![]() 工程学女博士在美国的求学工作传奇 工程学女博士在美国的求学工作传奇
曾晓青
去“世界的尽头”圆博士梦
我于1990年被密歇根科技大学(MTU)化学系录取,攻读高分子材料科学博士学位。MTU 位于美国最北端的基威诺半岛上一个叫霍顿的小城,地处五大湖区,风景如画,又因远离城市喧嚣,堪称世外桃园。号称“路上的美国史”的41号公路(US-41)从MTU校园穿过,将学校划为校区和宿舍区二大块。US-41 南起“美国的尽头”-迈阿密,途经六个州,一路北上至“世界的尽头” - 基威诺半岛最北端的铜港小镇(图1),该小镇因其秋景(图2)之美而名闻遐迩。记得快到MTU校园时,就会见到路边立着一块大牌子:End of the earth 2, Houghton 4(距世界的尽头二英里,霍顿四英里,图3)。 图1. 南起于迈阿密,北至铜港小镇的美国41号公路
图2. 铜港小镇秋景
图3. MTU附近41号公路旁的路牌
霍顿面临苏必利尔湖,与加拿大隔湖相望。那年带着简单的行装,我来到了这里,开启了人生中35年的美国学习工作生涯,MTU就是我的起跑点。 霍顿的冬天特别漫长,十月份就开始下雪,要到来年的4-5月才完全融化,真是个千里冰封万里雪飘的银色世界(图4)。与世隔绝般的漫漫冬日,MTU成了心无旁骛潜心学习的绝佳之地,也成就了我以满分(4.0 GPA)毕业的梦想。 图4. 冬日的霍顿
入校第二年的博士资格考试我以满分(100分)的傲人成绩创下了化学系有史以来的最高纪录,得到系主任的亲自道贺,并荣获了系里该年度(也是第一届)的杰出研究生奖,获奖者的名字至今还展示在化学系的荣誉栏里(图5);令我惊喜的是,MTU 1993-95 年的选课指南手册上,居然刊登了一张我做实验的大幅照片(图6)。 图5. MTU化学系的杰出研究生奖荣誉栏
图6. MTU 1993-95年选课指南手册上刊登的一张我做实验的照片
我和我先生都是MTU的博士毕业生,先生于1995年毕业,我则是1997年拿到学位的。在拿到学位前的1994年我已进入通用汽车公司成为全职员工,成了MTU的“兼职学生”。为了激励我完成学业,先生承诺要等我拿到学位后双双参加毕业典礼。1995-1997近三年的时间里,工作之余、周末、节假日都用于博士学位论文的写作和完善,或在图书馆查找资料,或飞回MTU整理补充数据、与导师讨论等。这种全职员工/兼职学生的双重身份得益于美国高校宽松的学籍制度。考虑到很多学生都得半工半读自己挣学费,学籍分为全职学生和兼职学生二种。同时MTU规定:学士学位需在4-6年内完成,硕士学位5年内,博士学位8年内。美国企业招聘员工时对学位的要求也比较灵活,像通用汽车这样的跨国大公司,职位和工资是和学位直接挂钩的。我入职时博士学位尚未拿到,应该按硕士学位聘用,但老板基于爱才,是按等同博士学位聘用的,直接聘为高级材料工程师。多年后和业已退休的老板聊天,才知道这是他顶着上司的压力为我力争的,还说“好在你很给力,证明了我当初的决定是正确的,为通用招聘到了人才。”对于这位于我有知遇之恩的老板,心中充满由衷的感激之情。 MTU的毕业典礼(图7)有一项特别仪式,由校长隆重介绍夫妻毕业档,全场报以热烈的掌声以示祝贺。作为那一届毕业典礼上唯一的夫妻博士毕业档,我们获得了雷鸣般的掌声和集体起立的最高礼遇,让我激动得热泪盈眶,顿觉所有的辛劳和付出都值了。时年六岁的宝贝闺女跑上台和父母导师合影(图8-9),逢人便说我爸爸妈妈高中毕业了,可以陪我玩了。是啊,孩子太小,还搞不清高中生和博士生的区别,这些年亏欠女儿的太多,是该好好陪陪她了。 图7. MTU的毕业典礼
