——天津大学内燃机研究所教授、无锡恒和环保董事长杨延相采访记
“中国现代化的历程已经一百多年了，成就有目共睹。特别是改革开放以来，科学技术和商品经济的快速进步，让中国人真正地站起来了。然而，我们还没有资格骄傲自满，因为进一步的发展必须是全面的发展，仅仅依靠某一方面或几个领域的优势是难以在今后的发展中找到正确方向、平稳安全地始终走在正确的道路上的。其中一点就是，我们不能够再把科学研究、技术开发、工程设计与商品经营当做一件事了，其中一项工作做出了某些成绩就以为全面领先世界了。这些事业都需要创新，但其性质不同，目标不同，工作方法不同，需要的人才特长不同，最适合的组织管理方式也不同。”
这是内燃机专家兼企业家杨延相教授在采访时，充满情怀的经验之谈。
1982年，刚满20岁的杨延相从西安交通大学动力二系内燃机专业毕业。看着身边同学陆续走上工作岗位，杨延相的内心满是纠结，因为他觉得自己的知识储备还不够深厚，不足以支撑当初选择攻读内燃机专业时立下的宏愿——通过现代化的机械解放家乡辛苦劳作的乡亲。几经考量后，在择业与继续深造之间，杨延相选择了后者，为了更好的实现梦想，他不介意多花些时间沉淀蛰伏。
如今，40年过去了，当初立志以现代化机械改变家乡农业生产条件的年轻人显然走得更远。“那时家里村里条件很艰苦，但妈妈从小教育我，要努力学习知识和本领，成为某一行当的专家，那就是了不起的。因此我一直在努力用心做每一件事情，无论在学校学习还是在农田种地，或者在实验室干活，学真本领、做真诚人、求真价值，但始终感觉做得不够好。”他留学学成后立即回国，在天津大学做博士后、副教授、教授，培养硕士生博士生搞国家课题研究，发表研究论文;为全国摩托车汽车行业举办专业技术培训会，把发达国家世界一流的摩托车汽车及发动机企业的经验分享给国内同行，期望能够更直接地为中国汽车产业快速发展贡献一点力量;他和同事合作搞发明创新，并乘邓公南巡的东风创业开办公司，把自己研发的技术和产品亲自推向市场，并深刻体会到把产品变成商品的艰难，学习领导管理一个团队的智慧。多年从事科研、技术、创业及创新工作，杨延相教授成果丰硕、潜心育人桃李芬芳;创新创业成果落地应用成效显著，并进一步凝聚成推动行业发展、社会变革的强大动能。一路耕耘，一路收获，他亲身经历过科学研究、技术开发、工程设计与商品经营，在这几个性质不同的事业中，用40年砥砺奋进写就的是新时代科技工作者科技报国、实干强国的宏大篇章，必然体会深刻。
立志科技事业，领悟科学与技术研究之差异与艰难
杨延相认为，现代技术给人类带来了数不清的方便，但现代技术离不开科学的进步。科学与技术是不同的，科学是没有多少功利性的，就是人类对大自然固有规律的不断接近正确的认识，所以就科学研究成就而言，我们只能称其为科学发现而不是科学创造或者科学发明。科学发现的现象及其规律是自然固有的特性，应该是能够在实践中观察到且与观察结果无矛盾的，但允许无尽的质疑和证伪，在没有被新的发现所证伪以前，我们就接受这样的规律理论。因此，科学研究过程是需要高度复杂的逻辑推理，或者大量复杂的试验观察，天才的大脑和自由的思维思考理论假设，以及严控可重复的试验呈现，是取得科学研究成就的基本条件。
但在1982年杨延相本科毕业时，他还认识不到科学与技术的不同。研究生考试成绩优异被教育部确定为出国留学预备生，继续学习肯定有利于今后在科技领域的发展。1983年10月，作为改革开放后第二批政府选派的赴日留学生，杨延相东渡日本深造。80年代，日本经济如日中天，特别是其制造业在全世界处于技术领跑水平，中日两国间社会面貌和经济数据的巨大差距，让首次踏上异国土地的杨延相深感震撼。日本为何能够从战后的废墟中快速地发展成发达国家?恍惚间，一股更加强烈的使命感与责任感从他内心升腾而起。“但开始我们留学生的关注点，依然是日本的技术，后来才慢慢认识到技术背后的科学研究水平，日本也已经进入世界一流。”
