□通讯员 潘怡蒙
“为什么要将梯子设计成一截有扶手一截没有？”
“你能保证最下面的一级台阶能够承载4000千克的重量吗？”
……
这是6名来自浙大机械系的大三大四学生正在参加北卡州立大学—浙江大学机械设计课程合作项目的答辩，提问的是国际知名的工程机械生产企业——卡特彼勒公司的老总。最终，浙大本科生完成的“大型推土机人工攀爬梯的改装”项目，因其合理的工程设计、合乎国际标准的安全设计以及降低20%成本的效果，被卡特彼勒公司“相中”。
对于浙大机械系的同学来说，在国际巨头面前介绍自己的机械设计作品已不是第一次，今年7月9日，浙大机械系的学生们受邀来到了全球知名的利乐公司（Tetrapak）上海总部，并正式与利乐公司签订了“二期计划”。
“我们学生在一期的时候帮助利乐公司设计了一个关于检测牛奶包装的创新装置，这个新装置得到利乐公司的认可。”浙大机械工程系副教授、机械设计学科竞赛基地负责人顾大强说，现在他们相信我们的学生们有能力将设计转变成直接用于流水线操作的样机。
“中国设计”
今年3月11日，全球知名的利乐公司（Tetrapak）包装解决方案部总监等一行8人组成的代表团专程来到浙江大学机械工程学系考察。
“利乐总部有一个全球大学合作的部门，专门跟各大著名高校开展如共建本科学位论文项目、SRTP（大学生科研训练计划）项目等，当时他们也想来中国找几所大学进行合作，浙大只是候选学校之一。”顾大强说，当时利乐公司就拿了一些企业的工程问题让这几所大学的学生或老师解决，因为我们的学生有大量的竞赛经验和基础，所以很容易上手，经过两三轮的选拔后，他们觉得我们的学生是最好的，所以浙大顺理成章地成为了利乐公司进入中国的第一个大学合作伙伴。
“做一个机器，能够自动将一个由铝纸和纤维等材料组成的新型枕式利乐包装在不破坏材料的前提下切成两瓣，中间还得连着，以便持续地检验新包装的质量确保食品的安全和口味。”这是利乐公司给浙大机械系本科生的第一个本科毕业设计题目。
“难以想象，两个月的时间，他们竟然真的设计出来，我们通过实验也证明了其真的很有效。”利乐公司包装解决方案部的负责人这样评价。他说，利乐包能够有效阻隔空气和光线，让牛奶和饮料的消费更加方便而安全，所以我们对每一个环节都精益求精，在上生产线之前，我们都会将每种新包装进行全面的检测，而给这种新型的利乐包切割的技术，我们始终无法很好地实现。
在没有浙大设计的这个切割机之前，利乐公司都要求人工将利乐枕进行切割，这样既费时又费力，切口质量也不能得到很好的保障。用了浙大学生提供的自动切割机后，一小时就能轻松地剪出100个符合标准的利乐包。
目前，利乐公司不但为学生的设计买了单，还准备继续与浙大机械系的学生合作完成更多的项目。
顾大强为学生们的设计而自豪，他说：“原来都是欧洲设计中国制造，现在我们也能中国设计欧洲制造了。”
学科竞赛让创意无限
1995年，浙大在全国首创了机械设计学科竞赛。“当时我们大三有一门课叫机械创意与设计，学生学完以后，老师的感觉是学生光说不练，画了很多图，都自认为很好，但依照老师的经验，这些设计只是纸上谈兵，根本没法实际运用。”顾大强说，竞赛的开设，就是让学生上战场真正地打一仗。
只要你有创意，有想法，那么你就可以招兵买马组成团队，参加浙大的机械设计竞赛。通过半年的时间，你的团队需要设计出“一辆车”，并且要将这辆车“动起来”，这就是竞赛的要求。从1995年至2010年，浙大已经先后举办了15届机械设计竞赛。据不完全统计，2000年至2010年，每届机械设计竞赛约有200～300名学生参加，参赛学生来自机械、电气工程、能源、光电、计算机工程、信电工程、农机、材化和竺可桢学院等多个院系，很多学生是跨系、跨专业组队来参加竞赛。
