李彥夫：工業(yè)時(shí)代的“找茬”專(zhuān)家

本刊記者 汲曉奇

德國(guó)的機(jī)械、瑞士的鐘表、日本的手工制造……憑借著篤信技術(shù)、追求卓越的信念，很多制造業(yè)品牌贏得了行業(yè)的巨匠地位，而這種精益求精的精神則融入到企業(yè)的每一道工序、每一個(gè)細(xì)胞中，他們“通過(guò)研究，尋找一種更好的方式”。在這些研究中有一項(xiàng)很重要的，就是可靠性研究。清華大學(xué)工業(yè)工程系教授李彥夫形象地將這件事兒比作“給一件件產(chǎn)品、設(shè)備找茬”——“它們什么時(shí)候會(huì)發(fā)生故障？發(fā)生故障后，會(huì)有什么不好的后果？”

確實(shí)如此，對(duì)個(gè)人而言，產(chǎn)品可靠與否，關(guān)系到每位使用該產(chǎn)品的人的安全性和舒適性高低。如果產(chǎn)品不可靠，甚至?xí)l(fā)重大安全事故。因而，機(jī)械制造工藝的可靠性研究成為當(dāng)前制造行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。在《中國(guó)制造2025》綱要實(shí)施的進(jìn)程中，可靠性研究更是尤為重要。在這個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，帶著滿腹所學(xué)，李彥夫作為2016年國(guó)家“青年千人計(jì)劃”人才回國(guó)，加盟清華大學(xué)，希望“通過(guò)學(xué)術(shù)研究推動(dòng)我國(guó)工業(yè)進(jìn)步”。

“好之者不如樂(lè)之者”

為了接觸并學(xué)習(xí)前沿領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，11年前，李彥夫從新加坡到美國(guó)，而后輾轉(zhuǎn)到法國(guó)。11年國(guó)外經(jīng)歷不僅充盈了他的人生閱歷，更讓他在專(zhuān)業(yè)學(xué)識(shí)和研究功底上突飛猛進(jìn)。

子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者。”很幸運(yùn)，李彥夫正是這樣一個(gè)“樂(lè)之”之人。從武漢大學(xué)軟件工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的他，一開(kāi)始就對(duì)調(diào)試程序很感興趣。“在那時(shí)，我們經(jīng)常花30%的時(shí)間寫(xiě)程序，70%的時(shí)間做調(diào)試。調(diào)試就是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和可能引起的故障，這在軟件工程中很重要。”李彥夫說(shuō)，雖然這是一件繁瑣且困難的冷板凳類(lèi)型的工作，但因?yàn)槠渲匾耘c挑戰(zhàn)性引發(fā)了他對(duì)軟件系統(tǒng)可靠性的興趣。本科畢業(yè)后他申請(qǐng)了新加坡國(guó)立大學(xué)該領(lǐng)域的博士，師從可靠性工程世界著名專(zhuān)家謝旻教授。

李彥夫

談到自己從事的可靠性研究，仿佛直戳到李彥夫的興奮點(diǎn)，他向記者回顧了自己在國(guó)外從事可靠性研究的那段時(shí)光。

“我是在新加坡國(guó)立大學(xué)讀的博士，那里的學(xué)術(shù)氛圍很濃。”4年下來(lái)，給他留下印象最深的是，“當(dāng)時(shí)我們基本上都在寫(xiě)論文，文章寫(xiě)了很多，也在高水平期刊上發(fā)表了一些文章”，但是與生產(chǎn)實(shí)踐還有一定的距離。

博士畢業(yè)后他去了美國(guó)田納西大學(xué)做博士后研究，有機(jī)會(huì)接觸到關(guān)于計(jì)算機(jī)體系方面的可靠性研究。這段短暫的時(shí)光，仍然沒(méi)有讓他找到“落地”的感覺(jué)，“學(xué)術(shù)研究和工業(yè)界結(jié)合得還是不夠緊密”。

2011年，李彥夫去了歐洲。歐洲是第一次工業(yè)革命的發(fā)源地，其制造業(yè)一直引領(lǐng)全球制造業(yè)風(fēng)潮，是真正意義上的“世界工廠”，數(shù)百年來(lái)一直應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，創(chuàng)造并提供了具有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品和相關(guān)服務(wù)。他加入的巴黎中央理工—高級(jí)電力學(xué)院，是法國(guó)最優(yōu)秀的工程師大學(xué)校之一，他所在的工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室的科研實(shí)力也是鼎鼎有名。