在九州大学工学部动力机械专业和栗雄太郎教授的指导下，杨延相围绕柴油机排放问题确定了研究课题，技术上离不开控制柴油机缸内空气流动和高压燃油喷雾，但随着研究的深入，杨延相终于明白了其实更基础的是柴油机排放产生的科学机理还不很清晰，这涉及复杂的流体湍流现象、液体破碎形成喷雾的机理、燃料与空气的燃烧反应特性等极其复杂的物理化学过程。任何一个复杂的物理化学过程，科学规律的探讨都需要庞大的试验系统设计与设备支持，当然还需要复杂的逻辑思维即数学能力。“当时，九州大学在这方面的硬件条件算不上很好，加上自我感觉理论研究能力并不是自己的长项，所以我的研究只能是在学习大量的流体力学和燃烧学知识的基础上，寻找可能的工程技术优化方案。”杨延相回忆道。以需求为导向，以解决实际问题为出发点，必须建立在可靠度科学基础之上，这也成为后来他一以贯之的科研思路。
1989年，完成博士学业的杨延相迫不及待踏上归国旅程。回国后，他进入天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，师承史绍熙院士，同时也成为天津大学博士后科研流动站的第一位博士后，也是中国内燃机专业首位博士后。在站期间，他对自己是做科学研究还是做技术研究踌躇过一段时间，天大的研究条件相对比较好，各种激光测试设备很难得，如果进行发动机工作过程涉及的流动混合及燃烧的基本现象进行研究，重点目标当然是新的科学定理或者现象规律的发现。他选择了先研究新测试手段，首先是激光散斑测速技术的研究，因为这种技术是最新的流动测试技术，未知的科学问题不少，试验结果发现激光散斑本身对流动测试限制很大，结论是负面的。但相关技术很快演变为粒子图像测速PIV而对流体力学研究意义重大，杨延相首次应用PIV技术试验研究了柴油机喷雾流场和内燃机缸内流场，成为国内最早研究PIV技术及其应用的科研人员。博士后出站后，他选择留校任教，继续在液体喷雾技术领域做研究，以射流液体稳定性为基础的液体雾化机理研究取得了比较多的成果，包括圆孔射流、椭圆孔射流、旋流射流等的运动规律及稳定性分析与试验，在力学、工程热物理及内燃机领域相关学术刊物发表多篇研究论文，于1997年晋升为教授。
“这一系列的研究，虽然有价值甚至也发明了一些相关技术，但本质上是科学研究，研究结果很难形成对内燃机或者流体机械的设计生产有直接影响的东西，也就是说实用价值很难衡量。也许是自己天赋还是不够，难以在重大而基础的科学问题上做出特别突出的成绩。这也是每一个在高校从事研究的人员经常难以释怀的问题。”杨延相反思道。
矢志不渝研发技术 亲历产品与营商市场的酸甜苦辣
90年代中期，中央电视台《走进生活》栏目播出专题节目“两位博士的一天”。节目聚焦的两位博士，正是杨延相和他的合伙人郗大光博士。只不过此时，除了博士头衔，他们还有另一重身份：天津市双博科技有限公司创始人。
双博科技的主打产品是淋浴取暖多功能家用花洒喷头产品，这是杨延相与郗大光在1993年针对浴室取暖难题研发出的创新型产品，推向市场后大受欢迎，年销售额很快破千万。这次创业的成功，让杨延相对于技术开发和产品设计、甚至商品经营有了更加深入的体会。这个产品首先源于对需求的发现：随着燃气热水器进入中国家庭，在家里洗澡极大地方便了生活，但天冷的季节室内太冷而让人为难。基于他们对于工程热物理的专业理解，先用热水器给浴室取暖再开始洗澡是一个解决问题的思路。因为研究液体雾化技术，他们设计了一个将热水雾化快速放出热量加热浴室的雾化取暖喷头立即获得成功。但在产品设计时，还是遇到了不少难题，对用户使用方便性、楼房水压变化、热水器功率差异等必须优先考虑，材料耐热性、制造方法、生产一致性、生产成本等也不得不考虑，这些问题在做科研时基本是理想化了的。好在产品相对简单，能够快速迭代升级，产品与当时的市场需求完全合拍，因此很快畅销全国。初次“下海”便大获全胜的杨延相没有如一些人猜测的那样继续驰骋商海，他转头回到天津大学实验室继续埋头进行学术研究。但从此，他更想做的是进行内燃机领域的技术研究，期望做出更重要的技术或者产品来，体现出科班出身的技术人员真正价值。
