(yè)大學(xué)鍛壓教研室主任。不久，由于學(xué)校整體發(fā)展和規(guī)劃，鍛壓實驗室被拆除，整個專業(yè)只有一個20多平方米的會議室，從此，適合于教學(xué)和科研的專業(yè)實驗室和設(shè)備成為他心中多年抹不掉的情結(jié)。由于當(dāng)時條件有限，趙國群決定：“不能閑著，還是首先立足于山東企業(yè)，著力為企業(yè)服務(wù)，做出使企業(yè)認(rèn)可的東西吧。”1998年1月在學(xué)校和學(xué)院支持下，他組織成立了模具技術(shù)研究中心。在缺乏實驗裝備和實驗室的情況下，趙國群和他的團隊利用計算機數(shù)字化設(shè)計與分析技術(shù)，圍繞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化、成形工藝設(shè)計、模具設(shè)計和成形過程數(shù)值模擬等，為企業(yè)提供成形工藝和模具設(shè)計的解決方案。在當(dāng)時我國大多企業(yè)的數(shù)字化設(shè)計還沒有完全發(fā)展起來的年代里，很多企業(yè)還沒甩掉圖板，也沒有數(shù)字化三維設(shè)計能力，更沒有材料加工工藝和模具設(shè)計的數(shù)值模擬和仿真能力，趙國群抓住了這個機會，做起第一個“吃螃蟹的人”，從計算機三維CAD/CAD/CAM技術(shù)和成形工藝與模具設(shè)計入手，擔(dān)任服務(wù)企業(yè)的角色，并在2002年被聘為山東省“十五”制造業(yè)信息化專家組成員。
1998年底，趙國群決定在CAD/CAD/CAM技術(shù)和成形工藝與模具設(shè)計的基礎(chǔ)上，將研究重心延伸至快速成型與快速模具技術(shù)上面?？焖俪尚图夹g(shù)就是現(xiàn)在3D打印技術(shù)的前身，圍繞快速成型技術(shù)，他帶領(lǐng)團隊利用爭取到的科研經(jīng)費和可貴的一點學(xué)科建設(shè)經(jīng)費，構(gòu)建了新產(chǎn)品和模具快速設(shè)計與制造技術(shù)集成系統(tǒng)，從概念設(shè)計或樣品反求開始，經(jīng)CAD造型、反求/曲面擬合與修補/三維造型、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝分析、過程仿真、快速原型制造、快速模具制造到產(chǎn)品真空注型，開展產(chǎn)品全過程設(shè)計與制造技術(shù)研究與應(yīng)用，他們服務(wù)了幾十家山東省企業(yè)，為企業(yè)開發(fā)了上百種新產(chǎn)品，獲得的科研經(jīng)費又用在改善設(shè)備條件和辦公條件上，使學(xué)科建設(shè)得以穩(wěn)步快速發(fā)展。1999年初，趙國群團隊與中通客車聯(lián)合成立實驗室，開展和客車結(jié)構(gòu)和零部件設(shè)計開發(fā)合作，開發(fā)一款車型的結(jié)構(gòu)和車燈等零部件，并獲得了百萬元的科研經(jīng)費。趙國群回憶：“當(dāng)時企業(yè)對我們的支持非常大。我們到現(xiàn)在都很感激，也一直和這些企業(yè)仍保持著良好的合作關(guān)系，可以說我們實驗室的起步和發(fā)展都離不開企業(yè)的支持。”
當(dāng)實驗室步入正軌之后，他組織年輕教師著手申請國家和省部級科研項目，以生產(chǎn)中存在的實際問題為導(dǎo)向，深入挖掘其中的科學(xué)問題和共性技術(shù)并開展系統(tǒng)研究，使實驗室逐步走上了從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的發(fā)展道路。2000年起，趙國群開始從事鋁合金型材擠壓技術(shù)研究，這項研究在輕軌、地鐵、汽車、高速列車方面具有很好的發(fā)展和應(yīng)用前景。國家在2005年啟動高速軌道交通計劃后，趙國群帶領(lǐng)團隊在前期研究基礎(chǔ)上，就與山東叢林集團和南車青島四方機車車輛公司建立了產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，將工作重心集中在高速列車車體材料的熱成形加工方向上，集中力量重點開展高鐵車體材料擠壓成形的基礎(chǔ)科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)工作。