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成都電子科技大學(xué)教授劉宇:做“可靠”科研, 當(dāng)“可靠”老師
2023-11-05 14:51:19 來(lái)源:成都電子科技大學(xué)

“科研工作貴在持之以恒,十年磨一劍是成功的重要法寶?!边@是機(jī)械與電氣工程學(xué)院劉宇教授常常提起的話(huà)。成電二十三載,他從本科走到博士、從講師走到教授、從科研的“門(mén)外漢”走向可靠性領(lǐng)域的世界學(xué)術(shù)舞臺(tái),靠的是熱愛(ài)、勤奮、堅(jiān)持。

“國(guó)際工業(yè)與系統(tǒng)工程師學(xué)會(huì)(IISE) QCRE Teaching Award獲得者”、“國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者”、“Elsevier中國(guó)高被引學(xué)者“、“四川省青年科技獎(jiǎng)獲得者”、“中國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)青年科技獎(jiǎng)獲得者”……,在這些閃閃發(fā)光的榮譽(yù)背后,劉宇既是科研道路上孜孜不倦的探路者,也是成電學(xué)生求知道路上屹立不倒的引路人。

結(jié)緣成電:做學(xué)校發(fā)展道路上的參與者和見(jiàn)證人

2000年是我國(guó)進(jìn)入二十一世紀(jì)后電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的一年。在高考前夕,劉宇毅然填報(bào)了成電,高考后順利成為了一名成電人。在成電的第一個(gè)十年,他完成了本、碩、博三個(gè)階段的學(xué)習(xí)。

學(xué)科交叉復(fù)合,是劉宇求學(xué)路上的關(guān)鍵詞。在本科階段除了完成本專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí),他還選擇了生物醫(yī)學(xué)工程雙學(xué)士學(xué)位。劉宇說(shuō)道:“學(xué)科的交叉往往能夠碰撞出火花,點(diǎn)亮科研道路上的燈火”。多學(xué)科的知識(shí)背景也為劉宇今后的科研道路奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

劉宇總是不滿(mǎn)足于在舒適圈原地踏步,而更傾向于向未知領(lǐng)域大膽嘗試和探索。研究生期間,劉宇從事機(jī)器視覺(jué)方面的研究,很快他確定了自己想做一名大學(xué)教師的目標(biāo)。在研二期間,他申請(qǐng)了碩博連讀。

“當(dāng)初遇見(jiàn)黃洪鐘老師,既是一個(gè)偶然機(jī)會(huì),也是生命中的一個(gè)重要選擇”。初入科研的劉宇對(duì)可靠性領(lǐng)域并不了解,但在看到黃洪鐘教授的簡(jiǎn)介后,心生敬仰,決心跟隨他一起在這個(gè)領(lǐng)域上“開(kāi)疆?dāng)U土”。帶著“機(jī)會(huì)是靠自己爭(zhēng)取來(lái)的”想法,劉宇向彼時(shí)正在美國(guó)高訪(fǎng)的黃洪鐘教授發(fā)送了一封郵件,表達(dá)了自己的理想與意愿。很快,他收到黃老師的回信,也被黃老師的平易近人所打動(dòng)。他如愿加入了團(tuán)隊(duì)進(jìn)行博士階段的學(xué)習(xí)。

從2006年開(kāi)始接觸可靠性,在之后的十余年,劉宇從可靠性的“門(mén)外漢”到如今擔(dān)任可靠性領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊IEEE Transactions on Reliability的Associate Editor,他一路走來(lái)依靠的不僅是持之以恒的鉆研,更離不開(kāi)黃老師的悉心教導(dǎo)和幫助。

從機(jī)器視覺(jué)到可靠性,轉(zhuǎn)變研究領(lǐng)域并不是一件容易的事,劉宇坦言:“在最初學(xué)習(xí)的一年左右的時(shí)間,我都是找不到北的”。但是,黃老師總是耐心指導(dǎo)和把握研究方向,劉宇通過(guò)大量的文獻(xiàn)閱讀和思考,漸入佳境。在跟隨恩師潛心科研一段時(shí)間后,劉宇發(fā)表了他的第一篇國(guó)際期刊論文。

