[转]中外水力差距:张海平访谈录
1988在上海交通大学获得博士学位，是当时国内第一个流体传动与控制专业的博士生。后于1988年8月至1990年3月在德国亚琛工业大学液压与气动工程研究所做博士后，师从W.Backé教授。我属于被特殊时代耽误的一代。我在上海郊区的一个农场待了十年，很晚才开始专业学习。虽然后来当了液压老师，但是因为硕士和博士的科目都是仿真，所以除了仿真，对液压技术了解不多。到达亚琛工业大学液压与气动研究所后，我试图改进他们现有的数字仿真软件包DSH。
巴克教授一开始让我自己做，但过了一段时间他才给我指出，我也想研究一些实际问题。在我博士后期末的时候，巴克教授问我，结束之后会怎么样？我告诉他，他回来一定会在大学教书。他告诉我，在亚琛工业大学，工科毕业生，不管是硕士、博士还是博士后，结束后都不能直接留校。他们必须在该行业工作至少五年才能申请大学教授职位。他说他去过中国几次，虽然不懂中文，但中国的大学液压教材他还是能看懂一二。他说理论很多，但离实际很远，中国大学的液压教学离行业也很远。所以他建议我在博士后工作结束后，借此机会去德国工厂实习。当时正好乐彩公司来亚琛找液压专业的，就建议我去，说中型工厂比较好，可以接触到企业的方方面面。如果你去一家大公司，有几千名工程师，你只能接触到一小部分业务。就这样，我去了乐彩公司的R&D部实习。Zoeller-Kipper的麻雀虽小五脏俱全，但在法国、英国、奥地利、捷克、波兰等欧洲国家都有分支机构和子公司，建厂50多年，专业制造废集装箱卡车的陀螺-压缩机和提升机。我去了之后，参与了它的液压系统的改进和研发。从此，我完全投入到实际的液压工程中，关注那些我在大学当老师时认为自己无能、无动于衷的技术问题，却不能忽视实际液压系统的性能和可靠性。
实习期满后，我留在了乐彩公司的R&D部，负责液压和电控系统的研发。同时，我作为整个公司集团的液压系统负责人，为各个部门和子公司提供咨询和培训，负责解决他们自己解决不了的液压问题，直到我退休。现在我经常往返于中国和德国之间。
我记得巴克教授对我的教导:“关注现实，走进实践”，改变了我专业学习的轨迹，使我终身受益，我一直对此深怀感激。
在国外开发一个新产品，它的步骤是什么？
有两点需要提前强调。
第一，这个问题太大了。我只知道几家德国公司。
我也参与过一些完全脱离现有解决方案，从零开始研发，寻找新原理新结构的产品。基本步骤大致如下，其实中国也知道:
1，广泛收集市场信息和客户需求；
2、尽量了解竞争对手产品的水平和特点；
3.详细分析现有产品的问题；
4.确定新产品应达到的性能水平和成本上限——比竞争对手更好的性能和更低的价格；
5、认真分析整理，想象所有可能的解决方案；这个时候，几乎只有这个时候，发明创新的能力才能得到充分发挥。这个时候，也是考验“异想天开”和“异端邪说”容忍度的时候。这个时候只允许有想法，可以天马行空，不允许说“不”。
6、然后开始详细比较各方案的可行性和优缺点，从技术和经济角度出发；
7.确定方案，开始设计。这时也采用了一些现代手段，如有限元强度分析、流场分析(CFD)、动态特性数字仿真等。，但只有少数是基于大量测试，着眼于实际目标，而不是发表论文。
8、制作样机；
9.进行安全评估；
10，实验室条件下测试:空载、满载、过载；
11，改进；
12，野外测试，各种气候条件下的测试；
13，然后改进；
14，小批量试产；
15，发往各地区、各国客户试用，在家开始高频高强度寿命试验；
16，然后改进；
17，量产，投放市场；
