矢志科研創碩果,心系民生譜新篇
發表時間 2019-11-07 16:22 來源 未知

  ——記廣州大學機械與電氣工程學院劉曉初教授

  劉曉初,男,知名的軸承與灌溉專家、嶺南英杰,教授/博導,廣州大學綠色加工與智能灌溉裝備研究中心主任&先進制造研究院院長,為“高性能加工”、“智能灌溉裝備”等3個省級中心主任,中國能源學會副理事長、廣東省機械工程學會機械設計&特種加工分/摩擦學等分會副理事長、國家軸承創新聯盟理事、中國切削刀協委員、中國機械教委會委員、中國儀器儀表學會理等,科技部教育部和全國多省科技評審專家。

  致力于軸承、灌溉、加工等,主持國家級項目8項(國家基金重點1項),發表論文160多篇(SCI、EI收錄70多篇,著作2部),獲授權發明40余項、國家和省部獎5項。

  創建強化研磨和富氮加工、超高速離心磨削、干深-時域流控等綠色理論;發現強化研磨氮、硼常溫可滲性和減摩織構與納米強化,是世上太陽能智能灌溉和強化研磨原創者。發明長壽命軸承、太陽能智能灌溉器、自更新抗鈍化材料等,國內雙列角接觸球軸承、外凹內凸直線軸承設計制造的創立者,修正了軸承額定靜載荷計算公式,攻克了精度失效、高溫耐腐、抗磨延壽、節水節能、增效等難題,顛覆了傳統加工方法和含水率控制灌溉,打破西方技術封鎖,引領支撐我國機器人、高鐵等高性能核心零部件制造業和節水農業,累計達百億元以上效益。

  “民以食為天,食以農為本。”農業離不開水,灌溉是農業生產最基本活動。一直以來,人類就沒有停止過利用水、駕馭水與水自然作斗爭,古今中外,在灌溉史不乏涌現出可歌可泣的英雄人物。中華民族從遠古時期大禹治水、灌溉興農,到戰國時期李冰治水,修建都江堰灌溉,影響了世界;在國外,上個世紀60年代以色列斯邁哈.博拉斯父子發明了滴灌技術,接著20世紀70年代澳大利亞科學家D.J.Chalmers和I.B.Wilson提出了調虧灌溉原理,接著中國工程科學家茆智院士提出了水分生產函數和作物受旱復水“反彈”灌溉理論方法,他們推動了世界灌溉科學技術的進步。

  跨入新世紀,2001年康紹忠院士提出交替灌溉方法,取得了新突破;2019年7月,廣州大學機械與電氣電氣工程學院劉曉初教授發明的“干深時域智能節水灌溉方法”獲得了授權。中國科學家又一次向世人宣告一項原創性的科學灌溉方法正式誕生。這一技術顛覆了傳統水分率灌溉濕不到根和定時灌溉的盲目性的缺陷,發展了調虧灌溉理論,實現了量化和精準控制灌溉。

  孜孜不倦,一心向科學

  劉曉初,出生中華民族農耕文化重要的發源地——神農造耒和造紙發明家蔡倫故鄉耒陽,深受中華農耕文化的熏陶。耕者不離井,井者須有水。少年時代的劉曉初,喝水洗衣得從井里挑水,干農活都得從井里打水給莊稼灌溉,生活的磨礪使他懂得水的重要性,并由此愛上了水。從小就體會到“水是農業的命脈”,深感取水不易。

  1980年,劉曉初16歲,懷著對農業機械的求學夢想,報考了當年的洛陽農機學院(后改名為洛陽工學院,現河南科技大學),背井離鄉來到了洛陽。然而,學校卻給他分配到軸承設計與制造專業,幾十年來,他不忘農機初心,成為前進道路上的動力。節水灌溉,貌似很平常的技術,涉及了農業的命脈,承載千年夢想和偉人情懷——水是農業的命脈。

