中国工程院院士涂善东：
可靠性制造赋能高质量发展
记者 王文嫣
从失效中学习，向创新要答案——这是中国工程院院士、华东理工大学教授涂善东的科研理念。涂善东的科研成果广泛应用于石化、能源等重化工业领域的安全保障，为我国万台承压设备事故率的逐年下降作出了重要贡献。
近期，涂善东做客上海证券报主办的第七期“上证·院士说”，发表题为《可靠性制造赋能高质量发展》的主旨演讲，并接受了上海证券报记者专访。涂善东认为，制造业的核心竞争力在于可靠性，而可靠性制造是高质量发展的基石。中国制造要实现从“做大”到“做强”的跨越，必须解决技术复杂、工况极端、产业链/创新链缺失等问题。
从美术生到高温高压装备安全守护者
大师画作、摄影作品……涂善东的朋友圈记录着其对于艺术的感悟，这与科学家的身份形成了反差。涂善东曾是一名美术生，年少时代他的梦想是成为一名画家。
命运的转折往往藏于偶然。1978年，在“科学的春天”来临之际，他决定选择工科专业，投身国家急需的工程技术领域。在发奋学习了半年数理化课程后，涂善东考入当时的南京化工学院，与高温承压设备结缘，开启科研人生。
“国家需要什么，我就研究什么。”涂善东说，早年发生过多起承压设备爆炸事故，导致人身伤亡、生产中断，他深感国家经济发展离不开安全可靠性的保障。作为我国化工设备可靠性工程奠基人戴树和的第一位博士生，在戴树和的引导下，涂善东聚焦“承压设备结构完整性”，以断裂力学为工具，探索设备失效规律。这一选择，奠定了他未来数十年的研究方向。
1988年，在一场学术交流会议中，涂善东遇到了一位来自瑞典皇家工学院的教授，两人相谈甚欢。涂善东也于1990年获得到瑞典开展合作研究的机会。在海外交流讲学的几年里，涂善东揭示了在高温多轴应力下焊接结构的损伤演化规律。其研究成果一经发表，便得到了国际同行的广泛关注，成为改进高温焊接结构蠕变设计的重要基础。
当时，国际上的科研团队积极开展高温装备可靠性的研究，有大量的装备与资金做保障。然而，同期国内许多单位却因经费短缺被迫关闭高温蠕变实验室。在收到回国继续从事科研的邀请后，涂善东脑海中想到王粲《登楼赋》中的名句“虽信其美，而非吾土兮，曾何足以少留”，决定回国效力。
做学问就要有一种“痴情”
30多年前，涂善东刚归国时，工作和生活各方面条件均不尽如人意。但是，他自知不是回来吃“现成饭”的，有许多工程失效问题需要解决。为了建立高温装备技术研究团队和基地，涂善东几乎放弃了所有的节假日，日日夜夜和同事、学生一起在实验室里度过，中餐、晚餐简单吃过一份盒饭又继续工作。他对身边的师生说，做学问就要有一种“痴情”。为此，他挥毫泼墨——“此情无计可消除，才下眉头，却上心头”，挂在简陋的实验室里，勉励身边的师生忘我科研、勤奋探索。
20世纪90年代，我国石油化工装备安全运行周期短、效率低，尤其是带损伤运行的高温高压装备风险极高。为此，涂善东致力于探究高温结构完整性原理，研发了高温承压设备的安全维修与安全评价技术。
2000年后，为了实现重大装备的中国创制，涂善东又努力发展以可靠性为中心的本质安全调控技术，为我国万台承压设备事故率持续下降提供了有力的技术支撑，并应用于大型反应器、换热器、汽轮机、高端阀门等化工与能源设备的可靠性设计制造，为企业创造了显著的经济效益；拓展应用于世界最大压力容器CAP1400安全壳、航空发动机、新一代火箭发动机等关键装备或部件的自主研发，保障了相关领域国家重点工程的建设。
千锤百炼，玉汝于成。涂善东先后5次获国家科技奖励，获国家发明专利授权70余项、国际专利多项，并获国家杰青、中国青年科技奖、全国优秀留学回国人员、中华全国归国华侨联合会“科技进步带头人”、上海市五一劳动奖章等荣誉。
可靠性制造赋能高质量发展
如今，涂善东依然奋战在科研一线，他和团队的科研成果延伸至航空航天、造船、核电等“大国重器”领域。这些设备的可靠性设计制造和安保运维直接关系到企业的经济效益和可持续发展，是推动制造业高质量发展的关键环节。
“传统制造要向全生命周期可靠性跃迁，构建贯穿设计、生产、服役的闭环质量可靠性体系。通过融合材料科学革新与数字化技术，推动制造系统实现从被动维修向主动预防的质变，为高端装备性能稳定性提供理论支撑。”涂善东介绍，例如，航空发动机叶片易产生疲劳断裂，他联合材料与力学团队研发表面强化技术，以及孔边强化工艺，将叶片寿命延长30%以上，支撑了先进航空发动机的研制、排障以及重型燃气轮机的可靠性设计制造等。
智能感知技术与人工智能诊断系统的突破，使工业设备健康管理迈向精准化、智能化新阶段。涂善东和团队已将人工智能技术引入可靠性制造领域。他们开发了金属封装的光纤光栅传感技术和基于大数据的智能诊断系统，应用于核电、火电、石化领域的阀门可靠性在线监测，有效避免潜在的泄漏与爆炸事故。
在与不同工业领域的跨界合作中，涂善东提出了可靠性制造理念。作为一种新的制造模式，可靠性制造以技术链、产品链、人才链、资金链等全产业链环节的可靠性为目标，向失效学习，创新材料、设计方法、制造工艺与运维技术以提高产品可靠性，实现快速迭代创新。可靠性制造是兼容并包的先进制造模式，促进数字制造、智能制造、绿色制造等制造模式的应用，兼顾安全及效能的可靠性目标。此外，可靠性制造还要践行“分享共赢、共同优秀”的价值观。
可靠性制造模式能否高水平实施，人才队伍是关键因素。
“工程所系，社会福祉，人民安康！”涂善东提出要为工科生量身打造“有温度”的工程教育，致力于培养在知识结构上有更多交叉融合、有能力造福社会的新型工程科技人才，进一步夯实制造业高质量发展根基。“让我们一起实现更健康的增长，让‘中国制造’成为安全可靠的代名词。”涂善东说。
“上证·院士说”是由上海证券报联合权威机构、顶级专家资源主办的高端交流平台，邀请两院院士权威专家，聚焦前沿技术，分享新思想、新观点，研判新趋势、新方向，促进科技、产业与资本火花碰撞、深度融合。本期活动由华安证券战略支持。
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