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【在成电 创未来】刘宇:做“可靠”科研, 当“可靠”老师
文:学生记者团 王旭 程徐宇 官瑞翎 来源:新闻中心 时间:2023-10-24 15665

  科研工作贵在持之以恒,十年磨一剑是成功的重要法宝。这是机械与电气工程学院刘宇教授常常提起的话。成电二十三载,他从本科走到博士、从讲师走到教授、从科研的门外汉走向可靠性领域的世界学术舞台,靠的是热爱、勤奋、坚持。

  “国际工业与系统工程师学会(IISE) QCRE Teaching Award获得者”、“国家优秀青年科学基金获得者”、“Elsevier中国高被引学者“、“四川省青年科技奖获得者”、“中国运筹学会青年科技奖获得者”……,在这些闪闪发光的荣誉背后,刘宇既是科研道路上孜孜不倦的探路者,也是成电学生求知道路上屹立不倒的引路人。

结缘成电:做学校发展道路上的参与者和见证人

  2000年是我国进入二十一世纪后电子信息产业迅猛发展的一年。在高考前夕,刘宇毅然填报了成电,高考后顺利成为了一名成电人。在成电的第一个十年,他完成了本、硕、博三个阶段的学习。

  学科交叉复合,是刘宇求学路上的关键词。在本科阶段除了完成本专业学习,他还选择了生物医学工程双学士学位。刘宇说道:“学科的交叉往往能够碰撞出火花,点亮科研道路上的灯火”。多学科的知识背景也为刘宇今后的科研道路奠定了坚实的基础。

  刘宇总是不满足于在舒适圈原地踏步,而更倾向于向未知领域大胆尝试和探索。研究生期间,刘宇从事机器视觉方面的研究,很快他确定了自己想做一名大学教师的目标。在研二期间,他申请了硕博连读。

  “当初遇见黄洪钟老师,既是一个偶然机会,也是生命中的一个重要选择”。初入科研的刘宇对可靠性领域并不了解,但在看到黄洪钟教授的简介后,心生敬仰,决心跟随他一起在这个领域上“开疆扩土”。带着“机会是靠自己争取来的”想法,刘宇向彼时正在美国高访的黄洪钟教授发送了一封邮件,表达了自己的理想与意愿。很快,他收到黄老师的回信,也被黄老师的平易近人所打动。他如愿加入了团队进行博士阶段的学习。

  从2006年开始接触可靠性,在之后的十余年,刘宇从可靠性的“门外汉”到如今担任可靠性领域国际顶级期刊IEEE Transactions on Reliability的Associate Editor,他一路走来依靠的不仅是持之以恒的钻研,更离不开黄老师的悉心教导和帮助。

  从机器视觉到可靠性,转变研究领域并不是一件容易的事,刘宇坦言:“在最初学习的一年左右的时间,我都是找不到北的”。但是,黄老师总是耐心指导和把握研究方向,刘宇通过大量的文献阅读和思考,渐入佳境。在跟随恩师潜心科研一段时间后,刘宇发表了他的第一篇国际期刊论文。

  刘宇在自己博士论文致谢中,用“杰出的学者、尽职的师者、值得尊重和敬仰的长者”来描述导师黄洪钟教授在自己心中的形象。时至今日,再谈起导师时,刘宇也是心怀无尽的感激之情,“我很感谢学校一直以来给我的帮助,也是电子科大这个平台让我认识了恩师。”

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 刘宇获上银优秀机械博士论文奖(左:导师黄洪钟教授)     刘宇在2011届博士学位授位典礼上

  2008年,在学校的支持和黄洪钟的大力帮助下,刘宇作为联合培养博士前往美国西北大学开展为期两年的学习和研究,师从美国工程院院士陈卫教授。陈老师在学术上的严谨和精益求精让他至今难忘、受益终身。“当时我在美国撰写的第一篇论文被导师逐字逐句的推敲,前前后后修改了十余遍,感觉都快崩溃了。”论文一次次被打磨的过程,也是刘宇学术能力不断提升的过程。

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刘宇在美国西北大学参加学术交流

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刘宇在美国参加AIAA学术会议

  一入成电门,一生成电人。刘宇时刻铭记着母校在他求学道路上给予的帮助,在他海外求学归来后,他毅然选择了留校。

 潜心科研:做面向国家需求和引领学科前沿的科研

  小到电子产品,大到主战飞机,它们的身后都蕴藏着刘宇长期研究的共性科学问题—“复杂系统可靠性”。刘宇说道:“机器或设备就像人的身体,健康地运行需要有效的管理机制,有时也免不了‘生病’,可靠性研究的本质就是像医生治疗病患一样,与机器的‘疾病’作斗争,科学的可靠性设计和维护计划可以化险为夷,以保障系统运行的安全性和经济性”。