时间来到21世纪初，汽车摩托车快速进入中国人的家庭，科学研究已经明确揭示出，发动机排放和节油离不开的技术手段之一是缸内燃油直接喷射与精确控制。杨延相与郗大光、刘昌文博士决定成立团队开发一种能够实际使用的新型电喷系统技术及产品。2002年，他们研发的 FAI 电喷系统被搭载到五羊摩托车上——这辆摩托车样车被认为是中国人自己开发的第一台电喷摩托车。为了推动FAI电喷系统产业化，真正解决摩托车的排放问题，需要把新型电喷系统技术应用于摩托车产品，杨延相及其团队再次踏上了科研成果转化之路。2005年，以浙江飞亚电子科技有限公司为主体，第一代FAI电喷摩托车被推向市场，这是中国乃至世界上首次大批量中小排量电喷摩托车进入市场，不到一年内销售了约十万辆。但很快，产品及制造过程开发的匆忙与缺乏经验，对他们带来了无情的打击：市场反馈电喷摩托车故障率极高，用户抱怨很大。经过大量的故障产品分析及进一步的产品设计与制造过程验证(DV及PV)，问题终于搞清楚了，有节气门板污染问题，有喷嘴堵塞问题，有高温状态喷油不正常问题等。特别是燃油过滤与热气阻问题，其中包括了深层次的科学问题，花费了较多时间才解决。变更了产品设计及质量控制方法，推出了新改进产品，但已经到达市场的问题产品量太大了，影响难以挽回，FAI电喷摩托车产业化推广之路一度受阻，浙江飞亚电子历经股东撤资、企业改组等磨难，最终改名为浙江福爱电子有限公司。
“这个教训是深刻的! 我们深刻地领悟到，一项技术再先进也只是解决了一个或者几个问题，而产品需要把所有可能在使用过程中遇到的问题都解决好，生产必须保证每个产品都达到技术要求。这就会涉及很多项技术和试验验证，不是个别专业专家能够完全搞定的。否则，一旦产品进入市场，出现问题就要花费巨大的成本和时间去挽回，甚至商业信誉的损失可能无法挽回。这是从技术到产品到商品过程是否能够成功的关键，必须能够控制风险。因此成功的新产品总是需要很长的开发试验过程，包括市场测试，决不能在缺乏可靠的市场测试数据的情况下，过大批量投入市场。” 杨延相深有感触地说道。
福爱电子成立时，正是重型汽车“国四”排放标准即将施行的前夜。经公司慎重考虑，在继续推动电喷摩托车产业化的同时，FAI团队将迅速围绕尿素液喷射计量系统展开技术攻关——这是实现“国四国五”新标准的关键技术之一。就这样，顶着资金链断裂风险、生产线建设及客户没有着落的多重压力，他们一路攻坚克难，赶在“国五”标准正式实施前全面完成了FAI尿素计量喷射系统技术的研发工作，但具体的产品和市场需要与客户共同开发，这次他们汲取了摩托车电喷系统产品推广的经验教训，一定要按照行业规范要求做。
FAI尿素计量喷射系统的市场竞争潜力得到国内柴油机骨干企业云南云内动力股份有限公司的高度认可。为了在这个项目上合作共赢，更好更快地将这一新技术推广到柴油机上，云内动力集团和福爱电子合资成立无锡恒和环保科技有限公司，为柴油机尾气处理提供完整的极具竞争力的自主后处理解决方案，为发动机及整车客户提供配套服务。
奋楫逐浪 谱科研成果产业化新篇章
恒和环保成立后，作为总经理及技术骨干，杨延相带领团队展开持续技术攻关和产品设计开发，快速驶入科研成果产业化应用的高速路。2015 年，团队完成云内动力第一个发动机机型配恒和环保“国五”后处理系统的排放数据标定，同时也完成了 FAI/恒和环保后处理控制系统软件逻辑和标定工具的开发;2016 年，使用恒和环保后处理系统的云内系列“国五”发动机完成了排放公告认证，并开始在整车企业进行发动机搭载试验和整车小批量市场测试。同时，FAI 尿素喷射系统也在东风公司ZD30 柴油机轻卡上成功搭载小批量上市;2017 年，恒和环保后处理系统大批量投产上市，市场反馈良好。
