第四屆建材行業(yè)十大科技創(chuàng)新人物

武漢理工大學校長　張清杰

建材工業(yè)是國民經(jīng)濟重要基礎性產(chǎn)業(yè)，對國家“一帶一路”“海洋開發(fā)”“城鎮(zhèn)化建設”等重大戰(zhàn)略實施發(fā)揮著關鍵支撐作用。全面貫徹落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，按照創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，加快解決制約我國建材工業(yè)健康發(fā)展的資源問題、能源問題和環(huán)境問題，是建材行業(yè)面臨的重大任務。積聚行業(yè)優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新資源與創(chuàng)新要素，突破行業(yè)體制機制壁壘與機制障礙，大力推動建材行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，是引領建材工業(yè)實現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變與可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

面向未來國家重大戰(zhàn)略需求，建筑材料工業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨三個方面的重大挑戰(zhàn)與瓶頸：

一是建筑材料制造產(chǎn)生的高資源消耗、高能源消耗和高污染物排放，對國家實施節(jié)能減排戰(zhàn)略帶來嚴峻挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有水泥和玻璃等建筑材料的制造以高溫、長流程為特征，需要將優(yōu)質(zhì)原料在1200℃～1600℃的高溫下長時間燒成或熔化，資源與能源消耗巨大，污染物排放高。

二是建筑材料工程理論與主體工藝技術100多年沒有新的重大突破，難以支撐建材工業(yè)向資源節(jié)約、環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。一直以來建筑材料工程理論與主體工藝技術是建立在優(yōu)質(zhì)原燃料基礎上，形成了“只能吃精糧，不能吃粗糧”和高能源消耗的發(fā)展模式。

三是建筑材料功能單一、耐久性差，難以支撐“一帶一路”“海洋開發(fā)”和“城鎮(zhèn)化”等國家重大戰(zhàn)略的實施。以重大工程混凝土材料為例，采用現(xiàn)有混凝土材料體系設計與制備的混凝土耐久性差，不能滿足高溫、高濕、高寒、高腐蝕等多因素嚴酷環(huán)境條件下的長壽命使用要求，平均使用壽命不足30年，不僅難以支撐“一帶一路”“海洋開發(fā)”等國家重大戰(zhàn)略的實施，而且大量建筑物未到設計使用年限就遭受破壞，造成巨大的資源、能源浪費與環(huán)境壓力。

四是建材行業(yè)領軍人物和拔尖創(chuàng)新人才嚴重匱乏，難以支撐我國建筑材料工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大需求。我國建筑材料工業(yè)自上世紀50年代以來，經(jīng)歷了從無到有、由小變大、長達60多年的發(fā)展歷程，期間先后產(chǎn)生了多位在國際建筑材料領域具有重要影響的領軍人物，為我國建材行業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻。但就目前而言，我國建筑材料領域領軍人物和拔尖創(chuàng)新人才嚴重匱乏，具有突出創(chuàng)新能力的卓越工程技術人才嚴重不足，難以支撐建筑材料工業(yè)“創(chuàng)新提升、超越引領”發(fā)展戰(zhàn)略的實施。

自上世紀50年代以來，我國建筑材料工業(yè)經(jīng)歷了起步（1951—1970）、技術引進和復制（1971—1990）、消化吸收與集成創(chuàng)新（1991—2010）三個重要階段，建材行業(yè)特色高校、科研院所和骨干企業(yè)各創(chuàng)新主體之間經(jīng)歷了從獨立分工、單一科技合作到產(chǎn)學研合作等方式漸趨緊密的轉(zhuǎn)變。但是，從目前總體上看，建材行業(yè)科技創(chuàng)新缺乏頂層設計，任務聚焦發(fā)散，創(chuàng)新資源分散，各創(chuàng)新主體沒有形成重大工程理論支撐關鍵技術、重大關鍵技術支撐產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型牽引重大理論和關鍵技術的完整創(chuàng)新鏈條。

創(chuàng)新建材行業(yè)特色高校、科研院所和骨干企業(yè)之間的合作方式，積聚全行業(yè)優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新資源與創(chuàng)新要素，解決創(chuàng)新鏈各環(huán)節(jié)銜接不緊、創(chuàng)新資源統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不足、創(chuàng)新人才流動困難、拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制尚未建立等突出問題，走協(xié)同創(chuàng)新的道路是破解體制壁壘機制障礙，實現(xiàn)建材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最有效途徑。為此，2012年，武漢理工大學牽頭并匯聚5所高等院校（浙江大學、華南理工大學、北京工業(yè)大學、濟南大學）、3家科研院所（中國建筑材料科學研究總院、天津水泥工業(yè)設計研究院、蚌埠玻璃工業(yè)設計研究院）和4家大型骨干企業(yè)（中國建筑材料集團有限公司、中國中材集團有限公司、華新水泥股份有限公司、中國建筑第三工程局有限公司），組建了我國建材行業(yè)最具實力和影響力的“建筑材料綠色制造與建筑節(jié)能新材料協(xié)同創(chuàng)新中心”（以下簡稱協(xié)同創(chuàng)新中心）。