图8. 时年六岁的宝贝闺女跑上台和父母导师合影
图9. 时年六岁的宝贝闺女跑上台和父母导师合影
荣获1994年度汽车解决方案比赛冠军
我在美国第一次获奖是在1994年的3月。记得在1993年的感恩节左右(11月下旬),在校园里遇见了 MTU 材料加工研究所所长黄建阳教授,问我有没有兴趣加盟由他指导的团队,参加1994年3月由美国塑料理事会、密歇根材料与加工研究所,以及汽车回收合作伙伴联合举办的汽车解决方案大赛(Automotive Solutions Competition),参赛者为北美高等院校学生,赞助商为当时的汽车制造业三巨头(通用、福特、克莱斯勒)以及北美的一些主要汽车零部件供应商。这么好的机会,当然参加呀!于是,那年的圣诞假期,在黄教授的指导下,我和他的另外二名来自中国的博士研究生一起,夜以继日地加班加点,终于在12月31日交稿截止日,将长达数十页的论文递交出去了。 此次比赛分论文和现场演讲二部分,以我们的专业基础和英文写作能力,完成论文不算难事,但现场演讲对我们而言,可就有些勉为其难了:一来口语不好,二来从未接受过任何正规的演讲训练。没办法,只能扬长避短了,尽量将PPT做得漂亮些,且暗藏足够的提示,然后便是一遍遍地反复练习。现场演讲在汽车之城底特律的COBO会展中心(图10)举行,COBO大楼因一年一度的车展和SAE(汽车工程师学会)年会及科技展览而闻名于世。我们的演讲被排在最后。当我们站在演讲台上,面对演讲大厅里的评委及众多听众时,一种豁出去了的感觉油然而生,尽己所能地表述得清楚些。事后黄教授告诉我们“你们表现得很好,比之前的所有练习都好。”嘿嘿,尽力而为,也只能如此啊。 图10. 底特律的COBO大楼
短暂地休会之后,评委会主席开始宣布比赛结果,第三名是来自加拿大的一所大学,第二名是美国的另一所大学,正当陷入气馁之际,忽然听到第一名是密歇根科技大学,还听到了自己的名字。真的吗?我们得了冠军(图11-13)!太梦幻了,简直怀疑它的真实性!那些没日没夜地辛苦,终于得到了最好的补偿。那次比赛奖品相当丰厚,我们团队得到了5000美元的奖金,对于穷学生的我们来说,那可是一笔巨款啊!更令人高兴的是,赞助商之一、当时世界排名第一的通用汽车公司向我伸来了橄榄枝,邀请我于同年9月加盟其动力总成部门。也由此开始了前述的“全职工作,兼职读博”生活,直到1997年完成博士学位论文答辩。 图11. 我的1994年度汽车解决方案大赛冠军奖杯
图12. 1994年度汽车解决方案大赛冠、亚军队合影,左三为黄建阳教授
图13. 1994年度汽车解决方案比赛冠、亚、季军队合影
初入通用 小试牛刀
如果说黄建阳教授是我职业生涯中的第一位贵人,让我有了进入美国汽车工业的敲门砖,那么我的第一任老板戴维悦奇先生(Mr. Deverich)便是我的第二位贵人、伯乐。面试时他问我有何工作经验,我如实告之:除了大学时的下厂实习及后来在MTU的助教工作外,并无任何工业界的工作经验。意外的是,他一边看着我的简历,一边笑着说:其实工作经验并非唯一的选用标准,你有4.0的完美GPA, 说明你是一个脚踏实地认真进取并追求完美的人,你能荣获本年度汽车解决方案比赛冠军,说明你是一个能学以致用的人。你有足够的专业知识,尚缺的是联系知识和实际应用间的桥梁,而这桥梁需要你自己的逐步摸索。当然,若有人能指点一二,你的摸索过程会缩短很多(这一点我一直铭记于心)。当即问道“你什么时候可以来上班?”这就成了! 