  1984年4月,劉曉入光榮地加入中國共產黨,對習主席的“不忘初心、牢記使命”感觸頗深,他愛黨愛國愛人民,祖國的需要便是他的選擇。大學畢業后,劉曉初來到中國人民解放軍總參謀部裝甲兵部,后來作為軍代處工程師、軍代表,派駐洛陽軸承廠軍代表室,直到1992年,來到機械工業部洛陽軸承研究所擔任工程師。三年后,劉曉初來到了改革開放的前沿,在廣東省中山市軸承總廠任工程師。因為“發現自己還是最喜歡做老師”,在此后的日子里,劉曉初先后分別在中山大學孫文學院、電子科技大學中山學院、廣州大學授業講學,誨人不倦,獲得廣州大學首屆最受歡迎的老師。

  在2005年獲得華南理工大學博士學位后,劉曉初作為學術帶頭人被引進到廣州大學,現在是廣州大學機械與電氣工程學院機械制造及自動化學科帶頭人,廣州大學大學先進制造應用技術研究院院長,以及廣州大學綠色加工與智能灌溉裝備研究中心主任。來到廣州大學,劉曉初不久就帶領團隊創辦了廣州大學的第一個機械碩士點,主持承擔起了多項國家級、省市級的科研項目,包括國家自然基金重點項目。

  為了擴大自己的國際視野,2010年以來,劉曉初考察了美國、以色列、德國等發達國家的農業灌溉。他意識到,沒有最好,只有更好,成績和榮譽永遠代表過去,必須終身學習,勇于實踐,不但要向書本學習,更重要地是向實踐學習,在灌溉中學會灌溉,在灌溉工程實踐中不斷迎接新問題和新挑戰!慢慢地悟出來,要取得重大突破,還需面向工程實踐開展一定的基礎研究,才能原理突破和創新。
 


 

  不忘初心,方得碩果

  劉曉初還是我國最早完整的提出“雙列角接球軸承”設計方法及理論的第一人,這種軸承雙向承力,精度高,而且節材。“軸承雖然看起來小,不起眼,但它實際上它是代表一個國家工業水平的高度,一直是制造業高難度的基礎件。”對于自己所從事的工作,劉曉初執著而堅定。

  八十年代,劉曉初每每回到家鄉、回到了農村,看到了父老鄉親們面朝黃土背朝天,挑水灌溉,徹底震撼了,他深切地體會到:水是生命之源,生產生之要,生態之基。能不能發明一種自動的機械灌溉設備,1986年就開始研究自動灌溉的問題,省吃儉用,從硬是幾十元一個月的工資擠點錢出來自己搞發明,經過十幾年的鉆研,于1999年研發一個太陽能澆水器,實現了自動澆水,為了節約專利申報費用,2001年取得了第一個灌溉的實用新型專利“植物用太陽能全自動澆水器”,沒想到成為世界上發明太陽能自動控制灌溉的第一人和開創者。

  此后,通過不斷迎接技術挑戰,技術還需不斷升級,越是深入遇到的問題越多,圍繞這許許多多問題,面臨一次又一次的失敗,劉曉初一次又一次鼓起勇氣,并認為失敗不是一件壞事,恰恰給他啟迪和智慧,他以問題為導向,開展了富有成效的研究,并申請獲得了100多項專利。

  經過不斷工程實踐,不斷地求索,2017年,劉曉初終于提出了干深時域灌溉的設想,并申請了發明專利,于2017年至2019年三次向國家基金委提出“干深時域灌溉理論基礎研究”重點基金課題,得到了不少專家的充分認可,認為具有原創性,顛覆傳統水分率控制灌溉方法和理念,給了他極大鼓舞。此理論在灌溉產品得到了應用,得到用戶和基層農業專家及專業灌溉公司的廣泛認可。劉曉初一邊開展基理論研究,一邊開展工程技術創新研究。

