机电工程学院“学习身边榜样”活动
--科研工作榜样张爽
个人简介：张爽，女，工学博士，教授，中国共产党党员，2006年至长春工程学院工作，从事教学科研工作16年。第1作者发表论文20余篇，其中SCI、EI等收录13篇；第1发明人授权发明专利11件，授权实用新型6件，授权软件著作权12件；出版学术专著3部；近三年主持省科技厅、发改委等纵向项目6项，经费358万元，主持企业委托项目3项，经费217万元，近三年合计科研经费575万元；教研项目3项；曾获吉林省科技进步二等奖4项；曾获吉林省自然科学学术成果奖二等奖1项，三等奖2项；曾指导学生获吉林省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖3项，国赛铜奖2项；曾获“吉林省第十六批享受政府津贴专家（省有突出贡献专家）”、“吉林省第七届拔尖创新人才第三批次拔尖人才”、吉林省教育厅第二批“吉林省高校科研春苗人才”称号。
感谢机制专业党支部和学院党委推荐我为身边的科研榜样！
光阴似箭，岁月无痕，自2006年来到长春工程学院工作，已经整整16年了。16年我始终坚守在机械学科的教学和科研一线，始终以“站三尺讲台，育科技英才”为自己的从教理念。
从2006年来到机电工程学院，我就进入科研团队，从开始参与项目，到后来主持项目，近三年主持省科技厅、省发改委等纵向项目6项，经费358万，主持企业委托项目3项，经费217万，合计科研经费575万。坚持科技工作服务地方企业，主要围绕我省支柱产业汽车和高铁展开关键零部件的智能检测研究。切实解决了企业检测的精度和效率问题，给企业带来了显著的经济和社会效益。
在汽车行业，针对几何尺寸大于500mm的零部件自动检测，在吉林省科技发展计划重大成果转化、重点科技攻关等多项纵向课题和企业课题支持下，我和团队在大尺寸零部件在线检测的理论方法与关键技术上取得了突破。提出了基于二维图像拼接技术的大尺寸工件在线检测方法。通过改进激光条纹中心提取和全局标定算法，提高重构工件全景图像精度；通过序列图像精确定位发明专利技术，实现了二维检测算法在纵梁生产线上的应用。研发的纵梁在线检测系统可完成装配孔的尺寸、位置等参数的自动检测。尺寸检测精度≤±0.1mm，位置检测精度≤±0.3mm，纵梁检测时间≤80秒/根；实现了对纵梁进行100%的自动检测。下图为开发的纵梁检测设备图。
我和团队并将尺寸和形位误差在线检测技术推广应用到一汽解放汽车有限公司柳州分公司和陕西重型汽车有限公司等汽车制造企业，促进了企业的技术进步。开发的设备如下图所示。
在高铁行业，针对中车长春轨道客车股份有限公司的轮对制造质量的检测仍处在人工手动检测阶段，需要用专用卡尺、样板等检具测量车轮直径、车轮内测距、车轮踏面形状等参数，存在测量精度低、可靠性差，测量结果追溯困难等生产实际问题。我和团队研发了轮对在线检测系统，提出了基于三维点云配准技术的大尺寸工件在线检测方法。通过在频域内对局部三维点云进行配准，重构工件三维数模；通过二项基准定位发明专利技术，实现了三维检测理论方法在轮对生产线上的应用。可完成轮对的车轮滚动圆直径、径向跳动等十多项参数的自动检测。尺寸检测精度≤±0.09mm，跳动检测精度≤±0.03mm，测量重复性≤0.02mm；测量效率提高4倍以上。下图为中车长春轨道股份有限公司、北京二七轨道装备有限公司等轨道交通装备制造企业研发的3台轮对测量设备。