在這里，很多公立學(xué)校隸屬于政府，但政府卻不會(huì)直接給學(xué)校很多科研經(jīng)費(fèi)，可能只能占到國(guó)家整體GDP的約2%。那么，科研類(lèi)學(xué)校的經(jīng)費(fèi)如何解決呢？李彥夫談到，反而是各大公司投入得多，因?yàn)檎畷?huì)給予他們相應(yīng)額度的免稅待遇。“我覺(jué)得，這就像國(guó)內(nèi)的高校和企業(yè)合作得比較好的橫向課題，項(xiàng)目和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合得非常緊密。這樣，往往企業(yè)的研發(fā)水平也會(huì)得到提升。在他看來(lái)，這就是學(xué)術(shù)研究推動(dòng)工業(yè)進(jìn)步并由此成為一個(gè)體系的樣板。

采訪中，李彥夫告訴記者，雖然是一門(mén)新興的工程學(xué)科，但可靠性研究在世界發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成熟。企業(yè)將可靠性技術(shù)和全面質(zhì)量管理緊密地結(jié)合起來(lái)，有力地提高了產(chǎn)品質(zhì)量。從與自己合作過(guò)的國(guó)外比較大的工業(yè)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，他提到，比如法國(guó)電力公司、阿爾斯通公司，他們對(duì)自己的產(chǎn)品在質(zhì)量和可靠性方面要求比較高，“雖然可能可靠性評(píng)估對(duì)他們來(lái)說(shuō)，并不一定能夠起到立竿見(jiàn)影的效果，但他們?cè)敢馔顿Y來(lái)做探索性質(zhì)的量化研究”。評(píng)估從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到維修，涉及運(yùn)營(yíng)、維修、報(bào)廢這一產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，這些公司都會(huì)將可靠性和質(zhì)量貫穿始終。

助力“中國(guó)制造2025”

2014年，國(guó)家質(zhì)檢總局與清華大學(xué)共同成立清華大學(xué)質(zhì)量與可靠性研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“質(zhì)量研究院”），開(kāi)展跨學(xué)科、多層次的質(zhì)量與可靠性研究，其主要工作方向之一是面向核設(shè)施、高鐵等重大工程和產(chǎn)品開(kāi)展可靠性研究。

彼時(shí)，在法國(guó)工作的李彥夫，已經(jīng)在可靠性研究領(lǐng)域做得有聲有色，成長(zhǎng)為可靠性工程領(lǐng)域具備一定國(guó)際影響力的優(yōu)秀青年學(xué)者。他帶領(lǐng)了5名博士研究生和3名碩士研究生組成的團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)了歐盟第七框架計(jì)劃、法國(guó)電力公司、法國(guó)阿爾斯通公司、法國(guó)外交部和法國(guó)國(guó)家科研中心的多個(gè)重大科研項(xiàng)目。

質(zhì)量研究院擬開(kāi)展研究方向的吻合、人才及經(jīng)驗(yàn)稀缺的機(jī)緣，促成了李彥夫的回國(guó)。談到自己回國(guó)的主觀動(dòng)因，李彥夫說(shuō)：“現(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性都有待改進(jìn)。問(wèn)題在中國(guó)，我們可以做的事情在中國(guó)，我自然應(yīng)該回來(lái)。”從大的環(huán)境來(lái)看，去年我國(guó)發(fā)布了實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)《中國(guó)制造2025》，希望推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和健康穩(wěn)定發(fā)展，同時(shí)在應(yīng)對(duì)新技術(shù)革命的發(fā)展中，實(shí)現(xiàn)高端化的跨越發(fā)展。而且在他看來(lái)，開(kāi)展可靠性研究，對(duì)提升國(guó)家的工業(yè)水平非常關(guān)鍵。對(duì)他來(lái)說(shuō)，這也是一個(gè)非常好的機(jī)會(huì)。