  經過大量的實踐考察,劉曉初發現農民和專家掌握灌溉的時機,往往是根據觀察土壤干有多深來判斷干夠了沒有,而水分率是不易判斷的,由此,他想到如何模仿人的智能感知,提出干深度這一概念,并通過人工智能模糊算法來確定定這一干深度值,實驗表明這一算法確定的干深度幾乎與人認為的干深度幾乎沒有差異,不仿把探測探頭埋放在這一深度,當探測探頭在所埋深度感知到這一干深度達到這一閾值,并結合人工智能算法確定作物水脅迫時長,且當達到水脅迫時長時,控制器就發出開水指令讓執行器啟動灌溉,而灌溉使土壤達到算法的濕點深度,開始計時,按照人工的經驗、智慧和知識設置的時長進行灌溉。這樣既實現了調虧灌溉,又能使作物灌透到根系底層,既繼承了調虧灌溉的理論,又發展了調虧灌溉,突破了傳統水分率控制方法,實現了基于時間、空間和量化的精準節水灌溉,形成了干深時域的精準智能灌溉。這一灌溉新原理和新方法,融入到原先的太陽能智能灌溉器中去,劉曉初教授帶領廣州大學與廣州市神禹太陽能灌溉設備有限公司合作研發團隊研制出了干深時域太陽能智能節水灌溉器。

  目前,該產品在廣州市神禹太陽能灌溉設備有限公司成功地進行產業化,與此同時,劉曉初帶領團隊和研究生們還研發了系列與之配套的系列灌溉裝備和產品,如無需蓄電池的太陽能同步作抽水及水清潔處理系統與設備,包括太陽能、電力、風電互補型同步作抽水及水清潔處理系統與設備,以及智能水肥藥一體化機、與物聯網兼容可管控的干深時域太陽能智能灌溉器等等。前不久,劉曉初在楊凌國際節水灌溉會議上展出了自己的成果,得到了大禹節水、新疆天業等許多國內的知名灌溉企業和農業公司以及國外以色列耐特菲姆等公司的青睞。

  現在綠色能源方興未艾,而早在上世紀90年代,劉曉初在中山做工程師時,對于太陽能灌溉技術就已經做了很多實用性的發明,一度被當地媒體譽為“中山的愛迪生”,傳為一時佳話。如今,由劉曉初帶隊完成的具有節能減排作用的“太陽能全自動灌溉控制器”,已經面世,其中的一系列的發明專利,均處于世界前列,并且已在廣州、南京等地建立了產業化基地,在廣州大學城亞運會場館周邊和廣東省農業技術推廣總站等建立了太陽能節水示范基地,真正實現了“產學研一體化”。

  劉曉初團隊在國家自然基金資助下,在基礎研究成果中觸發了他研發了世界上第一臺強化研磨機。該成果能提高軸承的抗疲勞性和使用壽命,同學們打趣的給這份“成果”的關鍵技術,起了一個別致的名稱——“軸承抗疲勞強化制造技術”。

  劉曉初團隊的這項技術出來后,在學術界引起了強烈反響,南京航天航空大學、軸研科技股份有限公司等高校和企業紛紛發來邀請,提出合作意向。“這項技術首先是概念創新,是原創性創新。同時它也是基于一種原理創新,是產品應用上的創新。”總結過后,劉曉初繼續深入講述“理論與實踐”之間的關系,“理論研究,要結合實際,它在于發現,在于創造知識;科學應用,要勤于實踐,它在于發明,在于創造產品和財富。”或許,正是基于這樣的理念,劉曉初憑借多年實踐與理論的深厚積累,在我國的機械工程方面開枝散葉,碩果累累。

  雖然這些年的辛勤耕耘,劉曉初雖然已有許多發明創造,但是還有很多都沒有去申請專利和報獎,談及原因,劉曉初謙虛的表示,能為社會做出點貢獻,得到社會認可,心理也很滿足,國家也需要千千萬萬個默默無聞的奉獻者和無名英雄,畢竟金杯銀杯,不如老百姓的口碑,再說自己也沒時間去整理那么多的資料,安心做學問、搞研究是一件更快樂的事情。“我喜歡高強度的勞動,雖然很累,但我感到非常充實,這種感覺特別好。人生的價值不在于獲取了多少,而在于奉獻了多少。”

  劉曉初從青少年時代起就熱愛農機的情結,到至今不忘初心,作為一名科學家,他始終認為“學無止境,貴在堅持;有所為有所不為,精忠報國是根本;一個人的價值不在于他的索取,而在于他的貢獻”。中國科學院院士趙淳生教授看過對劉曉初干深時域太陽能智能節水灌溉器后,矗起大拇指稱贊:“了不起,既有理論又有實踐,美國人干不出來東西,你干出來了,你為中國人爭了光!”

