在清华大学办公室里,现年已77岁的王玉明,说起自己在技术与产业一线的奋战史,仍是精神矍铄、满是豪情。
拜访前,他的助理特意叮嘱不要超过半小时,免得他太累;平时他也比较低调,经常谢绝媒体采访。结果他和我们聊了快1个小时,我们深感他对后辈的关心和提携,也被他身上那种不断钻研、勇于奋斗的精神所感动。
王玉明,中国工程院院士
我国流体密封工程领域技术带头人和产业开拓者
王玉明院士50多年来始终坚持在第一线,从事重大装备高参数关键基础零部件的研究开发,特别是危险性介质透平机械非接触式密封装置及测控系统的研发,取得了多项具有自主知识产权的成果并实现了产业化。尤其在石油、石化行业的大型、高速透平压缩机的轴密封方面取得了重要突破,打破了外国高技术附加值产品在中国的垄断,为国家节约了大量外汇,创造了十分显著的经济和社会效益。
“我几乎所有体制都待过”
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从王玉明身上,能够看到不同特质和谐地融合在一起:虽从事工程技术研究,但醉心中国传统文化,爱好诗词、摄影、书法;虽身为院士、教授,但仍能感觉到他身上具备的不断拓展的企业家精神;虽已近耄耋之年,但仍有对待技术创新的赤子之心。
(王玉明为科学家在线题字“为知识寻找价值”)
王玉明1941年出生在吉林省梨树县,1959年考入清华大学动力机械系燃气轮机专业。1965年从清华毕业后,被分配至一机部北京压缩机械研究所任技术员。 1968年,在国家科技委、国防科委、国防工办以及一机部和二机部的核准下,王玉明所在的一机部北京压缩机械研究所与二机部(核工业部)所属的天津605所合并,他也随之来到天津。在这里,王玉明开始从事压缩机的试验研究。1970年初,他被调到动密封攻关组,后来成为研究组的组长,带领螺旋密封和磁流体密封两个课题小组,开展特种离心压缩机关键部件动密封装置的技术攻关。他领导的团队取得了3项省部级科技奖(他自己作为第一完成人获得2项)。
后来,动密封在该研究所不再是主流研究方向。正好当时的国营单位天津市机械密封件厂承担了一项国家的重大研发计划——高参数密封试验台,投入资金高达30万,这在当时已是非常大的项目。由于厂里缺乏技术骨干,王玉明先是借调,后来正式调到该厂做课题组长、担任副总工程师,从此离开了国家重点军工研究所来到国营企业工作。1982年4月到1988年9月,在既有技术理论支撑、又有企业实际应用的优势条件下,王玉明带领团队做出来了全世界第二大的、创新性的大型高速密封试验台,该试验台功率160千瓦,15000转/分,而且是完全自主研发的独特结构:双臂旋-四支点,可以把轴向力自动平衡,并且拆装极为方便。该试验台对研发石油石化行业领域的大型高速透平压缩机的非接触式机械密封发挥了重要的作用,项目获得了机械工业部和天津市的科技进步二等奖。
王玉明随后又研制了油膜螺旋槽端面密封,这是一种流体动压非接触式、高速、零泄漏的机械密封。在此之前,高速大型透平压缩机用机械密封一直被国外垄断,但却是接触式的、有磨损的,泄漏率每小时300ml左右;而王玉明发明研制的密封,各项性能都优于国外进口的产品,不仅是非接触式的、无磨损,寿命更长,而且每小时泄露率不到1ml(几乎为零),比国外的指标下降了300倍!这个项目得到了天津市和机械工业部的二等奖,1996年,该项目又与此前研制成功的高参数密封试验台合在一起获得国家技术发明四等奖。(奖励等级低的原因在于报奖过早,第一台工业样机的试验鉴定后,还没等推广应用就报奖了)
(科学家在线显示的王玉明大数据标签云)
(点击图片可查看王玉明主页)
(科学家在线显示的王玉明科研合作网络)
1998年,天津机械密封件厂进行了中外(英国)合资改制,更名为天津克兰密封有限公司,王玉明继续担任副总工程师和研究开发经理。到1995年,克兰又转成了外商独资企业。