1.協(xié)同創(chuàng)新中心的發(fā)展目標

協(xié)同創(chuàng)新中心致力于加快我國建筑材料工業(yè)由高資源消耗、高能源消耗、高排放傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向資源節(jié)約、環(huán)境友好型新興產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。突破長期以來建立在優(yōu)質(zhì)原燃料基礎上的建筑材料傳統(tǒng)制造工程理論，構建建筑材料綠色制造工程理論體系；基于建筑材料綠色制造工程理論，突破現(xiàn)有的主體制造工藝及裝備，構建建筑材料綠色制造關鍵技術體系；構建科教協(xié)同、行業(yè)協(xié)同、國際協(xié)同的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式，為我國建材工業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型提供人才支撐；助推我國建材行業(yè)2～3家大型骨干企業(yè)成為引領世界建材工業(yè)發(fā)展的領軍企業(yè)。

2.協(xié)同創(chuàng)新中心的戰(zhàn)略思路

根據(jù)“國家急需、世界一流”的總體要求，協(xié)同創(chuàng)新中心確立了“使命牽引聚焦重大任務、創(chuàng)新鏈條貫通匯集資源、平臺構建支撐協(xié)同攻關、機制創(chuàng)新加速成果轉(zhuǎn)化、多元協(xié)同培養(yǎng)拔尖人才、助推行業(yè)實現(xiàn)超越引領”的戰(zhàn)略思路。

使命牽引聚焦重大任務。以突破建筑材料工業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的重大瓶頸，實現(xiàn)建筑材料的綠色制造為使命，聚焦“構建建筑材料綠色制造工程理論體系、突破主體制造工藝關鍵技術與裝備、培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才”三大核心任務。

創(chuàng)新鏈條貫通匯集資源。圍繞核心任務，以形成重大理論支撐關鍵技術、重大關鍵技術支撐產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型牽引重大理論和關鍵技術的完整創(chuàng)新鏈條為目標，匯聚建材行業(yè)最具特色和優(yōu)勢的高校、科研院所和骨干企業(yè)等三類創(chuàng)新力量和資源。

平臺構建支撐協(xié)同攻關。根據(jù)聚焦的重大任務組建若干重大技術創(chuàng)新平臺，貫通“基礎研究、應用基礎研究、共性關鍵技術研究、產(chǎn)業(yè)化示范”科研創(chuàng)新鏈，匯聚產(chǎn)學研用創(chuàng)新鏈條各環(huán)節(jié)最優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新資源，支撐重大任務的協(xié)同攻關。

機制創(chuàng)新加速成果轉(zhuǎn)化。對依托中心取得的原創(chuàng)性重大成果，建立有效的互認和共享保障制度，對于成果推廣和轉(zhuǎn)讓，建立科學合理的風險分擔和收益分配保障制度，建立產(chǎn)權激勵、政策激勵和文化激勵制度，突破體制壁壘機制障礙，加速成果轉(zhuǎn)化。

多元協(xié)同培養(yǎng)拔尖人才。立足全面提升學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和國際視野，組建人才培養(yǎng)試驗區(qū)，建立科教協(xié)同、行業(yè)協(xié)同、國際協(xié)同的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，構建支撐21世紀建筑材料科學技術發(fā)展需要的多學科綜合交叉人才培養(yǎng)知識新體系。

助推行業(yè)實現(xiàn)超越引領。通過構建建筑材料綠色制造工程理論體系、突破主體制造工藝關鍵技術及裝備、培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才、加速重大成果轉(zhuǎn)化，有力助推建筑材料工業(yè)實現(xiàn)“創(chuàng)新提升、超越引領”的戰(zhàn)略目標。

協(xié)同創(chuàng)新中心緊緊圍繞解決我國建材工業(yè)存在的重大問題，組建六大創(chuàng)新平臺：

一是組建水泥綠色制造技術創(chuàng)新平臺。重點研究水泥組成由傳統(tǒng)四元體系（Ca-Si-Al-Fe）向多元復雜體系（Ca-Si-Al-Fe-Mg-S-RO）重大演變的礦物形成理論與水化相穩(wěn)定理論，重點研發(fā)低品位鈣硅原料制造水泥熟料、水泥窯協(xié)同處置廢棄物、低碳低鈣新型熟料燒制、水泥生產(chǎn)低碳低氮排放、工業(yè)廢渣制備低碳膠凝材料等關鍵技術及其裝備，建設低品位原燃料生產(chǎn)水泥、水泥窯協(xié)同處置生活固廢等重大示范工程。

