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焦宗夏
原图链结来自中国经济网
国籍	中国
知名于	北京航空航天大学机械电子工程学科责任教授，自动化学院院长

焦宗夏

焦宗夏，男，教授博士导师，1991年于浙江大学获得工学博士学位，长江学者特聘教授，博士生导师，北京航空航天大学机械电子工程学科责任教授，自动化学院院长。

个人概况

近5年主持国家自然科学基金，国家863，航空基金，博士点基金，国家背景型号项目累计30多项，科研经费3000多万。曾

获得北京市优秀教师、北京市青年学科带头人、国防科工委511人才、教育部跨世纪优秀人才、教育部高校青年教师奖、北京市教育创新标兵等称号。获得国家及省部级科技奖励8项，申请专利12项(已获批4项)，发表论文90余篇。

焦宗夏， 1991年9月于浙江大学获得博士学位，2000年赴德国Institute for Aircraft System Engineering, Technische Universität Hamburg-Harburg做客座教授。目前是北航自动 化学院院长，飞行控制一体化技术国防科技重点实验室主任，复杂产品先进制造教育部工程中心主任，长江学者特聘教授，长江学者创新团队带头人，国家杰出青年基金获得者，入选国家新世纪百千万人才工程，航空学会"机电分会"主任委员，机械工程学会流体传动与控制分会副主任委员，2011年FPM国际会议主席、ICIEA国际会议协主席。主要从事流体传动与控制、机载机电控制系统等方面的应用基础与关键技术研究。获得国家技术发明二等奖与科技进步二等奖各1项，共发表论文150余篇，被SCI/EI/ISTP三大检索系统收录论文70多篇，出版编译著8部，获得发明专利10余项。

参选院士

焦宗夏是2017年中国工程院机械与运载工程学部院士增选的有效候选人

工作经历

1991.10-1993.12，北京航空航天大学自动控制系，博士后;1996.6-今， 北京航空航天大学自动控制系，破格晋升为教授、博士生导师;2000 .1-7， Institute for Aircraft System, Hamburg-Harburg Technique University Germany, 客座教授;2000-今， 任自动化学院副院长、常务副院长。

研究领域

1.机电系统的数字化、智能化设计技术

主要研究机载机电系统，如液压、刹车、燃油、操纵、收放等系统的智能化设计与专用设计、仿真和分析工具，多学科优化设计。

2.新型作动系统与余度舵机技术

重点研制各种先进舵机及其余度控制技术，主要有DDA(DDV，直接驱动舵机或伺服阀)，EHA(电静液作动器)，SMA(智能材料驱动作动器)及 ACE(余度舵机控制器)等。

3.机电装备与半实物仿真系统。

重点研究电液/电动负载模拟器，电液伺服飞行转台，刹车模拟器，航电模拟器等模拟试验装备及其半实物大闭环仿真系统。

学术荣誉

1.高性能多通道空气动力负载模拟器系列，国家技术发明二等奖，2006年

2.航空航天机械电子工程专业课程体系建设与教学模式改革，北京市教学成果一等奖，2004年

3.电液负载模拟器，行业优秀新产品奖，中国液压气动密封件协会，2004年

4.电液负载模拟器关键技术，中国机械工业科技奖一等奖，2004年，排名第1

5.容错控制系统综合可信性分析方法研究，国防科工委科技进步二等奖，2004年，排名第2

6.SF2000 舵机负载模拟器，国防科工委科技进步三等奖，2002年，排名第1

7.28Mpa 飞机液压能源系统研究. 中国航空工业总公司科技进步一等奖, 1997年, 排名第9.

8.飞机液压附件集成设计技术研究. 中国航空工业总公司科技进步二等奖, 1996年，排名第2.