2004年以后，机械设计学科竞赛在全国范围推广开来。在今年第四届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组竞赛中，浙大完成的“自救电梯系统”、“模块化沙包筑堤机”、“防台风树木加固机”、“多功能救援车”等作品，在全国57所高校选送参赛的138件作品中脱颖而出，分获全国一、二等奖。
“机械设计竞赛不同于程序设计和数学建模竞赛，它需要学生花费更多的时间和金钱，所以推广起来比较难，在国际上也很少有持续做这个竞赛的国家。”顾大强说。
2006年，浙大机械系创新设计实验室诞生了，这是浙大机械系首次为本科生专门设立的实验室。“当时感觉做竞赛，对培养学生的动手和实践能力是很有好处的，但实践这种能力，不能仅仅靠一门课一个活动来培养，应该是个长期的过程。”顾大强说，实验室的建立，能让对机械专业有兴趣的本科生像研究生一样拥有自己的实验室，做他们自己感兴趣的东西。
2007年，一个叫杨宗银的浙大机械工程及自动化本科生在创新设计实验室发明了一种叫“海上吸油机”的装置，这个装置能在漏油事故发生后快速有效的处理浮油。“那是我读大二下学期参加浙江省机械设计竞赛时的参赛作品，后来还申请到了发明专利。”杨宗银说，是浙大机械系给了他很好的平台，让他能够充分发挥自己的想象力和兴趣爱好，在机械的学科里活得很精彩。现在杨宗银已是浙大光电系童利民教授纳米光子学研究小组的硕士研究生，他的学长对他的评价是：杨宗银倒腾设备超强，我们还在研究怎么将设备搭起来的时候，他早已将设备弄好并开始写论文了。
“通过几年的培养和实践，机械系的学生们在动手和实践能力上有了很大的提高，但我们觉得还应该再拔高一点，我们让大三大四的学生去解决企业中实际遇到的工程问题。”顾大强说。
从“输血”到“造血”
有了一次与世界一流公司合作的机会之后，美国卡特彼勒公司与欧洲最著名的一次性餐桌用品制造商DUNI公司纷纷找上门来。
DUNI公司想到了如何折出世界上最复杂的餐巾纸，但他们的困惑是无法设计出一台能够完成“折出世界上最复杂餐巾纸”的机器。于是，他们寄来了几万张平均售价4美元一张的餐巾纸供浙大机械系的学生在设计时使用。“我们的学生没花多少功夫就设计出了一台机器，这台机器已经基本能够符合DUNI公司的要求了，只是还需要进一步完善。”顾大强说。
有付出总有回报。浙大机械系因与国外的企业合作而有了自己的“生财之道”。顾大强说：“虽然浙大每年都会投入大量的经费在组织和参加各级各类学科竞赛中，但竞赛很多，平均分摊到各个竞赛上的资金实在是‘杯水车薪’，所以，我们要自己给自己‘造血’。”
找寻与世界一流的差距
“虽然我们学生在设计的创新创意以及动手能力方面已经具备一定的水准，但学生的观念和设计的理念与国际一流还有差距。”顾大强给记者讲述了去卡特彼勒公司设在中国的工厂参观的过程。
卡特彼勒公司对员工进入厂区车间有一定的要求。当学生来到车间的时候，他们被要求戴上耳塞和塑料眼镜，以及一双硬头的鞋。学生就很纳闷，车间的噪声绝对没有超过六十分贝，比我们马路上的噪音还小，为什么要戴上耳塞？工作人员就告诉学生，这是一种规范，也是一种劳动保护的措施。在以前，同学们看到的机械企业都是很脏的，但在卡特彼勒工厂，地上看不到一张纸，一根头发丝。
参与北卡州立大学—浙江大学机械设计课程合作项目的浙大机械电子工程大三学生顾彦很有感触，她说，我们设计推土机梯子的时候，卡特彼勒公司说了很多个不行，包括梯子的距离，承载重量等。比方说梯子一节一节之间的间距……都是经过国际认证的，要符合劳动保护和各种各样的规范，对我们来说，这些方面都很难意识到，只有面对国际一流企业的时候，才知道，一个设计不光是技术问题，还有社会责任和道德。
“与世界一流的企业合作，他们的反馈对学生来说是非常有意义的，学生得到的是最新、最前沿的想法或反馈。从中，我们也知道了自己与世界一流的差距到底是什么。”顾大强说。
《科学时报》 (2010-8-24 B2 校园)