这一年我真是好运爆棚啊! 工作伊始,戴维悦奇先生安排我去完善非金属材料实验室并为工程师们测试非金属材料。当时实验室里的非金属材料测试仪器非常有限。我想起了在学校时接触过的各种高分子材料分析仪器,仔细地向老板介绍了它们的用途和对高分子零部件检测的重要性。老板听后非常感兴趣,让我去查找最好的制造厂家、最新的型号及大致价位,他会把它们列入明年的财务计划,争取同年购进。第二年年底,设备全部到位并安装完毕。看着那一台台崭新的先进仪器,我心里乐开了花,那可都是我的宝贝啊!我每天早到晚归,醉心于摆弄我的这些仪器,同事们也戏称它们是“南茜(我的英文名)的宝贝们(Nancy's babies)”。 当时公司实验室正好遇到一款变速箱所用的摩擦材料性能不稳定的问题,急需找到原因并寻求解决方法。于是我的宝贝们便派上了用场,经过各种跟踪监控测试,终于找到了材料性能不稳的原因,重新设定了工艺控制参数及范围,彻底解决了材料性能不稳的问题。这是我第一次将课堂所学运用到实际生产上,心里的成就感自不必多言。以后每每在路上看到用此款变速箱的汽车,都有种见到自家孩子的亲切感。
引入高尖端材料 完善现有产品
摩擦材料问题的解决,让老板对我有了更大的信心,决定让我作为研发团队的核心成员之一,直接参与橡胶零部件的研发。研发过程中材料工程师必须根据每个零部件的特定工况及不同要求,不停地穿梭于公司内部的不同部门以及公司外部的各级供应商,确保零部件设计的精确性、生产的可行性、生产过程的最优化、以及产品质量的可控性。虽然三十年来我从未更换过工作单位/部门,但每一款变速箱的设计都需要零部件的重新研发,所以我的工作永远充满着挑战性和新奇感。 有一年的冬天特别寒冷,在加拿大极北部的通用低温测试场,突然出现了数台同款变速箱转轴油封漏油的现象。拿到失效零件后,经过各种测试分析,最终确定当时用的氟橡胶能满足超低摩擦系数及耐高温这二项指标,但是在低温下却不再具备作为密封件必须的高弹性,从而引发低温泄漏。在脑子里迅速地筛选了一遍通用汽车现有的转轴密封材料以及市面上的橡胶材料,发现这些材料都有这样或那样的短板,无法完全满足该零件的应用要求。 全球范围当时有二家大型的氟橡胶公司生产类似的耐超低温氟橡胶,能完全满足这个油封的使用要求,可惜二家公司都尚未投入批量生产,其中有一家在中试车间生产少量的产品,供航空航天工业使用,售价在每英磅(合0.45公斤)250-300美元,是常规氟橡胶价格的10-15倍。我约见了这家公司的售销代表,表达了想用此材料的意向,他非常兴奋,当然也不确定它的可行性:价格昂贵不说,批量生产的风险很大,试验过程中废品造成的经济损失也是巨大的。该公司的高层与科学技术人员进行了深入的可行性探讨后,郑重承诺愿意参与通用汽车及一级供应商的橡胶配方、零件设计/生产的研发,若新零件能成功通过各项论证指标以及变速箱和整车的永久性测试,该公司将投入量产规模,以保证通用的使用量。当然,量产后,材料的价格也会作出相应的调整。 我将现有材料的局限性,新材料研发的长短处等整理成PPT,向此款变速箱的总工程师、设计发布组的经理以及采购部经理等人详细陈述了自己的观点,建议立项,与该氟橡胶公司及一级供应商一起共同研发此款新材料。尽管采购部门对价格的飙升表示难以接受,但总工程师坚持生产高质量的变速箱,让客户满意是我们的设计目标,经过一番激烈的争执探讨,最后决定立项研发。经过研发团队近二年的辛勤工作,终于生产出了满足所有工况指标要求的零件,并在量产后的整车使用过程中保持着零失效率的纪录。在这款材料的研发过程中,我们团队成功申请了一项专利,研发出一个新的测试方法并申请了知识产权保护,制定了相应的材料标准。
