立足原创理论 潜心教研创新 守护航空安全

——记南京航空航天大学经济与管理学院助理教授董文杰

1982年，华中科技大学邓聚龙教授提出了灰色系统理论，主要以贫信息不确定性系统为研究对象，也就是系统中部分信息已知，部分信息未知的情况。经过40多年的发展和完善，灰色系统理论已成为一种信息提取、加工和利用的有效工具，其方法和模型在自然科学、社会科学和工程技术等领域得到广泛应用。2019年9月7日，时任德国总理默克尔在华中科技大学演讲时，特别点赞中国原创的灰色系统理论，称赞灰色系统理论创始人邓聚龙教授和(发展者)刘思峰教授的工作“深刻地影响着世界”，体现了国际社会对中国原创理论的高度尊重。

2000年，南京航空航天大学(南航)成立了灰色系统研究所，主要研究方向为“灰色系统理论”和“复杂装备研制管理”，目前已成功地将灰色系统理论应用于航空航天重大型号研制、机械工程、电力工程等领域，解决航空航天重大装备故障数据分析、诊断与故障要因关联追溯、可靠性增长建模、预测和可靠性评价，以及贫信息背景下复杂装备研制资源配置与质量管控等技术难题，取得了显著效果。

该研究所由国内外从事灰色系统理论研究和应用的专家、学者共同组建，南京航空航天大学经济与管理学院的助理教授董文杰，正是该研究所的核心成员。作为南航首届“百强创新团队”(灰色系统与复杂装备研制管理)骨干成员，董文杰主要聚焦于工业工程，可靠性管理，维修策略优化等复杂装备研制管理的教学和研究，迄今负责国家自然科学基金青年项目，江苏省自然科学基金青年项目，中国博士后科学基金面上项目等多项重点科研项目。作为一名“九零后”青年科研学者，无论是在科研上还是教学上，都取得了一系列优秀的成果，为我国航空发动机的安全研发保驾护航，为推动我国航空航天事业的发展做出了重要贡献。

【图：南航灰色系统研究所成员】

攻坚克难勇创新

在现代工业发展领域，航空工业被誉为“工业皇冠”，而航空发动机则更被比作“皇冠上的明珠”，其意义不言而喻。航空发动机技术作为国家综合实力的重要标志之一，是一种技术含量极高的工业产品，同时也是最复杂的、集成多个学科领域的工程机械系统之一。

矢志渝志，逐梦航空。董文杰从进入南京航空航天大学灰色系统研究团队开始，就对航空航天领域复杂装备产生了强烈的兴趣。2021年，他于南京航空航天大学管理科学与工程专业硕博连读毕业，获管理学博士学位，并留校从事科研和教育工作，从此扎根航空发动机研究，一路磨砺成长，一路披荆斩棘，一路建树颇丰。

【图：董文杰老师】

董文杰介绍，航空发动机作为民用航空飞机的关键核心部分，被誉为飞机的“心脏”，在飞机飞行过程中一旦发生故障将会造成难以挽回的后果，严重危害飞机飞行安全和驾乘人员生命安全。在我国近十年的飞行事故中，航空发动机引起的机械故障比例占到60%以上。除了对安全性和可靠性的高要求外，航空发动机的维修保养也是目前面临的重点问题。全球航空公司每年在飞机维修上大约花费310亿美元，其中发动机的维修费用就占到总维修费用的30%。为此，在董文杰主持的江苏省自然科学基金项目“基于Lévy从属过程的航空航天装备动态维修策略优化研究”中，他针对航空航天装备预防维修策略优化展开研究。通过探索航空发动机维修理论科学前沿，促进基础学科与工程前沿领域的交叉融合，保障航空航天产品的技术成功、市场成功和商业成功。

在当今航空航天领域，航空机载设备的故障模式具有明显的多耦合性和强相关性特点，传统以预防性维修为主、故障后维修为辅的传统修理方式已不能适应其质量管理需求，视情维修立足于对故障机理的分析和设备运行状态的监控，能够有效避免因维修不足而引起的意外故障和因维修过度带来的资源浪费。在董文杰主持的国家自然科学基金青年项目“多故障耦合情形下航空机载设备视情维修策略制定及双层递阶优化研究”中，他针对多故障耦合情形下航空机载设备视情维修策略制定及递阶优化问题展开了系列研究。首先，通过解析航空机载设备各故障类型的机理特征，基于随机过程构建了多模态故障深度耦合模型;其次，他提出多重点检的视情维修策略并设置双重维修阈值，建立了以可靠性、安全性和保障性等关键质量特性为中心的视情维修动态多目标优化模型;最后，在判定优化问题全局最优性条件的基础上，构建优化模型的双层递阶结构并按照上下两层分别对目标函数进行求解。目前，该项目研究成果已经以某型号涡扇发动机气路系统为例开展了工程应用验证，不仅可以丰富故障诊断、退化建模、可靠性评估等质量管理理论，也可以对航空机载设备维修决策提供技术支持。

