聞邦椿（左3）和課題組成員研究轉子動力學中的問題

　　聞邦椿，1930年9月29日出生于杭州，祖籍浙江溫嶺，東北大學教授，中共黨員，1991年當選為中國科學院學部委員（1993年改名為中國科學院院士）。他于1955年大學畢業，接著，在蘇聯專家索蘇諾夫教授指導下從事研究生的學習與研究，同時開始工程機械的教學和科研工作，至今已65載。他曾獲國際科技獎2項，國家技術發明獎和科技進步獎5項，省、部級一、二等科技獎20余項。聞邦椿是我國振動利用工程學科主要奠基者，曾任國際轉子動力學技術委員會委員，亞太振動會議指導委員會委員，第六、七、八、九屆全國政協委員，國務院學位委員會第二、三、四屆機械工程學科評議組成員，中國振動工程學會理事長，《振動工程學報》主編等職。

 

1 培養大量的優秀科技人才

　　高等學校的根本任務是培養人。為了培育高級科技人才，必須付出辛勤的勞動。

　　聞邦椿培養的學生已遍布全國各地，不少學生已在祖國建設中取得了顯著成績，有的已成為國內知名的教授、研究員、博士研究生導師、高級工程師和技術專家，他們在科研、教學等方面取得了顯著成績，并已在國內外科學技術界嶄露頭角。

1.1 本科生的培養

　　從1955年開始, 聞邦椿就指導本科生的畢業設計, 帶領學生到工廠進行畢業實習,了解企業對產品研究和開發及產品的設計的情況, 進而根據企業需要確定畢業設計題目,較好地完成畢業設計的任務, 還曾多次帶領學生到現場進行設計, 解決企業生產中遇到的實際問題, 如到北京鐵礦研究設計大長度振動輸送機，到沈陽第一砂輪廠研究設計自同步概率篩，去沈陽礦山機器廠設計振動離心機等，使學生們學習、掌握和運用產品設計的理論和方法搞好產品設計, 這對培養他們的產品設計能力發揮了積極的作用。聞邦椿曾經指導了20多屆本科生的畢業設計, 有數百名學生經受了產品設計的鍛煉，大大增強了他們的實際工作能力。

　　聞邦椿曾為本科生講授了10多門課程，如選礦機械、選煤機械、礦山機械動力學、機械振動學、振動機械的設計理論與方法、振動利用工程、工程非線性振動、旋轉機械動力學、機電系統的振動利用與控制、產品的綜合設計理論與方法、產品的系統化設計等，參加聽課的學生達數千人，這為他們掌握先進的科學技術及培育各方面的能力進而為做好日后的工作奠定了良好的基礎。

1.2 研究生的培養

　　聞邦椿從1978年開始培養碩士和博士研究生。到目前為止, 已培養出碩士、博士、博士后253人。

　　這些研究生在攻讀學位期間參與了大量的科學研究，為完成國家的科學研究任務做出了重要貢獻。同時，也培養了他們的科學研究能力，為他們順利走上工作崗位，進而為國家經濟建設及發展科學技術創造了良好的條件。

　　這些畢業的碩士和博士已有數十名晉升為教授，有50多人被評為博士研究生導師，有20多名在美國、加拿大、日本、澳大利亞、德國、英國等從事相關的工作，他們為這些國家的科學技術和經濟發展做出了貢獻。

　　在這里還特別提出, 所培養的200多名研究生中,有130多名研究生是聞邦椿70歲以后培養的。

1.3 重視教學內容更新

　　聞邦椿十分重視教學內容的更新。

　　（1）將研究中取得的成果逐步地創建成新課程，如《振動機械的理論及應用》和《振動利用工程》等。

　　（2）將科學研究取得的成果編入教材中，來提高教材中解決實際問題內容的比重，如編寫的《機械振動學》和《機械振動的理論和應用》的教材, 都編入了振動利用和控制方面的實際內容。

