從業(yè)十幾年來,江蘇科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授張建不斷給自己“加碼”,科研、教學(xué)、管理、專利各項(xiàng)工作有條不紊。
國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局日前公布了第二十二屆中國專利獎(jiǎng)評(píng)審結(jié)果,張建團(tuán)隊(duì)的發(fā)明成果入選優(yōu)秀獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單。這項(xiàng)成果圍繞水下耐壓裝備,開發(fā)了一系列深海裝備耐壓艙及核心組件,構(gòu)建了深海耐壓結(jié)構(gòu)核心技術(shù)專利池,在深海潛水器研制中發(fā)揮著重要作用。不久前,他還獲評(píng)江蘇省高校優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。
“水深超過2000米的深海,占地球表面的3/5。深潛是探索海洋奧秘的重要方式之一,但我國深潛研究起步較晚。21世紀(jì)初,全球僅有少數(shù)幾臺(tái)載人深潛裝備,我國在很多領(lǐng)域存在空白。”國家的需要,就應(yīng)該是我的研究方向。“意識(shí)到深潛的重要性,張建一頭”鉆進(jìn)深海,先后進(jìn)入中國船舶科學(xué)研究中心、日本埼玉工業(yè)大學(xué)進(jìn)行深海潛水器耐壓殼創(chuàng)新研發(fā)工作。
“第一個(gè)困難是針對(duì)深海高壓環(huán)境,極限承載能力解析預(yù)報(bào)是耐壓殼體研發(fā)必須解決的技術(shù)難題。”張建說,他在江蘇科技大學(xué)組建了技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì),開展耐壓殼體承載分析與試驗(yàn)研究,在蛟龍?zhí)枬撍骷韶?fù)責(zé)人崔維成教授指導(dǎo)下,聯(lián)合上海深淵科學(xué)工程技術(shù)研究中心,建立了耐壓殼體極限承載能力解析預(yù)報(bào)模型,開發(fā)了相應(yīng)的分析軟件,拓展現(xiàn)有規(guī)范中經(jīng)驗(yàn)?zāi)P瓦m用的材料種類和強(qiáng)度等級(jí)。
一個(gè)技術(shù)問題解決了,就攻向下一個(gè)難點(diǎn)。“第二個(gè)困難是異形耐壓殼設(shè)計(jì)與制造技術(shù),以最優(yōu)協(xié)調(diào)深海潛水器綜合性能。”為突破異形耐壓殼設(shè)計(jì)技術(shù),張建報(bào)名進(jìn)入中國船舶科學(xué)研究中心博士后流動(dòng)站,開展為期2年的深海耐壓殼仿生技術(shù)研究,在副所長吳文偉、復(fù)合材料帶頭人王緯波的共同指導(dǎo)下,建立了蛋形耐壓殼仿生設(shè)計(jì)方法,為新概念潛水器研發(fā)提供創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。為突破異形耐壓殼制造技術(shù),他又留學(xué)日本一年,學(xué)習(xí)日本“深海6500”載人潛水器研發(fā)知識(shí),開展耐壓殼制造工藝力學(xué)研究,確立了耐壓殼無模脹形研究方向。
當(dāng)時(shí),業(yè)界普遍認(rèn)為球型是一種比較完美的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),但是沒有科學(xué)證據(jù)證明這一結(jié)論的合理性。帶著這一疑問,張建開展了蛋殼仿生研究。他發(fā)現(xiàn),在某些特定應(yīng)用場景下,蛋殼結(jié)構(gòu)確實(shí)比球型好。這一研究得到國際同行的肯定和關(guān)注。學(xué)成歸國后,張建將所學(xué)知識(shí)和研究成果應(yīng)用于我國兩臺(tái)深潛裝備研制中。
對(duì)深海潛水器的未來可能性,張建充滿暢想。他說,未來深海潛水器將實(shí)現(xiàn)譜系化,即構(gòu)建深海潛水器譜系化作業(yè)能力和應(yīng)用場景,重點(diǎn)關(guān)注全海深載人潛水器工程化及科考應(yīng)用、現(xiàn)役載人潛水器服役性能研究及技術(shù)升級(jí)、非金屬載人艙設(shè)計(jì)制造、極地應(yīng)用載人潛水器設(shè)計(jì)及制造、載人潛水器水下對(duì)接和轉(zhuǎn)移、載人潛水器多人多艙設(shè)計(jì)和制造、異形變厚載人艙無模制造等方面。新概念潛水器研制也將突破現(xiàn)有工作原理和作業(yè)模式,研制深海仿生潛水器、海底常駐型潛水器、跨介質(zhì)型潛水器、智能感知型深海潛水器、潛水器中繼站等。例如,研究仿生智能機(jī)器魚型潛水器關(guān)鍵技術(shù),突破柔性大變形的軟體材料,基于3D打印的制造技術(shù),基于人工智能的控制技術(shù),基于納米技術(shù)設(shè)計(jì)制造的傳感器等技術(shù)。
