远离海洋的冰城哈尔滨,春风拂面的哈尔滨工程大学校园,一栋中西合璧的建筑――31号楼,承载了工程大学师生蔚蓝色的梦想。这座大楼是原哈军工海军工程系所在地,曾经诞生了诸多的“共和国第一”,也活跃着无数个为船为海为国防事业奋斗的身影。其中备受尊敬的一位,就是哈尔滨工程大学自动化学院教授,控制理论与控制工程
使命定位:就是想为国家做点事
边信黔走进哈军工海军工程系读书时不到20岁。他一生中最朝气蓬勃的时光是在军工大院里度过的。他在这个因担负强国安邦使命而诞生的大学里汲取营养,将对祖国的忠诚铭刻在心底。
边信黔毕业时正值哈军工改制(退出部队序列)前期。学院领导希望他留在哈尔滨,留在军工大院。边信黔是北京人,皇城脚下曾经留下过他美好的记忆,然而他还是留下了。拿他自己的话说,“学校的需要,军工大院的需要,不就是祖国的需要吗?这种需要即使现在回忆起来,仍然让我热血沸腾……”
这一留就是40多年。40多年没有离开学校,没有离开31号楼,没有离开过船海事业。如果我们把这次去留看做边信黔人生中的一次选择,支撑他作出这种选择的无疑是读书时就早已根植在心底的对祖国的忠诚,无疑是把满足国家需要、国防需求作为自己人生追求的强烈的使命感。然而，当你与边信黔那经过了岁月冲刷依然清澈明亮的目光交汇的一瞬，又或许会产生这样的想法：其实这一切在边信黔内心根本没有经历选择的过程，一切都只是基于国防使命的高度自觉。
31号楼大厅里与祖国的万里海疆图相对的,是毛泽东为海军的题词:“为了反对帝国主义的侵略,我们一定要建设强大的海军。”每天,边信黔都是在祖国的嘱托中走进31号楼,走进实验室的。如今,来自祖国的敦促早已在边信黔的躬身奋斗中,在一项项“填补国内空白”、“达到国际先进水平”乃至“国际首创”的成果面前,演变成了这所大学的特色与理想。
我国1971年开始研制深潜救生艇,当时作为潜器技术的最前沿,世界上只有美、俄两国掌握该项技术。边信黔的科研工作由此开始。那时,我国的深潜艇控制系统都是由分离元件制成的,依靠人工操作控制。狭小的艇舱、易变的海底实时情况,都给人工控制带来很多困难。边信黔在相关资料中了解到,美国的救生潜器都是靠计算机控制的,而我国当时的计算机体积庞大,根本无法上潜器。这在边信黔心里画上了一个问号。
1980年,边信黔作为改革开放后第一批跨出国门的学者,到美国加州大学伯克利分校留学。为了解开这个问号,边信黔毅然选择学习计算机控制原理和技术,并暗下决心:一定要把先进的计算机技术带回国,运用到我国的深潜艇控制上。边信黔笑称那是一段“带着问题在美国‘学艺’”的时光,“到美国我才看到有终端键盘的微机。大家都知道,学微机仅凭理论不行,必须实机操作。人家操作时,我们中国留学生就在后面拼命看、记,之后自己再到机上操练。美国人长得高大,将操作程序贴在墙上很高的地方,我和蔡鹤皋院士两个人都是矮个子,只好一个站在桌子上念,另一个在下面操作……”后来,经美国硕士生课程教材《微处理器实时控制与测试》一书作者、边信黔的合作教授同意，两个人共同将该书译成中文,回国后率先开设了此课。1982年回国后,边信黔用两年时间攻克了采用计算机技术解决深潜救生艇控制的难题,1985年上船实验,控制指标达到国际先进水平,他也因此被评为“在祖国社会主义现代化建设中作出突出贡献的回国留学人员”。