“你看,我这从军工研究所到了国企,先变成中外合资企业,后来又变成了纯外企,接下来我又去国有控股的民营企业,现在又回到了高校,你说我是不是几乎所有的体制都待过了?”王玉明说到。正是因为他丰富的经历,能够将理论研究、试验研究与工程应用紧密结合,对于技术与产业的结合有更多的感悟。
“让我不做创新研究,我不服”
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天津克兰一直从国外本部进口到中国一种“干气密封”,即气膜润滑的机械密封,其技术附加值极高。一台单缸的离心压缩机所用的全套密封装置高达数百万元,大约占整台压缩机成本的20%以上。而王玉明研究的油膜螺旋槽端面密封也是用在该领域的,它的推广应用就影响到了外商的垄断利益。
王玉明那时候已经是企业的总工程师了,外方总经理给了王玉明两个选择:第一是继续做总工程师,但是不能再搞石化行业的高速密封研发,只能管管一般性的技术工作;第二,如果想继续搞研发就得辞职。
“我不服。”王玉明扔下这句话,就毅然辞职离开了。
1996年,在天津市新技术产业园区的支持下,王玉明领衔创办了天津新技术产业园区鼎名密封有限公司,担任总经理兼总工程师。公司注册资金50万,技术股占30%,主要由高新区的技术开发总公司来投资。这是一个国有控股的民营的高科技企业。王玉明很快开发了干气密封技术,同时取得了中国和美国的两项发明专利。
(照片由王玉明院士团队提供)
王玉明研发的新产品,在实验室的试验很成功,但市场推广应用的难度极大。究其原因:用户不肯冒很大的风险。
王玉明便经常跑到用户企业里面去做技术讲座,通过这种方式,让大家相信、敢用国产的产品。机会很快等到了:一个石化企业在一台压缩机上用的是从德国某名牌密封公司进口的干气密封,但使用情况不太好,频繁损坏,寿命周期太短。在听了王玉明的讲座之后,比较相信其技术,抱着“死马当作活马医”的心理,这家企业大胆地让他试一下。结果一炮打响,密封性能明显优于进口产品,消除了非计划停机检修,在用户中取得了高度信誉;在经过一个大修期运行之后,企业请专家进行技术鉴定,给予了高度评价。从此,石化行业的直接用户由一个到两个,两个到十个,逐渐推广开来。
(照片由王玉明院士团队提供)
成功的案例逐渐增多,最后被普遍认可,不仅直接用户用来替代进口产品,而且设计院、主机厂也接受了,用到了新生产的主机上面;市场占有率逐渐超过了进口产品,应用业绩达500台套,不仅完全打破了国外的技术垄断,而且迫使进口的高技术附加值产品大幅度降价,经济和社会效益十分显著。为此,王玉明作为第一发明人和第一完成人获得了省级的一等奖和国家的科技进步二等奖。后来,他发明的另一项技术又获得了国家技术发明二等奖。
2003年,王玉明当选为中国工程院的院士,2004年他还获得了“全国机械工业优秀企业家荣誉称号”。2015年获“中国机械工程学会科技成就奖”。
王玉明说:“1996年到2003年,是在企业的‘八年抗战’。可以说,我是一个比较成功的“双创”人员。从一个小型国有控股的民营高科技企业的创业者和技术带头人,最后成为了院士,这几乎是空前的。”
回到清华,二次“创业”
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这个创新型企业虽然相当成功,但是整个企业兴衰几乎寄于一身,风险太高,对员工没有保障。考虑到王玉明年事渐高,公司董事会最终研究决定,把企业卖给了原来曾经逼他辞职的世界最大的密封公司-约翰克兰公司。此后两年,他还挂名担任过天津新技术产业园区的总工程师,并被北京化工大学聘为双聘院士。
他本想全职去北化,但天津当时的主要领导不放他走。后来有清华大学的校友找到他,问他愿不愿意回清华,王玉明表示当然愿意。此时天津领导班子换届了,对于他的调动新的主要领导点头同意了。2007年9月,王玉明正式调到了清华大学,担任机械工程系(当时是精密仪器与机械学系)教授。