　　（3）在產品設計理論和方法方面，不僅僅在教學過程中增加了一些新內容，還在具體設計實踐中運用了提出的新的設計理論和方法。

　　通過科研促進教學內容不斷更新，是一種十分有效的辦法，并可獲取良好的教學效果。

1.4 堅持產學研的緊密結合

　　在教學過程中，聞邦椿堅持教學、科研和生產相結合，并直接應用于教學體制改革過程中。

　　（1）堅持了產學研的密切結合。在畢業設計中所確定的設計題目多數是企業需要解決的實際問題，從而取得了良好的效果。

　　（2）在實驗課的教學中，有的試驗方案和設備來源于科學研究的成果。例如，目前實驗室中教學演示的振動利用設備就是通過科學研究而獲得的：雙質體共振篩的試驗模型一直用來指導本科生的教學試驗，這使學生們能更直接建立起一階固有振動和二階固有振動的概念，有利于學生對《機械振動學》這門課內容的學習、理解和掌握。

　　（3）在課程教學中，不少內容來自科學研究，又將教學中總結出的理論成果應用于生產實踐之中，使教學、科研和生產得到密切結合。

　　采用上述教學方法不僅獲得了科學技術知識, 同時也很好地培育了學生的工作能力。

 

2 創建了“振動利用工程”新學科

　　聞邦椿在“振動利用工程”的研究上已達到了國際領先水平，這一成就的取得與他刻苦鉆研、堅持創新密不可分。

　　1955年大學畢業后，當時東北工學院來了一位蘇聯專家，給他創造了良好機遇。聞邦椿牢牢把握良機，全身心投入機械振動的學習和研究之中，將如何利用振動為人類造福作為主攻方向。在此后的40多年的研究工作中，他首先提出了振動利用工程的新概念，構建了振動利用工程新學科的理論框架，為振動利用工程學科的若干分支提供了設計與計算的理論和方法，解決了工程中諸多難題和國家急需解決的一些重大科學技術問題，獲得了多項國家級獎勵。

　　在這一新學科的研究中，聞邦椿實現8個方面的創新：

　　（1）研究了新原理。提出了概率等厚篩分的新原理，將概率篩分原理和等厚篩分原理結合在一起，創造出了一種集概率篩分和等厚篩分原理優點的概率等厚篩分新原理；還利用振動同步傳動原理實現對物料進行破碎的新工藝。

　　（2） 發明了新機構。研究出10余種新機構，如激振器偏轉式自同步非共振新機構、慣性共振式雙質體近共振新機構、雙激振器振動破碎機的新機構、不對稱彈性力的雙質體非線性近共振新機構、平衡加隔振振動輸送的新機構。

　　（3）建立了新模型。提出了10多個非線性動力學新模型，例如慣性力項為非線性的動力學模型、不對稱軟式分段線性動力學模型、硬軟復合式分段線性動力學模型、分段慢變的非線性的動力學模型、雙參數慢變的非線性動力學模型等。

　　（4）發展了新理論。研究并提出了多種理論，如物料運動的非線性動力學理論和單質體或多質體系統的硬式、軟式、復合形式的非線性動力學理論等，彈性元件為非線性的各類非線性振動系統、帶滯回阻尼力的非線性系統、具有沖擊和摩擦的非線性振動系統的理論等。

　　（5）研發了新技術。如大長度振動輸送機常常會出現彈性彎曲振動，為預防出現彈性彎曲振動，研究出一種可以減輕或消除彎曲振動新技術；在自同步振動機上實現振動同步傳動和在大型振動篩上采用控制方法實現同向回轉控制同步的新技術等。

　　（6）提出了新方法。提出了以功能優化設計、動態優化設計、智能優化設計、可視優化設計及特殊性能優化設計為核心內容的“1+3+X”的綜合設計方法，同時提出了以非線性動力學為基礎的深層次動態設計方法。

