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卿新林:逐梦云端

来源:  发布时间:2015-07-22

本刊记者  王 辉

   北京市,昌平区,未来科技城。 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心(简称中国商飞北研中心)现代化的科研办公大楼就在这里拔地而起,期待着借此平台解决我国民机产业技术储备薄弱、整体创新能力不强的问题,夯实技术基础、突破技术关键、填补技术空白、提升技术水平、培育创新能力、培养高端人才。
   大飞机被称为“现代工业皇冠”,其生产过程涉及多个学科,包括空气动力学、材料学、航空电子学等,但这些学科人才恰恰是我国行业内所稀缺的。为了让中国的大飞机早日翱翔蓝天的这一目标实现,“如何引、怎样用”是中国商飞北研中心成立几年来一直潜心钻研的人才课题。
   人才永远是中国商飞北研中心第一资源。中心从成立之初的几个人发展到现在共有员工300多人,其中有近三分之一具有海外留学背景。中心在科研管理机制建设上大胆创新,努力为海外高层次人才搭建“舞台”、提供“剧本”、配置“角色”。这些核心团队中的“外国人”在北研中心得到了极大的尊重、重要的岗位和充分的信任,作为各自团队的领头人,他们在自己的岗位上发挥了至关重要的作用,他们就像一台发动机,带动着自己的团队快速前进。卿新林博士就是这其中一位极其典型的代表人物。

国士情结:只为一句话留在了中国

   卿新林开玩笑地自诩是一个经历十分传奇的人。
   30年前19岁的他毕业于湖南省娄底师范专科学校之后,在一所子弟学校开始了教书生涯。做过小学老师、初中老师、高中老师,后来又做了大学教师以及博士后导师。从小学老师到博士后导师的经历,这在中国科研界绝无仅有。
   卿新林为人师表,自然对自己有更高的要求和追求。在师专毕业两年后,他通过刻苦的努力,考上了当时专业排名全国第一的天津大学力学系实验力学专业的硕士生,后来又在国内实力最强大的清华大学固体力学专业获得博士学位,出国后在国际上著名的UIUC热力学疲劳实验室及斯坦福大学的复合材料与结构实验室从事博士后研究。他与斯坦福大学Fu-Kuo Chang教授合作研究成果“智能夹层技术(Smart Layer Technology)”获得多项美国发明专利及美国航空航天局(NASA)的原始创新奖等多项奖励。在美国Acellent公司工作期间,卿新林先后访问美国NASA等政府研究机构的多个实验室并与其开展合作研究。在多所国际顶尖大学与研究机构与多位顶尖级世界著名专家的多年共事,成就了他今天开阔的战略视野与敏锐的思维能力。至今,卿新林仍然认定这辈子对于他来说最受益的事情就是在世界顶尖大学、机构和世界顶尖级科学家合作的这些经历,近距离地感受他们的思维模式和了解他们的研究方向,使自己能够站的起点比较高,离成功更近一步。
   卿新林不但有国际领先的学术研究成果,其中与美国NASA合作的原创性研究成果5次在NASA技术简报上报道,拥有15项美国发明专利;同时还具有丰富的工程实践经验,先后参加了结构健康监测技术在多家国际著名航空制造商飞机型号上的工程应用研制工作。
   由于工作的需要,卿新林申请了美国国籍,一般人需要四五年才能申请成功的绿卡,卿新林以杰出人才的身份只用了两三个月就获得了批准,足见美国政府对这种高层次人才的高度重视。尽管成为了一个“外国人”,但他依然拥有着浓厚的祖国情结,卿新林毅然选择了回到中国,投身于祖国的航空事业中。
   论名,作为欧美国家飞行器结构健康监测领域屈指可数的优秀拔尖的华人专家学者,有着承担过美国航空航天局、联邦航空管理局等多项重要课题研究经历的卿新林,早已蜚声海内外;论利,在美国寸土寸金的硅谷拥有自己的公司和事业,经过十三、四年的打拼,已经拥有稳定的高收入;论生活质量,在美国,一儿一女,夫妻相携,生活安逸并且教育子女更加方便,但是如果选择回国,则就成为一个两地分居,顾事业便顾不了家庭的“单身汉”。所以当卿新林做出放弃美国的“成功”,而不计名利,充满了对妻子和儿女的愧疚回到祖国投身于大飞机事业的决定时,让所有人都觉得不可思议。
   但是卿新林自己清楚这个决定的分量。对于祖国浓厚的感情让他一直关注着国内行业的发展,他感觉到国内的大环境越来越好,而中国商飞北研中心的成立,立足于民用飞机战略性、前瞻性、关键性和基础性技术研究的方针和探索提升民机安全性技术,推动前沿技术的工程化运用的愿景,与他的研究方向以及偏好十分相配。
   卿新林来到中国商飞的第二天,就参加了公司的“海外高层次人才座谈会”,公司主要领导对他们的鼓励与厚望更加坚定了他在这里干出一番事业的决心。领导们在高度评价了海外高层次人才心系祖国、志振中国民机产业的义举时也提出了自己对他们的希望:“以高贵的品质感动人,以过人的才华感染人,以渊博的知识培育人,以科学的方法带动人……”这几句话,字字珠玑,敲在卿新林的心上,让他颇为共鸣。中国古人有“士为知己者死”的情怀,卿新林当时也产生了千里马终于遇到伯乐的雄心壮志。
   卿新林最初是北研中心复合材料研究团队的一员,但是由于专业能力突出,一年后被抽调出来单独创建了一支民机健康管理研究团队。作为领军人才,他战略视野开阔,掌握结构健康监测技术领域世界科技前沿发展态势,有效组织国内外优势力量,在民机复合材料结构健康监测、全机综合健康管理技术的研究与工程应用方面开展了诸多开创性的工作,取得了多项国际一流的研究成果,为我国民机结构健康监测及全机综合健康管理理念推广和技术发展做出了重要贡献。