9.机电液产品计算机辅助设计技术及其集成软件系统，教育部科技进步三等奖，1992年，排名第4

10.机电液一体化元件及系统集成软件包MEHIS，浙江省优秀软件一等奖，1990年，排名第4

11.2016年何梁何利基金奖科学与技术进步奖，2016年。

建空天信融合特色学院——访自动化科学与电气工程学院院长焦宗夏教授

〖记者：贵院作为主要完成单位曾先后研制成功我国第一架轻型旅客机“北京一号”、第一架高空高速无人侦察机等等，创造了多项全国第一。在过去的“十一五”期间里，贵院在科研创新方面都借助了哪些平台？〗

　　焦宗夏：在“十一五”期间我们主要有两个平台。一个是在2004年由总装备部和国家国防科工局批复立项的“飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室”，已于2010年6月顺利通过项目竣工验收。从它的定位和内容来说，和当初建校时我们整个学院的布局是一致的。“飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室”是目前国内飞行控制领域唯一的国家级重点实验室，它以控制学科为主，在体现空天信特色的同时注重学科交叉。另一个平台则是由前任院长李伯虎院士建立的以“985”二期建设项目“复杂系统先进制造技术平台”为基础的复杂产品先进制造系统教育部工程研究中心，该平台与航空航天领域开展密切技术合作，强调产学研结合，经过近四年的建设已初具规模，计划在“十二五”期间完成验收。此外，我们还有一些其他平台，比如“先进仿真技术航空科技重点实验室”等省部级重点实验室。

　　〖记者：贵院经过58年的发展，已成为我国重要的航空航天自动化领域高素质人才培养基地和科研基地。在“十一五”期间，贵院在人才培养方面都取得了哪些成绩？〗　

　　焦宗夏：自动化学院近年在如下方面非常突出：一是生源一直比较好，自动化学院平均每年招收本科生约220人、硕士生260人、博士生65人、留学生20人左右。本科生、硕士生录取分数以及专业硕士招生人数都居全校前列，出国留学联合培养人数居全校之首。同时，人才就业率很高，本科、研究生一次就业率均大于99%，读研率大于40%。而且工作分配也很不错，自动化学生的分配率基本是百分之百的水平，在工科类里面，属于就业率比较广的学科范畴，这个也是学院的优势所在。

　　其次就是师资水平高。在过去“十一五”期间，学院师资队伍建设取得重要进展，共有教师152人（不含22名博士后），其中教授39位，副教授73位，院士1人，国家级突出贡献专家1人，长江学者特聘教授3人、讲座教授1人，国家杰出青年基金获得者3人，新世纪百千万人才工程人选2人，享受国务院政府特殊津贴人员31人，教育部新（跨）世纪优秀人才7人，北京市科技新星5人，北航蓝天学者特聘教授4人，教育部创新团队1支，蓝天团队2支。用“敬业，勤勉，务实，创新”这八个字来评价自动化学院的老师是最贴切的，同时我们已经在全学院全面推行本科生导师制，并制订了专门的实施办法，开通了本科生导师制网站，打造便捷的一体化交流平台，让广大学生有更多的机会和优秀教师交流。还有些老师积极筹集资金让学生去参加国际学术会议，他们真的很敬业、有爱心，能够带动起学生的发展。学院建立了完善的二级培养体系，由教师指导委员会和教师督导组对上课质量和人才培养进行把关。学院有多名北京市教学名师、国家精品课教学团队、北京市教学团队以及北京市实验室示范中心，这些都给教学的高质量提供了全方位的根本性保障。

　　学院非常注重学生科研创新实践能力的培养，我们主张边学边练，在实践中学习，培养学生的能力，学院尽量给学生提供条件，例如学院安排的课程，既有课内安排的基础实验也有综合实验，还有研究性实验等。而“冯如杯”等各类科技活动的参与人数占学生总数一半以上，团队成绩位于全校前列。我们自动化学院每年均代表学校参加全国CCTV杯机器人大赛，曾多次进入八强。而由学院牵头的北航大学生机器人创新团队获得“优秀大学生科技创新团队”称号，以本科生自己创办的自动控制协会挂牌为“自动化技术实践创新基地”。

　　自动化学院“飞天艺术团”成立十四年，曾在北京市合唱节获金奖、国家大学生合唱节银奖等，并多次走入中央电视台音乐频道参加节目录制，中央电视台国际频道还为飞天艺术团录制了专题片，为本科生的综合素质培养提供了一个有效平台。