“后处理系统产品的开发和推出，之所以能够避免电喷摩托车当年的覆辙，是因为我们有云内技术中心和生产工艺人员的配合，我们导入了TS16949质量管理体系，按照汽车行业规范评价产品设计及制造过程，学会了应用APQP、PPAP等工具，对产品进行尽可能完整的DV/PV试验验证，也不能忘记小批量市场验证，同时对市场反馈的问题快速研究改进。结果大批量上市的产品表现优良，得到了市场客户的信赖。” 杨延相还透露，该系统以其独创的尿素箱内置计量泵+ 良好雾化喷射的气助旋流喷嘴 + 高效低尿素结晶风险的 SCR混合器及后处理催化器总成设计，可轻松达到国五排放标准，而系统成本和可靠性方面竞争力具有明显优势。
2021年，中国重型汽车全面实施“国六”排放标准，这一号称“世界最严”的排放标准让后处理系统面临更为严苛的考验。据悉，能满足“国六”标准的技术体系中，发动机控制系统特别是控制器ECM这一关键技术被国外品牌垄断，导致国内自主国六后处理系统产品研发严重受阻。对此，杨延相带领团队不断探索，于2021 年初成功开发出完全自主可控的国六柴油机尾气后处理系统，彻底解决了柴油机及后处理行业中外资品牌及进口核心部件对国内企业的一个“卡脖子”问题。
此外，值得一提的是，随着摩托车排放“国四”标准的实施，曾经发展受阻的电喷摩托车终于在2019年迎来春天，FAI 摩托车电喷系统年销售首次突破 25 万套，福爱电子也据此跻身2021 年贵州制造业百强企业。
后记：
据不完全统计，截止2022年，以杨延相及其FAI团队自主创新技术为基础的产品，包括双博喷头、FAI摩托车燃油喷射系统、FAI-SCR尿素喷射系统、恒和国五国六柴油机尾气后处理系统，市场销售累计已超200万套，直接经济产值超40亿元。包括国五国六排放柴油机、国三国四排放摩托车在内的间接产品，市场产值累计更是超300亿元，为我国国民经济发展作出了重大贡献。
杨延相最后深情地总结道：“任何科学技术的研究，其出发点和落脚点都应该是为人类造福。科学为人类解惑并提供可靠的知识，技术为人类创造新的工具新的手段新的生活方式。技术创新的目的是产业应用，是为了提高生产力，为了创造新的产品或者让产品不断进步。产品到商品的飞跃，必须考虑功能与成本的权衡，与客户需求最吻合的产品才具有最强的竞争力，当然能否成为巨大利润的载体还与市场经营有关。一个产品往往是建立在很多项技术基础之上的，一个成功的产品几乎没有弱项技术，而一个失败的产品可能仅仅因为某一项技术太差。从投资风险的角度来看，科学研究基本不会有直接的回报，但又是需要最聪明的人和巨大的资金，所以也只能以国家或者贤达富豪为主要投资者，通过成立大学或者研究所等机构来开展。新技术研究成功率很低，但如果突破可能会直接创造出新产业，所以投资回报周期很长风险也很大。产品产业投资风险就小很多，但资金需求量很大，成功概率与团队完整性密切相关，失败往往是因为某一项短板。现代产业分工很细，一家企业只能把自己最擅长的产品工艺做好，其上游要有自由能够选择世界市场上最好的供应商合作伙伴，否则你很难做出一流产品。所以企业是有很多个脖子的，命根子不止一条，但都是维系在一个自由市场之上，无市场就无企业。无世界自由市场，就不可能有世界一流企业。”
对杨延相而言，推动科研成果产业化是他义不容辞的责任。从实践出发，让成果落地，杨延相用实干与笃行汇聚起的，是工业制造升级与经济社会发展的强劲动能，更是民族复兴的不竭动力!
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