文/王 艷

科研之路道阻且長。多年來，他潛心于創(chuàng)新設計研究，在砥礪前行中不斷探索。憑借熱愛與堅持，在科研與教學之路上留下了一個個踏實而勤勞的腳印。他就是濟南大學機械工程學院呂冰教授。

謹遵父命，注定與機械的結(jié)緣

中學時期的呂冰，愛好廣泛：喜歡繪畫、表演、詩歌、地理、籃球……尤其在繪畫方面，曾多次獲得地市繪畫一等獎，文化課成績也名列前茅。呂冰說：“父親是一名革命軍人，對我的要求比較嚴格。雖然兒時的夢想是成為一名畫家，但在父親‘學好數(shù)理化，走遍天下都不怕’的教誨下，最終報考了濟南大學機械制造工藝與設備專業(yè)。”畢業(yè)后，他作為助理工程師參與了濟南引黃保泉世紀工程——中德西門子自動給水設備系統(tǒng)的設計、安裝與調(diào)試工作。

干一行就要愛一行。工作積淀幾年后，呂冰深知拓展專業(yè)知識的重要性，他來到山東工業(yè)大學機電一體化工程本科專業(yè)進修學習，畢業(yè)后進入山東農(nóng)業(yè)機械科學研究院，成為一名工程師，從事農(nóng)業(yè)裝備設計研發(fā)、農(nóng)業(yè)裝備工程圖冊手繪、《山東農(nóng)機》雜志美術(shù)編輯等工作。在此期間，他先后參與設計研發(fā)沭河8 馬力手扶拖拉機、泗水農(nóng)用三輪車等產(chǎn)品，手繪編輯山東拖拉機廠ZL50 裝載機、山東蓬萊農(nóng)用車廠PL1608 系列農(nóng)用運輸車，參與策劃濟南明水激流牌系列產(chǎn)品、美飲豆奶等產(chǎn)品廣告，成為一名設計多面手。

1998 年，呂冰報考了山東大學機械設計及理論專業(yè)（工業(yè)設計方向）研究生。他說：“研究生學習期間，機械的嚴謹理性加上設計思維的激情感性，讓我找到了人生自由馳騁的感覺。”2000 年，研究生畢業(yè)后，呂冰作為人才引進來到濟南大學機械工程學院，成為一名高校教師，創(chuàng)建了濟南大學工業(yè)設計專業(yè)，并擔任工業(yè)設計系主任，開啟了工業(yè)設計教育的人生之旅。

深耕科研教育一線多年，呂冰主要從事農(nóng)業(yè)裝備、醫(yī)療器械、交通工具、兒童推車、節(jié)水裝備的創(chuàng)新設計，以及創(chuàng)新設計及創(chuàng)新方法理論研究，先后設計開發(fā)了我國第一代考勤機系列、急診消毒工作站、微栓濾器、血管吻合器、病理工作站、工程燃氣報警器系列、立銑加工機床、鋼球機防護系統(tǒng)、立式雕刻機、工程熱交換系統(tǒng)、西門子高層加壓泵站、雙人行無動力觀光車、多功能兒童推車、模塊化背負式作物收獲青貯裝備、自走式果園植保機器人、“外鑲內(nèi)嵌式水、肥、藥、氣一體化滲灌管”等一系列產(chǎn)品。

搭建金橋，促成高校行業(yè)接軌

走產(chǎn)學研合作之路，是高校科研成果落地開花的重要途徑。在呂冰看來，科研工作的目標要落地，要產(chǎn)生價值、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，就必須走產(chǎn)學研結(jié)合的道路。對此，作為中國農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新設計產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常務副秘書長，中國機械工程學會工業(yè)設計分會常務理事，呂冰發(fā)起成立了我國第二個創(chuàng)新設計行業(yè)聯(lián)盟——（中國）農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新設計產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

據(jù)了解，聯(lián)盟由100 多家全國頂級農(nóng)業(yè)裝備企業(yè)、科研院所和高等院校組成。聯(lián)盟以農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新設計開發(fā)為出發(fā)點、以農(nóng)業(yè)裝備制造業(yè)及相關(guān)創(chuàng)新設計企事業(yè)單位的設計需求為導向、以提升農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新設計能力為目標，強化農(nóng)業(yè)裝備行業(yè)的核心競爭力，整合了各農(nóng)業(yè)裝備企事業(yè)單位的資源，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)裝備領域產(chǎn)學研協(xié)作平臺的國家級優(yōu)勢資源共享。

此外，呂冰還發(fā)起成立濟大長江節(jié)水裝備技術(shù)研究院，并擔任院長。作為核心參與中國機械工程技術(shù)路線圖機械設計章工業(yè)設計節(jié)的編纂工作者，他擔任中國仿真技術(shù)大會創(chuàng)新設計專題論壇主席、中國創(chuàng)新設計大會新工科新文科融合助力設計教育變革專題論壇主持人，同時兼任國際數(shù)字創(chuàng)意研究院專家委員會委員、中國農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新設計產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常務副秘書長、中國機械工程學會工業(yè)設計分會常務理事、中國發(fā)明協(xié)會發(fā)明方法研究會理事、中國好設計評委、科技部創(chuàng)新方法骨干師資、濟南大學人工智能研究院智慧農(nóng)機團隊負責人。