　　〖记者：作为学院的资深教育者，您见证了学院十几年来的发展，自动化学院在取得成绩的同时，也存在一些不足。您觉得贵院在发展过程中还存在哪些不足之处呢？〗　

　　焦宗夏：自动化学院不足的地方也是我们下一步工作的重点。老学科存在“船大掉头难”的问题，而这十几年来许多新兴学科从自动化学院陆续分出去，现在自动化学院承袭的主要是老传统老学科，这个既有优点也有缺点。优点是可以传承自动化的一些传统优势，比如如今在全国排名处于前五名的控制科学与工程一级学科，这也是自动化学院几代人发展和积累的成果。但是学院现在面临一个转方向的问题，一个老学科如何在新的形势下，特别是在网络信息爆炸的时代下找到新的发展路子，这是值得探索的。

　　过去我们提出四个坚持：坚持和国家重大需求结合的发展目标，坚持学科前沿的发展方向，坚持团队建设，坚持航空航天及信息化特色。学院希望能通过坚持这“四项基本原则”来解决我们现存的主要问题：一是大的科研项目比较少，因为大容量的科研项目代表了在国家重大需求上所占据的位置；二是在人才团队建设方面还很不足，因为我们没有留下自主培养的院士，并且院士级专家的数量也较少，毕竟院士代表了在国家某个领域中的权威。“十二五”期间，我们希望能从国外引进更多的优秀人才，例如千人计划、国家青年千人计划等。另外就是极力争取国家大项目，计划在“十二五”期间在973课题申报等方面实现零的突破。国家重点实验室的建设和管理有待于进一步强化，努力打造国内一流、国际知名的创新平台。

　　〖记者：“十二五”期间，在北航“空天信融合”、“产学研结合”、“理工文综合”的发展战略下，贵院也以打造空天信融合特色的国际知名自动化学院为目标，学院将把工作重点放在哪些方面？〗　

　　焦宗夏：我院以建成国际知名、国内一流、具有空天信融合特色、和谐发展的研究型学院为战略奋斗目标，以“十一五”工作为基础，在“十二五”期间将着重围绕九个方面进行建设。一、在人才培养方面，将以《自动控制原理》国家级精品课团队为核心，由学科责任教授负责，整合教师队伍优势，建立和培育可以冲击国家级教学团队的教学队伍。同时，努力提高研究生和本科生的培养质量，巩固研究生评优的成果，实施本科生导师制，积极推进“本、研、导从游分享式”教育模式，进一步推进实施面向沙河校区和校本部的“双翼工程”。二、在学科建设方面，将统筹兼顾，调动一切积极因素，科学规划，扎实推进，形成合力，同时还将组织全国自动化学院院长论坛，发起并组织国际自动化领域青年科学家论坛，举办国际流体传动与机械电子学国际学术会议和学科发展论坛。三、在师资队伍建设方面，我们将建成从院士到千人计划、长江学者、杰青、优青、新世纪等系列人才梯队，并构建国内有重要影响的顶级创新群体。我们计划建立更高水平的科技创新团队，构建合理的人才结构，营造协同创新的师资培育环境。四、在科学研究方面，我们争取在重大基础研究、重大科技创新方面实现重大突破。在军用、民用航空航天领域进入国家重大专项，努力提炼重大基础研究的科学问题，在“973”、“863”、国家自然基金重点项目等方面有所突破。五、在产学研合作方面，将借助学院的两个平台，搭建产学研合作的桥梁，为实现成果转化创造条件，与企业合作建立复杂产品先进制造系统联合研究院，推进与航空航天企业的合作，促进技术成果转移。进一步深化飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室的产学研合作，特别是与中航618所加强在重点实验室内的密切合作，把握住国家大力发展大型客机、大型运输机、临近空间飞行器、通用航空器的宝贵机遇，不断向主机所辐射，强化与相关科研院所、企业在关键性技术问题方面的合作。与相关研究院所合作办工程硕士班，合作培养工程博士，以不同专业和研究方向组成团队形式定期组织相关教师去相关研究院所调研。六、在科学创新基地建设方面，我们计划进入并建设好航空科学与技术国家实验室-先进飞行控制功能实验室；拓展“飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室”建设，拓展“复杂产品先进制造系统教育部工程研究中心”建设，充分发挥国家卫星导航应用分中心、先进仿真技术航空科技重点实验室、精确制导中心的作用；申请并创立北航本科生自动化科研创新培育基地。七、在国际交流合作方面，将成立自动化学院国际化办公室，主要对学院的国际合作、国际交流等进行协助组织和引导；分期安排20余名青年教师出国(境)做访问交流，并进行跟踪考核；继续配合研究生院做好博士生出国联合培养的工作，且对其在国外的学习、科研情况进行量化考核；重点办好三个重要国际学术会议和两个国际学术期刊，力争“十二五”期间获得国际合作项目3~5项，所办的三次重要国际会议均进入EI检索；所创办的中国导航、制导与控制学术会议(CGNCC)在与中国航空学会联合的基础上，进一步与美国航空航天学会(AIAA)联合,升级为有影响的国际学术会议；所创办的两个国际期刊在已进入EICompendex检索的基础上，进入SCI检索；所承办的国际空中机器人大赛(亚太赛区)形成系列化的国际赛事品牌。八、在管理工作方面，将进一步强化机关的服务机能，充分发挥学术带头人和教授会的作用，坚持“规范管理、民主决策、科学发展”的行政理念，完善五个机制：人事管理机制、分配激励机制，运行机制，绩效考核机制及民主机制。九、在党建和文化建设方面，将发挥好党支部的战斗堡垒和党员先锋模范作用，完善学院文化建设。

