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吹响“两化”融合“集结号”

——我校加快“两化”融合,服务产业经济发展纪实 

路忠峰

  近年来,中央对信息化在国民经济和社会发展全局中地位和作用的认识在逐步深化:党的十六大报告提出“坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”;党的十七大提出“发展现代产业体系,大力推进信息化与工业化融合,促进工业由大变强”;党的十八大作出了坚持走中国特色新型工业化、信息化道路,推动信息化和工业化深度融合等一系列战略部署。而我校在长期的办学过程中,以适应国家需要、服务国家建设为己任,以航天特色为主,拓宽通用性为准则,充分发挥学科交叉、融合的优势,形成了由重点学科、新兴学科和支撑学科构成的较为完善的学科体系,为支持国家工业化、信息化及“两化”融合奠定了坚实的基础。

 

坚持“两化”融合   促进航天事业持续发展

 

  多年来,我校始终保持航天特色,坚持“面向国家重大需求,面向国际学术前沿”,为“两化”融合和国防现代化服务,为地方经济社会发展服务,坚持自主创新,主动承接国家高、精、尖大型科研项目,科研实力始终位居全国高校前列。

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服务“两化”融合报告会现场 (兰锐  摄)

  在举世瞩目的“神舟”号系列飞船研制过程中,我校攻克了KM6、返回舱焊接变形矫形技术、三轴仿真实验转台、航天员训练用“模拟失重训练水槽”、航天员出舱用反光镜体等多项技术难关。2004年,学校发射了我国第一颗由高校牵头自主研制的小卫星“试验一号卫星”,多项技术属国内首创,达到国际先进水平;2008年,学校再次成功抓总研制并发射“试验三号卫星”;2013年9月,我校研制的用于各类灾害应急监测和抢险救灾信息支持的第三颗小卫星“快舟一号”发射成功,创下了国内高校三度研发小卫星、连战连捷的纪录。在天宫与神舟交会对接任务中,学校提供了20多项技术支撑。为此,我校获得“中国载人航天工程突出贡献集体”称号,是全国唯一获此表彰的高校。学校承担的“星地激光通信试验”项目成功完成星地激光链路捕获跟踪试验,是我国航天技术发展史上又一重大标志性成果。学校积极参与了国家16个重大科技专项中的14项,在航天、机器人、小卫星、装备制造、新能源、新材料等领域取得了一批重大标志性成果,为国家和地方的经济社会发展做出了积极的贡献。

  我校充分发挥学科交叉优势,以控制科学与工程、航空宇航科学与技术为主,融合15个一级学科力量,以信息化创新研发设计手段,研发设计环节计算机辅助技术的集成应用,创新研发设计模式,围绕推动科技工业、装备工业、电子信息产业等行业产品的高端化,近3年承担的仿真方向项目经费近3.6亿元,项目达282项,为航空航天等行业加快生产研发设计提供了巨大支持,特别是对航天科工、航天科技两大集团自主创新能力提升方面发挥了重要作用。

  我校3次发射告捷的小卫星就是采用一体化设计、模块化集成的方法,选择国际上先进的仿真软件,在气浮转台和实时仿真器硬件的基础上,设计并建立了“小卫星设计、分析与仿真验证一体化系统”的数学仿真和半物理仿真两个平台。该系统在方案设计阶段用于对总体方案进行优化、仿真与评价;在研制阶段为部件和分系统提供系统性能的验证和验收手段;在测试和运行阶段用于系统的故障诊断、故障隔离和对策研究等,把研制开发成本、周期压缩至最低。此项技术对于未来批量生产小卫星具有广阔的应用前景。

  为了持续以优势学科群服务国防航天事业的发展,学校深入探索和实践产、学、研、用合作机制,与中国航天科技集团共同成立了“空天科学技术创新研究院”,面向我国航天未来10~20年的发展需求,在确保完成重大任务的同时,实现学校科技创新目标与航天科技集团产业发展目标的融合。同时,在与中国航天科工集团开展产、学、研、用合作中,学校结合实际需求采取了以“精密加工技术”等5个产业技术联合实验室为具体依托,打通从理论创新、技术创新、系统集成创新到成果转化与规模产业化的整条价值链,快速推动科工集团的科技创新。