上世纪七十年代,世界海洋资源开发走向深海,传统的抛锚定位模式已经不能满足深海钻井、敷设海底管线、打捞救生等复杂深海作业的需要,船舶动力定位成为急需解决的瓶颈。为了打破西方国家的技术垄断和封锁,1983年,边信黔率先在国内着手研发船舶动力定位技术。他首次在国内建立了风浪流作用下、船舶在动力定位状态下的运动数学模型,研发了风前馈、状态反馈和预测解耦控制算法,解决了高频数据处理难点,掌握了动力定位技术原理,创建了国内唯一能生产动力定位产品的研发基地。
作为开拓者,边信黔在我国船舶动力定位技术研究领域作出了奠基性的工作。科学上的从零开始,并不像我们倾注笔端写来这样容易。不分白天黑夜坚守在实验室里的寂寞孤独自不必说,与海结缘搞科研,单是体力的考验就足以让人生畏。
边信黔主持的科研项目需要反复到湖上、海上试验、调试,晕船就是大海送给他的见面礼。他硬是凭着骨子里的干劲挺了下来。当被问及是怎么坚持下来时,他总是摆摆手说:“都被折磨得不成人形了,还得记数据、观察试验过程,哪有心思想那么多啊!无非就是想为国家做点事呗……”
1994年夏天的哈尔滨格外炎热,边信黔因工作劳累,脑供血不足,晕倒在实验室里。而此时正值课题组突破关键技术的攻坚阶段。瞒着医院,瞒着家人,在病未痊愈的情况下,他就让学生骑三轮车把他拉回实验室,投入到紧张的科研工作中。“就是想为国家做点事呗”,就是这样真挚朴素的想法,赋予了边信黔超常的工作热情。
科研追求:工程实践和技术创新融合互促
随着日益丰富的科研实践经验,边信黔对科研理念的思考逐步深入。边信黔坦言,其实自己,包括很多人在上小学乃至中学时,都一直有“学好数理化,走遍天下都不怕”的思想。现在看来,这种思想是不科学的。边信黔认为,纯科学知识只能赋予人们认识世界的力量,而只有具有应用价值的知识工程化以后才能赋予人们改造世界的力量。“我觉得我所学的知识只有在经过工程化、取得了满足国防海防现实需求的成果以后,才算得上是学以致用,自己也才算是有了为国家作贡献的能力。”边信黔说。
于是,边信黔积极推动他所研究的船舶动力定位技术进入工程实践层次,并在工程化阶段取得了丰硕成果:他主持研发的我国第一套某型船舶动力定位系统已成功装备海军;为某型猎扫雷艇研制的动力定位系统已批量生产;支撑“大洋一号”科考船在首次环球航行前完成了增改装动力定位工程;某型产品正批量装备交通部8000kw海洋救助船……边信黔创建的动力定位技术研发基地,不仅是我国船舶动力定位技术的研发中心,而且已成为海军和企业进行复杂海洋作业的技术依托力量。
“科学知识工程化,这只是指导科研实践的一个理念。”他常对课题组的同志们说,“科学研究必须坚持两条腿走路”,集成创新和原始创新就是这第二条腿。
某深潜救生艇是我国研发的第一艘载人潜器,当时其最主要的技术难题就是在救生过程中,如何实现救生艇和失事艇的水下对接。海上试验证明,六个自由度全部由驾驶人员手动操作完成对接是不可能实现的。边信黔基于对水下对接复杂程度和难度系数的分析,提出了将潜器空间运动操纵分解为水平面人工操控和垂直面自动控制的设想,并研制出了某艇浮力微调和自动定深微机控制系统,从技术上保证了该艇首次在南海与失事艇的成功对接。该系统获得了1985年国家科技进步三等奖。
边信黔没有沉浸在胜利的喜悦中,而是为自己确立了崭新的研究课题。原来在南海对接试验中,边信黔发现,南海属于我国海流不大、能见度较好的海域。那么,在海流大、能见度差的海情下,深潜救生艇浮力微调和自动定深微机控制系统还能顺利与失事艇对接吗?实验证明,只依靠该系统无法实现对接。于是,边信黔基于四自由度动力定位技术原理,提出了海流干扰条件下四自由度解耦控制的新方法,主持完成了深潜救生艇动力定位和集中显控系统的研制,使该艇的使用范围从透明度好的海域扩大到了浑浊而海流较大的东海和黄海,也因此获得了1999年国家科技进步三等奖。