經(jīng)過十多年的研究，團隊與企業(yè)合作研發(fā)出高性能大規(guī)格復(fù)雜截面鋁合金型材擠壓成形技術(shù)，開發(fā)了350km/h、380km/h高速列車和500km/h高速試驗列車車體型材及其它領(lǐng)域用系列型材，并應(yīng)用到高速列車、輕軌地鐵、輕量化汽車、船舶、大型工程結(jié)構(gòu)上。十余年磨一劍，趙國群為團隊感到自豪：“在2012年到2014年期間，產(chǎn)學(xué)研團隊開發(fā)的高性能大規(guī)格復(fù)雜截面鋁合金型材就裝備了二百六十多輛高速列車。”憑借這項成果，趙國群帶領(lǐng)的項目組在2015年獲得了國家科技進步二等獎，這些正是產(chǎn)學(xué)研合作的結(jié)晶。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合讓趙國群團隊摘取了一項項科研碩果。他所在的材料塑性成形工藝與模具技術(shù)研究團隊是山東大學(xué)材料液固結(jié)構(gòu)演變與加工教育部重點實驗室的骨干團隊之一，2005年成為山東大學(xué)“985工程”二期重點建設(shè)的創(chuàng)新學(xué)術(shù)團隊之一，2010年獲批教育部“長江學(xué)者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃”創(chuàng)新團隊，2012年獲得山東省優(yōu)秀創(chuàng)新團隊稱號，2012年團隊榮立山東省人民政府集體一等功。目前該團隊共有20名成員，其中博導(dǎo)6人、教授7人、研究員1人、副教授5人、副研究員3人、講師1人、高級工程師2人、工程師1人，具有博士學(xué)位者18人。團隊先后承擔(dān)國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金重點/面上/青年項目、國家科技支撐計劃項目、國家重點研發(fā)計劃等國家級科研項目28項，承擔(dān)省部級科研項目30余項。出版著作、大典、手冊和教材12部，獲授權(quán)發(fā)明40余項，每年發(fā)表SCI/EI論文40余篇，獲得國家科技進步二等獎2項、省部級科技成果一等獎6項和二等獎5項。
“對于工科等應(yīng)用學(xué)科而言，學(xué)校做科研，如果找不到實施之地，找不到合作用戶，就很難把這個事做大。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合起來才可能真正做成事。”趙國群坦言。在產(chǎn)學(xué)研合作過程中，我們的科研人員更能了解到企業(yè)生產(chǎn)中哪些未解決的問題，這背后的科學(xué)問題和共性技術(shù)是什么，這些都為我們科研人員提供了良好的基礎(chǔ)研究方向。同時，通過基礎(chǔ)研究，研究的結(jié)果又反過來更好地指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，比較容易地構(gòu)成一個良性循環(huán)。工科的科研歷來離不開產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，把成果應(yīng)用于實際是一個系統(tǒng)的工程，產(chǎn)學(xué)研就像是由多個鐵環(huán)連成的鏈條，其中一個鐵環(huán)扣不好，就很難構(gòu)成一個鏈條，因此，與企業(yè)的合作應(yīng)該是長期的、定點的。通過多年的長期合作，團隊成員就能夠充分了解了行業(yè)現(xiàn)狀、企業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)現(xiàn)狀，所從事的基礎(chǔ)理論研究就不會脫離實際，研究出成果會有更好的應(yīng)用針對性，也會使我們在理論創(chuàng)新上具有更深入的理解。
趙國群團隊師生合影
日新月異的材料，蒸蒸日上的建設(shè)