 

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 数控技术中心  (冯健  摄)

坚持“两化”融合   服务国民经济主战场

  近年来,我校急国家之所急,超前规划、提前部署,加速开展工业化与信息化的融合工作,在20092010年间撰写了“物联网”“智慧地球”和“云计算”规划,2011年为“战略新兴产业”规划提供了建议稿,为国家“两化”融合建言献策,为我校“两化”融合促发展、定方向,寻找支撑点。同时,我校积极与国家其他行业骨干企业搭建产学研战略创新联盟,紧密围绕国家需求和国家对行业的顶层设计与需求搭建国家级战略联盟,并作为联盟创建单位参加了15个国家级战略联盟,涉及装备、煤炭、海洋石油、通信、建筑等众多产业领域。

  我校充分发挥多学科交叉优势,以机械工程、电气工程、材料科学与工程学科为主承接了高档数控机床与基础制造装备重大专项7个项目(课题),几十项子课题,国拨经费近2亿元。许多技术产品已经在企业中得到应用推广,为我国机床行业装备的数字化、智能化及提高精准制造能力发挥了重要作用。

  我校以仪器科学与技术、机械工程、电气工程等学科交叉融合承担的“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”重大专项项目——“双工件台研发与应用”获批经费近2亿元,解决了制约我国光刻机设备的部分核心技术,专项的实施将大幅提升我国的高端制造能力。

  我校以控制理论与控制工程、仪器科学与技术、电子科学与技术学科融合大力发展工业电子,围绕汽车行业产品的智能化升级,推进信息技术与传统工业技术间的协同创新,加快汽车电子产品的开发和产业化,进行了车身网络控制、高级组合仪表、底盘控制、新能源汽车控制等领域的研究。近年来,我校为一汽一款高端轿车(H平台C131车型)开发的前部车身控制器和4个车门控制器,已完成100余台样车的试装,现已开始批量生产;为一汽轿车开发的发动机防盗加密算法,已应用于一汽奔腾B50B70A130和新能源轿车中,突破国外对我国自主轿车售后体系的限制;为一汽奔腾B70轿车开发的高级组合仪表达到国际同类产品的技术水平,已通过航天科技控股集团股份有限公司实现产业化,取代了国外同类产品。

  我校以计算机科学与技术学科为主,在国家“863计划”、国家科技攻关计划及黑龙江省科技攻关计划课题的资助下,研究并开发了基于时间成本双主线的CERP系统,获得软件著作权20多项。产品已在80多家制造企业实施应用,创造直接经济效益4 000多万元,为企业创造效益、节约成本4亿多元。

  我校以电子通信工程学科为主,为深圳海能达通信股份有限公司研发的系列模拟集群系统以及系列模拟集群终端产品,目前在公安模拟集群系统市场占有率超过35%,模拟集群终端占有率超过30%。随着专网通信“数字化”的发展趋势,实验室主要集中开发PDT数字集群系统和PDT数字集群终端,经过近一两年小规模的试用,201265日,公安部在无线通信会上明确将PDT作为公安无线专网建设的主要体制和标准。目前,海能达的PDT数字产品在国内处于领先地位。

  我校以动力工程及工程热物理为主吸收相关学科力量,针对我国电厂用煤的煤质普遍较差且煤质多变问题,成功开发立体分级低氮燃烧技术。面向锅炉制造行业和火力发电行业,我校积极推广立体分级低氮燃烧技术。据不完全统计,该技术已经在国内124家电厂249台锅炉中应用,哈锅、东锅、上锅、武锅、无锅大量使用该技术,同时美国kapp电厂二号炉采用了该技术,斗山巴布科克能源公司(英国)也开始采用该技术。根据哈锅使用该技术的效益统计,本项目近3年合计创造利润11.8亿元,实现税收9.3亿元,创汇1 629万美元;现役机组改造用户,仅焦作和京能热电两个电厂,近3年共节支总额1.17亿元。本项目已应用机组每年减少NOx排放26万吨,提升了锅炉的节能效果,并由此减少了火电机组的二氧化碳排放,推动了我国煤燃烧技术的发展,提高了我国锅炉制造行业在国际上的竞争力。同时,哈锅采用我校“墙式布置的水平浓淡直流燃烧装置”技术生产的锅炉已经有20余台出口到国外,不仅节省了超过2亿元的技术许可费,而且实现了具有中国自主知识产权的产品占领国际市场,为实现企业的国际化战略奠定了重要的基础。

