集装箱检查技术全球领先,走集体创新之路

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国家科技进步奖创新团队奖获奖者清华大学辐射成像创新团队—— 工物系康克军教授率领的“清华大学辐射成像创新团队”获2013年度国家科学技术进步奖 集装箱检查技术全球领先 面向

国家科技进步奖创新团队奖获奖者清华大学辐射成像创新团队——

工物系康克军教授率领的“清华大学辐射成像创新团队”获2013年度国家科学技术进步奖

集装箱检查技术全球领先

面向国家重大需求 走集体创新之路

来源:人民日报 2014-1-13 赵展慧

●实习记者 王 丹 记者 高 原

  研制出世界上第一台以加速器为辐射源的车载移动式和组合移动式集装箱检查系统、第一套高能双能集装箱检查系统、第一台X射线液体安检系统,其中集装箱检查系统出口到120个国家和地区、市场占有率全球第一……创造这些骄人业绩的,是清华大学辐射成像团队,目前包括来自核技术、辐射防护等领域的49名学者。他们面向国家需求,坚持走团队创新的道路,用他们自己的话说,他们是合伙奋斗的“群狼”,“群狼可以胜虎”。

团队介绍  

  进入上世纪90年代,随着国际贸易和集装箱运输的快速增长,利用集装箱走私非常猖獗,海关检查面对巨大挑战。“如果把货物掏出来检查,然后再装箱,费时费人,口岸也就基本瘫痪了。如何实现不开箱查验,既能打击走私、又能快速通关呢?当时国际上集装箱检查技术也刚出现,进口设备价格昂贵,且后续服务也跟不上,难以满足中国那么多口岸的检查需求。”清华大学工程物理系教授康克军介绍说。为满足国家需求、完成这项涉及多个专业的复杂系统以及艰巨的产业化任务,1995年清华大学工程物理系合并了核电子学、应用物理技术、加速器等教研组,成立了新的核技术及应用研究所,形成了团队的雏形,康克军是建设团队的核心人物。

  清华大学辐射成像创新团队

  如何整合团队?“共同申请并承担科研项目的科研团队,但往往是先分任务、再分经费,项目一干完就散伙了。”康克军最初就认定,我们这个团队不仅需要多个专业方向的学者,而且要一直运作到产业化,所以一定要形成一个有机合作的整体。

团队成员

  “以研发过程中遇到的一项难题为例”,康克军解释,移动式集装箱检测设备需要将加速器和探测器等所有的设备都装在一个车上,实际运行时,加速器的脉冲功率是106瓦量级,而探测器的微弱电子信号却是10-12瓦量级,巨大的电磁干扰让两者根本不能同时工作。“要降低加速器的电磁干扰,降低多少?要增强探测器的抗干扰能力,增强多少?这需要综合考量两个领域的难易程度来整体协调。”康克军说,这种协调既需要专家个人的合作精神,更需要一个有效的团队合作机制。

  康克军 陈志强 唐传祥 程建平 陈怀璧 李元景 刘以农 李荐民 李君利 黄文会 张丽 李玉兰 王学武 赵自然 肖永顺

  科研经费和酬金分配是影响团队建设的关键环节。康克军决心打破以往“各干各的活儿、各管各的钱”的做法,“我们把钱放在一个账上,把肉搁在一个锅里”,经费按照需要支出,酬金按照贡献发放。他会同团队的核心骨干,结合任务特点设计了考核模型,统一考核每个成员的贡献,按贡献获得酬金奖励。随着项目推进,这个考核激励体系不断得到改进完善,形成支撑团队建设的核心制度。“没钱的时候一人一口饭,大家没说的。但是有钱后必须要有功劳簿,有透明公平的制度,才能留住能力强、贡献大的优秀人才。”康克军说。

团队简介  

  在这样的运作体制下,辐射成像团队迅速完成了“大型集装箱检查系统工程化”项目,并且还急国家之所急,在一年的时间里先后研制成功世界上第一台车载移动式集装箱检查系统、第一台组合移动式集装箱检查系统,使我国一举成为这个领域的全球技术领先者。

  清华大学辐射成像创新团队始创于1995年,一直面向国家安全重大需求,解决辐射成像科学与技术问题,取得了加速器辐射源移动式集装箱检查系统、大型装备缺陷辐射检测技术等多项标志性成果,为国家打私、反恐及国防装备检测等提供了高科技手段。形成的产品出口到120多个国家,主导编制了国际标准,成为“中国创造”的典型。先后获国家科技进步一等奖、国家技术发明一等奖及多项中国发明专利金奖。团队倡导集体创新,坚持学术探索与转化应用密切结合,鼓励创造实实在在的效益,成功实践了“带土移植、回报苗圃”等创新的体制机制,为产学研合作提供了范例,既培育了国际领先的高科技企业,又支撑了世界一流学科的建设,还为国家重点单位培养了大批人才。