劉宇在自己博士論文致謝中,用“杰出的學(xué)者、盡職的師者、值得尊重和敬仰的長(zhǎng)者”來(lái)描述導(dǎo)師黃洪鐘教授在自己心中的形象。時(shí)至今日,再談起導(dǎo)師時(shí),劉宇也是心懷無(wú)盡的感激之情,“我很感謝學(xué)校一直以來(lái)給我的幫助,也是電子科大這個(gè)平臺(tái)讓我認(rèn)識(shí)了恩師?!?/p>

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劉宇獲上銀優(yōu)秀機(jī)械博士論文獎(jiǎng)(左:導(dǎo)師黃洪鐘教授) 劉宇在2011屆博士學(xué)位授位典禮上

2008年,在學(xué)校的支持和黃洪鐘的大力幫助下,劉宇作為聯(lián)合培養(yǎng)博士前往美國(guó)西北大學(xué)開(kāi)展為期兩年的學(xué)習(xí)和研究,師從美國(guó)工程院院士陳衛(wèi)教授。陳老師在學(xué)術(shù)上的嚴(yán)謹(jǐn)和精益求精讓他至今難忘、受益終身?!爱?dāng)時(shí)我在美國(guó)撰寫(xiě)的第一篇論文被導(dǎo)師逐字逐句的推敲,前前后后修改了十余遍,感覺(jué)都快崩潰了?!闭撐囊淮未伪淮蚰サ倪^(guò)程,也是劉宇學(xué)術(shù)能力不斷提升的過(guò)程。

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劉宇在美國(guó)西北大學(xué)參加學(xué)術(shù)交流

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劉宇在美國(guó)參加AIAA學(xué)術(shù)會(huì)議

一入成電門(mén),一生成電人。劉宇時(shí)刻銘記著母校在他求學(xué)道路上給予的幫助,在他海外求學(xué)歸來(lái)后,他毅然選擇了留校。

潛心科研:做面向國(guó)家需求和引領(lǐng)學(xué)科前沿的科研

小到電子產(chǎn)品,大到主戰(zhàn)飛機(jī),它們的身后都蘊(yùn)藏著劉宇長(zhǎng)期研究的共性科學(xué)問(wèn)題—“復(fù)雜系統(tǒng)可靠性”。劉宇說(shuō)道:“機(jī)器或設(shè)備就像人的身體,健康地運(yùn)行需要有效的管理機(jī)制,有時(shí)也免不了‘生病’,可靠性研究的本質(zhì)就是像醫(yī)生治療病患一樣,與機(jī)器的‘疾病’作斗爭(zhēng),科學(xué)的可靠性設(shè)計(jì)和維護(hù)計(jì)劃可以化險(xiǎn)為夷,以保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性”。

隨著社會(huì)進(jìn)步和科技騰飛,現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)正向著功能綜合化、設(shè)備集群化方向發(fā)展。系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜,人們對(duì)機(jī)器的使用壽命要求也越來(lái)越高,要使復(fù)雜系統(tǒng)維持正常的運(yùn)轉(zhuǎn),減少故障的發(fā)生,就需要對(duì)其可靠性進(jìn)行科學(xué)的分析。

目前,劉宇帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)圍繞國(guó)家重要裝備研制、運(yùn)行和維護(hù)三個(gè)階段面臨的“信息不精確”、“數(shù)據(jù)多來(lái)源”、“運(yùn)維高成本”的可靠性共性問(wèn)題,提出了研制階段信息不精確的可靠性分析與評(píng)估方法,針對(duì)服役階段多源數(shù)據(jù)問(wèn)題提出了多層次數(shù)據(jù)融合的裝備可靠性動(dòng)態(tài)評(píng)估方法,發(fā)展了維護(hù)階段資源有限下的裝備維護(hù)決策新方法,從而實(shí)現(xiàn)裝備研制階段薄弱環(huán)節(jié)準(zhǔn)確辨別、運(yùn)行階段失效精準(zhǔn)預(yù)知以及維護(hù)階段的運(yùn)維成本控制。其研究成果發(fā)表在本領(lǐng)域國(guó)際著名期刊并在Springer出版英文專(zhuān)著。

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劉宇受邀作國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議大會(huì)報(bào)告

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劉宇受邀作國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議邀請(qǐng)報(bào)告