领军人物:唯有创新 方能前进

   在卿新林的人生字典里,“创新”两个字非常重要。卿新林在骨子里是一个追逐创新而行的人。事实上,在任何时候,创新都是企业的核心竞争力,它决定着一个企业甚至一个行业的生死成败。
   卿新林以前感觉中美两国的科研工作者和企业家们最大的不同在于,美国人总是在谈别人没有做过什么,总希望自己能把一些新思想和新观点提炼出来。而中国人总是在谈别人做过什么,并习惯于跟着人家走。这便是两国创新理念的差距。
   民机健康管理技术涉及多学科领域,包括传感器、材料、力学、信号处理、系统集成、网络通信等方面,是民机研究中的交叉性前沿领域,对于我们科研工作者而言正是急需创新精神的。
   由于具有高比强度、高比刚度和可设计性等优越性能,先进复合材料正逐步成为新一代民机的主要结构材料,但是复合材料结构及其所受载荷和使用环境的复杂性,使得复合材料结构完整性和耐久性分析变得非常复杂和困难,而且检测方法的局限性使得复合材料结构中的缺陷与损伤不易被观察与检测,因此,现有的复合材料结构设计许用值建立在较大隐藏损伤存在于复合材料结构中的假设上,这样使得复合材料的优越性能没能得到充分的发挥。
   就像人体有个神经网络系统一样,民机复合材料结构需要有个传感器网络系统来感知它的结构状态和服役环境,从而使复合材料结构能运转在它们的物理极限状态下,而不受限于在设计过程中所使用的假设及安全系数预设的限制。结构健康监测技术就是在这一背景下诞生的,它通过与结构集成为一体的传感器网络,获得结构状态和服役环境等信息,对发生在结构上的外部撞击、结构应变以及可能存在于结构内的损伤及扩展等进行全面实时监测,为全面快速评价与确定结构完整性提供有效的技术手段。结构健康监测技术是航空航天领域的一个重要发展方向,它是减轻结构重量、提高飞行安全、降低运营成本的一项重要技术。
   然而发展这样的技术存在诸多挑战与困难,正是卿新林及其合作者的多项创造性研究新成果推动这一技术的快速发展。在理论与方法层面上:他们首次提出了基于分布式传感器网络的飞行器结构健康管理技术的基本理论框架、混杂压电传感/光纤传感主动结构健康监测概念与理论方法、分布式多功能传感器网络的概念以实现复合材料结构多模式感知探测能力。在关键技术层面上:他们提出并发展了传感器网络智能层技术、结构健康监测系统自诊断与维护技术、结构健康监测定量化分析及环境补偿方法、主被动一体化的结构健康监测技术及局部监测与全场监测相结合的多功能结构健康监测技术,发明了多种传感器网络智能层的制作方法、大型传感器网络的连接、安装及信号处理技术。在工程应用层面上:他们与多家国际著名航空公司合作,将结构健康监测技术应用于多个型号的工程研制中。
   在中国商飞北研中心工作期间,卿新林率领研究团队在国际上最先进的结构健康监测技术基础上,提出了基于多场耦合混杂传感网络的复合材料结构状态多模式全息感知概念,发展了大型民机集成化结构健康监测与管理概念,提出了大型民机集成化结构健康监测系统体系构架、传感器网络与复合材料结构集成的零干涉技术以及传感器信号的提取、分析与融合技术,建立了主被动一体化结构健康监测技术试验与验证平台。
   此外,以卿新林为核心的北研中心民机健康管理研究团队瞄准国际航空领域健康管理技术前沿,结合我国民机发展的实际,率先提出将全机综合健康管理(IVHM)技术应用于我国民用飞机的全新概念。
   尽管飞机是目前安全系数最高的交通工具,但是更高的安全性和更低廉的运营成本永远是飞机制造商和航空公司追求的目标。各大航空制造商一直都在投入大量财力和精力到更加先进的安全维护系统的研制工作中。但是现有的飞机安全维护系统大多只能孤立地诊断各个系统的故障,其诊断数据缺乏跨数据共享和单系统状态下全机综合协调管理。另外,尚不具备故障预测功能,这些都制约了飞行安全隐患的彻底消除,全机综合健康管理技术(IVHM)正是在这一背景下由美国NASA提出,并首先应用于其航天飞行器。
   IVHM综合运用先进的传感技术、通信技术、计算机技术、诊断与预测技术等实现全机健康状态的集成化管理,这样就可以将传统的定期维护,转变为更科学的“视情维护”,总体上提升飞机安全性、降低运营维护成本。
   IVHM包括飞机系统健康管理、机体结构健康管理、发动机健康管理以及环境健康管理。IVHM系统按照计算量和实时性的不同,分别部署于飞机和地面,通过空地数据链进行实时通讯,实现“空地一体化”维护。“空地一体化”无缝覆盖的民机全机综合健康管理技术将大大提升飞机的可靠性、安全性、舒适性和经济性。
   以卿新林为核心的团队正在建设我国首个民机全机综合健康管理技术试验和验证平台,平台的主要任务是新技术的开发和集成,通过模拟实际使用环境,进行大量的可靠性和安全性实验,为各种技术提供检测和认证。
   卿新林介绍说,全机综合健康管理技术试验和验证平台将作为功能强大、结构复杂的长期发展项目,采取可持续性发展模式,逐步实现整个系统的完善与开发。
   中医讲究“不治已病治未病”,道理相通,民机全机综合健康管理技术综合运用先进传感、通信与人工智能技术,着力将事故隐患消除于萌芽状态,为我国民用飞机的安全正点运行保驾护航!
   结构健康监测技术与全机综合健康管理技术还可以推广到铁路、航海、建筑以及工业控制等相关领域,具有巨大的经济价值和社会意义。