  为把科研成果转化为生产力,团队通过技术创新攻克了一道道技术关卡,还要跨越从样机到产品的产业化障碍。康克军解释,产业化任务必须由企业平台来承担,但这样庞杂的高技术系统,不可能用把图纸交到企业的简单方式实现成果转化,况且有很多技术工艺还在学者的脑子里,“这些工艺细节在研发过程中虽然不是考虑重点,但对于制造来讲就至关重要”。为了加速完成转化过程,康克军带领团队中的骨干老师们走进企业,在企业相关部门任职,一边带领企业员工制定工艺流程,一边培养企业技术专家掌握核心技术,以迅速形成企业制造能力。

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  “这个产业化过程可以用‘带土移植、回报苗圃’来形容。我们的科研成果就像苗圃里培养出来的珍奇苗木,直接拔出来栽到野外就死掉了,必须带土移栽,这个‘土’就是我们科研团队的学者和技术平台。当苗木长大开花结果后,企业通过支付技术使用费等方式,继续支持学校相关学科的研究和人才培养,这就是回报苗圃。”康克军说。

图为团队研发的大型集装箱检查系统

  “现在我们产学研合作又得到进一步提升,与企业共建了联合研究机构。这样学校承担的重大项目在立项之初就有大量企业技术人员围绕着老师们配合工作,一旦形成成果,转化速度非常快。”最近几年,团队又有多项新技术突破,比如快速集装箱检查系统、邮件灭菌系统、行李CT检查系统、人体检查系统、航空发动机检测技术等等,满足了我国在打击走私、反恐缉毒、装备检测等方面的重大需求。

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图为团队研发的安全检查技术

  49名教师组成的创新团队,18年的艰苦磨砺,曾获得两次国家科技奖一等奖、3项中国专利奖金奖等国家级奖励……对于清华大学辐射成像团队来说,这些数字记录着它在科技创新之路上的成长与发展。在2013年度国家科学技术奖励大会上,他们再次站上领奖台,接受属于整个团队的集体荣誉。

  尽管已经是第三次获得国家科技奖,团队带头人、工物系教授康克军仍然难掩欣喜之情:“获得创新团队奖,我们整个团队都非常高兴。这次获奖,是对我们十几年来坚持不懈地探索和实践集体创新道路的肯定与鼓励。”

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图为辐射成像创新团队部分成员在2013年度国家科学技术奖励大会上领奖合影

十几年与国家同行始终面向国家重大需求

  从打击走私到大型装备检测,再到安检反恐,辐射成像创新团队自1995年创立以来,一直面向国家安全重大问题开展科研工作。

  上世纪90年代初,利用集装箱进行走私犯罪的行为屡禁不止,当时中国海关急需一种不用开箱就能检查集装箱内货物的高科技装备,提高检查效率,打击走私分子,维护国家利益。清华大学想国家之所想,急国家之所急,先是完成了国家八五科技攻关项目,后又攻克了一系列工程化难题,迅速推出了固定式集装箱检查系统这一高科技产品,并及时装备到我国海关口岸。然而新问题马上产生了,由于固定式系统规模庞大,需要永久占地和配套土建,大量口岸都不具备安装固定式系统的条件。康克军带领团队立下“军令状”,夜以继日地工作,仅用不到一年的时间就研制成功了世界上第一套采用加速器辐射源的移动式集装箱检查系统,随后又成功研制出世界上第一套组合移动式集装箱检查系统,不仅最大程度地满足了我国海关口岸的需求,批量装备中国海关,迅速为打击走私筑起了高科技屏障,而且还使我国一举在该领域走到世界前列,成为全球集装箱检查新技术的引领者。

  就这样,只要国家有需求,他们便随时顶上去。我国大型装备产业中曾有一个长期未能解决的难题,是有关国防大型装备内部微小缺陷检测的。这种技术非常复杂,实际应用要求异常苛刻,而且由于受到技术封锁,没有可供参考借鉴的资料,因此,长期以来国内很多研究团队都望而却步。但是,“只要是国家的需求,就是我们的责任和使命”,康克军和他的同事们冒着风险,挑起了这个重担。

  “我们当时也没有百分之百的把握。这个项目的指标要求非常高,不仅技术集成非常难,各个子系统都要突破当时的极限状态,就像百米赛跑已经跑进了10秒内的成绩,哪怕再想提高 0.1秒都极为不易。”康克军说。

  康克军和他的团队最终还是做到了。经过不断研究、实验和修正,“大型装备缺陷辐射检测技术与系统”研制成功,装备到我国所有有关国防大型装备生产与使用的单位,解决了这个长期困扰该领域的难题。