談起可靠性的未來(lái),劉宇堅(jiān)信:“可靠性必將大有可為!” 雖然目前國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的裝備可靠性水平還落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,但劉宇始終看好中國(guó)可靠性領(lǐng)域的發(fā)展前景,并深耕于此矢志不渝地奮斗?!霸邳h的二十大報(bào)告中也提到了建設(shè)質(zhì)量強(qiáng)國(guó)的目標(biāo),可靠性也包含在內(nèi),我的科研工作就是不斷面向國(guó)家需求提高我國(guó)可靠性科研水平,讓我們的國(guó)家能夠快速追趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的步伐,這也是我科研的初心?!?/p>

熱愛(ài)教學(xué):做因材施教和興趣引領(lǐng)的好老師

作為教師,劉宇認(rèn)為“熱愛(ài)教學(xué)和熱愛(ài)科研是并行的”,主張“以科研反哺教學(xué)”,在教學(xué)過(guò)程中融匯科研的嚴(yán)謹(jǐn)精神,在課堂中激發(fā)學(xué)生的科研興趣。

目前,劉宇是電子科技大學(xué)工業(yè)工程國(guó)家級(jí)一流本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)負(fù)責(zé)人,開(kāi)設(shè)了本科課程“可靠性工程”和“隨機(jī)過(guò)程及應(yīng)用”。其中,“可靠性工程”獲國(guó)際工業(yè)與系統(tǒng)工程師學(xué)會(huì)(IISE) QCRE Teaching Award、入選四川省一流本科課程和學(xué)校首批探究式小班課程;“隨機(jī)過(guò)程及應(yīng)用”入選學(xué)校首批教學(xué)方法與考核方式改革示范課。

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劉宇獲IISE QCRE Teaching Award

“想要教好學(xué)生,最重要的是喚起學(xué)生的好奇”。在給大二的學(xué)生上“隨機(jī)過(guò)程及應(yīng)用”時(shí),劉宇并不是單純講授數(shù)學(xué)知識(shí),而是結(jié)合工程背景,從同學(xué)們能夠接受的工程問(wèn)題和生活問(wèn)題進(jìn)行引入?!皠⒗蠋煏?huì)舉我們身邊能感觸到的一些隨機(jī)過(guò)程現(xiàn)象,然后結(jié)合課程內(nèi)容給我們解釋它在真實(shí)的世界中是怎樣的存在形式,讓我覺(jué)得很生動(dòng)很透徹”。2011級(jí)本科生、2018級(jí)博士生夏侯唐凡如今回憶起大學(xué)課程,仍然對(duì)這門(mén)課印象深刻。

同時(shí),劉宇在課程當(dāng)中增設(shè)了實(shí)踐和探討的環(huán)節(jié)?!爸形鐣r(shí)不同食堂的學(xué)生人數(shù)是怎么樣分布的?”“小炒的上菜時(shí)間是可以確定的嗎?”這些都需要同學(xué)們實(shí)地統(tǒng)計(jì)收集數(shù)據(jù),然后處理數(shù)據(jù)、制作表格、建立模型等?!白屚瑢W(xué)們真正對(duì)隨機(jī)過(guò)程這門(mén)課有更深刻的理解,是我對(duì)這門(mén)課進(jìn)行課程改革的核心目的所在”。

課程結(jié)束后,劉宇鼓勵(lì)同學(xué)們?cè)谡n程知識(shí)和案例基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展并參加學(xué)科競(jìng)賽。“鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神、表達(dá)能力,提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究的內(nèi)驅(qū)力,培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的創(chuàng)新性思維和綜合能力,也是課程教學(xué)的一個(gè)重要目標(biāo)”,劉宇這樣說(shuō)到。自2019年起,劉宇作為工業(yè)工程學(xué)科競(jìng)賽總教練,帶領(lǐng)同學(xué)們圍繞食堂小炒排隊(duì)擁擠、電機(jī)裝配排產(chǎn)、醫(yī)療機(jī)器人路徑規(guī)劃、戰(zhàn)機(jī)集群搶修、電網(wǎng)抗震韌性等主題,摘得清華IE亮劍全國(guó)工業(yè)工程應(yīng)用案例大賽全國(guó)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)1項(xiàng)和二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、中國(guó)工業(yè)工程與精益管理創(chuàng)新大賽全國(guó)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、四川省大學(xué)生工業(yè)工程創(chuàng)新應(yīng)用案例大賽一等獎(jiǎng)8項(xiàng)(蟬聯(lián)四年冠軍),獲得了同行一致好評(píng),而同學(xué)們對(duì)本專(zhuān)業(yè)的認(rèn)同感也得到了極大的提升。