18，一两年后根据实际应用情况，再做一次全面改进。时间长，投入大，风险相当大。我从无到有参与过两个这样的R&D项目:一个，经过两年的R&D试生产和两三年的改进，repair rate的投诉率降低到几乎为零，很受客户欢迎，给公司带来可观的利润，成为公司的金毛；另一方面，虽然经过几年的改进，性能达到了市场的要求，但是制造成本超出了计划，基本是失败的，已经开始开发替代产品。
我听过德国数学教授、IBM高级经理G.Dueck先生的报告。他提到，据统计，平均每10个正确的想法(专利)中，只有一个能成为成功的产品。因此，开发新产品，首先要考虑到可能存在的风险。
你的经历决定了你有开阔的视野，那么你认为中国的液压行业和德国的主要区别在哪里？
我确实在德国生活和工作了20多年，但仅此而已。我觉得我视野不开阔。
水力工业需要其他工业部门的支持。个人感觉我们在材料、铸造工艺、锻造工艺、热处理、精密加工、测量仪器、密封、工作介质、电子元器件、伺服放大器和电子控制器、阀门电磁铁、配套液压件等等方面差距都很大。但这些都是可以逐步国产化的，有些材料或部件是从国外引进然后消化吸收再创新的。
对于中国液压行业的落后，液密协会特别顾问王长江先生曾精辟地总结为
80年代产品落后，生产手段落后。
90年代体制落后，管理落后。
265438+20世纪00年代观念落后，市场能力落后。
这是经验丰富，视野开阔的人能总结出来的，而我不能。我完全接受他的观点。
从我自己非常有限的经验来说，我只能补充两点。
第一，员工对工作的认真态度。在我了解的德企中，领导更关注员工自愿或被迫的工作条件和福利，员工以做出好产品为荣，不得过且过。他们工作的时候，大部分都不紧张，而是认真负责。一丝不苟，几乎到了死板的地步。比如我公司的来料检验员，必须测量所采购电磁阀的连接线长度。哪怕比图纸尺寸长几毫米，也不容易放行。我必须签署一份特别批准。机械制造不同于艺术创作，完美的品质需要这种近乎刻板的态度。
他们不迷信理论，想自己去检验一切。例如，气穴现象在液压元件中很常见。很多年了，能讲点道理，写点公式，就已经很满足了。但在孙德国子公司的实验室里，我第一次亲眼看到了空化现象——一团米粒大小的蓝色火焰从溢流阀出口喷出。
其次，很遗憾，我国一些大学的液压教材和实验设备也相当落后(见我在贵刊2009年第六期发表的拙见)，这也是我国液压行业与德国的较大差距。因为一切都是人做的。如果我们的大学培养出来的学生思想守旧，不了解现实，科研素养差，我们的行业靠谁做出好的产品？
我们愿意每年花几十亿进口国外液压产品，上亿进口生产设备。我不知道，我们愿意花多少钱来提高员工的专业素养和研究素养？你会花多少心血去编写或翻译一些真正与时俱进的水力学教材？
说得好听点，我们的企业要缩小这些差距，应该怎么做？
在我看来，如果一个企业只是调查和模仿，而不是测试R&D，它将永远落后。要想缩小差距，就要脚踏实地，持之以恒，不断提高。这种改进不仅包括提高性能、稳定质量和延长寿命，还包括增加变体以适应更多的应用领域。改进也属于研发，是研发不可或缺的一部分，比设计新产品更重要。
拿几乎任何一款力士乐产品的说明书来说，只要看看它的修改日期，更换日期，改进代码，就知道它们是如何不断改进的了。好的液压产品都是呕心沥血改进出来的！
把实际使用中遇到的问题和客户提出的意见作为改进的机会，而不是糊弄。这些，据我所知，都是德国企业认真做的。国内很多创业者也很理解，也很努力认真去做。据说中国现有企业的车间清洁度已经达到了“馒头掉在地上，可以捡起来吃”的程度。不过我也参观过国内某企业的液压装配车间:人必须经过前后隔离更衣室，戴帽子，穿隔离服和鞋，但是旁边有一个大门，一直开着。运送工件的铲车呼啸着进进出出，车轮上布满了碎片。
说真的，这是一种美德。愚弄别人的人最终也愚弄了自己。