二是組建玻璃綠色制造技術創(chuàng)新平臺。重點研究等離子熔化—浸沒燃燒玻璃熔制理論，重點研發(fā)飛行熔化與高效傳熱、熔窯功能分段結構設計、多場耦合強化澄清等關鍵技術及其裝備，建設玻璃低能耗熔制系統(tǒng)等重大示范工程。

三是組建建筑節(jié)能新材料技術創(chuàng)新平臺。重點研究建筑材料光電熱多功能協(xié)同理論，重點研發(fā)建筑材料多功能復合、結構/功能一體化等關鍵技術及系統(tǒng)，開發(fā)系列建筑節(jié)能新材料，建設多功能建筑材料與建筑結構一體化等重大示范工程。

四是組建重大工程混凝土技術創(chuàng)新平臺。重點研究重大工程混凝土材料結構安全性與耐久性協(xié)同設計理論，重點研發(fā)深、遠海和高寒高堿等嚴酷復雜環(huán)境條件下重大工程長壽命混凝土制備與應用關鍵技術，開發(fā)系列重大工程混凝土材料，建設“一帶一路”重大基礎設施和南海島礁等重大示范工程。

五是組建建材工業(yè)大數(shù)據(jù)與智能制造技術創(chuàng)新平臺。重點研發(fā)建筑材料工業(yè)大數(shù)據(jù)與兩化融合、建筑材料綠色制造專家系統(tǒng)與智能制造等關鍵技術，建設水泥與玻璃智能制造等重大示范工程。該平臺將為上述四大技術創(chuàng)新平臺提供信息化與智能化深度融合的支撐。

六是建設拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)試驗區(qū)。改革招生選拔與培養(yǎng)制度，構建多學科交叉的人才培養(yǎng)知識新體系，探索以科教協(xié)同、行業(yè)協(xié)同與國際協(xié)同為核心的多元人才培養(yǎng)新模式。

圍繞我國建筑材料工業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的戰(zhàn)略需要，培育協(xié)同創(chuàng)新文化，貫通優(yōu)質(zhì)資源鏈、科研創(chuàng)新鏈和人才培養(yǎng)鏈3個鏈條，破解創(chuàng)新資源碎片化、任務聚焦發(fā)散化和人才培養(yǎng)模式單一化三大難題。

一是構建基于頂層設計和重大任務牽引的科研組織新模式。聚焦建筑材料綠色制造需突破的重大工程理論和主體制造工藝技術及裝備，由技術委員會提出重大任務建議，第三方國際評估機構對重大任務建議進行評估后，理事會對重大任務進行審定；按照重大任務指南，面向全球公開招聘遴選首席專家，由首席專家負責組建攻關創(chuàng)新團隊；項目實施過程由主任委員會負責管理，任務實施成效由第三方國際評估機構評估；建立面向協(xié)同體內(nèi)公開的重大任務管理系統(tǒng)，對重大任務進行實時檢查和監(jiān)督。

二是構建基于科研組織新模式的優(yōu)質(zhì)資源共享機制。以五大技術創(chuàng)新平臺和任務分工為紐帶，按照完整創(chuàng)新鏈條一體化設計，建立大型儀器設備共享網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)中心匯聚資源的高度公開，設立大型儀器設備共享維修基金，形成“一卡通”式的平臺運行與管理模式，實現(xiàn)平臺優(yōu)質(zhì)資源高效共享。統(tǒng)籌三類創(chuàng)新主體的高端人才資源，按照“公開招聘、競爭擇優(yōu)、分級聘任”的原則，采用“固定與流動相結合、全職與兼職相結合、內(nèi)部與外部相結合”的聘用方式，建立與國際接軌的薪酬體系，推行“流動不調(diào)動”的人才匯聚模式，建立以“貢獻主導、雙向考核、業(yè)績同認”的“動態(tài)當量”考核制度，破除人才流動難、聚集難的體制壁壘機制障礙，實現(xiàn)高端人才資源高效共享。