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我校研制的客机飞行模拟器 (刘洋  摄)

  我校以机械电子、控制学科为主建立的机器人研究所和机器人国家重点实验室,研发的机器人无论在规模上、技术上、品种覆盖上均居国内首位,开发出了多种型号的点焊、弧焊、搬运、涂胶、喷漆等工业机器人,医疗康复机器人,教育娱乐机器人以及特殊服役机器人,掌握了相关的核心和关键技术,在黑龙江省以搬运码垛机器人为核心的石化智能成套装备为产品;以涂胶机器人及相关装备为产品在常州建立了常州铭赛机器人有限公司,3年内由注册百万元发展形成固定资产超过1亿元的规模;点焊、弧焊机器人技术和人才输出给奇瑞公司,短短4年时间实现了奇瑞装备公司年产值达2亿元的规模,技术在苏州、昆山、广东等地均实现了良好的产业化。

 

坚持“两化”融合   服务区域经济发展

  近年来,我校坚持高水平科学研究和高层次社会服务协调发展,并通过科技引领促进区域产业结构调整和升级,从服务区域经济发展的角度实现“两化”融合。为此,学校非常注重通过产、学、研合作将科技成果转化为现实生产力,促进有关区域建立现代产业体系。

  2008年以来,学校首先进行了科研机制改革,整合科研处和科技产业有关部门,成立了科学与工业技术研究院,对学校的基础研究类平台、科技创新类平台、工程应用类平台和产业孵化平台统一管理,在内部管理上拉近了学科与产业的“距离”,形成学校科技成果从源头创新到成熟转化的一体化链条。同时,学校在人员聘用和考核机制方面辅以措施,极大地激发了学校教师和科研人员开展产、学、研、用合作的热情和动力。学校科研经费在传统优势的国防航天领域继续稳步增长的同时,民品科研经费连续3年平均增幅超过50%

  为了促进黑龙江省建立现代产业体系,我校充分发挥在装备制造、新能源、新材料、电子信息等黑龙江重点产业领域的学科优势,在省政府支持下,与省科技厅联合成立了“黑龙江省工业技术研究院”,建立现代院所管理体制,汇聚“政产学研用”优质资源,填补科技成果与产业化中间地带,推动产业升级和产业结构转型,创生高新技术产业,开发战略产业。省工业技术研究院成立2年多来,已整合产业化项目前期开发资金近2亿元,吸引社会资本31亿元,年均服务我省企业100余家,已为黑龙江省培育了50余项符合国家和黑龙江产业发展的高科技项目,创生7家高科技企业,促进2家高科技企业上市,通过技术支撑为黑龙江企业带来新增工业产值达240亿元,为更好地促进黑龙江省经济发展奠定了基础。

  我校以计算机科学与技术、信息与通信工程为主,牵头实施了针对全省540多个农机合作社的近万台大型农机具,定向研究开发了农机物联网系统(黑龙江省农机管理信息系统)。该系统应用了GPSGPRSWCDMA通信技术,计算机软件应用技术和RFID传感器技术,通过农机物联网系统应用,强化了农业机械管理,确保大量农机具发挥使用效益,提高农机合作社现代化的管理水平。