2000年8月12日,俄罗斯最先进的库尔斯克号核潜艇沉没。后来,边信黔看到了俄罗斯救援部队在水下102米处找到右舷倾侧60度的库尔斯克号的报道。一则新闻报道,触动了边信黔对失事艇水下失事状态的新认识。失事潜艇有大倾斜(60度)的条件下,如何实现自动化对接呢?这一次,他完成了深潜救生艇六自由度动力定位技术和新型对接装置的研究,找到了失事艇有大倾斜(60度)困难条件下的救生对接新技术,获得了2002年国防科学技术一等奖。
在工程实践中发现新课题,在科研中解决这个课题并再次运用至工程实践,这不正是基于工程实践的原始创新吗?其实,边信黔有很多课题都是在工程实践中挖掘出来的。我国第一条“双工型沉体探测和打捞潜器”,是基于潜器运动控制方面的成果研发成功的;支撑“浅海管线检测和维修装置”获得国家发明二等奖的创新发明点“对线控位”的新概念和新算法,则是基于船舶动力定位技术和该装置的工程实践开发成功的……
“工程实践和技术创新就是琢磨怎么把事情做得更好,并不神秘。”边信黔认为,是否具备工程实践的集成与原始创新能力,决定了一个科研工作者的科研生命有多长,而能否将工程实践的创新成果再应用到工程实践中,从而使工程实践与技术创新在更高的层次上融合互促,则决定了一个科研工作者能为国家作出多大贡献。
2000年,在国家重大基础研究计划首批项目中,“水下无人航行器”获准立项,边信黔被任命为该项目技术首席专家。在边信黔的带领下,经过7年的攻关,这个由不同单位、不同专业人员组成的“国家队”,研制出某型综合集成试验平台,并成功地完成了湖海试验。该项目在2008年获得了国家科技进步二等奖。
作为技术总负责人,边信黔又带领着工程大学由多学科专家组成的验证评估队伍,承担了某大型装备的设计、建造和使用全过程仿真验证评估工作。
从船舶动力定位技术的成果在工程实践中演变成产品,到在工程实践中挖掘新课题、做出新成果,从带领“国家队”在工程实践中突破一系列关键性技术,到率领工程大学团队为海军某武器研制提供仿真验证评估、为海军决策提供意见和建议,我们不难体会到边信黔身上所蕴藏的工程驾驭力、原始创新力、战略建议力。
每一种能力的学习与修炼过程都是艰辛的,但有一点可以相信,现在这三种能力已经和边信黔的专业知识、科研事业一样,成为他生命中最自然、最密不可分的一部分,而边信黔也会继续为推动工程实践与技术创新在更高层次上相互促进而不懈奋斗。
工作境界:敢想、敢为、敢赢,求真、求实、求严
支撑一个人从事一项艰辛事业的往往是一种精神,而支撑一个团队齐心协力奋斗的往往是一种文化。作为哈尔滨工程大学北飒海洋装置与控制技术研究所掌门人,边信黔除了在科学研究上带头之外,更努力地为这个集体营造一种文化。不知道从什么时候开始,北飒人将这种文化从边信黔身上提炼出来,凝炼成了一个北飒人所崇尚的词汇:“三敢三求”。于是这“敢想、敢为、敢赢,求真、求实、求严”的“三敢三求”便被沉淀下来,成为支撑研究所里的老中青三代人甘于寂寞、潜心奋斗的文化,也成为了支撑边信黔40多年潜心科研、无畏攻关的精神浓缩。
边信黔不仅非常注重研究所的学科队伍建设、人员科研能力和工程能力的提高,还注意从思想上帮助他们成长。他相信,学者的才智可贵,但品格更可贵。优秀的品格才是科研工作者最内在的精神支撑。
边信黔在工程大学很有名,不仅因为他的学术地位,也因为他的严格。严师才能出高徒,严格的科研才能出成果。边信黔对自己、对学生,对科研工作要求都非常严格。