在國(guó)外，李彥夫的研究主要是以系統(tǒng)可靠性評(píng)估與優(yōu)化方法為核心，具體涉及關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施、可再生能源與智能電網(wǎng)和計(jì)算機(jī)軟件等應(yīng)用領(lǐng)域，在這些方面他都取得了一系列創(chuàng)新性學(xué)術(shù)成果。他提出了高可靠度的關(guān)鍵性元件與系統(tǒng)的老化與故障建模理論框架，并應(yīng)用到法國(guó)電力公司的核電站熱移除系統(tǒng)可靠性評(píng)估與維修項(xiàng)目中，解決了在老化數(shù)據(jù)稀缺情況下對(duì)核設(shè)施進(jìn)行可靠性評(píng)估的難題。他還率先提出一個(gè)較為完整的可再生分布式能源系統(tǒng)的可靠性理論模型，并在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生在智能電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化與控制決策方向上開(kāi)展了一系列前瞻性研究，為將來(lái)發(fā)展安全可靠的智能電網(wǎng)提供了理論支撐。

多年的科研積淀都為他如今回國(guó)開(kāi)展科研打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)工業(yè)發(fā)展中重速度、輕質(zhì)量，重規(guī)模、輕效益的現(xiàn)象比較突出。李彥夫打趣地說(shuō)：“我剛回國(guó)沒(méi)多久，在沒(méi)有選擇品牌的情況下買(mǎi)了一款國(guó)產(chǎn)的冰箱。運(yùn)轉(zhuǎn)了幾天后，我發(fā)現(xiàn)噪聲特別大。朋友說(shuō)，買(mǎi)冰箱怎么沒(méi)選西門(mén)子？”當(dāng)人們對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行比較之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品在質(zhì)量及品質(zhì)上的區(qū)別還是有的。

因而，他說(shuō)留給自己的空間很大，可以做研究的地方挺多。而做這些研究，于李彥夫自身而言，“這是一個(gè)帶給人成就感的事情”，“往大了說(shuō)，可能就是對(duì)國(guó)家發(fā)展會(huì)有一定幫助”。話音一落，科學(xué)家的樸實(shí)無(wú)華已全然勾勒，因?yàn)樗约河X(jué)得把科研抬到了國(guó)家層面，會(huì)浮夸，會(huì)讓自己覺(jué)得不好意思。然而，事實(shí)確實(shí)如此——系統(tǒng)可靠性以及基于此的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)，對(duì)大多數(shù)現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)而言，有著不言而喻的重要意義。

如今，工業(yè)系統(tǒng)日趨復(fù)雜化和智能化，加之高可靠性也是未來(lái)高端工程與產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，都給可靠性評(píng)估與優(yōu)化帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。他告訴記者，自己回國(guó)研究的重點(diǎn)將圍繞例如高鐵、電網(wǎng)等關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施展開(kāi)。“像高鐵、電網(wǎng)等這類(lèi)關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施，一般都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵部門(mén)，一旦出現(xiàn)故障或事故，可能造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因而，它們的可靠性和安全性一直都是國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家研究的重點(diǎn)。”如何在預(yù)算約束范圍內(nèi)，最大程度地提高關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性和安全性，是中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中亟需解決的問(wèn)題。

“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)”

不同于國(guó)外只是單純帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做科研，也許回國(guó)的擔(dān)子更重了。清華大學(xué)工業(yè)工程系希望他在學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究方面發(fā)揮所長(zhǎng)，瞄準(zhǔn)國(guó)際學(xué)術(shù)前沿，組建高水平研究隊(duì)伍，建立關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施、智能電網(wǎng)和信息物理系統(tǒng)可靠性的理論研究與實(shí)踐的平臺(tái)；通過(guò)創(chuàng)新基礎(chǔ)理論突破、實(shí)驗(yàn)應(yīng)用原型開(kāi)發(fā)和參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定等活動(dòng)，做好中國(guó)可靠性研究的排頭兵；發(fā)揮自身科研與工業(yè)緊密結(jié)合的特點(diǎn)，積極投身到高鐵、電力等重大工程項(xiàng)目的可靠性研究中；加強(qiáng)科研成果的理論突破與應(yīng)用化研究結(jié)合，爭(zhēng)取贏得更多的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

鑒于他在國(guó)外求學(xué)、工作的雙重經(jīng)歷，清華大學(xué)工業(yè)工程系也希望他能借鑒國(guó)外先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)的具體情況，開(kāi)設(shè)領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)基礎(chǔ)課程和前沿講座，加強(qiáng)學(xué)生在學(xué)術(shù)素養(yǎng)、工程實(shí)踐和國(guó)際交流方面的培養(yǎng)，培養(yǎng)出具備國(guó)際視野的畢業(yè)生。“學(xué)校會(huì)給我安排多門(mén)課程，要求用英語(yǔ)或雙語(yǔ)教學(xué)。”提及此，他表示很樂(lè)意，因?yàn)樗芟矚g帶學(xué)生。