从你的角度来看，我国液压企业有哪些优势？或者说我们需要发扬哪些优点？
相比欧美企业，我认为中国的液压企业有两个优势。
第一，还是关于人工成本。在欧美，流体技术企业的大部分收入必须用来支付员工的工资和福利。我知道一些世界一流的流体技术企业，尽管产品价格很高，却没有利润，当然也不交所得税。他们的员工不仅工资福利待遇好，工作时间也比国内短很多。另一方面，需要注意的是，其员工的技术素质和工作认真程度也更高。而这是决定生产力和产品质量不可或缺的因素。所以我觉得我们在中国的企业不要长期滥用中国劳动力成本低，还要关心员工的待遇，让他们分享企业发展的甜头，真正安心工作。时代在变，中国的商业领袖不能再要求他们现在的员工和学徒一样的待遇。在这方面，一场竞赛已经悄然开始。谁率先提高员工待遇，谁就能赢得员工的心，留住和获得有经验的高素质员工。以人为本也是这个道理。谁用它来忽悠他的员工，最终也会被他的员工忽悠——当他们用手投不了票的时候，他们会用脚投票。
第二，地域(地理)优势。中国已经或将成为全球最大的液压产品市场。中国的液压企业离市场和用户近，这也是一大优势。要好好利用:多跑用户，多做实地测试，根据实际使用情况及时认真改进。不要小看这个优势。试想一下，你的液压产品出口国外会遇到多少阻碍，你就明白了。有些外企虽然有先发优势，但是和在中国的客户有距离，也会带来问题。几天前，我遇到了一家世界级公司中国子公司的员工。他感叹，为了说服有关部门在出口中国的产品上做一些改进，我在母公司呆了两个星期，好累。至于这些改变什么时候会实现？我不知道
在液压气动领域，你觉得有没有一些新产品新应用，国外刚刚起步，如果现在国内企业介入，至少可以停留在起跑线上？
有一些这样的新产品，但是不好意思，我的知识很有限，没有特别关注过这个问题。我觉得液压行业相对于电子信息和生物技术来说已经比较成熟了，新产品的出现也远没有那么频繁。所以今天液压行业的竞争不是百米赛跑，而是马拉松比赛。早一点晚一点都无所谓。关键是谁能持续进步，坚持到最后。CY泵领军人物高级工程师许的经历发表在贵刊第五期2010——十年无起色，二十年落后——真是一针见血，真相！
例如，当我的公司乐彩在1997开发垃圾压缩机时，因为它没有经验，所以它首先从其他公司学习，并使用世界一流公司的液压阀。但是我一直在思考压缩机的工作原理和性能要求。2004年，机会终于来了。我提出了一个新的回路，并采用了其他公司的阀门。经过一年的测试和改进，2005年开始在一系列产品中使用，那个世界级公司的产品已经不用了。他们派了四个销售技术人员和部门领导去谈判。乐彩公司的领导非常简短地回答他们:对不起，你们来晚了。我们新的液压系统性能更好，价格更便宜，所以不可能再用你们的产品了。我起步至少晚了7年，但终于赶上了。
再举个例子。我认识的博士工程师J先生，在亚琛工业大学液压与气动研究所读博士的时候研究过活塞泵。1992年获得博士学位后，先留在研究所担任总工程师，直至1996年，后到乌尔姆力士乐的泵厂Brueninghaus Hydromatik担任总工程师。他在读博士时，研究所提出了一项专利——在活塞泵的低压腔到高压腔的过渡区设置中压缓冲腔，以提高泵的性能。在2005年的聚会上，他说，现在我很高兴地报告，这个想法终于应用到了系列产品上。改进一台水泵花了将近十年的时间。这是马拉松还是百米赛跑？
