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“将论文写在大地上,写到车间里” 的段正澄院士
“将论文写在大地上,写到车间里”
的段正澄院士
裴 伟
2020年2月15日,中国工程院院士、华中科技大学机械科学与工程学院教授、制造装备数字化国家工程研究中心首席科学家、机械制造与自动化专家段正澄心脏停止跳动,经华中科技大学附属协和医院全力抢救无效,19时35分宣布去世,享年86岁。
在华中科技大学附属中学老校区旁,一棵段正澄院士64年前亲手栽下的梧桐树,如今已经长成参天大树。伴随着阳光和雨露,这棵树见证了华中科技大学的变迁,见证了中国科技的进步和发展,也见证了一位学者一生的执着和不懈追求。
段正澄,原名正淳,1934年6月出生在镇江城西。父段子美,镇江人,本地家具厂员工,母亲郑元贞,武昌青龙巷人,家庭妇女,生子女正澄、玉玲(1936-1992)两人。段家住小码头街(西津渡历史文化街区内)。段正澄曾在小码头小学、镇江县(市)立初级中学、江苏省立镇江中学(苏南镇江中学)就读,1952年随家迁离镇江到汉口生活;1953年考取华中工学院(现华中科技大学)机械系机床与工具专业;1957年毕业后留校任教,先后担任机械系助教、讲师、副教授,教研室副主任、主任,教授、博士生导师、制造自动化研究所所长;2009年当选为中国工程院院士。
段正澄60余年来一直工作在机械制造与自动化学科的教学与科研一线,与生产紧密结合,致力于国家重要需求的自动化、数字化加工技术与装备的应用基础研究和工程技术研发。先后获得1978年全国科学大会奖2项、国家科学技术进步一等奖1项、二等奖3项,省部级科学技术进步特等奖1项、一等奖7项、二等奖4项,2011年获湖北省科学技术突出贡献奖;发表论文200余篇;先后被评为全国优秀教师、湖北省劳动模范、湖北省先进教育工作者和湖北省先进科技工作者。他所领导的教学与科研团队,1993年被评为全国先进集体,并获得“五一”劳动奖状。
段正澄为人师表,注重立德树人,教育学生“将文章写在祖国大地上,写到车间里”。他治学严谨,重视团队合作,重视对青年教师的培养。他为祖国培养了一批优秀人才,带出一支理论与实践结合、能解决复杂工程问题的团队。他的团队中有多位成长为院士。
耄耋著锦 低调为人
对于自动化乃至机器人行业来说,他是一位值得永远铭记的先辈。
在感染新冠肺炎病毒前,段正澄还在参与研究适合大部分癌症病人的质子放疗设备,“质子刀”在技术上比“全身伽马刀”还要复杂得多,他已经研究了6年。离开之前他曾对身边人说,可能来不及看到手上项目的成果出来了。
在华中科大机械学院流传着这样一个说法:没熬个四五年,很难博士毕业。执教50多年来,段正澄只培养了20多位博士,与其他教授比起来,产量很低。
他说:“做我的研究生很难,我比较挑剔。每个学生的论文我都要改很多遍,不过关就重来。”还要求学生私德要好,“要淡泊功名,甘于坐冷板凳。”
他经常说的一句话是,“做研究要耐得住寂寞,不能够外面来一个脉冲,你自己就要振荡。”
2009年,75岁高龄的段正澄才获选为中国工程院院士。据《楚天都市报》此前报道,早前曾经有人鼓励段正澄参选院士,他拒绝了,一心投入到科研工作中。
很多人对他这么晚才报选院士感到疑惑,著名教育家、科学家、原华中工学院院长、中国科学院院士杨叔子帮他向外界回答了这个问题:“他告诉我,有些项目、技术需要经过历史的考验,二三十年不算久。项目应用被业界广泛认可,他才开始报奖、报院士。”文理兼通的杨叔子写诗祝贺:“五二年来业绩高,风尘一线任辛劳。青丝缕缕东风舞,白发苍苍异国骄。‘数控’衔连‘自动线’,‘激光’催出‘伽马刀’。人间大有公平在,耄耋犹能着锦袍。”全面概括了段正澄的科研业绩和精神。
“从事科学研究也许十年二十年都不会有什么大的成果,因此绝不能浮躁,不能急功近利。选准了目标,就要长期坚持,百折不挠,只有这样,才能出成果,出大成果。”60多年来,他一直践行着这句话。