  劉曉初的發明生產了重要的社會影響,獲得了國內外廣泛認可。被評為科學中國人(2018)年度人物,2019年9月,得到了津巴布韋總統及第一夫人的邀請,希望與他的劉氏灌溉技術開展“一帶一路”國際合作。他堅持理論聯系實際、科學指導工程,堅持在工程實踐中,以技術問題為導向,解決科學問題,最終支撐工程技術問題解決,并接受實踐檢驗,積極踐行習主席的號召“把論文寫在祖國的大地上”。
 


 

  感恩回饋社會,心系祖國家鄉

  2010年,劉曉初教授在美國當訪問學者,馬里蘭大學和馬里蘭州政府,得知他發明了太陽能自動灌溉器并產業化了,承諾給他千萬元資助,希望他留在美國發展,他斷言謝絕回答:“我的事業在我的祖國”。

  劉曉初雖長期在外工作,卻一直關心著家鄉耒陽的發展,近些年更是不斷建言獻策。“每次想起家鄉耒陽,內心總有一種激勵的力量,是耒陽的山水養育了我。”對于家鄉耒陽,劉曉初總有說不完的深情,道不盡的感恩。

  耒陽是一個經濟強市,但機械制造業欠缺發達,怎樣結合耒陽的實際情況,大力發展耒陽自己的先進機械制造業,是劉曉初一直以來不斷思考的問題。對此,劉曉初談了幾點他的想法:

  “耒陽發展先進機械制造業,有自己的優勢,但一座城市中一個產業的建立和興盛,不是那么容易的一件事情,耒陽在這一方面可以做的事情還有很多。首先,可以成立先進制造業研究院,并且是作為市一級的研究院,予以專門的財政支持,形成一些前景光明的項目,在耒陽進行孵化,再結合珠三角的技術、人才、市場等方面的支持,引進、消化、吸收、轉化成產品,真正做成以市場為導向,產學研相結合,開放式的研究院;其次,把這些項目成果推介給投資者,這需要政府的配套支持,這種支持可以是一步一步的階段性獎勵,把成果進行產業化;最后,關鍵是人,是人才,需要有決心、有手段的引進一批高科技人才,特別是年輕的知識技術骨干,讓他們愿意扎根在耒陽,這樣的“人才戰略”才是高瞻遠矚的。”

  耒陽近些年的快速發展是有目共睹的,但存在的問題也不少,對此,劉曉初進一步表示,問題是現在我們的觀念、理念還沒有轉變過來,工作不夠細致,沒有落到實處。政府的職能需要轉變,需要強化服務管理的理念,政府可以建立一個專家庫,重大問題無妨聽聽他們的聲音,而比如對于一些專家與政府的座談的結果,需要以類似于提案的形式,讓它進入到長久長效的機制中去。

  作為一名大學里的老師,劉曉初同樣關心著家鄉耒陽的青年學子們,對他們寄予了深情厚望:青年學生,有著大好年華,潛力無限。青年學子最主要的是先要學會做人,學會做事,自己會做人做事,再帶領團隊做事,做一個團隊中的“將才”。年輕人需要克服好高騖遠的毛病,不要心急,有時不妨以曲為直,有了足夠的積累后,功到自然成,要避免心浮氣躁,要腳踏實地,也不能橫沖直撞,一味霸蠻。耒陽人性格中有霸蠻的傾向,但霸蠻實際上是把雙刃劍,用在科研上是件好事,用在生意場上也不見得是件壞事,用在人際關系的處理上,肯定是不好的,對人對事能容、有度,方成大器。

七福神游戏 批发什么项目最赚钱 五福彩票安卓版本 2017征途还能赚钱么 31选7体彩 四川时时彩变数字 2012中国足球直播 电竞电竞比分网1zplay 6场半全场开奖历史 如何买新11选5 四川麻将麻将胡了开挂 亿客隆彩票首页 广东36选7开奖走势图 pk10计划6码倍投表 四川麻将胡牌 日本职业棒球比分 五分彩走势