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劉宇帶隊(duì)參加四川省學(xué)科競(jìng)賽決賽

在“可靠性工程”這門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課中,劉宇專(zhuān)門(mén)針對(duì)學(xué)生查閱文獻(xiàn)能力、探究能力、創(chuàng)新能力、表達(dá)能力,基于實(shí)際項(xiàng)目和經(jīng)典問(wèn)題,設(shè)計(jì)了三個(gè)課程案例,而這些案例是劉宇多年來(lái)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研積淀的結(jié)晶。他說(shuō):“不少同學(xué)在做案例的時(shí)候會(huì)去查閱資料,甚至還會(huì)專(zhuān)門(mén)去閱讀可靠性領(lǐng)域的頂級(jí)期刊,這樣一來(lái),同學(xué)們自主探究也就是水到渠成的事了”。不少上這門(mén)課的同學(xué)在鉆研課題時(shí),由于“鉆得深、做得好”,本科階段就在國(guó)內(nèi)外權(quán)威期刊發(fā)表論文。2014級(jí)本科生歐陽(yáng)志遠(yuǎn),從課程設(shè)計(jì)中得到啟發(fā),再經(jīng)過(guò)自己的深入思考和查閱文獻(xiàn),最終在劉宇的指導(dǎo)下,以第一作者身份在可靠性領(lǐng)域著名國(guó)際期刊Reliability Engineering and System Safety上發(fā)表論文,提出了一種新的系統(tǒng)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)模型并采用了一種改進(jìn)的粒子群算法對(duì)其進(jìn)行求解。本科畢業(yè)后,他獲香港大學(xué)工業(yè)與系統(tǒng)工程系全獎(jiǎng)繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。另外,劉宇也非常注重讓學(xué)生了解工程實(shí)際,課程中他安排同學(xué)們到航天可靠性試驗(yàn)基地參觀學(xué)習(xí)與可靠性工程師交流,豐富教學(xué)內(nèi)容和形式,也鼓勵(lì)學(xué)生勵(lì)志投身國(guó)防建設(shè)。

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劉宇在課程教學(xué)中帶領(lǐng)學(xué)生參觀航天可靠性試驗(yàn)基地

劉宇主講的課程受到學(xué)生們的高度評(píng)價(jià),他主講的“隨機(jī)過(guò)程及應(yīng)用”和“可靠性工程”兩門(mén)課程評(píng)教成績(jī)一直都保持五星評(píng)價(jià)。每當(dāng)學(xué)期結(jié)束時(shí),看著同學(xué)們?cè)诮虅?wù)系統(tǒng)中對(duì)他教學(xué)的感謝和稱(chēng)贊,讓劉宇更加熱愛(ài)這份偉大的事業(yè)。

立德樹(shù)人:做學(xué)生綜合素質(zhì)提升的引路人

關(guān)于如何培養(yǎng)學(xué)生,劉宇反復(fù)提到要提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。“從高中進(jìn)入大學(xué),對(duì)于一個(gè)人的評(píng)價(jià)維度變得多元,為了培養(yǎng)出真正能獨(dú)當(dāng)一面的人才,德智體美勞一定要全面發(fā)展”。劉宇是這么說(shuō)的,也是這么做的。他鼓勵(lì)自己的學(xué)生去參加學(xué)生工作,鍛煉自己的溝通與交往能力,劉宇指導(dǎo)的不少研究生擔(dān)任了學(xué)校研究會(huì)主席和秘書(shū)長(zhǎng)、學(xué)院研究生會(huì)主席和部長(zhǎng)、學(xué)生黨支部書(shū)記。

