英国RCNDE模式对我国无损检测探究和人才培养启发

1、英国rcnde模式对我国无损检测探究和人才培养启发摘要：本文首先简要介绍了英国无损检测研究中 心(rcnde)的基本情况，然后对rcnde的科研及成员高校 等方面的情况进行了详细介绍，进而对rcnde模式进行了具 体分析并总结，最终阐述了该模式的突出特点及其对我国无 损检测领域的研究及人才培养的启示作用。关键词：无损检测；研究；高等院校；人才培养 中图分类号：g640文献标志码：a?摇文章编号： 1674-9324 (2013) 47-0139-02一、引言笔者于2005年至2011年之间在英国华威大学 (university of warwick)进行无损检测相关领域的学习 及研究工作，期间

2、广泛参与了英国无损检测研究中心(rcnde)所组织的多项校际及校企之间的交流活动，对英 国rcnde模式及英国高等院校无损检测领域研究及人才培养 模式及现状有较为深入的了解。本文将对rcnde组织下的英 国著名髙校无损检测相关领域的研究情况及教育模式进行 简要介绍，并从个人体会出发，浅谈该模式对我国无损检测 研究及人才培养的启发。二、rcnde 介绍1. rcnde基本情况。英国的无损检测研究中心(research centre of non-destructive evaluation,以下简称 rcnde) 是2003年在英国帝国理工大学(imperial college)及斯 特拉斯克莱

3、德大学(university of strathclyde)的倡导 之下建立的，rcnde在建立之初除了这两所大学以外，还有 布里斯托大学(university of bristol ),巴斯大学 (university of bath ), 诺丁 汉大学 (university of nottingham)及笔者当时所在的华威大学(university of warwick) lo目前(截至2013年)，rcnde的成员学校还 包括伦敦大学学院(university college london),伦敦南 岸大学(london south bank university)和纽卡斯尔大学 (u

4、niversity of newcastle),并且仍然在发展壮大中。各 成员高校的具体研究方向将在本文的第三部分进行介绍。 rcnde是由英国自然科学与工程研究委员会(以下简称 epsrc)资助设立的，其宗旨在于将最新的研究成果与工业 界的实际需求紧密结合起来，从而引领世界无损检测领域的 发展方向。因此除了上述英国著名高校以外，rcnde还包括 许多工业界的会员2,包括airbus, bae systems, bp, british energy, national nuclear laboratory, defence science and technology laboratoryds

5、tl , e. on engineering ltd, gkn, health &safety executive (hse), network rail, petrobras, rolls royce pic, rwe npower,serco, shell, tenaris等等。这些工业界的成员单位享有 诸多有利条件。2. rcnde的研究情况。rcnde的研究项目主要分为三大 类3,分别是：(1)长期的能够提高产业能力的新型无损 检测技术的“战略核心研究"(strategic core research)；(2)中短期的能够解决工业现存及将来可能存在的需求的 "

6、;目标研究"(targeted research)； (3)贴近产业实际及 需求的"技术解决方案"(technology solutions)o "战 略核心研究"项目主要来源于学术界和工业界成员广泛的 交流。工业界成员单位提出一些长期的研究需求，包括先进 检测技术，高级检测技术，早期检测技术，检测技术性能改 进，有挑战性的检测技术及无损检测技术的可靠性及实用性 验证。该类项目研究经费由epsrc和工业界共同资助，值得 一提的是工业界成员加入rcnde的会员费用有一部分也用于 该种类的资助。“目标研究”项目着眼于工业界成员单位的 中长期的检测需

7、求，同时也考虑rcnde的战略目标。项目资 助来源广泛(公共资金居多)，其中epsrc提供一半左右的 资金。英国国防部等其他英国政府部门也参与赞助。对于这 类项目，在对研究中心有益的前提下，rcnde也着力促成国 际间的合作，但是仅限于欧洲内部。笔者博士阶段从事的电 容成像无损检测研究即为一项“目标研究”项目。“技术解 决方案”类项目与工业界的联系更为紧密，旨在为无损检测 实际问题提供可靠的解决方案。这类项目包括技术可用性研 究，产品开发技术转让。如果成员单位有需求，rcnde会发 起科研项目以利用其经验及成果从而获取成功解决问题的 方法。如果无损检测需求与下游合作单位研发机构的需求契 合，r

8、cnde将发起工业合作项目，这些项目的配套资助可从 英国工业和贸易部（dti）或者欧盟获取。如果“技术解决 方案”类项目以技术探索为主，rcnde会协助将技术以产品 或者服务的方式转化为可用的解决方案，这将极大地扩展合 作的领域和范围（例如与设备及服务公司合作及成立附属科 技公司等）。三、rcnde高校成员情况1成员高校无损检测领域研究。清华大学李路明教授在 2005年访问英国后所撰写的英国高等院校无损检测技术研 究与人才培养情况简介一文4,对帝国理工学院，布里 斯托大学，华威大学及曼彻斯特大学的无损检测相关学科进 行了介绍，本文仅对其文章没有涉及的有关内容进行介绍， 重复的部分不再赘述。斯特