  我校充分发挥优势学科的辐射作用,结合区域产业发展规划,建立了面向产业经济发展的研究院。在长三角,我校与宜兴共建了“哈工大宜兴环保研究院”,宜兴市人民政府联合工业园区和相关环保骨干企业共同出资约5亿元人民币,学校以无形资产入股51%,探索出了一条事业单位公司化运营的新路。研究院紧密结合宜兴环保产业特色,为当地1 400余家环保企业提供产业技术支撑。目前签订科研合同26项,孵化6个高新技术企业,产品合同额超过1亿元。国家科技部、环保部、住建部,以及江苏省一致认为“哈宜模式”创造了政、产、学、研深度融合的典范,应大力推广。同时,我校还依托有关学科,在无锡、常州、张家港、鞍山建立了产业技术研究院,重点围绕装备产业技术升级,在智能装备、机器人、新材料、激光等领域开展深入的产、学、研合作,促进地方经济发展。

 

坚持“两化”融合   推动产、学、研深度合作

  以优势学科群推动产、学、研深度融合,是我国高校开展“2011计划”的核心。这也为高校深度参与“两化”融合工作创造了有利条件。实现协同创新迫切需要改革传统的科研理念、组织方式和管理模式,需要加快以学科融合交叉,推进跨学科研究。同时,高校还要积极参与国家重大科技基础设施的建设,在提升基础研发能力的同时,带动一批战略新兴产业的发展。

  学校以建设的空天科学技术创新研究院为实体,与中国航天科技集团牵头,联合北大、中科大、北航等优势高校组成“宇航科学与技术协同创新中心”,成为2013年国家首批“2011计划”建设高校。

  中心按照“虚拟独立法人”的总体运行模式,依托哈工大管理,人、财、物独立运行管理,对现有科研基础设施资源和优势人才资源进行了整合与共享,建立灵活的科研成果共享与利益分配制度,实现了双方在团队建设、人才培养和国际合作等方面的相互促进、协调发展。中心采取需求牵引、科学设岗、成员自主聘任的方式组建团队,设立承担重大型号任务的“两总”团队与开展基础研究的“PI”团队,两种团队之间互为上下游关系,同时建立了完善的国际化和校企联合培养体系,实行绩效考核激励机制,实现可进可出、可上可下的人员流动。

  中心建立了国际化建设评价量化指标体系,以绩效指标考核驱动国际化建设——与MIT、加州理工等国际知名单位成立海外学术合作基地和科学家工作室;强化中俄工科大学联盟(ASRTU)建设,深化与世界航天强国的科技合作与人文交流;发挥哈工大作为国际宇航大学亚洲唯一分校的优势,提升航天领域工程技术人员的国际交流能力与科研能力。

  为此,国家有关领导人对中心给予了充分肯定,认为哈工大采取新型科研组织模式,与企业、科研院所合作,实施多学科融合、多团队协作,产学研一体化,走出协同创新的新路子,经验值得推广。

  同时,我校还在全力筹备“空间环境地面模拟设施”国家重大科技基础设施项目。本项目旨在建设具有国际一流水平的空间综合环境与物质作用科学研究平台,填补我国在大型空间综合环境模拟设施、综合性空间环境与物质相互作用科学研究平台的空白,加强我国在空间环境科学、空间材料科学、空间生命科学和航天材料与器件可靠性物理等领域的基础研究,形成布局合理、学科领域相互支撑、有机结合的研究群体。本设施的建立紧密服务于我国航天事业由大国向强国发展,尽快赶上世界先进水平并最终成为引领世界航天事业发展的国家之一的目标,成为开放式的高水平空间科学研究平台、科学研究及人才培养基地,使其研究水平、成果及应用达到国际先进水平。

  空间环境地面模拟设施还将带动飞行器设计、材料、力学、控制、微电子、光学、能源、生命、食品等多学科的交叉融合与发展。同时,空间环境地面模拟设施研究项目及产业化示范区项目涉及众多高科技领域,如高性能质子加速器、先进电工技术、超高真空技术、高精密机械加工、超大系统自动控制技术、系统集成和协同技术、智能制造与应用技术、成套装备与系统的设计验证技术、基于高可靠性的大型复杂系统和装备的系统设计技术以及高稳定建筑技术等。实践证明,这些高科技领域关键技术的研究成果可广泛应用于国民经济的相关领域,所带来的社会和经济效益非常巨大。通过空间环境地面模拟设施与相关产业化示范区的建设,必将在加快哈工大建设世界一流大学步伐的同时,深入促进我国工业化与信息化的融合。