三是構建基于人才培養(yǎng)試驗區(qū)的多元協(xié)同人才培養(yǎng)新模式。圍繞協(xié)同創(chuàng)新中心人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略目標，建立拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)試驗區(qū)，以引領21世紀世界建材工業(yè)發(fā)展需求制定人才培養(yǎng)標準，構建涵蓋材料科學、建筑科學、能源科學、環(huán)境科學、信息科學、先進制造科學等多學科綜合交叉的人才培養(yǎng)知識新體系；建立研究型課程教學、彈性學制、團隊導師制的全新培養(yǎng)制度；以行業(yè)優(yōu)秀人才優(yōu)化師資隊伍，依托行業(yè)共建研究基地培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力，形成行業(yè)協(xié)同培養(yǎng)人才的新模式；依托協(xié)同創(chuàng)新中心匯聚的國家國際聯(lián)合實驗室和國家國際聯(lián)合研究中心等高水平國際合作基地，與國際著名大學和國際領軍企業(yè)合作，協(xié)同培養(yǎng)具有國際視野的拔尖創(chuàng)新人才，形成國際協(xié)同培養(yǎng)人才的新模式。

協(xié)同創(chuàng)新中心圍繞發(fā)展目標和凝練的重大任務，依托組織承擔的一批建筑材料領域國家級重大科研任務，穩(wěn)步推進重大任務落實，取得了一系列重要進展。

一是初步形成了水泥窯協(xié)同處置生活垃圾，低碳膠凝材料制造工程理論、工藝技術及裝備體系，建成了達到國際領先水平的大型示范工程。

二是提出了多場作用下玻璃配合料飛行熔化、強化澄清原理與工藝，初步形成了窯爐功能分段結構設計方法，為構建玻璃綠色制造工程理論、工藝技術及裝備體系奠定了堅實基礎。

三是研發(fā)了多功能復合節(jié)能鍍膜玻璃、新型阻燃節(jié)能材料、功能化復合墻體材料、光電/熱電轉(zhuǎn)換薄膜材料等建筑節(jié)能新材料，初步形成了覆蓋我國５個氣候區(qū)的不同新型節(jié)能材料制備與應用示范工程。

四是初步確定了嚴酷環(huán)境條件下混凝土結構耐久性與安全性協(xié)同設計原則，開發(fā)出高抗蝕海洋混凝土、大跨度橋梁工程特種混凝土等關鍵結構新材料，為深、遠海工程與西部特大型交通工程建設提供了關鍵材料與技術支撐。

五是初步完成了中國水泥工業(yè)環(huán)境狀況調(diào)查和水泥制造產(chǎn)業(yè)鏈的信息知識庫建設，基本建立了集團級水泥智能云制造信息平臺，為實現(xiàn)建筑材料綠色制造過程的兩化融合奠定了堅實基礎。

協(xié)同創(chuàng)新中心將通過建立硅酸鹽建筑材料綠色制造工程理論，突破綠色制造關鍵技術與裝備等若干重大關鍵技術，研發(fā)出系列建筑節(jié)能新材料，建成一批重大示范工程，為建材工業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排階段性戰(zhàn)略目標提供重大支撐。

一是構建綠色制造重大理論，探明低品位原燃料復雜組分新體系熟料礦物形成機理，提出低碳膠凝材料水化相穩(wěn)定、玻璃飛行熔化、嚴酷環(huán)境重大工程混凝土材料設計等理論。

二是突破綠色制造關鍵技術與裝備，包括水泥低品位原燃料應用與廢棄物協(xié)同處置、玻璃高效熔化、建筑材料制造過程脫硫脫硝、建筑節(jié)能新材料與建筑結構集成一體化等關鍵技術與裝備。

三是建立6項重大示范工程，包括水泥窯協(xié)同處置生活固廢工程、低品位原料生產(chǎn)水泥示范工程、低碳膠凝材料應用示范工程、超薄與柔性玻璃示范工程、南海島礁建筑示范工程、高效節(jié)能建筑示范工程。

四是培養(yǎng)和造就一大批建材行業(yè)領軍人才和拔尖創(chuàng)新人才?；趧?chuàng)新人才培養(yǎng)實驗區(qū)，根據(jù)兩類人才不同的評價體系遴選出8000名優(yōu)秀學生，按照科教協(xié)同、行業(yè)協(xié)同、國際協(xié)同的全新培養(yǎng)模式進行培養(yǎng)，造就一大批支撐行業(yè)未來發(fā)展的領軍人才和拔尖創(chuàng)新人才。

通過5～10年的努力，由武漢理工大學牽頭組建的協(xié)同創(chuàng)新中心將力爭建設成為21世紀世界建材工業(yè)領域重大原創(chuàng)成果的發(fā)源地、匯聚和培育杰出創(chuàng)新人才的高地、國際高水平合作研究與交流的基地，從而引領建材工業(yè)實現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變與可持續(xù)發(fā)展。