　　〖记者：“党建”一直都是教育工作中非常重要的一项工作，贵院也提出了打造国际知名自动化学院必须要“以加强党的建设与思想政治工作为保证”的方针。对于今后的“党建”工作，贵院将有哪些计划？〗

　　焦宗夏：自2006年到现在，学院党委新发展预备党员500多人，转正预备党员400多人。在校党委的领导下，完成了保持先进性教育回头看，顺利通过北京市普通高校党建和思想政治工作达标验收，完成了北京市党员信息采集工作。在四川特大地震发生后，学院广大党员响应校党委号召，积极捐款。2010年开展了深入学习和实践科学发展观活动，认真分析学院存在的问题，并制定了今后一段时间的发展规划。“十一五”期间还配合行政完成本科迎评创优。2009年上半年被学校评为学生党建工作先进院系。学院一直重视党建工作的发展，紧跟党的步伐，努力提升学院老师和学生的思想道德水平。“十二五”期间，将进一步发挥好党支部的战斗堡垒和党员先锋模范作用，完善学院文化建设。充分发挥工会的凝聚力作用，扩充现有的羽毛球队、游泳队等职工组织，把学院工会办成真正的“职工之家”。

　　〖记者：据了解，自动化学院毕业生就业率非常高，您认为自动化学生都有什么特点？您认为学生应具备什么样的素质？您对您的学生有什么期待？〗　

　　焦宗夏：我认为从总体来说，我们自动化学院的学生都是特别的聪明和优秀，大多数学生都很踏实，学习成绩和领悟性都很好，综合能力也很强，更重要的是都很有潜力。我自己也带一批研究生，很多研究生都是直接从本科生读上来的，他们悟性和能力都很强，都是可造之材。过去我们学院培养了很多在国际上享誉盛名的教授，他们都达到了相当高的高度。最近几年北航学生毕业后直接留校的人数都特别多，我们一直都在努力控制比例，因为我们既需要航空航天领域内极具专业性的人才，也需要其他学校新鲜血液的注入。因此我们大力提倡北航、国内、国外三项比例合理。我希望我的学生们都能够有出息，希望他们进入社会之后能成为具有领导和领军潜质的创新型人才，并且能在一线工作岗位上取得骄傲的成绩。每当学生取得好成绩时，我们都觉得特别的自豪。当然我们也希望在校的学生将来一样能成为我们的骄傲。

