机汽丨一心向学 无愧时代——访2017年华南理工大学优秀博士学位论文作者何国林及导师丁康

发布时间:2018-06-13 22:14












一心向学 

   无愧时代



2018年4月,2017年华南理工大学优秀博士学位论文评选结果出炉,我院2012级博士研究生何国林的毕业论文《复合齿轮传动系统振动响应调制机理及稀疏分离方法研究》成功获评。

何国林,硕士、博士均毕业于华南理工大学,2016年至今在华南理工大学机械与汽车工程学院做师资博士后,研究方向为车辆性能检测及故障诊断技术。2014年至今,何国林已发表SCI论文8篇,EI论文5篇,授权发明专利2件,总被引用量达150多篇次。

丁康教授,现任中国振动工程学会故障诊断专业委员会副理事长,广州市汽车协会常务理事,振动工程学报和振动与冲击杂志编委。长期从事信号处理和齿轮箱故障诊断的研究工作,培养硕士、博士生60多名;主持或参加国家自然科学基金项目、国家“七五”、“八五”和“火炬计划”等纵横向科研课题数十项。

何国林与他的导师丁康


下面让我们一起走进何国林的科研世界。


Q

您的毕业论文获评优秀博士学位论文,可否介绍一下您这篇论文的研究方向、意义和创新点?在撰写这篇论文的过程中有没有一些有趣的或值得一提的事情?

何国林

我的研究方向是机械系统故障诊断,属于NVH方面的研究范畴,重点在复杂齿轮传动系统动力学分析、振动特征提取和信号处理方法,研究对象包括风电主传动系统、汽车变速器等,研究成果可推广应用到其他包含齿轮传动机构的重大装备中。机械系统的故障诊断技术一般有两大类,分为正向研究和反向研究。正向研究主要是通过动力学分析解释振动特征信号的形成机制及其变化规律;反向研究则是利用信号处理方法提取故障特征,推断故障类型;两个方向的研究相辅相成,相互促进。目前大部分学者都集中在反向研究,即信号处理方法的研究。

我的导师丁康教授长期从事齿轮系统的故障诊断方法研究,在定轴齿轮传动系统方面具有丰富的理论研究成果和工程实践经验。在2010年我进校的前几年已经在风电场采集过风电主传动系统的行星齿轮机构的振动信号,但发现它的振动特征完全不同于定轴轮系,频率成分要复杂得多,并且相关的机理研究也很少;如果用传统的定轴轮系的诊断方法很容易导致误诊。在对行星轮系振动机理掌握不清楚,再加上期间有其他的课题方向要展开,对风电主传动行星轮系的研究就搁浅了好几年。我选择这个研究方向也算是机缘巧合。一是在2010年左右国内风场的风电机组开始进入机械故障高发期,课题组重新重视相关的研究内容;二是我的硕士专业(机械电子工程)限定我必须选择跟机械电子相关的方向作为毕业课题,而当时跟我同届的同门都是车辆工程专业;三是我在本科期间跟着其他老师做了一些风电主传动系统动力学相关的工作,因此,顺理成章地我就选择了这个方向。

整个论文的创新点在于解决了三个问题。第一是从正向的动力学研究出发,构建了行星轮系的振动模型,得出了行星轮系振动信号不同于定轴轮系的机理及其振动特征的变化规律,这对于指导轮系正确诊断具有重要的理论意义;第二是从反向的信号处理方法研究出发,借鉴图像和语音信号处理领域的稀疏表示理论来提取机械振动信号中的故障特征,并在字典构造和系数求解方面都进行了优化,使得该理论更适用于机械故障诊断;第三是考虑到实际工况中机械系统的变速变载荷工况,利用离散频谱校正技术中的能量重心法提出了一种非平稳振动信号故障特征提取方法。整篇论文从“故障机理”到“特征提取方法”再到“故障诊断技术”,形成了比较完整的体系,既具有理论研究意义,又具有工程应用价值。

采访现场


Q

您们认为对一篇优秀科研论文的产生,最重要的因素是什么?

丁康

主要包括两个方面,一个是认可度,也就是你的研究成果一定要得到同行的认可,不能光自己想当然。比如何老师的基于频谱校正技术的风电行星齿轮箱振动信号阶次跟踪分析方法、基于相关滤波和分段匹配追踪的齿轮箱振动信号稀疏分解方法,2016年分别发表在SCI、JCR一区TOP期刊里,他的引用率就非常高。还有一篇2016年发表的关于轴承故障诊断的文章,差一篇引用就能成为当年度的高被引论文,这对于纯机械学科来说是很难得的。从这个论文引用情况可以看出何老师所做的研究成果是得到了同行肯定的。另一方面就是不管写文章还是做研究,都要考虑其工程价值,即能不能很好地应用在实际生产中。学术和工程价值两方面都做好的话,就可以说明这篇论文是优秀的。

何国林

正如丁老师说的,同行评议很关键,代表了这个论文的质量水平,关系到是否能够引起其他学者的跟踪研究。如果你要发表高水平的文章,想让自己的研究成果有被借鉴的价值,那么选择近几年或当期的热点方向、或者结合当下工程上的一些瓶颈问题来开展研究,并能解决部分问题,展示相应的研究成果,必然能够引起其他学者的关注,同时更能激发自己持续深入研究的动力。


Q

您在科研生涯里,有没有遇到什么困难?有什么经验分享?