段正澄带领团队进行的每一项研究都需要投入非常长的时间,他们花了10年研制能杀死肿瘤细胞的“全身伽马刀”,花了20年研究激光加工关键技术与装备,花了整整30年持续完善高性能汽车发动机曲轴高精高效磨床。
2012年,在湖北全省科技奖励大会上,段正澄满头白发站在中央,挺直硬朗,他代表众多获奖者上台发言,坦言自己心情激动,最感谢母校培养。会后,他婉拒众多媒体采访,表示目前仅有两件事是确定的:一是100万元奖金中的个人部分将全部捐出,用于资助贫困大学生;二是自己只是一名普通科技工作者,获奖后第一件事还是回到实验室工作。
机械狂人 创新巨匠
段正澄院士对自己要求很严格,学生们在背地里称他为“机械狂人”。
1987年,郑州纺织机械厂从当时的西德引进一套柔性制造系统,希望得到华工机械自动化研究室的技术协助。段正澄立即带李培根等三名教师赶到郑州,全国好几家高校院所也去了,段正澄拿出最优惠的条件说:“交给我们,不要一分钱。”他心中有数:机械加工行业正面临一场以计算机辅助设计、辅助制造为内容的革命,要借此机会在高新技术领域争得一张门票!3年后,一份可行性论证报告摆出来,令厂家刮目相看。“八五”期间,郑州纺织机械厂被列为国家“863计划”计算机辅助设计技术应用工厂,华工机械自动化研究室成为当然的技术负责单位。
在段正澄的研发成果中,不得不提的一项就是全身伽马刀。1996年,段正澄教授团队成功研发出国际首台全身伽马刀,2005年获得国家科技进步二等奖。
全身伽马刀可进行旋转动态聚焦,使伽马射线焦点对准经过精密定位后的肿瘤,从而杀死肿瘤细胞,大大降低对人体正常组织和器官的损伤,如今这项技术已经使近百万人受益,治愈患者高达数十万,极大提高了我国的医疗水平。
除此之外,段正澄教授的高功率激光切割、焊接及切焊组合加工技术与设备也惠及了各个行业的发展,被广泛应用于钣金加工、环保设备、机箱电柜、农机、厨具卫浴、汽车配件、体育器材、灯饰灯具、金属工艺品、风机、电器零件、通讯设备、食品机械、物流设备、广告、五金、门窗等行业。
华中师范大学刘中兴教授此前承担了中国科协等主办的“老科学家学术成长资料采集工程”,他从2018年4月起要对段正澄进行八次正式访谈,但是直到段老去世才进行了6次。在采访时段正澄一直强调:一定要实事求是,不要拔高、不要宣传,还强调要多反映他的团队,多反映学生,多反映学校。强调所有的成绩不是他一个人的事,而是一个团队,一个学院的事情。
段正澄是一个动手能力很强的人。他的学生周家林回忆:“最早,段老师还住在华工的那个两层楼小房子里,段老师会买来各种元器件,自己组装电视机。”段正澄生活拮据的时候,家里备有全套的修鞋工具,家人和朋友鞋底的鞋掌都是他亲力亲为钉上去的,他烧菜技艺也不错,拿手好菜是他家乡的红烧狮子头。
在科研取得巨大突破的同时,段正澄也同样重视成果的产业化落地。段正澄有一句名言:“要把文章写在祖国大地上,写到车间里。”
在2009年当选为中国工程院院士的时候,有了解他的同事说:“段老是从生产一线干出来的院士。”据悉,段正澄的车工技术能到最高的8级水平。
年轻的时候,段正澄经常一趴车间就趴好几个月,段正澄的学生黄禹回忆,当年段正澄为二汽建设研发两条生产线,他在上海、十堰等地一干七八年,多次过武汉家门而不入。
上个世纪70年代,国内缺乏生产汽车发动机曲轴的先进设备,生产不出高品质的曲轴,一直是制约我国发动机行业发展的一大难题。从1977年开始,段正澄的团队决心研发并生产出中国人自己的高精汽车曲轴制造设备。经过几年的艰苦努力,1983年,他们终于在国内率先研发生产出第一台数控高速全轴自动曲轴磨床,申请了国家专利,填补了国内的空白。
“华数机器人”是段正澄院士依托华中科技大学的科研技术,研发出来的国产机器人代表,是国内机器人产业从无到有发展起来的一个缩影。