  随着社会进步和科技腾飞,现代工业系统正向着功能综合化、设备集群化方向发展。系统变得越来越复杂,人们对机器的使用寿命要求也越来越高,要使复杂系统维持正常的运转,减少故障的发生,就需要对其可靠性进行科学的分析。

  目前,刘宇带领其团队围绕国家重要装备研制、运行和维护三个阶段面临的“信息不精确”、“数据多来源”、“运维高成本”的可靠性共性问题,提出了研制阶段信息不精确的可靠性分析与评估方法,针对服役阶段多源数据问题提出了多层次数据融合的装备可靠性动态评估方法,发展了维护阶段资源有限下的装备维护决策新方法,从而实现装备研制阶段薄弱环节准确辨别、运行阶段失效精准预知以及维护阶段的运维成本控制。其研究成果发表在本领域国际著名期刊并在Springer出版英文专著。

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刘宇受邀作国际学术会议大会报告

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刘宇受邀作国内学术会议邀请报告

  谈起可靠性的未来,刘宇坚信:“可靠性必将大有可为!” 虽然目前国内自主研发的装备可靠性水平还落后于发达国家,但刘宇始终看好中国可靠性领域的发展前景,并深耕于此矢志不渝地奋斗。“在党的二十大报告中也提到了建设质量强国的目标,可靠性也包含在内,我的科研工作就是不断面向国家需求提高我国可靠性科研水平,让我们的国家能够快速追赶上发达国家的步伐,这也是我科研的初心。”

热爱教学:做因材施教和兴趣引领的好老师

  作为教师,刘宇认为“热爱教学和热爱科研是并行的”,主张“以科研反哺教学”,在教学过程中融汇科研的严谨精神,在课堂中激发学生的科研兴趣。

  目前,刘宇是电子科技大学工业工程国家级一流本科专业建设点负责人,开设了本科课程“可靠性工程”和“随机过程及应用”。其中,“可靠性工程”获国际工业与系统工程师学会(IISE) QCRE Teaching Award、入选四川省一流本科课程和学校首批探究式小班课程;“随机过程及应用”入选学校首批教学方法与考核方式改革示范课。

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刘宇获IISE QCRE Teaching Award

  “想要教好学生,最重要的是唤起学生的好奇”。在给大二的学生上“随机过程及应用”时,刘宇并不是单纯讲授数学知识,而是结合工程背景,从同学们能够接受的工程问题和生活问题进行引入。“刘老师会举我们身边能感触到的一些随机过程现象,然后结合课程内容给我们解释它在真实的世界中是怎样的存在形式,让我觉得很生动很透彻”。2011级本科生、2018级博士生夏侯唐凡如今回忆起大学课程,仍然对这门课印象深刻。

  同时,刘宇在课程当中增设了实践和探讨的环节。“中午时不同食堂的学生人数是怎么样分布的?”“小炒的上菜时间是可以确定的吗?”这些都需要同学们实地统计收集数据,然后处理数据、制作表格、建立模型等。“让同学们真正对随机过程这门课有更深刻的理解,是我对这门课进行课程改革的核心目的所在”。

  课程结束后,刘宇鼓励同学们在课程知识和案例基础上进一步拓展并参加学科竞赛。“锻炼学生团队精神、表达能力,提升学生自主学习和探究的内驱力,培养学生解决复杂问题的创新性思维和综合能力,也是课程教学的一个重要目标”,刘宇这样说到。自2019年起,刘宇作为工业工程学科竞赛总教练,带领同学们围绕食堂小炒排队拥挤、电机装配排产、医疗机器人路径规划、战机集群抢修、电网抗震韧性等主题,摘得清华IE亮剑全国工业工程应用案例大赛全国特等奖1项、一等奖1项和二等奖4项、中国工业工程与精益管理创新大赛全国二等奖2项、四川省大学生工业工程创新应用案例大赛一等奖8项(蝉联四年冠军),获得了同行一致好评,而同学们对本专业的认同感也得到了极大的提升。