依托研究成果，董文杰获GSUA2023会议优秀论文奖，2022年江苏省优秀博士学位论文奖，斯里兰卡应用统计研究所2022年度最佳研究论文奖(Best Research Awards)，2021年中国产学研合作创新成果优秀奖，第19届中国管理科学学术年会优秀论文奖等荣誉。入选2024年江苏省青年科技人才托举工程资助计划，2022年江苏省首届卓越博士后资助计划。

【图：董文杰老师参加国际学术交流】

立德树人育英才

除了繁忙的科研工作，董文杰作为高校老师，同样担负着教书育人的重任。作为硕士生导师，他利用自己精深的专业知识，以及立德树人的教育精神，积极投入教育事业中，为国家培养高新技术人才。

目前，董文杰主讲本科生《工程经济与项目管理》《工程经济学》《高级质量管理与实践》和《灰色系统理论》《灰色系统理论及应用》等课程，研究生《定量分析：模型与方法》等课程，授课人数2000余人，教学综合评价良好及以上，其中《工程经济与项目管理》课程评估结果为“优秀”。

在学科建设方面，董文杰积极参与工业工程专业本科生培养计划修订，管理科学与工程专业研究生培养计划修订，他承担工程管理硕士(MEM)专业核心课程《系统工程》，促进MEM研究生培养质量的不断提高。他参与《质量管理与控制》国家级一流本科课程和专业核心教学团队申报，助力工业工程专业建设。他还参加《灰色系统理论》研究生国际线上课程录制，促进了中国原创灰色系统理论的传播与应用。

在教学中，董文杰坚持以人为本、课程育人，把立德树人作为人才培养的根本任务。他鼓励学生多多参加实践，不能纸上谈兵，这样才能切实掌握知识和技术。他担任校研究生五好导学团队“灰色系统与复杂装备研制管理研究团队”导师组成员，组织并主持“灰色系统与复杂装备研制管理”研究生论坛活动，还担任校企协同育人平台工程实践计划项目、大学生创新实践工程自由探索计划项目、“天目启航”专项项目指导老师。

截至目前，董文杰多次指导工业工程专业本科生参与暑期项目式实习，指导本科生参加第19届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛2024年度“揭榜挂帅”专项赛并获奖，指导本科生参加第17届“东风日产杯”清华IE亮剑全国工业工程应用案例大赛暨中国创新方法大赛工业工程创新方法专项赛并获奖，极大提升了人才培养质量。此外，还引导研究生参加中国研究生数学建模竞赛、中国研究生工程管理案例大赛等活动，提高学生的实践动手能力。

为了提升自己的教学水平和质量，董文杰积极参加“毕业设计质量保证”“如何成为有积极影响力的老师”“如何持续进行教学创新”等教学能力提升业务培训。他协助撰写了复杂装备研制管理灰色系统分析与决策平台论证报告，积极探索新兴交叉学科建设机制。他主持教育部产学合作协同育人项目、校研究生教育教学改革研究项目等多项教改课题并在核心期刊上发表多篇教改论文，参编普通高等教育国家级规划教材1部。

此外，董文杰还兼任灰色系统与不确定性分析国际联合会(GSUA)教育分会副秘书长，中国优选法统筹法与经济数学研究会灰色系统专业委员会理事，中国系统工程学会系统可靠性工程专业委员会委员，中国机械工程学会可靠性工程分会委员会委员，担任国际期刊Management Science and Business Decisions副主编(Associate Editor)，Grey Systems: Theory and Application编委会成员(Editorial Advisory Board)，Journal of Reliability Science and Engineering (JRSE)青年编委，担任Mathematics国际期刊客座编辑(Guest Editor)等职务，并长期担任Reliability Engineering & System Safety，Computers & Industrial Engineering，Quality Engineering，Journal of Risk and Reliability，Journal of Manufacturing Systems，系统工程理论与实践等国内外知名期刊匿名审稿人。他曾作为副秘书长参与组织2021年和2022灰色系统与不确定性分析国际会议(GSUA2021、2022)，负责会议审稿及宣传工作，他受邀担任2022年国际可靠性、可维修性及安全性会议(ICRMS2022)分会场主席，组织了“可靠性与维修优化”分会场学术活动。在“灰色系统理论创立40周年纪念展”上，董文杰撰写核心内容并负责组织落实开幕式活动。

科研路漫漫，任重而道远。作为新时代的青年科研人员，董文杰正在为他所热爱的科研事业不断探索，为高校人才培养呕心沥血。未来，他将更加立足于中国原创灰色系统理论的实践与探索中，聚焦于航空航天装备可靠性工程和维修性管理中，他的科研生涯才开始启程，他的脚步不会停歇，他坚定地在科研和教育的道路上勇毅前行。(文/张玮)