　　〖记者：今年是北航六十周年校庆，贵院准备在哪些方面向校庆献礼？〗　

　　焦宗夏：从去年开始我们就成立了北航自动化学院校友会，希望通过校庆把世界各地的校友都联系起来，并为在读的学生做好一个榜样和铺垫。今年我们准备在北航举办称为“精英系列”的会议，会将在这个领域的顶尖人物都召集到北航来。同时，我们会趁着这次的“精英系列”举办一个国际空中机器人大赛(亚太赛区)，目的是为了突出航空航天的特色，并起到烘托的作用。另外，我们还将在北航举办IEEEINDIN2012、CGNCC2012等系列国际学术会议，希望在这次校庆中将北航的国际学术氛围进一步突显。最近，我们已经创办了北航“驭远”大讲堂系列讲座活动，邀请国内外知名学者、专家和校友来北航沙河校区进行学术性前沿讲座，以创造良好的学术和文化交流环境，促进国内外交流合作，提高北航自动化学科的科学研究水平和自主创新能力，积极推动相关学科与自动化工程的交叉融合。

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“刀尖上的舞者”——记国家技术发明二等奖获得者焦宗夏教授及其团队

飞机着陆阶段的事故率占飞行事故率的近50%，是航空安全的重中之重。飞机刹车控制系统是保障飞机安全着陆和应急终止起飞的关键机载子系统，往往是飞机滑跑中的最主要安全防线。机场跑道的长度很大程度上取决于应急中止起飞的刹车距离，刹车系统的性能与可靠性至关重要。

飞机速度快，惯量大，机轮承受载荷是普通汽车的几十倍甚至上百倍，刹车温度变化达近千度，条件苛刻，系统复杂，极易失效和失控。飞机刹车控制系统的研制被形容是“刀尖上的舞者”，设计与整机强耦合，稍有不慎，轻则全机共振，重则造成灾难性后果，研制难度非常大；刹车与飞控并称为飞机仅有的两个A类安全性系统，不能轻易试飞，必须有特殊的专用试验手段，试验风险和难度很高。就连百年老店波音公司的资深工程师，现在都还在说，“刹车系统Always Makes Troubles”。

寻找一种“无源”的刹车方式

那是二十一世纪的元年，焦宗夏教授正在德国汉堡访学，每天看着头顶空客的飞机从汉堡总装厂飞往图卢兹，焦宗夏教授暗下决心，有朝一日一定要为中国的大飞机事业贡献自己的力量。此前国内刹车系统行业一直处于仿制和跟踪国外状态，存在两代的巨大差距。焦宗夏教授凭着敏锐的技术嗅觉，发现了这样的难题，迎难而上，十几年如一日潜心研究，带领航空工业和中国商飞，自主创新，在新原理刹车装置、自适应刹车控制、系列专用试验装备等方面取得了重大突破，填补了国内空白，实现了跨代发展，在国际上开辟了新的发展方向，形成了具有自主产权的新技术体系，从根本上突破了制约我国飞机刹车系统的技术瓶颈，应用于一系列军机和民机重大型号中，达到了国际先进水平。

刹车失效的本质是因为“有源”，刹车的液压能源来自飞机液压系统，通过复杂的高压长管路，来传送大功率，数米的细长薄壁管路又处于起落架上的开放区，破裂与堵塞风险高，容易发生失效，从而造成事故。

灵感总是青睐有准备的人，研究刹车系统的第六个年头，焦宗夏教授突然意识到可不可以摒弃传统思路，寻找一种“无源”的刹车方式？焦宗夏教授带领尚耀星老师一头扎了进去，在这个全新的想法面前，他们和博士生黄澄、刘晓超等人开始了夜以继日的研究攻坚，经过五年努力，最终原创发明了一种“无源刹车”技术，研制了全新的“自馈能刹车装置”，它可以灵巧地直接利用机轮着陆旋转的动能，将其变成液压能，从而为刹车系统提供能量。其意义不仅在于节能，更重要的是替代了故障率最高的复杂长管路系统，从根本上颠覆性地改变了安全性，即使飞机全部失去动力也能有效刹车。该新发明被国外同行认为是一个“神奇的灵巧系统”。