撰写培训课程,在全球范围内培养人才
初入公司时戴维悦奇先生的“有人指点一二,你的摸索过程会缩短很多”一说我一直牢记于心。基于提携后生晚辈和帮助工作同僚的想法,大约二十年前我便根据自己的工作经历及心得体会着手准备材料工程师的培训课程,旨在帮助有需要的工程师,特别是那些刚入职的年轻毕业生,希望他们能快速地进入角色并挑起大梁。 第一次授课是2007年,应上海泛亚汽车技术中心(PATAC,通用的合资企业)的邀请,在上海为其工程师们作为期一周的课堂授课和一周的供应商实地考查培训(图14-15)。来的人数之多、工作范围之广,令我有些吃惊:材料工程师、设计发布工程师、供应商质量控制工程师、产品研发工程师、部门主管、甚至采购员等,都尽可能地从百忙之中抽出时间来听课。他们中有像海绵一样吸收知识的入职时间较短的员工,也有带着实际问题来求解答的经验丰富的工程师,上课氛围轻松愉快,讨论积极,反应相当不错。 图14. 2007年我与参与培训的部分中国同事合影
图15. 我和美国技术专家与中国同事合影(2014年)
为了建立泛亚与国际原材料供应商的联系,我邀请了几家国际大公司去上海做产品介绍,还安排受训人员去这些公司在上海的研发测试中心参观学习,愿意动手的也可以自己模压测试片、做些培训中提及的常规测试,获得一些感性认识。在第二周的供应商实地考查培训中,我在这些厂的生产现场进行详细解释、解答,效果甚佳。 根据受训工程师们的反馈、以及新的知识经验积累,我不断地更新完善培训内容,使其能更加有效地运用到实际应用中去。第二次培训是2017年在韩国通用(图16),与第一次相距整整十年。这次培训也是为期二周,第一周是课堂授课方式,还配备了韩语翻译,一句句地翻译过去,真耗时啊!这才体会到在中国授课时,用母语与国人直接交流沟通的语言优势和家的感觉。第二周访问供应商,帮助解决当时面临的生产难题。让我感动的是,工程部总监除了偶尔一二次因紧急事务缺席,居然参加了一周的课,而且根据授课内容和与会的工程师们一起讨论了好几个当时比较棘手的问题。培训结束后这位总监特别向我道谢,并给我的大老板发了感谢的电子邮件,其中不乏赞美之词。 图16. 我和美国专家评审团与韩国同事合影(2012年)
接下来的一年(2018年)是为巴西通用工程师们(图17)授课一周,反响也很好。正准备在2019年为美国本土工程师们授课时,却遇上了新冠疫情,通用开始居家上班,停了所有的线下培训。老板建议我做线上教学,同时将我的培训课列入通用培训中心的正规课程。线上培训于2020年底如期开课,听课者中有一半是我熟悉的工程师们,做实例分析时经常为我补充更多的细节及背景资料,效果颇佳,但从课堂互动的角度出发,我还是更喜欢线下授课。 图17. 我与巴西同事合影
从业三十年来,我从高级材料工程师、主任级材料工程师,一直到高管级材料工程师,并担任通用汽车全球密封材料专家委员会主席。有近二十个专利/技术发明;发表了数十篇专业文章;制定了几十个被通用汽车全球广泛采用的材料或测试标准;多次为通用汽车全球范围的工程师作为期1-2周的密封材料技术培训;引领了数个工业界跨学科研发项目。作为通用汽车全球密封材料专家委员会主席,主持负责通用汽车密封材料及相关测试标准的制定、审核、发布和更新。作为材料工程师,参与了成千上万个汽车零部件的开发研制:从选材或开发新材料,材料标准的制定,工程图纸的审核,供应商开发及实地考察评估,零部件论证计划的制定,失效件分析,解决生产问题,到提高产品质量等等,几十年里一直兢兢业业地忙碌着,将自己所学应用到汽车研究开发的各个领域。