　　（7）研制了新機器。研究成功如慣性共振概率新篩機、激振器偏轉式大型冷礦振動篩、平衡加隔振的大長度振動輸送機、自同步振動放礦機、雙激振器自同步振動破碎機、750噸振動沉拔樁機、新型振動壓路機、近共振工作的自同步振動離心脫水機等10余種新機器。

　　（8）創建了新學科。由于取得了前面的這些成果，再加上他國許多企業同學校之間建立了良好的產、學、研的協作關系，處理好知識產權與技術壟斷之間的關系，從而使他國對“振動利用工程”新學科的研究達到國際領先水平。

　　在這一方面撰寫并出版了中英文著作和論文集10余種。

　　聞邦椿作為從事機械產品設計的教學和科研工作的專家，其研究方向之一是振動學和機械工程學相結合的一門新學科“振動利用工程”，另一方面，還從事有害振動控制方面的研究工作。振動正是力學研究的一個分支，他在網上博得“力學教育家”的美名，這是與他在振動領域取得豐碩的創新研究成果密不可分的。

　　（1）創建了“振動利用工程”新學科，奠定了該學科的理論基礎，并將研究成果廣泛應用于工程中，取得重大的經濟效益和社會效益。在這一領域曾撰寫了10多部專著，使他對這一學科的研究達到國際領先水平。

　　（2）對同步理論進行了深入研究，將振動同步擴展為控制同步、復合同步、廣義同步，還提出了振動同步傳動的新概念，發展了振動同步傳動的理論及其應用，并撰寫和出版了中英文專著。這方面的研究在國際上也處于領先地位。

　　（3）對故障旋轉機械的非線性動力學問題進行了深入的研究，闡明了故障發生和發展的慢變和突變過程及其特點，對其理論進行了分析研究，提出了分段慢變和雙參數慢變的理論，還最先提出了灰色診斷的理論，并提出用兩次啟動進行動平衡的理論和技術，撰寫了兩部專著。

　　（4）將非線性振動理論應用于工程實際，應用于有用振動的利用和有害振動的控制，寫出了國際上第一本內容豐富的《工程非線性振動》專門著作。

　　此外，在教材的編寫工作中，主編了大學本科生的振動教材《機械振動學》及研究生的機械振動教材《機械振動理論與應用》，在國內產生了重要的影響。

　　在振動利用和控制領域，共寫出16部中英文專著，其中有兩種著作榮獲全國優秀科技圖書獎，還分別獲得了兩個著名出版社的“著名作者獎”和“最具影響力的作者獎”。

聞邦椿撰寫的有關振動利用與控制方面的著作

 

3 提出產品新的設計方法和編纂行業經典《機械設計手冊》

　　聞邦椿在本專業的主攻方向，即在機械設計及理論的研究中傾注了大量的精力和心血，在產品設計理論和方法方面取得了8個方面的創新成果。

　　（1）對國內外70多種設計理論和方法進行分類。100多年來，為了提高產品的設計質量，國內外的科學技術工作者提出了70多種設計理論和方法，但一直沒有人對這么多的方法進行分類，2003年在“機械工程學報”創刊50周年時他所發表的論文中將設計理論和方法分為7大類。

　　（2）提出了和諧設計的新概念并闡明其內涵。和諧設計是在綠色設計的基礎上發展起來的，綠色設計講的是人和自然之間的關系。將綠色設計擴展為和諧設計是時代發展的需要，要將環境保護擴展到社會領域。

　　（3）擴展了動態優化設計的內涵。傳統的動態優化設計法是以線性動力學理論為基礎的動態優化設計。過去撰寫的動態優化設計有關書籍一般所研究的是如何消除振動，而他將動態優化設計擴展到如何更好地利用振動，在國際上創建了“振動利用工程”新學科，擴展了動態優化設計的內涵。

