11月5日,中國航空工業(yè)集團(tuán)慶安-西安交通大學(xué)高壓高速流體機(jī)械聯(lián)合研究中心(簡(jiǎn)稱聯(lián)合研究中心)正式入駐西部科技創(chuàng)新港。聯(lián)合研究中心主任、西安交大能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授席光說:“我們是帶著‘禮物’入駐的!”席光所說的“禮物”,是聯(lián)合研究中心成立以來、花多少錢都買不來、正在一步步取得重大突破的國產(chǎn)化壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)。

聯(lián)合研究中心為什么能率先突破航空工業(yè)壓縮機(jī)的“卡脖子”難題,并逐步取得國產(chǎn)化壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的重大突破?回看西安交大與慶安集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱慶安公司)23年校企合作歷程,答案就在其中。

2023年8月,席光與團(tuán)隊(duì)成員探討離心壓縮機(jī)關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化方案。 

高??蒲袇⑴c“0到1”如何從“1到N”?

聯(lián)合研究中心“破題”

慶安公司是專業(yè)從事航空作動(dòng)產(chǎn)品和制冷系統(tǒng)科研生產(chǎn)的大型企業(yè)。航空工業(yè)壓縮機(jī)研發(fā)是其核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

因?yàn)槿澜缯莆崭邏焊咚賶嚎s機(jī)技術(shù)的只有極少數(shù)國家,而且實(shí)行技術(shù)封鎖,國內(nèi)在這個(gè)領(lǐng)域幾乎是空白,從“0到1”異常艱難。

早在1956年,西安交大創(chuàng)建國家第一個(gè)透平壓縮機(jī)專業(yè),擁有流體機(jī)械及壓縮機(jī)國家工程研究中心、流體機(jī)械國家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)國家級(jí)研究基地,學(xué)科優(yōu)勢(shì)突出。

2009年,慶安公司設(shè)計(jì)師李鵬飛接到了某款微型高壓壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和研發(fā)任務(wù)。在此之前,公司已耗費(fèi)兩年多投入不少人力物力,但實(shí)驗(yàn)效果不理想。于是,李鵬飛找到西安交大尋求支持。從那時(shí)起攜手開展校企合作。

“校企合作傳統(tǒng)模式下,項(xiàng)目結(jié)題后,高校研發(fā)告一段落,但沒有跟進(jìn)到產(chǎn)品端。當(dāng)時(shí)高??蒲腥藛T只參與‘0到1’,不參與‘1到N’,也沒有后續(xù)反復(fù)迭代的過程?!崩钤平淌诨貞浾f。

彼時(shí),慶安公司耗時(shí)5年、迭代了幾十次,但開發(fā)出來的某微型高壓壓縮機(jī)產(chǎn)品,依舊存在可靠性不高的問題。“提升性能要回到‘0’再去找答案,這是基礎(chǔ)研究,但這些恰好是企業(yè)的短板、高校的強(qiáng)項(xiàng)?!崩铢i飛說。

記者了解到,在流體機(jī)械新型節(jié)能與系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)方面深耕30余年的西安交大席光教授團(tuán)隊(duì),圍繞離心壓縮機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用的重大需求,建立了離心壓縮機(jī)高性能、高可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了離心壓縮機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平,有力地支撐了流體機(jī)械核心裝備國產(chǎn)化重大技術(shù)突破。

聚焦高壓流體裝備研發(fā),李云教授課題組曾開發(fā)了國內(nèi)首臺(tái)LNG接收站BOG壓縮機(jī)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;搭建了國內(nèi)首臺(tái)浮動(dòng)海洋平臺(tái)壓縮機(jī)國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái);深耕氫能壓縮技術(shù),為國內(nèi)首臺(tái)超高壓氫氣隔膜壓縮機(jī)國產(chǎn)化的成功開發(fā)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。李云教授團(tuán)隊(duì)的課題與慶安公司發(fā)展目標(biāo)和研發(fā)需求高度契合。

立足高壓高速流體機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,為促進(jìn)雙方在壓縮機(jī)領(lǐng)域開展全方位合作,2023年11月,中國航空工業(yè)集團(tuán)慶安-西安交通大學(xué)高壓高速流體機(jī)械聯(lián)合研究中心應(yīng)運(yùn)而生。