搞新产品需要很大的投入和风险。即使产品在技术上无懈可击，但能否转化为商品，仍然是一个市场接受度和可接受成本的问题。所以我觉得还是认真做好现有的产品比较好。目前我国液压装置国内市场，进口零部件约占三分之一，金额达数百亿元(液密行业协会)；在国际市场上，中国大陆的流体技术产品仅占3.2%，台湾省为1.0% (VDMA，德，2007)。如果中国企业能把自己的产品做好，在几年内减少进口份额，增加出口份额，这将是一个了不起的成就。我不反对新产品，但我觉得没必要追求新产品。如果现有产品都不好，为什么还能做好新产品？
顺便说一下，J先生两年前回到亚琛工业大学当教授。这样的教授指导的学生会不会脱离实际，缺乏研究素养？
卢永祥教授曾经指出，“在我们的学科中，有大量的综合的、集成的、集成的和创新的应用。根据应用的需求和诉求，把现有的技术、最适合的技术、最适合的技术整合起来，形成一种新的技术，这也是一种创新。”对此，我双手赞同。
举个亲身经历的例子。
在1997期间，当乐彩公司开发新一代垃圾斗式提升机时，我采用了差动回路和电液比例阀，它们被恰当地集成在一起。驱动机制没有明显变化，也没有改变操作习惯，所以不存在市场接受度的问题。但其性能明显改善，效率大大提高，很受用户欢迎，从而为乐彩公司带来上亿元的产值。微分电路原理这么老，每个大一的水力学都要学。如果你在上面写论文，你会被嘲笑的。当公司想为它申请专利时，我很尴尬。但确实满足了应用的需要，同时也把工作周期缩短到了安全标准允许的限度。这样就没有对手能比它更快，保证了公司在这类产品市场的持久领先地位，至今仍没有产品能取代它。
所以我的经验是，不一定要追求创新，重要的是围绕实际问题满足应用的需求和诉求。
多年前，我参与了一个项目(做翻译)，某大型国企想从德国购买一项新技术(非液压)。分分合合，来来回回谈了好几年。中方提出这项技术必须是世界最新的，同时必须经过至少十年实际使用的考验。中国的要求当然把自己的风险降到了最低，但这怎么可能呢？除非这十年，全世界都停止创新研发。这家国企有几千名技术人员，但只准备买现成的样机和成套图纸。但德国只有少数人敢于冒险创新，这种精神不能不让人敬佩。
在你看来，作为一名技术人员，应该如何快速提升自己的技术水平？
就我个人而言，国内大学机械类毕业生的实践能力和实际理解能力整体上比德国差。所以，我对进入液压行业的国内大学毕业生的建议是，
(1)多去车间，多去工地，多做测试，注重解决实际问题，少自欺欺人。
(2)多学习，多思考，不要迷信。国际标准也会有错误(见我的随笔《测试是液压的灵魂》，贵刊2010第6期)，其他标准、手册、教材就更不用说了。最近偶然看到某液压阀测试方法的现有行业标准修订稿。错误很多，有些是抄袭老版本1998继承的。这说明审校者不愿意或者没有能力花精力在上面，没有仔细审校。如果这些错误不能在最终稿中得到纠正，这些谬误还会再蔓延5年，到10年。
但是，我们千万不要因为某些数据可能是错的就把它丢掉，而是要用批判的眼光去学习。通过思考加深理解。发现可能的错误也是一种进步。
(3)如有可能，多参加与工作相关的短期学习、技术讲座和研讨会。
Barker教授在他的《流体技术的过去与未来》(由游主编，第5期，2010)中提到，盖板式二通插装阀在大流量领域显著降低了系统的成本，那么螺纹插装阀在小流量领域能否发挥巨大的作用呢？
事实上，螺纹插装阀不仅可以，而且已经在小流量领域发挥了巨大的作用。
(1)插装阀与其他组装阀相比，可以说是一种没有夹套的阀，不能单独工作，只有安装在阀块或集成块中才能工作。但也正因为如此，它特别适合和其他插装阀——集成块一起穿西装，显得特别紧凑。由于减少了连接管道，降低了压力损失，减少了可能泄漏的部件，提高了工作可靠性，从而降低了建设成本和运行费用。