荣获2022年 WOC STEM DTX 大会有色人种女性杰出成就奖—技术全明星奖
2022年7月12日,一条来自互联网及通用汽车内网的消息: 密歇根州汽车城底特律的通用汽车公司宣布,Nancy Zeng (曾晓青) 博士获得了业界在科学、技术、工程和数学(STEM)领域最重要的荣誉之一, 2022 年度有色人种女性 STEM DTX(Digital Twin Experience,数字孪生体验)大会女性杰出成就奖,将于10 月6-8日在底特律举行的有色人种女性STEM DTX 大会(图18)上授予其技术全明星(Technology All Star)奖(图19)。
图18. 2022 年度有色人种女性 STEM DTX大会现场
图19. 我获得2022 年度有色人种女性 STEM DTX大会技术全明星奖
据 2022 年有色人种女性 STEM DTX 大会全国主席 Monica Emerson 称,“Nancy Zeng(曾晓青)博士之所以被选中,因为她是一位非凡的具有前瞻性思维的 STEM 专家之一。今年的候选人是最强大的,代表了我们有幸评估过的最多样化的高管专业人士群体。从经理到副总裁,今年的有色人种女性 STEM 获奖者都是各自领域的杰出权威。” 有色人种女性STEM杰出成就奖始于1995年,迄今已有29个年头了。它是由英领集团公司旗下的有色人种女性杂志会议期刊/有色人种女性STEM大会联合主办的,该集团是劳动力多元化领域的领导者,与各类公司合作,帮助它们在STEM领域促进多元文化和性别平等。近三十年来,有色人种女性 STEM 大会颁发的奖项旨在表彰在STEM领域内取得杰出成就者,以激发下一代有能力的女性对该领域工作的兴趣,解决该领域以及所有学科的高级职位上女性代表性严重不足的问题。 一年一度的WOC STEM DTX 大会有色人种女性杰出成就奖分为三大类别:十五年以上工作经历的科技全明星,十五年以下工作经历的科技新星,和金融界顶尖女性。由雇主推荐,全球选拔。推荐人必须是被推荐人的部门总监或以上职位领导者,推荐的截止日期是每年的五月十五日,颁奖仪式在每年十月的WOC STEM DTX 大会上举行,颇为隆重:有记者的实况报道,DTX官方频道的获奖者真人访谈,WOC电视台的现场直播等(图20)。 图20. 2022 年度有色人种女性 STEM DTX大会女性杰出成就奖的部分报道
科技全明星奖候选人的要求很高,必须为业界专家/学者,并在自己的领域有突出贡献、具有卓越的领导才能和前瞻性思维,且热心教导扶持提携后辈精英等等。能在人才济济的STEM领域获此殊荣,我深感荣幸,也为自己快要结束的职业生涯画上了一个完美的句号。 回想三十年的职业生涯,自己还是颇感满足的,虽然未能实现少年时去“攀登科学险峰”的凌云壮志,却用自己毕生所学,实实在在地做了些事,为汽车工业的发展贡献了自己的微薄之力。在结束本文的写作时,我特别怀念作为美国生涯起点的MTU(霍顿)。我在这里和诸位分享几帧霍顿的美照:国际学生节(图21),美丽的秋景(图22),冰雕节(图23),冰面垂钓(图24),印第安人夏季帕瓦节(Pow Wow,图25)等等。部分图片来自互联网, 在此向上传者们表示衷心的感谢。 图21. 国际学生节
图22. 霍顿秋景
图23. 冰雕节
图24. 冰面垂钓
图25. 印第安人夏季帕瓦节
郭明雨,姚琳通 编辑 转载自“旦苑晨钟” |