走進(jìn)李彥夫的辦公室，可以看到他的墻上懸掛著《荀子·勸學(xué)》的字畫(huà)。他告訴記者，初高中的時(shí)候讀過(guò)，但當(dāng)時(shí)因?yàn)槟昙o(jì)小，以背誦為主，對(duì)內(nèi)容不是特別理解。現(xiàn)在重新翻讀，覺(jué)得字字珠璣，句句在理，很多話語(yǔ)，自己如今有了更多的感悟。“青，取之于藍(lán)，而青于藍(lán)”，這是他培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)，“我培養(yǎng)學(xué)生的要求是，比我做得更好”。

談及培養(yǎng)學(xué)生的心得，他說(shuō)，現(xiàn)在一部分學(xué)生的想法比較多，首先我會(huì)尊重他們的選擇。我會(huì)給他們一些研究方向讓他們?nèi)ミx擇，先讓他們做出自己的判斷。這期間，學(xué)生可以隨時(shí)找他，自由交流、提問(wèn)，他則教學(xué)生如何查閱文獻(xiàn)。當(dāng)學(xué)生們?cè)趯W(xué)術(shù)水平較高的雜志數(shù)據(jù)庫(kù)里查閱文獻(xiàn)之后，他會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生選擇自己比較感興趣和有把握的一個(gè)方向開(kāi)展研究。“文獻(xiàn)綜述需要著眼于近5～10年發(fā)表在一流雜志上的文章，體現(xiàn)最新的進(jìn)展以及在某個(gè)方向的不足之處”。李彥夫說(shuō)，這就好比站在巨人的肩膀上讓學(xué)生們開(kāi)始探索未知的領(lǐng)域。“不積跬步，無(wú)以至千里；不積小流，無(wú)以成江海。這句話告訴我們，下工夫一定要專(zhuān)一，力求在一個(gè)方向上做到世界一流。”他要求學(xué)生如此，而他自己也是這樣做的。

致力教學(xué)，希望“青出于藍(lán)，勝出于藍(lán)”。

同樣是比喻，他把自己老師的身份稱(chēng)之為“陪練”，教學(xué)的過(guò)程被戲稱(chēng)為“過(guò)招”。“他們（學(xué)生）必須得先過(guò)我這一關(guān)”。每個(gè)星期，他帶的每一個(gè)學(xué)生，至少會(huì)用1個(gè)小時(shí)時(shí)間和他一起討論，一旦發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題或者有新的想法，就會(huì)作為下一周的工作內(nèi)容。“和師傅過(guò)招一段時(shí)間后，只有把師傅打敗了，才可以出師。”

剛剛回國(guó)不久，李彥夫還在盡量調(diào)整狀態(tài)。他看到有科學(xué)家因?yàn)檫^(guò)度勞累猝死的新聞，告訴記者，“我覺(jué)得自己不會(huì)過(guò)勞死”。樂(lè)觀開(kāi)朗——李彥夫有著80后男孩的特有心性，也沉淀下科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)驼{(diào)的氣質(zhì)。他愛(ài)生活，好游歷，立志遍訪名山大川、名勝古跡。也許我們?cè)搶?duì)這一代青年科學(xué)家改改標(biāo)簽了。

當(dāng)然，這一路走來(lái)，科研也絕非一路順風(fēng)。“我強(qiáng)調(diào)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，我們所學(xué)、所研究的知識(shí)和成果，要能夠運(yùn)用到工業(yè)中，去解決一些實(shí)際問(wèn)題。如果可以這樣，我覺(jué)得這是很有成就感的一件事情。”碰到難題時(shí)，李彥夫的絕招是“回到起點(diǎn)”。“有可能我做一個(gè)模型或做一個(gè)算法得到的結(jié)果，跟預(yù)想的或跟理論推導(dǎo)的結(jié)果不一致，我會(huì)仔細(xì)檢查每一行公式或代碼，直到理論與實(shí)際結(jié)果相吻合。”

在復(fù)雜而動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)中，找尋故障根源，這就是“找茬”專(zhuān)家李彥夫的常態(tài)，也是他對(duì)科學(xué)研究所持有那份嚴(yán)謹(jǐn)和堅(jiān)持的完美詮釋。