聯(lián)合研究中心有高速離心式壓縮機(jī)、高壓容積式壓縮機(jī)兩個(gè)科研團(tuán)隊(duì):西安交大席光教授擔(dān)任聯(lián)合研究中心主任,并負(fù)責(zé)高速流體機(jī)械科研方向;李云負(fù)責(zé)高壓容積式壓縮機(jī)科研方向。李云、李鵬飛擔(dān)任副主任。

新合作模式下,慶安公司“出題”,30多名雙方科研人員以“科學(xué)家+工程師”模式組隊(duì)共同“答題”。研發(fā)團(tuán)隊(duì)僅用一年就做出一款新型結(jié)構(gòu)的微型高壓壓縮機(jī)樣機(jī),大大加快了新產(chǎn)品的開發(fā),并且成本大幅降低,加速了市場(chǎng)化進(jìn)程。

“效率更高了,由企業(yè)來主導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研融通創(chuàng)新,既是找準(zhǔn)‘痛點(diǎn)’開良方的過程,也是‘性價(jià)比’更高、更快‘出東西’的科研模式?!崩铢i飛說。

每?jī)芍荛_一次雙方科研人員都參加的項(xiàng)目討論會(huì)。

“聯(lián)手”打通“0到1”“1到N”“N到0”“堵點(diǎn)”

高質(zhì)量科技供給高度依賴科技創(chuàng)新,但科技創(chuàng)新不是一個(gè)單向線性的過程,而是包含了無數(shù)次“0到1”“1到N”“N到0”不斷迭代的過程,創(chuàng)新需要科研工作者在0、1、N之間“反復(fù)橫跳”。如何打通“0到1”“1到N”“N到0”之間的“堵點(diǎn)”?答案是產(chǎn)學(xué)研深度融合。

西安交大“6352”(政產(chǎn)學(xué)研用金6方面資源進(jìn)入創(chuàng)新港,構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)、未來技術(shù)和國際合作3個(gè)學(xué)院/研究院/孵化器,5種生態(tài)環(huán)境,創(chuàng)投和交易2個(gè)平臺(tái))工程與“1121”(一中心、一孵化、兩圍繞、一共享)產(chǎn)學(xué)研深度融合新模式是西安交大落實(shí)“以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向”“企業(yè)主導(dǎo)的產(chǎn)學(xué)研深度融合”“促進(jìn)‘四鏈’深度融合”的具體舉措。這一套助推產(chǎn)學(xué)研深度融合的“組合拳”能夠全鏈條支持科技創(chuàng)新項(xiàng)目轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。西安交大黨委書記盧建軍說:“大學(xué)要當(dāng)好基礎(chǔ)研究主力軍和重大科技突破生力軍,我們要幫助校企科研工作者深度融合,打通迭代過程中的‘堵點(diǎn)’?!?/p>

聯(lián)合研究中心壓縮機(jī)研發(fā)取得的成果,就是西安交大產(chǎn)學(xué)研深度融合的“組合拳”之下,最好的案例之一。其做法是:聯(lián)合研究中心校企雙方科研人員深度參與“0到1到N”“N到1到0”的所有過程,任何一個(gè)環(huán)節(jié)的問題,雙方都積極協(xié)同解決。

從2023年8月至今,高壓容積式壓縮機(jī)課題組每?jī)芍荛_一次雙方科研人員都參加的項(xiàng)目討論會(huì)。會(huì)上,大家分享研發(fā)成果,開展“頭腦風(fēng)暴”?!坝懻摽梢詥l(fā)科研思路,比如我們想延長(zhǎng)某款壓縮機(jī)工作壽命,工程師慣常做法是先出一版設(shè)計(jì)方案,在試錯(cuò)中改進(jìn),教授的思路是正向研究,‘庖丁解?!椒治隽悴考ぷ鳈C(jī)制,厘清機(jī)理,然后優(yōu)化?!崩铢i飛說。

李云說:“每次討論會(huì)上,教授和工程師的討論都熱火朝天,學(xué)生們聽得意猶未盡。工程師了解基礎(chǔ)原理后,能從根本上解決實(shí)際問題,而我們則對(duì)關(guān)鍵部件的機(jī)理進(jìn)行更深入的研究,參會(huì)學(xué)生也借此開闊眼界,培養(yǎng)全局思維,這既是‘雙贏’,又是‘多贏’。”