  在康克军看来,“国家”这个看似抽象的字眼在团队运行中发挥了巨大的作用。“这么大一个群体,都是受过高等教育的知识分子,各有各的性格,单靠一个人、一个单位很难把大家真正聚拢到一起。但是,当我们共同面对国家重大需求时,每个人身上都迸发出一种强烈的使命感和责任感,正是这种使命感和责任感把大家凝聚在一起,为团队发展注入了力量。”

走集体创新道路 组织学者团队就像“串珍珠”

  “国家科技进步奖”这一奖项设立于2012年,今年是第二次评选,旨在激励联合攻关、协同创新,推动科技进步,这个奖可以说是落在了康克军的“心坎儿”上。“我们花费很大的心血建立起一套激励团队创新的体制机制,这应该是我们能够在众多团队里脱颖而出的重要原因。拿到这个奖,说明评审专家认可了我们这套集体创新的体制机制。”

  查阅创新团队奖自设立以来的获奖名单,6个获奖团队中5个来自国防单位或科研院所,康克军带领的团队则是唯一一个高校获奖团队。毫无疑问,国防单位和科研院所具有组织和管理上的“先天优势”,而在大学里,学者们分布在不同的专业,组建一支“硬团队”相当困难。康克军和他的同事们正是在这方面花足了功夫。

  “我们承担的课题一般都比较大,仅靠三五个人或三五个专业方向,根本无法完成。必须要建立更大的团队,要走集体创新的道路。集体创新需要团队建设和管理,我们的学者就像一颗颗闪耀着不同光泽的珍珠,管理团队就是要把他们串连成一条完整有序的‘项链’。”康克军这样形象地比喻团队建设的思路与方法。

  在科研经费的使用和酬金分配方面,康克军和团队同事打破了“先分钱再干活”的传统模式,实行科研经费统一管理,同时针对科研工作的特点设计出了一套名为“KGC”的考核体系,按照每个团队成员在教学、科研和管理等方面的贡献分配酬金。“整个过程公正透明,发现不合理的环节就及时修正,这方面工作得到了大家的认同和拥护。”康克军说。

  在科研方面,团队每年都要对科研项目进行梳理,新设立的项目由负责人自选组员,任何一个团队成员都有权利根据个人情况加入不同的项目组。这样一来,不仅提高了各项目组的运作效率,也增加了团队成员之间合作交流和相互学习了解的机会。在这个过程中,成员间的合作精神得到了培养,整个团队的合作机制也得到了巩固。

产学研结合 实践是检验真理的唯一标准

  辐射成像创新团队的一个显著特点,就是产学研的良好结合。他们始终坚持把“顶天”的学术探索和“立地”的转化应用紧密结合起来,力争为国家、社会和产业创造实实在在的效益。

“我们团队坚信实践是检验真理的唯一标准”,在康克军看来,作为应用性很强的工程学科,如果研究出来的成果不能实现向产品的转化,那意义就非常有限了。“国家需要的不是奖状,而是能用的产品。”正是秉承着这样的想法,康克军和同事们一边进行基础研究和技术攻关,一边探索团队建设方法,同时也从未停止过在成果转化方面的努力。

  “从科研成果向产品转化,这中间还有一段很大的距离,企业照葫芦画出来的并不一定是瓢,况且有很多关键技术环节可能还在研究者的脑子里,没有形成工艺文件。”怎样解决这一问题呢?康克军带领团队成员走进了企业,一边将核心技术传授给企业,一边与企业中的技术人员合作,制定实际的产品制造工艺流程。

  康克军用“带土移植、回报苗圃”八个字形象地概括科技成果的转化过程。他解释说,科研成果就像苗圃里培育出的珍奇苗木,直接拔出来栽到野外很难成活,必须带土移植,这个“土”就是我们科研团队的学者和技术平台。当苗木长大开花结果后,企业通过支付技术使用费等方式,反过来支持学校相关学科的研究和人才培养,这就是“回报苗圃”。

  团队还与部分企业共建了联合研究机构,这种运作方式为团队提供了更有利的平台。团队承担的重大项目在立项之初就得到了企业技术人员的配合,科研成果向产品转化的时间也会大大缩短。另一方面,企业遇到的新技术难题为团队中的学生提供了最现实的挑战性课题,学生通过参与科研成果转化过程,也向企业技术人员学到了很多实践经验。

  目前,康克军和他带领的团队正围绕国家在反恐防恐方面的重大需求开展学术探索和技术攻关。在面向国家重大需求,坚持集体创新的道路上,他们还将继续前行……

  来源:新清华 2014-3-21

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