同时针对中车长春轨道客车股份有限公司在转向架轮对装配这一关键生产制造环节未应用智能制造技术之前，轮对装配的生产效率已严重制约了中车长客高铁列车的产能。影响转向架轮对装配生产效率的主要因素涉及两个方面，其一是轮对接触式的检测方法，人工使用接触式专用检具手动完成车轴直径、车轮直径、轮对跳动、轮间距等多个参数的检测花费操作人员大量的时间；其二是轮对装配件的平面存储方式需要操作人员多次人工核对所选待装配的车轴、车轮和制动盘是否匹配，同样限制了装配生产效率的提高。针对转向架轮对制造过程关键环节——轮对装配生产效率亟待提高的实际问题，在中车长春轨道客车股份有限公司建设首条应用智能制造技术的轮对装配自动化生产线。我和项目组自2011年开始，致力于在线检测技术成果转化，近几年与中车长春轨道客车股份有限公司合作承担了吉林省科技发展计划重点攻关项目“高铁列车轮对智能选配系统关键技术研究”、“列车转向架轴距尺寸与形位偏差在线检测关键技术研究”等 5 项纵向项目和中国中车“十三五”重大专项等 6 项企业项目，针对转向架零部件装配制造过程中的智能识别与检测、机器人定位与抓取、自动输送与立体存储选配等关键技术和科学问题开展研究，为推广应用智能制造提供关键技术支撑，促进国内高铁列车生产制造企业的技术进步。下图为中车长春轨道客车股份有限公司研发的轮对装配生产线总图及部分设备图。
在科研工作中，我以第一人申请发明专利21件，第一人授权发明专利11件，授权计算机软件著作权12件，出版学术专著3部，发表论文20余篇。2019年10月我主持申请的大尺寸零部件制造质量在线检测关键技术研究与应用项目获吉林省科学技术进步奖二等奖。该技术已在汽车、高铁零部件制造企业得到实际应用，给企业带来了显著的经济效益和社会效益。
在做科研项目的同时，我深知人才培养的重要。科研是教学的基础，是教学的翅膀。作为高校教师，我清醒意识到没有科研支撑的教学没有根基。我建立了科研项目服务地方支柱产业，关键技术不断充实教学内容的科教融合机制。汽车和轨道交通装备制造是吉林省支柱产业，我和所在团队将汽车和轨道客车制造企业所需要解决的关键技术作为科研的主攻方向，并将研发的关键技术成果不断融入、嵌入教学内容，以工程案例方式持续更新理论和实践教学环节的内容。将科研成果引入《智能系统概论》、《PLC控制技术》等课程理论教学案例教学中，并引入课程设计和毕业设计环节，不断改进和完善课程设计和毕业设计实践环节的内容，以全面锻炼和提高学生实践创新能力为目标，确保实践教学常做、常新，充分发挥科研促教学的作用。探索实践育人的长效机制，提供制度、条件和环境保障，不流于形式，要真正将实践教学融入理论课教学当中，将科研融入到教学中，做到科教深度融合。并且近几年，我所带的机械专业毕业设计题目为企业科研项目，通过实际的科研项目锻炼了学生的设计、创新和实践能力。
在教学上，实践了科研项目情景演示、竞赛激励式、任务驱动、PBL的教学方法。依托科研平台，依托教师科研项目，依托开放实验室，在传统教学方法基础上，实践了科研项目情景演示、竞赛激励式、任务驱动、PBL等新型的教学方法，最大程度上提升大学生能力上的知、行、创合一。
近年主持结题教研课题1项，第1作者发表教研论文5篇，我指导的项目获2017、2018、2019年吉林省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖3项，并且2018、2019获金奖排位赛第2名，获国赛铜奖。在2018年中并向时任景俊海省长进行汇报。
因以上工作业绩，我本人2013年获吉林省教育厅第二批“吉林省高校科研春苗人才”称号，2019年获“吉林省第十六批享受政府津贴专家（省有突出贡献专家）”称号，2020年获“吉林省第七届拔尖创新人才第三批次拔尖人才”称号。
成绩已成过往，我将继续坚持全心全意为人民服务的根本宗旨，担当时代使命，走在时代前列，发挥好一名科研工作者的作用，以科研创新的力量贡献吉林。发挥好一名高校教师的作用，为新时代培养更多堪当时代重任的接班人和优秀人才。
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！
机电学院张爽
2022年6月10日