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刘宇带队参加四川省学科竞赛决赛

  在“可靠性工程”这门专业核心课中,刘宇专门针对学生查阅文献能力、探究能力、创新能力、表达能力,基于实际项目和经典问题,设计了三个课程案例,而这些案例是刘宇多年来教学经验和科研积淀的结晶。他说:“不少同学在做案例的时候会去查阅资料,甚至还会专门去阅读可靠性领域的顶级期刊,这样一来,同学们自主探究也就是水到渠成的事了”。不少上这门课的同学在钻研课题时,由于“钻得深、做得好”,本科阶段就在国内外权威期刊发表论文。2014级本科生欧阳志远,从课程设计中得到启发,再经过自己的深入思考和查阅文献,最终在刘宇的指导下,以第一作者身份在可靠性领域著名国际期刊Reliability Engineering and System Safety上发表论文,提出了一种新的系统可靠性优化设计模型并采用了一种改进的粒子群算法对其进行求解。本科毕业后,他获香港大学工业与系统工程系全奖继续攻读博士学位。另外,刘宇也非常注重让学生了解工程实际,课程中他安排同学们到航天可靠性试验基地参观学习与可靠性工程师交流,丰富教学内容和形式,也鼓励学生励志投身国防建设。

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刘宇在课程教学中带领学生参观航天可靠性试验基地

  刘宇主讲的课程受到学生们的高度评价,他主讲的“随机过程及应用”和“可靠性工程”两门课程评教成绩一直都保持五星评价。每当学期结束时,看着同学们在教务系统中对他教学的感谢和称赞,让刘宇更加热爱这份伟大的事业。

立德树人:做学生综合素质提升的引路人

  关于如何培养学生,刘宇反复提到要提升学生的综合素养。“从高中进入大学,对于一个人的评价维度变得多元,为了培养出真正能独当一面的人才,德智体美劳一定要全面发展”。刘宇是这么说的,也是这么做的。他鼓励自己的学生去参加学生工作,锻炼自己的沟通与交往能力,刘宇指导的不少研究生担任了学校研究会主席和秘书长、学院研究生会主席和部长、学生党支部书记。

  “刘老师不像是老师,在我们看来,他更像是我们的一位大家长”。研究生三年级的吴沐宸很有感触。刘宇多次跟学生们强调,身体是革命的本钱。他希望体育锻炼的意识能如同生命中的常青树一般,在学生的人生中永久地向阳生长,碧绿长青。从学生的日常生活到休闲运动,总能看到刘宇和他的学生们的身影。和学生一起打羽毛球、游泳、玩狼人杀、玩桌游,通过共同的兴趣爱好促进了师生间的情感交流。

  尽管在私下里,刘宇和同学们“打成一片”,一说到科研,他立马会变得严肃和认真起来。“我常常说带学生要严格,严师才能出高徒”。在刘宇这里,论文错误百出是绝对不允许发生的事情。“我们本身就是搞可靠性研究的,要想产品稳妥可靠,细致严谨是基本,不然何谈‘工匠精神’”。不仅如此,刘宇还有更高的要求:无论是创新点,学科贡献,还是成果工程价值都必须达到一定的高度。为此,刘宇会严格把控每一篇论文的质量。夏侯唐凡说:“我第一篇论文就是被改了17遍,刘老师非常注重细节,这给未来我做学术也带来了很多启发。”

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刘宇与研究生和本科生面对面交流

  论文要可靠、研究要严谨,这些话不仅仅只是嘴上说说,刘宇身体力行地一直在做。挑选合适的创新点,直截了当地让学生去做,这种看似更为“高效”的“结果导向”型指导并不被刘宇所选择。他更看重学生在科研探索过程中整体学术休养的提升。“每次和刘老师的交流都能够获得非常大的提升。他对我们学术的要求甚至是严苛的”。跟着刘宇从硕士一路读到博士的姜涛说。

  刘宇在学生培养方面一直受深受自己导师黄洪钟教授的影响和传承。“要批评学生做得不够的地方,但是要从学生个人成长的角度去批评、教诲,这样我觉得师生关系就会融洽”。刘宇笑着分析着自己和学生相处的诀窍。“宽严并济,二者并非泾渭分明。”桃李不言,下自成蹊。科研上对学生的严格指导、生活中对学生的关心爱护,也让刘宇多次获得“我最喜爱的老师”荣誉。

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刘宇与2023届毕业学生合影

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刘宇所在团队开展师生团建活动

  师者,所以传道受业解惑也。刘宇深耕于毕生热爱的科研领域,细作于授人以渔的教学事业,未来,他将继续传承成电人“求实求真、大气大为”的精神,以立德树人为初心,为人解学术研究之惑,受人以锻造本领才干之业,传人以奉献报国之道,勤勤恳恳地培育担当民族复兴大任的时代新人。 


编辑:罗莎  / 审核:罗莎  / 发布:陈伟

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