段正澄一直尽全力支持湖北省充分应用机器人技术转型升级。他曾说:“我国机器人的主战场在制造业,湖北是科教大省、制造业大省,面临重要的窗口期。国产机器人发展其实很难,要迎头赶上,不容易,制造业转型升级,这是最后的机会。错过这个村,就没有这个店。”
“1985年日本国际机器人博览会期间,我曾参观日本的汽车生产线,那时就已普遍、大量使用机器人。”他表示,差距不仅仅在于是否拥有核心技术,而在于管理和观念。工业机器人是生产自动化、智能化重要的装备之一,我们跟发达国家相比有巨大差距,也意味着有巨大的发展空间。“制造业的转型升级、中国制造2025规划的实施、设备的更新换代,一定会创造更多的机会和可能。”
2015年8月,长期致力于机器人产业化的段正澄院士团队在广东获批成立院士工作站,为广东机器人产业的发展贡献科研力量。
近年来,段正澄在陶瓷打磨以及激光装备制造等细分领域,开发了一系列定制化产品,研究院携手华数机器人打造的小家电智能装配流水线就是段正澄团队产业化成果之一。
“46米长的生产线在全国率先实现了机器人大数据云平台,节省了2/3的人力,效率从原来的20多秒提升到12秒。”佛山智能装备技术研究院院长助理周伟娜在采访中说到,段正澄院士提供的技术性指导,让研究院及企业攻破了机器人及智能制造方面的难题。
五十多年来,段正澄坚持深入一线与企业合作,以机械制造及自动化学科为基础,面向国家重大需求,开展多学科交叉与集成,进行高端装备的创新研究和工程化开发,研发了多台(套)国际、国内首创的高端自动化装备,并在湖北实现了产业化,目前销售产值已超过15亿元;授权专利24项;发表论文217篇,SCI、EI收录78篇;主编《光机电一体化》、参编《机械工程手册》;主、参编教材5本。为湖北的经济发展、科技进步以及人才培养做出了突出贡献。
针对我国20世纪八九十年代高档激光加工装备基本依赖进口的现状,1985年,段正澄组建了国内最早的机械科学与激光技术相结合的科研团队。段正澄教授长期担任华工激光法利莱高级技术顾问,带领公司技术团队攻克多个激光技术难题,共同承担多项国家项目计划。经过多年努力,段正澄教授带领法利莱技术团队突破了国内外激光拼焊板的待焊板边传统加工方法,解决了在线激光切割——焊接用一光路复用的难题,发明了激光切-焊组合加工新方法,在神龙汽车等大型骨干企业应用,并出口美国、印度等多个国家。
和善长者 谈笑风生
今年2月14日,最高温18度的武汉迎来了一场大雪,天气的突变似乎预示着什么。15日深夜,华中科技大学机械学院网站一下子变为黑白色,一座以段正澄名字拼音为域名的网上纪念堂当晚紧急搭建上线,数百条唁电和悼文从政府领导、领域专家、师生校友、社会各界发来,纪念这位把一生奉献给华中大和机械工程事业的老人。“想念您,段老爷子!”这七个字,让屏幕前多少人落泪。
虽然对学生严格,私下里段正澄是一位非常和善的老者。揭文在校时曾经上过段正澄的课,在他印象中,段老师特别爽朗,“有他的地方话就比较多,他是人群里的核心,声音又洪亮,一直笑声不断”。段正澄是机械学院出了名的“铁嘴”,他很能讲,思维敏捷、逻辑性强。不仅能说,段正澄还很能“打”,1.8米的高个,他在华工读书时就是学校篮球队的第一任队长,专打后卫,还带领篮球队拿到了湖北省冠军。
他的夫人万慕秦,她评价自己的丈夫:成果始终围绕国家和社会需要,虽然是搞机械的,其实也比较有生活情趣。万慕秦是华科大老年合唱团团长,歌唱得非常好,还会用俄语唱歌。湖北省一次联欢活动上,老两口还一起上台表演,是《纤夫的爱》歌曲对唱。段正澄在武汉市举办了“江城之恋,筑梦金秋——院士专家金婚盛典专场”活动上对记者说:“这么多年来,我在外面出差的时间非常的多,家里的事主要由她来做,我从心里非常感谢她这么多年来对我的支持!”深情道出的肺腑之言,让现场的很多观众飙泪。“我们一起生活57年,我85了,她喜欢去外面看风景,我现在还能开车带她去。”“现在她上楼梯的时候,还要唱歌,我就在楼上为她鼓掌,她就问我手鼓得疼不疼,我就说不疼!”