何国林

做科研还是比较艰辛的,尤其是当你前期做了很多工作却迟迟不见文章发表的时候,人就会容易变得急躁和迷惘。我直到博士四年级的时候,都还没有文章发表出来,那时候我开始担心自己是否能毕业的问题了。这个时候就要多跟导师交流和沟通,导师的经验丰富,他的建议非常重要。当时丁老师就让我不要着急,前期把基础打好,成果肯定就会有。后来当我博士第四年下半年的时候,才开始真正地在之前积累的基础上逐渐发表研究成果。刚开始写的是中文期刊,投稿也不太顺利,反复被拒,多亏丁老师逐字逐句地修改,才慢慢掌握技巧。第一次投英文文章的时候,也是在课题组李巍华老师和林慧斌老师的帮助下,由差到好,不断学习,再到现在可以独立完成并且指导师弟师妹写作,经历了一个比较艰难的过程。总体来讲,在自己的第一篇文章被录用后,其他的投稿成功率也逐渐增加,以至于之后投送的文章几乎都会被录用,总之也算是个厚积薄发的过程。

丁康

这里我补充三点。首先,要“坐得住”。我们课题组之前主要是研究定轴齿轮传动系统的,相关技术研究了十几年也很成熟了。所以何老师当时过来让他研究我们搁置几年的行星齿轮,相当于是在我们团队开辟了新方向。搞新方向,没有基础,就肯定要有一个积累的过程。何老师后期能够发表那么多好文章,都要归功于他前期踏踏实实地积累、打基础。虽然前期工作非常辛苦,非常累,但是能够在前期好几年不急不躁,慢慢积累,后期成果自然就出来了。所以不管你是搞理论研究还是搞实验仿真,“坐得住”这点对于任何一个博士来讲都是很重要的。没有踏踏实实的做,就没有好的成果,所以第一个要“坐得住”。

丁康

第二点,要多交流。比如在我们行业每两年的年会,何老师在学生时期每届都去参加。参加这些会议有一个很大的好处,就是交流。通过在这些会议上作报告,可以让更多的人了解、评价和关注你做的东西,听听人家的意见,看看有没有可改进的地方;与此同时,你也可以吸收别人优秀的做法为自己所用。我是很提倡大家一起交流去发现问题的,比如我们课题组,四个老师和三四十个硕士博士生组成的一个团队,一到两周我们会做一个大组内的交流,学生按期汇报自己的课题研究进展,大家一起讨论出谋划策;平常每个老师也会开自己的一些小组交流会。

参加学术会议及答辩


丁康

最后一点,写的时候要认真,认真到逐句逐字去扣细节,去扣逻辑,甚至标点符号。认真去扣细节直接关系到你文章的好坏。何老师现在比我还细,很多我认为可以的,他认为还不够。目前他的师弟师妹让他修改论文,经常说何老师比我要严格得多。

这三点,都是何老师身上的闪光点,也因此他才能慢慢克服前面遇到的困难,为自己、也为这个课题打下坚实的基础,现在接着做这个方向研究的学生就比何老师当年要轻松许多。何老师当年的成果发表的比较晚,一些奖励都赶不上申请。接着他后续研究的学生就有拿到国奖和优秀博士论文创新基金的。


Q

听到您之前的分享,感觉科研工作充满着艰辛,有没有什么开心的事情可以跟我们分享? 

何国林

总体而言我的博士时光还是很快乐的,相比工作之后,读博时的目标更明确,就是为了毕业。有了这个简单明确的目标后,剩下的就是集中精力,全力以赴去实现这个目标。相对而言,生活很充实,也很快乐。

虽然有时自己忙于实验、仿真、出差、写程序等,会比较累,但每次辛苦之后,自己能学到很多的东西,会感觉朝着目标更近了一步,这就是一种所谓的充实快乐。比如每次和丁老师去出差测试,会和不同行业的人交流,每次交流都会有收获,对完善自己的知识体系又有莫大的帮助。因为工程上很多问题,课本上没有,实验环境中也没有,很多问题比较棘手,需要现场处理。在工业现场能学到的知识和技能也是我前期基础积累的一部分。

在工程现场研究与实践


何国林

与他人交流,思想的碰撞也是很让人愉悦的。很幸运,在我读博士期间前后能遇到两位师兄,他俩都是工作之后才回来读博士的,具有很丰富的工程经验,思维很发散,条条框框的限制也比较少。思考问题很多时候都考虑到工程应用,这就避免了让我们的研究过于理论、难以“落地”。我们住在同一个楼栋,经常探讨学术问题到深夜,往往会迸发出很多新点子。有一段时间,我会失眠,不是因为找不到思路变得迷茫,而是因为可尝试的思路太多大脑过于兴奋。另外,两位师兄年长我不少,除了学术交流之外,他们也会跟我分享生活经验,让我收获不少。


Q

在阅读文献方面您有哪些心得体会,怎样高效的吸收文献内容?