(2)三维设计软件和数控机床的普及，突破了集成块设计制造技术的瓶颈，缩短了交货期，降低了成本。集成块的供应商，从收到系统线路图开始，就走了集成块设计、制造、组装、调试的全过程——交钥匙，大大降低了主机厂的设计成本。因此，插装阀集成块的装配方法成为液压系统设计人员的首选。管式阀、板式阀、叠加阀的应用已被大大排斥，尤其是管式阀和叠加阀。
(3)螺纹插装阀多用于移动机械，行走液压在整个液压行业中的比重越来越大。根据2009年的统计报告，行走液压已占欧洲液压总产值的三分之二，占世界的四分之三。螺纹插装阀的应用也大大增加。
(4)伊顿公司在2003年的产品样本中提到，插装阀集成块业务的增长率是其他液压行业的2到3倍。根据Sun Hydraulics的报告，全球液压阀市场约为35亿美元，而螺纹插装阀及其集成块已达到654.38+0.3亿美元。据说美国专门制造螺纹插装阀及其集成块的HydraForce公司，最近五六年产值增长了1.5倍，从9000万美元增长到2.4亿美元。
(5)由于螺旋插装阀发展前景看好，近年来各液压巨头纷纷收购螺旋插装阀厂商。比如，布歇液压集团收购了瑞士富特根公司，派克集团收购了英国斯特林液压公司。伊顿集团收购了英国综合液压公司，博世-力士乐集团收购了意大利控油公司，绍尔-丹佛斯集团收购了意大利Comatrol公司，等等。现在，除了HydraForce和Sun Hydraulics之外，所有世界级的螺纹插装阀专业制造商都被收购了。
您提到“三维设计软件和数控机床的普及，突破了集成块设计制造技术的瓶颈”。据我所知，国内三维软件主要用于孔校准。
我想知道，在国外，集成块的设计还用二维图纸吗？是直接三维设计的吗？
专业从事集成块的设计制造，去过德国Fluitronics，美国SUN公司德国分公司，英国Integrated Hydraulics，Sterling Hydraulics。七八年前，无一例外都是用三维软件，比如NX，Solidworks，Solidedge，VEST等。，直接设计集成块。只有完成三维设计，才能生成二维图纸。据我所知，国内一些企业已经全部采用3D软件直接设计集成块，一个工程师一两天就可以完成一个集成块的完整设计。
对于一些复杂的控制，传统的液压系统回路设计并不容易，甚至不容易真正理解，但是随着比例阀技术和伺服电机的普及，液压系统回路会不会越来越简单？那么，对于液压系统工程师来说，是否应该加强电子知识的学习呢？
你是对的。电子技术，特别是微处理器技术的飞速发展，正在给液压技术带来深刻的变革。电液比例技术的应用越来越多。只说我在欧洲垃圾集装箱车上熟悉的压缩机和提升机:在中档，一般用微处理器控制液压系统，与卡车底盘上的各种电控系统交换信息；高档，早就用上了电动比例阀，动态称重，CAN总线，GPS卫星定位，还有七八个微处理器。垃圾集装箱车都到这种程度了，更别说其他先进的工程机械了。面对如此全面的电液控制和驱动系统，液压系统工程师如果不懂一些电子知识，很难和电气工程师、程序员合作，很难做设计或者维护。因为液压是靠管道驱动的，机器动不了，总是第一个怀疑液压。所以，如果液压工程师能分析出问题所在，说服机械或电气工程师，生活会更美好。
采用电液比例技术、伺服电机等。，液压系统回路可能看起来更简单，但技术难度肯定是在增加的。因为，电比例阀和伺服电机都有自己独特的稳态和瞬态特性，不是那么理想，做了才知道；目前这种发展趋势的主要目的不是简化液压回路，而是提高液压系统的可控性、安全性、适应性和节能性。
我看了您的书《测试是水力学的灵魂》，深感中国企业普遍缺乏对测试的重视，当然也可能缺乏条件。希望你以后能多介绍一下液压试验台的建立方法，试验方法，试验结果分析。
谢谢你的鼓励。我会尽力的。