2000年，原山東工業(yè)大學(xué)、山東醫(yī)科大學(xué)和山東大學(xué)三校合并，從省屬211到隸屬教育部，山東工業(yè)大學(xué)材料學(xué)科也因此進入發(fā)展新時期。站在新的起點，趙國群感到對自己、對學(xué)科的要求應(yīng)該更高，每個人都要發(fā)揮出自身的作用。他說：“學(xué)校發(fā)展好了，我們所在的平臺就高；所在的平臺高了，開展工作時就會擁有更加有利的條件和機會。所以合校是相輔相成的事情。就像我們每個人和國家的關(guān)系一樣，國家要發(fā)展好，每個人就得把活干好；每個人把活干好，國家就能夠得到更好的發(fā)展。一個學(xué)校也是一樣，一個家庭也是一樣，一個團隊更是這樣。”
對于學(xué)科建設(shè)，趙國群始終保持清醒的認(rèn)識。材料學(xué)院歷來重視教學(xué)管理，寓教于研，以重視本科教育、推動學(xué)科發(fā)展作為學(xué)院傳統(tǒng)，老一輩教師在投身產(chǎn)學(xué)研結(jié)合上更樹立了很好的示范作用。材料學(xué)院曾獲得28項國家科技成果獎勵、30多項省部級一等獎，這得益于老一輩人為學(xué)科奠定的基礎(chǔ)以及得以傳承和發(fā)揚的管理經(jīng)驗與學(xué)術(shù)氛圍。
對于本科生的教育，“以學(xué)為主，全面發(fā)展”是趙國群一貫的主張。自2006年被任命為山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長之后，他有了更大的舞臺踐行培養(yǎng)之道。趙國群的學(xué)生曾聊起，趙國群院長對學(xué)生最大的影響是對他們的激勵。“我希望學(xué)生們能集中精力，對這個專業(yè)感興趣，對這個學(xué)科感興趣，掌握扎實的理論和專業(yè)知識，真正學(xué)會學(xué)習(xí)，做到理論聯(lián)系實際，動腦與動手結(jié)合，并不斷擴展自己的綜合素質(zhì)能力，做到有理想、有追求、有情懷、誠信正直、艱苦樸素。”他給新生作講座，親自引領(lǐng)他們走進多彩的材料世界。不論何時，趙國群始終把學(xué)生的教育放在第一位。
對這幾年山大材料學(xué)院的發(fā)展，趙國群有喜也有憂。喜的是這幾年來材料學(xué)院發(fā)展較迅速，學(xué)科發(fā)展一直保持著較為強勁的勢頭；憂的是學(xué)院本身也面臨一些亟待解決的問題，例如人才隊伍建設(shè)、學(xué)科研究方向凝練、團隊建設(shè)以及實驗室空間和科研條件建設(shè)等問題，人才隊伍的建設(shè)與世界一流學(xué)科的要求還有很大差距。“雙一流建設(shè)離不開人才，加強隊伍建設(shè)有引進和培養(yǎng)兩條道路，兩條道路是相輔相成的。引進杰出人才就會引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展方向，更有利于培養(yǎng)和帶動年輕人才發(fā)展；引進青年才俊，是學(xué)科持續(xù)發(fā)展的保障，雄厚的師資隊伍和精益求精的學(xué)術(shù)環(huán)境是學(xué)科建設(shè)的心臟。”趙國群說。
促進科技創(chuàng)新，服務(wù)智造山東
2002年到2003年期間，趙國群和他的團隊啟動了先進注塑成型技術(shù)研究方向。注塑成型是一種重要的塑料加工方法，廣泛應(yīng)用于家電、汽車、電子、通訊和醫(yī)療衛(wèi)等領(lǐng)域。因為注塑技術(shù)生產(chǎn)的注塑件普遍存在熔痕、流痕、流線等缺陷，必須進行打磨、噴涂等二次加工，排放大量苯系與重金屬污染物等，生產(chǎn)的塑件也不滿足歐盟RoHS環(huán)保指令的要求，面臨歐美綠色貿(mào)易壁壘。短流程的綠色注塑技術(shù)一直是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界追求的目標(biāo)。