　　（4）提出了深層次動態設計的概念并闡明了其含義。對于那些工作在非線性動力學條件下的機械，若采用線性動力學理論來處理設計問題，不僅會有較大的誤差，甚至會發生質的錯誤，因此，設計時應該考慮其時變特性、強非線性特性、不確定性、高維與強耦合特性、多參數或多變量的特性等。

　　（5）提出了以動態優化、智能化和可視化為核心內容的三化設計法或三優設計法。

　　對于機器功能已經確定的設備，如航空發動機、汽輪機等，對這些機器只要對其性能進行優化設計即可，為此提出了針對3方面性能優化的三化設計法，即針對結構性能、使用性能、制造性能進行優化設計即可。

　　（6）研究并提出了基于系統工程的產品綜合設計法。基于系統工程的綜合設計有以下4個階段：調研階段(3I調研)、設計規劃階段(7D規劃)、系統化設計實施階段(1+3+X系統化設計：包括功能設計和性能設計)和設計質量檢驗評估階段(5A檢驗)等。在目前的產品設計中假如不綜合運用科技工作者提出的各種設計方法，要想達到良好的設計質量是不可能的。

　　（7）闡明了頂層設計的概念和內涵。7D規劃包括設計目標(DO)、設計思想或設計理念(DI)、設計環境(DE)、設計過程(DP)、設計內容(DC)、設計方法(DM)和設計質量檢驗(DA)，即稱為7D規劃，也稱為頂層設計，為此，他專門撰寫了頂層設計的專著。

　　（8） 提出了科學發展觀作指導的系統化設計的概念及其設計理論和方法。它涵蓋了4個理想的設計階段：調研和選題、對任務剖析和規劃、科學實施、質量的檢驗和評估；科學實施階段，即用1+3+X的綜合設計法中的5優設計：功能、結構性能、使用性能、制造性能、特殊性能的優化設計。

　　為助力中國制造2025，聞邦椿還組織該領域的全國科技力量編撰了1、2、6、7卷行業經典《機械設計手冊》，為我國幾萬家裝備制造企業提供了參考, 為助力“中國制造2025”做出了貢獻。其中《機械設計手冊》(第5版)曾于2013年獲中國機械工業科學技術一等獎，2014年獲中國政府出版獎的提名獎。上述這些創造性成果的取得使聞邦椿在機械設計與理論領域確立了領地位，獨樹一幟，影響頗大。

撰寫的20部產品設計理論與方法著作

4 總結了面向人民大眾的方法論

　　聞邦椿并不是從事哲學研究的學者，但在治學過程中一貫強調文理滲透，尤其注重科學方法論的總結和應用。在創新思維、創新原理和方法的指導下，總結出了邏輯縝密、涉及面廣、實用性強、完全新穎的科學方法論體系和規則，還撰寫了40部科學方法論的著作，為各類人群掌握和運用好科學方法論的體系和規則做出積極貢獻。

　　聞邦椿總結出的科學方法論體系和規則的特點是，該體系和規則是基于這樣一種新的思想；任何人做事首先應該考慮的是：為什么，即Why？；內涵是什么，即What？；如何做，即How？這就是做事的3大核心要素，假如離開這三要素去談成功和高效，這無異于空談；接著，就應該考慮影響正確及高效做事的主觀、客觀及動態因素，使其發揮積極作用；再者，所有工作都應該在科學哲學思想指導下來完成，這就是方法論科學的和完整的體系：3←4321。