关于液压试验台的建立，我想说的是:瞄准目的，少搞花哨。祖训说，“外行看热闹，内行看门道”。乍一看，亚琛工业大学流体技术研究所的那些试验台杂乱无章。但就是在这里，世界上最先进的研究正在进行，比现在的应用提前了至少5年到10年。
测试方法，不要迷信标准，只要能测出差异就行。本人目前正在编一本《液压螺纹插装阀》(机械工业出版社，计划2011上半年出版)。在本书中，我打算尝试整理一下各种阀门稳态性能和动态性能的测试电路和流程，希望能给读者一些帮助。
测试结果的分析，尤其是测试曲线的分析，是一门很大的学问，我还在学。有些曲线我能看懂七八个点，有些只能看懂三四个点。不过我觉得这比玩脱离实际的理论公式更有意思，也更实际，更能解决实际问题，看到实际效益。
另一方面，我个人的力量非常有限，国内还是有很多人才的。巴克教授说“工科毕业生必须先去行业，工作至少五年后才能回来申请教授职位”，这在国内目前可能很难做到。然而，许多高校的液压教师积极参加实践性的科研或工程项目，取得了成果，获得了实践经验，从而丰富了教学内容，提高了教学质量。这也是符合中国目前国情的一条正确的、有前途的道路。我钦佩和尊重他们。他们一定会培养出许多优秀的学生，促进中国液压工业的发展。
你对流体技术的未来有什么看法？
我认为机械工业和液压工业是国民经济的支柱。如果把机器比作人，那么钢构件就相当于机器的骨架，液压系统相当于机器的肌肉，电控相当于机器的神经。这样的模式会越来越普及，越来越协调，暂时不会有大的变化。因为液压技术所依赖的两个基本点——比电传动更高的能量密度和比机械传动更大的灵活性——并不是那么容易突破的。
现在固定设备的液压部分被电驱动-伺服电机等挤出。那是因为电能一般可以直接获得，利用水能会多一个能量转换，多一个能量损失。但这只发生在低功率固定设备上。在那些几千到几万吨的水压机上，20年后液压就没有对手了。
目前行走设备的动力基本来自内燃机，所以无论是电力驱动还是液压驱动，都需要经过一次能量转换。所以用电驱动在这方面没有优势。我知道一家欧洲的垃圾集装箱车公司接到一个城市的订单，因为环保党进了市议会，垃圾集装箱车必须是电动的，不能是液压的。费了好大劲才弄出来，更别说研发成本和组装人工了。光是采购成本，电驱动控制元件就是普通原理液压元件的十几倍，性能已经大大牺牲了。是否有未来，各方都持怀疑态度。
燃料电池和室温超导体一度被寄予厚望，因为燃料电池可以直接将燃料的化学能转化为电能，而室温超导体允许电流强度大幅提高，从而大幅提高磁场能量密度，大幅缩小电磁致动器的体积。不过好像热了一段时间后，又降温了。
即使有一天，燃料电池和室温超导技术可以进入实用阶段，可以应用在行走设备上，液压技术在行走设备上的应用已经受到了强烈的挑战。届时，液压技术的寿命将至少达到65，438+00年。因为任何新技术的推广都需要一个由点到面的逐步扩展过程，像液压这种应用广泛的技术并不是那么容易被替代的。在此之前，液压研发还会有多少新成果？
你对我们的杂志有什么建议吗？
不知举办读者论坛发表读者的意见建议和对稿件的评论批评是否合适？我认为我们需要鼓励讨论的精神。实事求是可以把问题摊开，明辨是非。巴克教授总是在我参加过的学术研讨会上提问，无论是几十人还是上千人的大型国际会议。德国人经常用一句谚语来鼓励提问:只有愚蠢的答案，没有愚蠢的问题。希望我的回答不全是傻话，能对读者有所启发，作为进一步讨论的基础。
结论:面试结束了，我最大的感受就是有信心了。国外有些公司确实有先发优势，但是我们离市场和用户更近，要学会充分利用自己的优势。液压行业是一个相对成熟的行业。它的比赛不是百米赛跑，而是马拉松。现在所有的困难都是暂时的。只要我们认真、务实、坚持，就一定会在竞争中取得胜利。