王玉明来清华以前共获国家级和省部级科技奖11次,包括国家科技进步二等奖一项,国家技术发明二等和四等奖各一项,均为第一发明人和第一完成人。获授权中国发明专利8项,美国发明专利2项,均为第一发明人。
王玉明回到清华大学机械系设计工程研究所以后,发现所里过去以教学为主,科研相对薄弱一些,他便与所领导一起带头加强科研工作。现在所里有三大研究方向:康复工程、机械系统动力学和王玉明牵头的密封与润滑工程。该课题组的老师们除了继续做好教学工作之外,在密封工程与润滑平台上的科研工作也逐步开展起来,几乎涵盖了所有主要的静密封和动密封领域,包括机械密封、橡塑密封、两机(航空发动机和燃气喷机)的特种密封(篦齿密封、蜂窝密封、刷式密封、指尖密封、碳环密封等)、磁性液体密封等等。覆盖面这样广的密封领域研究平台,在国内外都是少见的。此外,课题组还开展了水润滑流体动压轴承和磁悬浮轴承的研究。
(照片由王玉明院士团队提供)
在工程应用方面,课题组以前做的不太多,王玉明便带领大家与企业合作。因为平台已经建好,在人才、技术、实验室等方面有了扎实的基础,与企业的合作进展比较顺利。例如,与宁波伏尔肯陶瓷科技公司的合作,最近获得了机械工业科技进步一等奖。此外,与密封界的两个主要研究院所(合肥通用机械研究院有限公司、广州机械科学研究院有限公司)和密封界的知名企业(宁波天生密封公司、安徽中鼎密封公司、四川日机密封公司等)也有紧密的合作。王玉明认为,只有产学研紧密合作,协同创新,才能把研发的技术应用到实际的生产第一线,去解决在关键基础件方面“卡脖子”的难题,满足国家重大需求。
最近,他带领的团队先后获得了机械工业科技进步一等奖和教育部技术发明奖一等奖,后面一项还被推荐申报国家技术发明奖。他在国内外发表论文100余篇,获中国发明专利54项,培养博士生、硕士生30余人。他热情培养和提携年轻人的口碑在业界也是公认的。
(照片由王玉明院士团队提供)
最后,王玉明同我们分享了“双创”的几点经验:
首先,做高新技术企业,要掌握核心技术。没有核心技术,就不可能在高科技领域去占领市场,而且要有比较成熟的核心技术,技术开发始终是首位。高技术往往伴随着高风险,研发新技术和新产品更是带有很高的风险性。因此,在实验室进行技术探索特别是在工业现场进行新产品试车时,王玉明作为首席技术发明者和开发者,常常十几个小时甚至36个小时不眠不休,直到成功为止。
第二点,要创业光有技术还不行,还要紧密地跟市场结合。技术带头人要亲自去开发市场,要有企业家那种顽强奋斗的精神。如前所述,在推广干气密封技术时,石油、石化行业的大型高速透平压缩机装置都是“单线布置”的,没有备用机组,一旦事故停机(非计划停机)不仅经济损失巨大,而且还有极大的设备及人身安全风险。因此,这类主机所用的关键基础零部件必须具有很高的可靠性和寿命。如果用进口的高技术产品,出了问题领导的责任很轻,如果用了国产的新产品,特别是民营企业的产品,一旦出了问题,用户领导所承担的责任很大,所以一般情况下用户企业的领导不愿承担这种风险。因此,国内自行开发的高技术新产品推广应用的难度相当大,没有开拓进取、锲而不舍的企业家精神是难以开发市场的。
第三点,要有一个好的企业文化,应该使大家互相支持,互相帮助,拧成一股绳,追求卓越,勇于创新,全力开发技术和市场。“双创”带头人应该具备良好的专业素质和人文情怀。特别值得说明的是,企业的法人代表(董事长)与技术带头人(总经理兼总工程师)之间的相互信赖与真诚合作,对于一个企业的成败是至关重要的,几乎可以说是决定性的。事实证明,这个小公司的董事长和总经理兼总工程师后来分别成为各自领域的重要带头人。
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