　　聞邦椿從科學方法論的體系中歸納出以下的四方面的內容和12+1對規則。

　　做事的3個核心要素：

　　（1）目的和要求。正確及高效做事要有明確目的，要有良好質量、較低成本、較短時間等。

　　（2）任務和態度。有了明確的目標，就要通過切實的內容予以實現，任務是實現目標的基礎。

　　（3）步驟和方法。采用合理的步驟和運用先進的科學的方法可以使所做的事有效地完成。

　　做事的4項主觀潛能：

　　（1）思想和品德。要確立正確的指導思想、良好的品德、正確的學風和作風及良好的生活習慣。 

　　（2） 知識和能力。做任何事情要有所需的基本知識和技術，還要具備各方面的能力。

　　（3）健康和生命。做任何工作都要有健康的身體，還要重視安全，只有生命健康的存在，才能完成任務。

　　（4）毅力和戰術。要有堅韌的毅力，要有百折不撓的奮斗精神，同時還要采取合理的戰略戰術。

　　做事的3個客觀因素：

　　（1）機遇和挑戰。做事要重視機遇，沒有合適的時機，很難取得成功，要緊抓機遇，接受機遇的挑戰。

　　（2）環境和協調。對各種環境既要加以保護，還要充分利用環境。

　　（3）條件和利用。工作的外部條件十分重要，相關的人、財、物等都應該加以有效的利用。

　　做事的2個動態因素：

　　（1）學習和運用。工作過程中要不斷地學習新知識、新技術，并將所學知識和技術應用到實際工作中。

　　（2）檢查總結和提高。要經常進行檢查，及時發現問題和解決問題，要定期總結經驗和教訓。

　　做事的1個關鍵因素：正確指導思想。

　　所有工作都要在科學哲學思想指導下完成，即要“以人為本”、要重視全面性和系統性、實踐性和科學性、繼承性和創新性、協調性和穩定性、可持續性和長期性，要做好“創新、協調、綠色、開放、共享”。

　　以上所提出的科學方法論的體系和規則是聞邦椿對自己幾十年的教學和科研工作實踐的總結和歸納，獨具特色，自成一家，具有高度的完整性與科學性。

　　書籍是人類進步的階梯，書籍是人生奮斗的燈塔，書箱是撫慰心靈的雞湯。以上三句話對聞邦椿以很大的啟迪，所以他要堅持寫書。

　　截至目前，聞邦椿已撰寫和編纂出102本著作、教材、論文集和手冊，其中85本書是以第一作者身份撰寫的。撰寫這么多的著作無疑需要花費大量的時間和精力，這就需要在繁忙的工作之余，爭分奪秒地搶時間，在一般人不可思議中著書立說，以饗后人。

　　在這102本著作中，包括傳記和鄉土文化類10本，機械產品設計及機械設計手冊類共20本，振動和動力學類30本，面向人民大眾做人做事方法論論類40本，其他方面的著作2本，這一結果應該是目前全國和全世界理工科學者寫書的最高紀錄。

　　最近，聞邦椿提出了智慧人和智慧集體的新概念，撰寫了《智慧人》《智慧集體和智慧個人》 《如何創建一所智慧學校》 《如何創建一個智慧企業》等有關著作，強調人與物要同步發展。這些著作對于促進全社會向智能化方向發展會產生積極的影響。

 

5 結 語

　　值得深思的是，聞邦椿70歲以后所完成的工作竟超過70歲以前的1倍以上。他所做的大量工作是在達到退休年齡后所完成的，這是聞邦椿對社會額外的貢獻，可以這樣說，他一生所創造的價值是他應該創造的價值的3倍。總結起來應歸因于健康的身體和在創新思維指導下對總結出的全局形態應用型科學方法論的有效應用，只有在保持身體健康的前提下，堅持在科學哲學思想指導下運用方法論進行學習、工作和生活，才能在實現中華民族偉大復興中國夢的歷史征程中最大程度的實現自我價值，譜寫出無愧于這個偉大時代的壯麗篇章。

　　多個媒體都曾報道：“聞邦椿院士不僅是一位聞名遐邇的工程科學家、一位桃李滿園的教育家，更是一位充滿智慧的思想家。任爾風云變幻，謀的是國家發展、社會進步；始終不忘初心，想的是傳承變革與創新。年屆九旬，誨人不倦；創新路上，且行且歌。”

(責任編輯：休魚）