除了高精尖的科研儀器研發(fā),張建所在的機(jī)械工程專業(yè)是一個(gè)離民生和應(yīng)用很近的學(xué)科。
曾經(jīng),一個(gè)工業(yè)洗滌籠的項(xiàng)目吸引了張建的注意力。一條12米長的洗滌籠,能夠容納1200公斤臟衣服,從進(jìn)到出兩三個(gè)小時(shí),衣服就變干凈了。經(jīng)過一段時(shí)間研發(fā)和驗(yàn)證,張建團(tuán)隊(duì)與江蘇海獅機(jī)械股份有限公司研發(fā)的洗滌籠運(yùn)行效果良好。但洗滌籠設(shè)備的很多技術(shù)專利掌握在國外公司手中,此時(shí)出售產(chǎn)品,可能會(huì)引起知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。
無獨(dú)有偶,海上打樁的項(xiàng)目再次令張建意識(shí)到專利的重要性。打樁技術(shù)需要知識(shí)產(chǎn)權(quán),否則就會(huì)造成侵權(quán),但申請(qǐng)專利需要披露技術(shù)內(nèi)容,企業(yè)十分擔(dān)心過分披露使技術(shù)秘密外泄,于是陷入兩難境地。
張建的熱情一下子被激發(fā)了。對(duì)專利申請(qǐng)流程、寫作規(guī)范等一竅不通的張建,逢人就打聽專利申請(qǐng)事宜,學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。
一開始,沒摸到門道,張建寫的專利并不“合格”,十之八九都受到專業(yè)人士的“無情”批評(píng)。但他并未放棄,看了很多專業(yè)書,研究相關(guān)案例,不到兩年就掌握了要點(diǎn),申請(qǐng)的專利幾乎都能一次通過。
隨著申請(qǐng)專利的增多,他終于品嘗到收獲的喜悅。一款橡膠塞的改進(jìn)設(shè)計(jì)專利,提供給企業(yè)用于機(jī)器生產(chǎn)后,直接降低了該設(shè)備60%的國際價(jià)格。
“幾萬元的專利轉(zhuǎn)讓直接為企業(yè)創(chuàng)造了千萬元利潤,同時(shí)贏得了同行的尊重。”張建說,專利讓企業(yè)在國際貿(mào)易中挺直了腰板。來向張建請(qǐng)教經(jīng)驗(yàn)的人越來越多。“授之以魚,不如授之以漁。”張建制作了一個(gè)申請(qǐng)專利的教程,在團(tuán)隊(duì)、學(xué)院和行業(yè)培訓(xùn)班中進(jìn)行推廣。
值得一提的是,剛開始張建所在的團(tuán)隊(duì)只有幾個(gè)人能寫專利,普遍不重視專利申請(qǐng),現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)中90%的成員都具備了這項(xiàng)技能。同時(shí),張建還開設(shè)了專利申請(qǐng)課程,教授學(xué)生。初次接觸專利,學(xué)生們往往丈二和尚摸不著頭腦,于是每個(gè)學(xué)生前兩三個(gè)專利,往往需要張建親自寫、手把手教。
經(jīng)過多年努力,圍繞海洋工程裝備,張建團(tuán)隊(duì)研發(fā)了不少創(chuàng)新方法、技術(shù)、工藝和產(chǎn)品,并形成了四個(gè)將近120個(gè)專利的專利池。張建說,科技工作者要有科技興國的情懷,瞄準(zhǔn)國家重大戰(zhàn)略需求,努力向國家隊(duì)靠攏;更要堅(jiān)定目標(biāo),致力于解決本行業(yè)面臨的問題。“要針對(duì)學(xué)科發(fā)展方向和面臨的技術(shù)瓶頸,開展文獻(xiàn)綜述和專利導(dǎo)航,明確關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題所在,有針對(duì)性地制定研究計(jì)劃和技術(shù)方案,以培養(yǎng)高水平人才、發(fā)表高質(zhì)量論文、布局高價(jià)值專利、開發(fā)高端裝備為目標(biāo),開展科學(xué)研究活動(dòng)。”