
中午12:35,中國工程院院士、浙江大學工學部主任楊華勇結束上午的討論,又急忙進入下一場已經遲到了5分鐘的視頻會議,日程安排無縫銜接。他一般不留中午吃飯的時間。“習慣了,晚上好好吃。”
近40年來,楊華勇一直在教學科研一線,長期從事電液控制理論研究、基礎元件和系統開發、盾構與液壓電梯關鍵技術研發以及工程化等工作,帶領團隊攻克了“大國重器”盾構機在掘進過程中失穩、失效、失準三大國際難題,使我國進入盾構技術先進國家行列。其成果曾獲國家科學技術進步獎一等獎、二等獎。
在剛剛過去的第8個“全國科技工作者日”,楊華勇入選中國教科文衛體工會選樹的首屆“全國科創名匠”宣傳名單。
直面質疑 突破封鎖
有“地下蛟龍”之稱的盾構機,對于基建大國中國來說可謂是國之重器。人們穿山越嶺、過江跨海都離不開它——地鐵、高鐵、公路和水利等基建工程的隧道環節,都需要盾構機挖掘開路,因此它又被稱為“工程機械之王”。
為了改變對進口盾構機的依賴局面,2003年,國家863計劃機器人技術主題啟動了對盾構項目的支持。浙江大學團隊研究液壓系統,中鐵隧道研究刀盤刀具,上海隧道研究控制系統和后配套系統。楊華勇為項目責任專家。
這一年楊華勇剛42歲。這個年紀就領銜論證863計劃項目實施,也曾遭到質疑,再加上國內外裝備水平差距顯著,甚至有老專家直言沒信心。
事實上,當時楊華勇已經與企業合作,以產學研用并進的路徑攻克了液壓電梯關鍵技術,具有豐富的工程經驗。而他主持的“電液比例節能型電梯液壓速度控制技術”項目不久后獲得2003年度國家科學技術進步獎二等獎。
楊華勇對我國機電系統的單元技術頗具信心,在研發中化整為零,將整個任務目標規劃為圖紙設計、單元技術攻克、整機制造三個階段目標。后來,每個階段的每個責任單位均提前完成任務。
2005年,楊華勇帶領的研究團隊研發出被認為是盾構“心臟”的液壓驅動和控制系統,這也是被國外技術封鎖最嚴的部分。相關技術在上海軌道2號線工地經受住了嚴格的工程考驗。
滿懷信心 越過艱難
其后,楊華勇又分別帶領863、973計劃項目團隊,與企業、科研單位開展長期穩定的產學研合作,攻克了掘進過程失穩、失效、失準三大行業難題,研發出土壓、泥水和復合三大類盾構系列產品。
2008年,國內首臺具有自主知識產權的復合盾構樣機“中鐵1號”正式下線。然而,楊華勇卻說,這才到了最難的時候。
問題在于甲方地鐵公司沒有信心,研制出來的復合盾構樣機無人敢用。楊華勇與合作伙伴一起,再次進行大量說服工作。在過去幾年里,這項工作是很重要的一部分。
直到2009年,“中鐵1號”在天津地鐵3號線以日掘進22.8米的速度潛行,穿過歷史建筑“瓷房子”和張學良、段祺瑞等名人故居的地下時,幾乎檢測不到地表沉降。樣機的掘進性能與速度,達到甚至優于同時掘進的另一臺進口盾構機。
國內施工企業一下子從“心驚膽戰”不敢開機,到追著設計、制造廠家下訂單,國產化盾構機批量生產就此起步。迄今,中國盾構機已累計生產超4000臺,實現了從零到占國內新增市場95%的跨越式發展,完成了成千上萬個國家重點工程建設。
經過近20年的持續攻關,楊華勇領銜的產學研團隊走過研究—設計—制造—工程—產業化的全過程,實現了盾構機“中國設計—中國制造—中國品牌”的跨越式發展,使我國進入盾構技術先進國家行列。他牽頭的團隊以“盾構裝備自主設計制造關鍵技術及產業化”項目,獲2012年度國家科學技術進步獎一等獎。
跨界前沿 引領發展
“是我們運氣好,趕上了國家大建設期。”楊華勇時常感慨,“早年的科研環境是,縱向項目‘有水平’,橫向項目與企業打交道是‘沒水平’。后來,大家逐漸開始關注企業需求,而我選擇與民企合作。”
如今,與楊華勇團隊長期合作的兩家企業從無到有,成長為國際盾構制造業排名前二的上市公司,產品占領國際新增市場的70%,并嘗試跨界發展。
一直以來,楊華勇經常把學生“趕”到工程現場去,因為“搞機械工程的肯定要經常在第一線,不然沒辦法了解、掌握裝備現場使用的第一手資料”。
楊華勇對記者表示:“做制造業方面的研究必須了解企業的各個層面。只有這樣,我們才能在工程項目中與合作伙伴進行有效的交流。”
中國盾構機的設計、制造和施工技術已經達到國際水平,甚至有的方面已實現了超越。下一步,楊華勇期待我國以新的技術實現盾構機產品的全方位引領,朝智能化和無人化方向發展。
“重大裝備是制造業主要的領域,也是中國制造的脊梁。”近年來,楊華勇擔任全國政協常委、國家智能制造專家委員會副主任等職務,圍繞國家重大技術裝備發展提出了不少建議。例如,加強原子級制造技術研究,賦能集成電路、精細光學、高端傳感等高新技術產業,助力信息通信等產業高質量發展,培育新材料、高端裝備等戰略性新興產業和量子信息等未來產業。
楊華勇常說:“先進制造業正是新質生產力的典型代表。”
楊華勇心系國家發展,既對制造業充滿信心,也一直嘗試跨界。從早期的液壓電梯到盾構機,再到近年來在生物制造領域發力,他從頭戴安全帽在工地奔波,轉變為進出病房、實驗室,與醫生、病人或動物打交道。“生物制造是新世紀以來國內外共同關注的前沿領域,關乎人類器官修復、再生和治療等。”
楊華勇團隊已經在相關領域發表數百篇高水平學術論文,正如他所說,面向國家重大需求,“在一些領域瞄準未來關鍵技術,找到突破點,以便在若干年后引領發展”!
《科學新聞》 (科學新聞2024年6月刊 封面)