9、拉斯克莱德大学的无损检测相关 研究集中在隶属于电子电气工程学院的超声工程中心 （cue）,主要研究领域为：传感器阵列设计（稀疏二位阵列 排布、线性阵列等）；机器人无损检测技术；cmut设计及建 模；非接触式无损检测技术；无损检测传感器无线网络；智 能结构的超声检测；高温检测等。巴斯大学的无损检测研究 集中在其机械学院下的材料研究中心（mrl）,其主要方向有 2个，一个是由darryl almond教授领衔的热成像研究团队（研究对象以复合材料为主，手段包括超声/激光/电磁激发 的热成像），另一个是michele meo博士领衔的非线性超声 技术团队（面向金属及复合材料）。诺丁汉大学的无损检测相关

10、研究主要集中在应用超声实验室（applied ultrasonics lab,利用超声技术追踪微粒状物质的性态及 其动态变化，利用超声技术检测、定位及描述航空复合材料 的微孔缺陷）及应用光学实验室（applied optics lab,主 要是激光超声）。伦敦大学学院（ucl）无损检测相关研究主 要在其机械系下属的超声研究课题组进行（ultrasounics group,主要是医学超声方向）伦敦南岸大学的无损检测研 究主在其波动及场研究中心进行，主要研究领域包括搭载无 损检测传感器的墙壁爬行机器人，水下机器人，管道爬行机 器人的研发，以及用于核工业，石油化工，食品处理，能源 及航空工业的无损检

11、测技术开发。纽卡斯尔大学的无损检测研究主要由田贵云教授领衔， 其研究方向较为广泛，包括电磁传感器开发，电磁传感器阵 列及网络，电磁无损检测技术（涡流等），高级信号处理等。 目前该课题组所承担的主要课题包括：威胁识别与定位（反 恐领域），防腐层下缺陷的电磁识别方法，齿轮的电磁无损 检测方法，海洋风电设备的健康监测，涡流激励热成像，复 杂形状裂缝的磁照相技术等等。除了具体的无损检测新技术 研发以外，田教授长期致力于中英两国无损检测从业人员的 交流合作，承担了 epsrc赞助的中英无损检测交流项目，促 成多次人员互访及学术交流活动，为两国无损检测领域的交 流发展起到了极大的推进作用。对于笔者的母校华

12、威大学来 讲，除了李路明教授文中提到的电磁超声（emat）和空气耦 合超声（air-coupled ultrasound）,华威大学的科研人员 近年来还从事了包括电容成像，近红外成像等新型无损检测 技术的研发，并在三维打印技术在无损检测领域的应用做了 深入的探索。从以上的介绍可以看出，这几个大学的主要研 究领域在声学和电磁学，其中尤其值得关注的是这些大学都 非常重视基础研究，并以此为基础强调基础研究的应用背 景，基本上可以说是在应用引导下的基础研究。2成员高校无损检测领域人才培养。与我国部分高校本 科阶段开设无损检测专业不同5-7,上述英国学校在本科 教育方面没有专门的无损检测专业或方向，无损

13、检测研究及 人才培养主要集中在研究生阶段，其学科主要集中在机械工 程、材料、物理、电子科学等领域，这和无损检测自身的学 科背景也是一致的。值得一提的是，除了传统意义上自然科 学的哲学博士（p. h. d）的培养工作，rcnde成立了无损检测 领域“企业需求-高校研究”紧密结合的工程博士（engd） 培养中心（cdt）,目前在idc名下有多名博士生注册在帝国 理工，斯特拉斯克莱德大学，布里斯托大学，诺丁汉大学和 华威大学进行学习和研究工作。cdt所提供的engd学位教育 面向应届毕业生和已在工业界就业的工程师所开设（既包括 airbus, nnl, bae systems, bp, edf, e

14、-on, gkn, network rail, rwe npower, rolls-royce, serco, shell, qinetiq, doosan babcock及renishaw等大公司，也包括一部分无损 检测领域的小型企业）。engd这个以解决工程实际问题为目 标的学位教育模式要求学生在注册学校完成相关课程（可以 采用灵活选课、时间不限的方式）的前提下，结合工程界的 实际情况依托所在学校的研究经验和资源开展相应研究工 作，最终完成研究论文。对rcnde及成员高校来讲，这样的 模式对于了解工业界的需求，从工业界得到资助，把握研究 方向显得非常重要，实施几年来已经初步达到了预期的效

15、果。四、rcnde模式的启发首先是研究经费来源方面。rcnde模式下，英国高校虽 然注重工业界的资金来源（因为这体现了研究的实用价值）, 但其主要的研究经费还是来源于国家（epsrc或其他政府部 门），这体现了国家对无损检测这一行业的重视。而我国的 情况是，长期以来无损检测行业作为一个辅助行业，松散地 依附于主干行业中5,课题多为横向项目，来源于国家层 面的科研赞助（如国家自然科学基金nsfc等）相对较少，就近期年的情况看，虽然情况有所改善，但还有提高的空间。 研究的领域和性质方面。英国rcnde模式下，成员高校的无 损检测相关研究为产业实际应用引导下的基础研究，其研究 领域集中在超声和电磁方面，各个高校的研究领域与特色各 不相同。反观我国，很多单位的研究工作重复较多，这对于一个本来研究资源就不丰富的国家来说，不利于资源的优化配置，限制了研究水平的提高9。在合作交流方英国rcnde模式下，各个成员单位的研究人员会进行广泛的互访 及学术交流。比较典型的一个形式是rcnde每年组织年轻学 者（early stage research）学术交流年会，而我国无损检 测领域的科研人员及其他从业人员的相互交流相对较少12,应当加强相互之间的学术交流和国际间的交流，学习