“还在读书的时候,哈军工的老教授就常常对我们说,工程技术的问题是不允许半点马虎的,错个小数点,船就会翻。”严谨、严密、严格,说起来简单,做起来却需要丰富的积累,需要有高度的自觉,需要有坚定的职业操守。“科研上的错误,就是不符合科学规律的错误,也许是我们的认知不符合,也许是我们设计的方案不符合,这都不可怕。最可怕的是态度的错误,因为我们的态度不够端正而犯下错误……”
“想就是创新,就是要做别人没做过的事……”以边信黔为学科带头人的哈工大北飒海洋装置与控制技术研究所现在已成为我国动力定位技术的研究和发展基地,其潜器和水下无人航行器控制技术在国内也颇具名气。
“事情都是做出来的,不和实践结合,关于任何事情的思考都没有意义……”边信黔在给学生上课时,常常建议大家,除了学习专业知识以外,应该读一读《矛盾论》、《实践论》这样的书。他认为,只有建立了科学哲学的思想,才能在今后的工作中有所作为。
“想知道梨的滋味就要亲自去尝一尝”,“解决问题必须去现场”。边信黔这样说了,也这样做了。除了在理论上不断探索创新,他还身体力行地认真参与制造、湖试、海试的每一个环节。深潜救生艇容积有限,长时间在水下工作,加之艇里的人晕船呕吐,导致里面的空气非常难闻。但边信黔说:“我没有觉得空气多难闻,多难以忍受,可能我的嗅觉已经在那种环境下变迟钝了吧。”就这样,为了科学的严谨,为了设计更合理、完善,他把自己的形象放在了水下,放在了试验艇上,放在了那个让他轻描淡写地说成嗅觉迟钝的地方。
“敢赢不是不能面对失败,是不能永远失败……”2005年,经过一年多的努力,科研项目“无人航行器”已经到了最后的攻坚阶段。课题组的同志们都暗自憋着一股劲,每天加班加点、不分昼夜地努力着,希望在10月1日,我们伟大祖国生日的这天完成项目的最后联调。这年的“十一”是一个晴朗的秋日,然而实验室里却因为一个操作而布满阴霾。边信黔的博士生严浙平教授依然清晰地记得那天的场景:“电路烧坏了,电机烧坏了,作为控制终端的电脑也烧坏了。满怀的胜利喜悦被联调的失败彻底浇灭了。整个实验室数十号人,一下子鸦雀无声……”这时,边信黔的声音打破了沉寂:“失败了怕什么,至少我们离成功又近了一步嘛!不庆祝成功,我们就庆祝一下失败吧,把手头的事先放一放,走,我请你们过节去！”“那天边教授请我们在学校附近最好的饭店吃了饭……”严浙平对记者说。
边信黔为北飒人营造了一个在合作中竞争,在竞争中合作的科研环境,也为自己赢得了北飒人的信任与支持。也许他自己并不知道,哈尔滨工程大学北飒海洋装置与控制技术研究所――这块竖挂在31号楼门口的牌子,因为边信黔和北飒人执著于祖国的船海事业,而拥有了大海般澎湃的美。
给一艘在苍茫大海上航行的船定位不容易,给一个人不可重复的人生定位更难。而像边信黔这样40多年如一日在即定的人生坐标上不畏风霜、不惮劳苦、不问名利、不畏荣辱地默默耕耘,尤为难能可贵。“我总在想,作为一名哈军工培养出来的教授,应该为满足国家需要和国防需求作出自己特有的贡献,应该在哈尔滨工程大学的百年历程中留下一点痕迹……”这就是边信黔的境界。
如果你来哈尔滨工程大学里漫步,蓦然回首间,也许会听到海浪的声音。不要怀疑,因为这蔚蓝的波涛一直在像边信黔一样情牵海洋、心系国防的科学家心中荡漾……
边信黔不仅为辽阔大海上的船舶定位,还把自己的人生坐标定位于祖国的船海事业。
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