趙國群多次到海信集團生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)研和交流，將研究基礎(chǔ)和生產(chǎn)實際現(xiàn)場結(jié)合，他一直思考，能不能把占用車間、設(shè)備和人力資源的幾道二次加工工序剪掉？他帶領(lǐng)團隊與海信集團產(chǎn)學(xué)研合作，花費了多年時間開展這項研究，建立了快速熱循環(huán)高光注塑工藝、模具與控制裝備等成套技術(shù)。一直到2007年，他們在海信公司構(gòu)建了第一條生產(chǎn)線，一次注塑出了具有高光澤度的注塑件，隨后將技術(shù)鋪開應(yīng)用，相繼構(gòu)建了20多條生產(chǎn)線，開發(fā)出高光塑件50余種，一年注塑產(chǎn)量達到幾百萬件，研究成果發(fā)揮了很好的效果，注塑生產(chǎn)流程由傳統(tǒng)的4道工序減為1道工序，取消了污染嚴(yán)重的打磨、噴涂、罩光工序，成本降低顯著，實現(xiàn)了短流程、無污染、高品質(zhì)、低成本的注塑生產(chǎn)。研制的快速熱循環(huán)高光模具出口日、韓、俄、印度等14個國家的相關(guān)企業(yè)，其中包括三星、LG、夏普、松下等國際知名公司。目前海信集團年生產(chǎn)高光塑件近1000萬件。該技術(shù)為聚合物材料加工提供了一種短流程綠色注塑技術(shù)，也助推了“中國制造”的力量向著新的方向邁進。趙國群帶領(lǐng)的項目組也憑借該成果獲2009年度山東省科技進步一等獎和2010年度國家科技進步二等獎。
這個例子正是新舊動能轉(zhuǎn)換的典型。在趙國群看來，新舊動能轉(zhuǎn)換的定義和內(nèi)涵非常寬泛，新的技術(shù)帶來新的業(yè)態(tài)、新的生產(chǎn)模式、新的產(chǎn)品，這些都是新動能的重要組成部分。“通俗地說，轉(zhuǎn)換舊動能就是通過科技創(chuàng)新，轉(zhuǎn)型升級，改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。要通過科技創(chuàng)新促進能源利用，把高耗能高污染高成本的環(huán)節(jié)去掉，降低污染，縮短工藝流程，提高產(chǎn)品的品質(zhì)。”對于鍛壓、鑄造、焊接等這些具有千年歷史的傳統(tǒng)工業(yè)來講，它的新舊動能的戰(zhàn)場在哪里？在于材料熱加工模型的精確化、成形工藝的新穎性和先進性、模具設(shè)計的科學(xué)性和制造的精密性、成形裝備的柔性化和智能化。趙國群認(rèn)為，新舊動能轉(zhuǎn)換中最主要的問題是科技創(chuàng)新問題，而創(chuàng)新中最需要的是科技人才及其自主創(chuàng)新能力。因此，結(jié)合學(xué)科發(fā)展趨勢和國家與地方的重大需求，確定前景良好的研究方向，加強優(yōu)秀人才隊伍和實驗條件建設(shè)將成為下一步的發(fā)展方向。
通過科技創(chuàng)新，趙國群和他的團隊已為上百家企業(yè)解決了實際問題，這其中既有山東的企業(yè)，也有四川、北京、江蘇等省市的企業(yè)，合作方式是針對企業(yè)具體問題，由研究團隊開展基礎(chǔ)研究并提供技術(shù)解決方案，由企業(yè)方面提供相應(yīng)的研發(fā)經(jīng)費，或者聯(lián)合申報國家與地方政府項目，分工合作，共同推進項目進展。趙國群一直秉承著這樣的原則，與企業(yè)合作經(jīng)費固然重要，但最重要的還是為企業(yè)真正能夠解決實際問題。
趙國群團隊一直踐行著服務(wù)山東的理念。山東大學(xué)地處山東，無論是從天時地利人和，還是從我們對山東省相關(guān)行業(yè)了解程度和對口性來看，都相對容易地達成合作；山東是工業(yè)大省，又成為國家新舊動能轉(zhuǎn)換的示范區(qū)，適合工科且對口去做的事情很多，大學(xué)的基礎(chǔ)研究能力很強，將多年的基礎(chǔ)研究成果逐漸與山東企業(yè)需求建立聯(lián)系，將基礎(chǔ)研究逐漸向關(guān)鍵技術(shù)研究延伸，并逐漸構(gòu)建起來較完備的技術(shù)體系，才能更貼近實際應(yīng)用，工程應(yīng)用是基礎(chǔ)研究的效應(yīng)放大器，無論是材料、制造、化工還是其它行業(yè)，做好服務(wù)山東工作就是服務(wù)國家發(fā)展。趙國群的態(tài)度很實在：“要找到真正的切入點。事不在大小，只要是對企業(yè)有促進作用，對行業(yè)技術(shù)進步有促進作用，我們就把它認(rèn)真做好。這是一個根本，任何事情都是由小到大的。” |
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