段正澄走后,他的老友舒晓依然在给他发送微信消息,“我非常伤心,他尽管离开了,他还是活着,活在我们心里,他是一个真正平凡而又伟大的人。”
乡贤寄语 永远铭记
镇江是段正澄、段玉玲兄妹生于斯长于斯的地方,尽管迁居武昌60多年,他们对家乡一草一木始终有着深厚的感情,在这里度过了他们最美好的年少时光。镇江菜、镇江醋给他们留下美好的味觉记忆。镇江景、镇江人、镇江风物是他们滔滔不竭的谈资。
段正澄从小就爱体育运动,他在苏南镇江中学(今江苏省镇江中学)时是校男篮的绝对主力。到汉口后,与当地最负盛名的“汉星”“红白红”篮球队以及武汉中学联队对抗,胜多负少,更是小球迷们追逐的明星。多年后他回忆,是从小打下的体育基础让他有足够的体能在科研的道路上走得更远、更久。
2002年,时任镇江市政府科技顾问的段正澄构思打造国产高精度数控车铣加工中心,他选择了镇江螺旋桨厂。“九年磨一剑”,历经企业合资、股权变更,中船瓦锡兰从中方到外方不改初衷,全力投入,全程参与,花了800万元,实现了中国螺旋桨制造的节点式突破。而十年前进口性能还不及它的类似设备,一台就要花500万欧元。以往,加工一台螺旋桨,要两班工人手工忙上十七八天,革新后编定程序用3天就能完成。劳动强度大减,制造精度猛增,除了可加工大型船用螺旋桨,这种机床还可用于航空、发电等领域的零部件加工。无论是核潜艇,还是航母的螺旋桨,这台机床都能造,精度能达到最高级——S级。用这台机床制造的高精度螺旋桨,已出口到豪华游艇制造强国意大利,并获用户好评。
段正澄对家乡同行后辈的关切,更多地体现在强调创新上——“不谈创新,要变成强国真的很难。”段正澄认为,从制造大国变成制造强国的关键就是抛弃旧的拿来主义观念,不能只跟在别人后面模仿。对此,段正澄坦言应当学习上世纪60年代日本的做法,他们把国外的专利和设备买回来,然后拼命地研究、找问题,最终生产出自己的产品。
段正澄生有两女儿,在父母的熏陶教育下,段菁、万红均承继家风,学有专攻。她们写文缅怀父亲:“他老人家一生为人师表,注重立德树人。在家更是以身作则,用自己善良正直,勤劳睿智的优秀品格潜移默化教育我们子女成长”。
段正澄去世后,市委市政府和家乡人民发去唁电,向段正澄院士的亲属致以亲切慰问,电文说:“段正澄院士是我国机械制造领域的开拓者、奠基人,一生爱国奉献、严谨治学、淡泊名利、提携后学,为我国自动化、数字化加工技术与装备的应用基础研究和工程技术研发作出了重要贡献,是家乡人民永远的骄傲。段正澄院士热爱家乡、情系故里,一直心系镇江经济社会发展,曾亲自写信关心家乡教育事业,家乡人民永远铭记在心,长存怀念,我们将按照先生遗愿,将先生的家乡建设好、发展好!”