团队之魂:有活力的队伍才有战斗力

   在北研中心的民机健康管理研究部,卿新林是这个团队当之无愧的“老大”,不仅仅是因为他在这个队伍里年龄最长,也不仅仅因为他的经验最为丰富,而是他具有的卓越组织协调能力和大将风范让每一位团队成员心悦诚服。
   卿新林表示,自己在北研中心这四年多时间里做成了两件最有成就感的事情,一个是把科研工作局面基本打开了,并且处于世界比较领先的地位;另一件就是建立了一个充满战斗力的团队。
   从一个人到一支团队20个人,卿新林用了两年时间。这是一支多元文化并存的队伍,海外人才、国内成熟人才、青年人才,兼收并蓄;这是一支充满潜力的队伍,现有成员20名中14人具有博士学位,7人具有一年以上海外留学经历;这是一支活力四射、激情飞扬的队伍,他们思维开放、思路开阔、敢想敢为。这样一支团队,每一个研究方向都有重点的培养对象,每一个人的潜能都被深度挖掘出来。
   卿新林一直谨记着“以高贵的品质感动人,以过人的才华感染人,以渊博的知识培育人,以科学的方法带动人……”这也成为他身为团队领头人在日常团队建设中的行动准则。他始终注重人才培养工作,一方面是科研水平的提高,另一方面是组织管理能力的增强。他提倡成员与团队共同成长,结合各成员的自身特点及兴趣给予指引、鼓励创新,创造开放、宽松的环境,提供广阔的发展空间。
   扎根研究部肥沃的科研土壤,青年人才快速成长,已逐步成为民机健康管理技术研究和管理的骨干力量,一支年轻的人才梯队逐渐成形。高丽敏博士与鲁明宇博士分别在国际结构健康监测学术会议上作特邀报告;杜朝亮博士担任中国航空学会材料工程分会无损检测专业委员、中国机械工程学会无损检测分会新技术专业委员会委员;刘志方博士组织全机综合健康管理组成功申报工信部民机预研专项课题;武玉芬博士作为负责人成功申请公司创新平台课题;王奕首、赵琳、蔡建、王轶、邱雪琼等出色完成博士后出站答辩,博士后研究工作评议均为优秀;高丽敏博士与张君一博士的优秀事迹分别获得《中国大飞机》的宣传……
   人才培养和团队建设方面的多点开花,科研任务的出色完成,使得在卿新林的带领下,这支充满活力和战斗力的团队荣获了2014年中国商飞先进集体等荣誉称号。
这就是卿新林。
   在祖国面前,他是一位热血报国的学子;在行业领域,他是中国民机结构健康监测及健康管理技术的领军人物;在团队成员眼中,他是德才兼备,令人信服的老大哥。
   提及对未来的愿景,他希望能以项目为纽带,以创新为驱动,以团结协作为方式,带领这支团队,尽早将结构健康监测及健康管理技术运用到中国的民用飞机上去,让中国的大飞机尽早地能安全自由地展翅翱翔,逐梦云端!

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