丁康

文献要多看、细看,要对自己课题相关的国外高水平期刊进行细致的研读。不能只读文章表面意义,一定要把它的前因后果和逻辑关系搞清楚,弄懂他为什么要这样做,一边看、一边思考、一边借鉴,这样才会有更好的效果。

何国林

就如丁老师所讲,应该大量细致地去看前人的资料,如果我当初不认真的研读这些资料,后期也不可能在他们的基础上发文章。在研究文献的过程中是比较枯燥的,因为这个时候你还不确定自己的方向是否正确,海量的文献中到底哪些文献对自己是真正有用的,但这些努力不会白费,特别是当你调程序调到后半夜两三点钟,结果终于对了,就会有一种欣喜若狂的感觉。这种新发现、新东西还会不断地增强你的信心,让你相信面包会有的,论文也会有的。


Q

请介绍一下您的导师,他在您的科研工作中扮演着什么样的角色,有没有让您记忆深刻的事?

何国林

丁老师在行业中是很有名望的,他为人很谦虚、很幽默,对待任何人都彬彬有礼,每次丁老师出去测试或参加学术交流活动,他都会很真诚地跟人交流,这种为人处世谦恭和顺的态度深深影响着我。丁老师可以说是一个好老师的榜样,所谓桃李满天下,就是像丁老师这样。在学校跟学生是师生关系,学生毕业后跟学生是朋友关系。从我们实验室毕业的师兄师姐,只要来到广州出差,基本都会来看望丁老师。当然,丁老师最开心的也是看到自己的学生能回来跟他分享工作和生活。

丁老师对我的帮助非常大,说是恩师,毫不为过。在课题研究方面,我个人的努力和丁老师的指导至少可以对半分,他也给我充分的自由,让我可以做我想做的事情。至今已经跟丁老师相处了八年,他的言行举止和待人处世之道也是潜移默化地影响着我。我记得在毕业答辩谢师宴上,我就说过丁老师是我从事教师行业的一个目标。如果等到我到他这个年龄,能在教书育人和学术研究上取得他这样的成绩,那我就算成功了。

课题组合影


Q

科研之余您有什么兴趣爱好?您是如何合理分配自己的读书和工作时间?

何国林

我比较喜欢体育和户外运动,像打篮球、游泳、爬山和徒步之类。以前到了周末我会找朋友出去爬山和徒步,调节一下生活。现在一直在坚持的就是游泳了,从四月游到十二月,只要没出差,基本上每天都去。个人感觉把自己喜欢的某一项体育运动一直坚持下去,养成一个良好的习惯,不仅是锻炼身体,还能培养毅力。毕竟健康是做科研的本钱,也需要持之以恒的毅力。有时候单调的科研生活,辅以体育运动,可以放松大脑,一些当时想不通的问题,也许运动后会有一些新的灵感。

参加户外活动


何国林

读博士的时候,大部分的时间我都在实验室,基本上早来晚归;每年暑假都会出差参加学术会议,寒假忙着国家基金申报,忙到年底,回家呆几天过年,感觉一年也没有几天假。目前我的大部分时间也是在实验室,毕竟现在是做科研的最佳年龄阶段,如果错过了,以后想更进一步会更难。


Q

请给准备进行或正在进行科研工作的研究生们一些建议。

何国林

首先,要“坐得住”,这也是我们团队李巍华教授一直提倡的,用他的话说就是:“做研究,做研究,首要得要坐得住”;第二是多看文献,看文献要有一定的技巧,要带着怀疑的态度去看,去怀疑他的假设是否成立,或者看能不能在之前的假设上提出自己的改进意见并加以升华,这是创新的一个很好的突破点。当然,不能只看不做,还需要总结对自己科研有用的文献,并且尽量去实现文献中的方法,这一步对加深理解非常有用;第三是要主动跟导师交流,因为导师是一对多,平时的工作已经很忙,无法针对某个学生时时跟进,而学生是一对一,所以作为学生一定要主动去找老师,带着自己的思考和问题去与老师探讨,并且要及时反馈,比如老师对你的论文提出的修改意见,如果你能当天反馈,那就不要拖到第二天。通过积极的交流和反馈,做研究就会事半功倍。此外,如果你在某一个方向深入研究了很久,那么一定要树立自己的见解和信心,导师可能只是掌握主体方向,具体的研究细节也许你知道的更多,要学会表达与沟通。

丁康

我建议博士生都应该尝试写一写国家基金申报书,这是一种很好的锻炼,通过写国家基金,会让学生的研究、思考和写作水平得到迅速提高。

何国林与他担任班主任的班级合影



 

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图文转自SCUT机汽大家庭

来源 | 采访 / 张银涛;摄影 / 张舜宇

    文稿 / 张银涛

编辑 | 徐铭遥;裴云梦


华工机汽之家

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