11月5日,李云與團(tuán)隊(duì)成員討論微型高壓壓縮機(jī)關(guān)鍵部件性能優(yōu)化方案。

聚焦同一個(gè)具體問題,工程師思維與科學(xué)家思維實(shí)現(xiàn)互補(bǔ),極大地推動(dòng)了創(chuàng)新,打通了堵點(diǎn)?!翱茖W(xué)家+工程師”的組合使高壓容積式壓縮機(jī)課題組,在解決某款微型高壓壓縮機(jī)可靠性及優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)上發(fā)揮了極大作用。雙方協(xié)同,通過搭建關(guān)鍵部件機(jī)理研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái),明確失效機(jī)理,改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),解決了“卡脖子”技術(shù),有效為慶安公司實(shí)現(xiàn)了降本增效。

科研攻關(guān)路上為國家培育“專尖特精”人才

伴隨著研究的深入,聯(lián)合研究中心通過搭建兩級(jí)透平壓縮機(jī)非定常流動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、微型高壓壓縮機(jī)關(guān)鍵部件壽命預(yù)測(cè)及數(shù)字孿生模型研究平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品“卡脖子”技術(shù)的突破,產(chǎn)教融合的成績(jī)亮眼,雙方又進(jìn)一步規(guī)劃出了明年的基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方案。

談起參與到校企深度融合中的感受,主要研究離心壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的控制及設(shè)計(jì)優(yōu)化、西安交大能源與動(dòng)力工程學(xué)院副教授王志恒說:“校企深度融合使我們學(xué)校老師的研究更精準(zhǔn)地聚焦國家戰(zhàn)略、對(duì)接產(chǎn)業(yè)需求,更有效地解決了‘融合點(diǎn)’的痛點(diǎn)問題?!?/p>

“校企深度融合聯(lián)合研究中心要培養(yǎng)面向前瞻性核心產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的工程博士‘國家隊(duì)’,為推進(jìn)關(guān)鍵核心技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)探索出一條成功之路”。席光說。

在技術(shù)上不斷取得重大突破的同時(shí),聯(lián)合研究中心也為企業(yè)培養(yǎng)“專尖特精”人才?!霸趨⑴c慶安氣源設(shè)備研發(fā)項(xiàng)目的過程中,深切體會(huì)到了技術(shù)掣肘對(duì)我國發(fā)展的制約,更加明確了自己的責(zé)任。”西安交大化工學(xué)院動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)碩士三年級(jí)的王志鵬說,和他一起參與該課題組工作的,還有同專業(yè)博士一年級(jí)的王強(qiáng)。

“我們從基礎(chǔ)支撐、‘疑難雜癥’診斷以及引領(lǐng)前沿發(fā)展三方面發(fā)力,不僅培養(yǎng)學(xué)生融入工程實(shí)際,也為企業(yè)培養(yǎng)‘專尖特精’人才?!崩钤茍F(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人說,今年是代表企業(yè)“出題人”的李鵬飛攻讀西安交大工程博士學(xué)位的第四年,校企“雙向奔赴”在他身上更加具象。在類似的探索中,聯(lián)合研究中心實(shí)現(xiàn)了在工程化環(huán)境、實(shí)戰(zhàn)化項(xiàng)目、全鏈條創(chuàng)新、有組織科研中培養(yǎng)卓越工程人才。

在“1121”產(chǎn)學(xué)研深度融合新模式下,三年多來,西安交大已與223家領(lǐng)軍企業(yè)簽署共建聯(lián)合研究院協(xié)議(世界500強(qiáng)50家、中國500強(qiáng)67家),建立84個(gè)校企深度融合創(chuàng)新聯(lián)合體,聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)研究向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進(jìn)、向極綜合交叉發(fā)力。創(chuàng)新港已引入包括深交所、深創(chuàng)投在內(nèi)的265家金融機(jī)構(gòu),就地孵化213家企業(yè),并累計(jì)聘任企業(yè)導(dǎo)師995名、培養(yǎng)工程碩博士2000余人。

責(zé)任編輯:黃蕊