国家重任就是冲锋号

新的“无源刹车”技术在国际上开辟了新的发展方向，成功的一刹那，团队的兴奋溢于言表。可是焦宗夏教授还不满足，又将目光瞄准了整个系统的短板——控制律。飞机刹车特别追求在各种工况下都能距离尽量短，其难点是“滑”，既要保持最大压力刹车，又不能抱死。压力不足会刹不住冲出跑道，压力过大则会抱死轮胎，导致爆胎侧翻。长期以来，国内不论是军机还是民机，传统的做法是“防滑”，适应恶劣天气能力差，常常冲出跑道，空军首长专门对我国军机冲出跑道事故频发问题给予指示：“要作为一个难点去解决。”而国外已经实现了自适应，并且对国内严格封锁，放了很多烟雾弹，查不到一篇实用的专利和论文资料。

国家重任就是冲锋号，团队成员犹如打了鸡血，兴奋地艰苦奋斗着……多少个不眠夜，方案一轮轮被自我推翻，演算一次次被自己否定，设计一遍遍追求极致。幸福是奋斗出来的，成功更是拼搏出来的，不管道路有多么艰辛，兴趣和使命造就了无穷的动力。最终提出了“控滑”的理论，首先突破“识得准”，着陆识别跑道摩擦情况，再解决“控得精”，让刹车压力始终保持在不稳定的“刀尖”，刹车效率提高30%以上，在各种工况下都能自适应，大大缩短了刹车距离，彻底打破了国外的技术封锁。

记得在控制律设计的最后阶段，团队终于等来了盼望已久的试验。时间紧迫，系统复杂，需要每天二十四小时不间断进行，负责试验的博士生孙栋熬了无数个通宵，不分昼夜时时刻刻守在试验台前，高温炙烤不是最大的挑战，睡觉反而成了最大的奢侈。孩子们每天只在试验的一个小时间隙，一边等待刹车盘冷却，一边先处理故障修改设计，然后才能打个盹稍微休息……这样高强度的试验，一个阶段就是连续工作一个月，孙栋体重更是减了20斤。就是这样一种精神，团队咬牙赶时间，完成了前后一年多的不断试验，经过上百次大型试验的考核和磨练，控制系统的最终炼成了真金。

2017年5月5日是中国人翘首以盼的日子，随着全球直播，大型客机C919圆满完成首飞，在浦东机场顺利着陆，海内外华人悬着的心落到了肚里。可是鲜为人知的是，刹车团队在此前早已胸有成竹，因为首飞前，经过半年时间，通过一系列重要试验，已经完成了对飞机刹车系统的考核。

然而回首几年前，对于国外公司提供的刹车系统进行海量数据的测试，并非易事，设计师曾经一筹莫展。国外的控制器就是一个黑盒子，里面装着什么老外严格封锁。 重担又落到了焦宗夏教授团队肩头，他们自主研发成功打造了专用的测试与试验利器。在飞机的首次滑跑试验前，研究生李锁兰同学枕戈待旦，随时处于待命状态，两年间辗转于铁鸟试验台和首架C919飞机之间，对供应商多个刹车版本进行了百余次在线循环测试，极大地加速了首飞进程。

多少个寒冬深夜，多少次凌晨开始的试验，孩子们不是伴在厂房内的铁鸟台旁，就是守在试飞站，趴在飞机肚皮下，享受着拼搏航空梦的快乐。C919首飞顺利落地刹停的那瞬间，团队成员尚耀星老师拿出了珍藏的红酒，筋疲力尽的成员们幸福地相拥在一起，都高兴得哭了。泪光里闪烁的坚毅正是北航精神，国家使命，勇于担当，独当一面，拼搏创新……