近年來，依托學校資源，呂冰主持和作為骨干參與教育部產(chǎn)學研協(xié)同育人項目、科技部創(chuàng)新方法推廣項目、山東省自然科學基金、山東省農(nóng)機裝備研發(fā)創(chuàng)新計劃項目17 項，發(fā)表學術(shù)論文40 余篇，其中EI 收錄20 篇；獲得國家發(fā)明專利7 項，實用新型12 項；研發(fā)實際產(chǎn)品40 多款，并全部投入市場；同時入圍光華龍騰獎中國設計業(yè)杰出青年百強，個人作品獲得中國好設計創(chuàng)意大獎、中國仿真技術(shù)最佳案例獎、中國仿真技術(shù)大會優(yōu)秀報告獎、中國好設計年度貢獻獎、山東省機械工業(yè)科技進步一等獎等多項榮譽。

科技創(chuàng)新，助力農(nóng)業(yè)機械發(fā)展

在我國可耕種土地中，山地丘陵面積比例較大，農(nóng)村勞動力相對匱乏，農(nóng)民的人均收入偏低，每戶田地以小田塊為主，對于大型農(nóng)機的需求極低。山東省是農(nóng)業(yè)大省也是畜牧大省，青貯玉米等優(yōu)質(zhì)飼草資源十分豐富，但是每年有近1300 萬噸秸稈資源未充分利用，造成了秸稈浪費和環(huán)境污染。

呂冰說，在此背景下，研發(fā)適合當?shù)鼗厩闆r的中小型、模塊化、智能化、多功能的青貯裝備是我省青貯農(nóng)機研發(fā)發(fā)展必由之路。對此，他創(chuàng)新開展“模塊化背負式多功能青貯裝備技術(shù)開發(fā)”項目研究。該項目主要開展集切割、粉碎、打捆、包膜多功能于一體的模塊化智能青貯裝備開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)研究，基于多傳感器信息感知和融合技術(shù)，實現(xiàn)各功能模塊的自動組裝和拆解，屬于世界首創(chuàng)。該產(chǎn)品大大降低整機銷售成本、降低勞動強度、提高作業(yè)效率，滿足用戶多樣化的功能需求。本項目的實施不僅節(jié)省人工成本，提高生產(chǎn)效率，而且將有助于解決秸稈焚燒引起的環(huán)境污染問題。利用秸稈配合飼料養(yǎng)畜，通過動物的消化實現(xiàn)秸稈過腹還田，可促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)良性循環(huán)，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，對帶動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有顯著經(jīng)濟效益和良好社會生態(tài)效益。

此外，呂冰還創(chuàng)新開展了“基于水肥一體化系統(tǒng)的補償式滲滴灌方式及灌帶加工方法研究”項目研究工作。目前，地埋式滲灌管部分產(chǎn)品已在全國應用近3 萬畝。產(chǎn)品已在袁隆平院士水稻種植中做試用，產(chǎn)品出口到俄羅斯、毛里塔尼亞、智利等國家。

潛心躬耕，甘灑汗水育桃李

對于培養(yǎng)學生，呂冰有自己的見解。在他看來，高校教學是人才培養(yǎng)基礎，但設計教學絕不能僅局限在課堂上，應以練代學、以賽代練，強化設計實踐的重要引導作用，通過實際案例的知識牽引，并根據(jù)每個學生自身狀況，量身培育具備個性化設計思維色彩的設計人才。

經(jīng)過不懈努力，他指導學生獲得全國機械創(chuàng)新設計大賽、全國工業(yè)設計大賽等省級以上獎項500 多項。憑借出色的設計教學和設計實踐指導能力，呂冰榮獲全國工業(yè)設計優(yōu)秀畢業(yè)設計指導教師、全國三維創(chuàng)新設計大賽優(yōu)秀指導教師等榮譽稱號。

在多年設計教育從業(yè)過程中，呂冰隱約感到設計行業(yè)因缺乏核心競爭力而導致空心化的危機，于是積極致力于探索設計本質(zhì)和設計教育的核心問題。2001 年開始將結(jié)構(gòu)設計模塊納入工業(yè)設計培養(yǎng)方案；2004 年開始通過指導學生參與大量設計實踐實證設計教育的核心內(nèi)容；2010 年探索創(chuàng)新方法導入設計教育的時效性問題，提出節(jié)制設計理論思想；2015年研究并積極推廣創(chuàng)新設計理論體系；2018 年在中國農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新設計產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立后，積極致力于創(chuàng)新設計理論在農(nóng)業(yè)裝備領域的推廣。

經(jīng)過多年探索，目前形成的基本結(jié)論：設計價值主要是設計發(fā)現(xiàn)，而不是設計創(chuàng)新；設計思維對于科學探索有相對的引導作用；設計實踐要適度考慮人的因素，但不是以人為本；設計必須與產(chǎn)業(yè)接軌，在與產(chǎn)業(yè)深度融合的基礎之上，才能探索設計的本質(zhì)和價值。

今天，呂冰依舊滿懷激情，奮戰(zhàn)在科研與教學一線。他表示，未來會繼續(xù)探索設計本質(zhì)和設計教育的核心問題，豐富和完善創(chuàng)新設計理論體系，并出版相關(guān)著作，為搭建設計核心理論架構(gòu)添磚加瓦，為培養(yǎng)高素質(zhì)設計人才和設計理論系統(tǒng)進化披荊斬棘、鋪平道路。