“劉老師不像是老師,在我們看來(lái),他更像是我們的一位大家長(zhǎng)”。研究生三年級(jí)的吳沐宸很有感觸。劉宇多次跟學(xué)生們強(qiáng)調(diào),身體是革命的本錢(qián)。他希望體育鍛煉的意識(shí)能如同生命中的常青樹(shù)一般,在學(xué)生的人生中永久地向陽(yáng)生長(zhǎng),碧綠長(zhǎng)青。從學(xué)生的日常生活到休閑運(yùn)動(dòng),總能看到劉宇和他的學(xué)生們的身影。和學(xué)生一起打羽毛球、游泳、玩狼人殺、玩桌游,通過(guò)共同的興趣愛(ài)好促進(jìn)了師生間的情感交流。

盡管在私下里,劉宇和同學(xué)們“打成一片”,一說(shuō)到科研,他立馬會(huì)變得嚴(yán)肅和認(rèn)真起來(lái)。“我常常說(shuō)帶學(xué)生要嚴(yán)格,嚴(yán)師才能出高徒”。在劉宇這里,論文錯(cuò)誤百出是絕對(duì)不允許發(fā)生的事情?!拔覀儽旧砭褪歉憧煽啃匝芯康模氘a(chǎn)品穩(wěn)妥可靠,細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)是基本,不然何談‘工匠精神’”。不僅如此,劉宇還有更高的要求:無(wú)論是創(chuàng)新點(diǎn),學(xué)科貢獻(xiàn),還是成果工程價(jià)值都必須達(dá)到一定的高度。為此,劉宇會(huì)嚴(yán)格把控每一篇論文的質(zhì)量。夏侯唐凡說(shuō):“我第一篇論文就是被改了17遍,劉老師非常注重細(xì)節(jié),這給未來(lái)我做學(xué)術(shù)也帶來(lái)了很多啟發(fā)。”

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劉宇與研究生和本科生面對(duì)面交流

論文要可靠、研究要嚴(yán)謹(jǐn),這些話(huà)不僅僅只是嘴上說(shuō)說(shuō),劉宇身體力行地一直在做。挑選合適的創(chuàng)新點(diǎn),直截了當(dāng)?shù)刈寣W(xué)生去做,這種看似更為“高效”的“結(jié)果導(dǎo)向”型指導(dǎo)并不被劉宇所選擇。他更看重學(xué)生在科研探索過(guò)程中整體學(xué)術(shù)休養(yǎng)的提升?!懊看魏蛣⒗蠋煹慕涣鞫寄軌颢@得非常大的提升。他對(duì)我們學(xué)術(shù)的要求甚至是嚴(yán)苛的”。跟著劉宇從碩士一路讀到博士的姜濤說(shuō)。

劉宇在學(xué)生培養(yǎng)方面一直受深受自己導(dǎo)師黃洪鐘教授的影響和傳承?!耙u(píng)學(xué)生做得不夠的地方,但是要從學(xué)生個(gè)人成長(zhǎng)的角度去批評(píng)、教誨,這樣我覺(jué)得師生關(guān)系就會(huì)融洽”。劉宇笑著分析著自己和學(xué)生相處的訣竅?!皩拠?yán)并濟(jì),二者并非涇渭分明?!碧依畈谎?,下自成蹊。科研上對(duì)學(xué)生的嚴(yán)格指導(dǎo)、生活中對(duì)學(xué)生的關(guān)心愛(ài)護(hù),也讓劉宇多次獲得“我最喜愛(ài)的老師”榮譽(yù)。

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劉宇與2023屆畢業(yè)學(xué)生合影

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劉宇所在團(tuán)隊(duì)開(kāi)展師生團(tuán)建活動(dòng)

師者,所以傳道受業(yè)解惑也。劉宇深耕于畢生熱愛(ài)的科研領(lǐng)域,細(xì)作于授人以漁的教學(xué)事業(yè),未來(lái),他將繼續(xù)傳承成電人“求實(shí)求真、大氣大為”的精神,以立德樹(shù)人為初心,為人解學(xué)術(shù)研究之惑,受人以鍛造本領(lǐng)才干之業(yè),傳人以奉獻(xiàn)報(bào)國(guó)之道,勤勤懇懇地培育擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人。

責(zé)任編輯:王順利/《新西部》雜志 · 新西部網(wǎng)


















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