作者:张楠 来源:中国科学报 发布时间:2024/6/11 20:28:12
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杨华勇:一直跨界 始终相信

 

中午12:35,中国工程院院士、浙江大学工学部主任杨华勇,刚结束上午的一场讨论,急忙进入下一场已经迟到5分钟的视频会,其后还将马不停蹄开始下午的会议,每场会议都无缝衔接。


“习惯了。晚上好好吃。”杨华勇一般不留中午吃饭的时间。


近40年来,他一直在教学科研一线,长期从事电液控制的理论研究、基础元件和系统开发、盾构与液压电梯关键技术研发以及工程化等工作,带领团队攻克了“大国重器”盾构机在掘进过程中失稳、失效、失准的三大国际难题,使我国进入盾构技术先进国家行列。


其成果曾获国家科学技术进步奖一等奖、二等奖,在刚刚过去的5月30日第八个“全国科技工作者日”,杨华勇入选中国教科文卫体工会选树的首届“全国科创名匠”宣传名单。


杨华勇在浙江大学校园。


直面质疑,突破封锁


有“地下蛟龙”之称的盾构机,对于基建大国中国来说可谓是国之重器,百姓生活的穿山越岭、过江跨海都离不开它——地铁、高铁、公路和水利等基建工程的隧道环节,都需要盾构机进行挖掘开路,因此它又被称为“工程机械之王”。


为了改变对进口盾构机的依赖局面,2003年,国家“863计划”机器人主题启动了对盾构项目的支持,浙江大学团队研究液压系统,中铁隧道做刀盘刀具,上海隧道做控制系统和后配套系统,杨华勇为项目责任专家。


这一年杨华勇刚42岁,这个年纪就要领衔论证“863”项目的实施,也曾遭到质疑,再加上国内外装备水平差距显著,甚至有老专家直言没信心。


但事实上,当时他已经与企业合作,以产学研用并进的路径攻克了液压电梯的关键技术,具有丰富的工程经验,而他主持的“电液比例节能型电梯液压速度控制技术”项目不久即获得2003年度国家科技进步奖二等奖。


杨华勇对我国机电系统的的单元技术是颇具信心的,在研发中也化整为零,将整个任务目标规划为图纸设计、单元技术攻克、整机制造的3个阶段目标,后来每阶段的每个责任单位均提前完成任务。


除了盾构装备本身,与之相辅相成的盾构施工技术,我国水平也很高。


2005年,杨华勇带领的研究团队研发出此前被国外技术封锁最严的部分,被认为是盾构“心脏”的液压驱动和控制系统。相关技术在上海轨道二号线工地,经受住了严格的工程考验。


饱有信心,越过艰难


其后,杨华勇分别又带领“863”、“973”项目团队,与企业、科研单位进行了长期稳定的产学研合作,攻克了掘进过程失稳、失效、失准三大行业难题,研发出土压、泥水和复合三大类盾构系列产品。


2008年,国内首台具有自主知识产权的复合盾构“中铁1号”正式下线。


然而,杨华勇却说,这才到了最难的时候。


问题仍然在于工程甲方地铁公司没有信心,复合盾构样机研制出来却没人敢用。


杨华勇与合作伙伴一起再次展开大量说服工作。这项工作在他们过去的几年里,也是很重要的一部分。


直到2009年,“中铁1号”在天津地铁3号线以日掘进22.8米的速度潜行,穿过珍贵遗址“瓷房子”和张学良、段祺瑞等名人故居地下时,几乎检测不到地表沉降,样机的掘进性能与速度,达到甚至优于同时掘进的另一台进口盾构机。


国内的施工企业一下子从心惊胆战不敢开机,到追着设计、制造厂家下订单,国产化盾构批量生产就此起步。


经过近20年的持续攻关,杨华勇领衔的产学研团队走过了研究—设计—制造—工程—产业化的全部过程,实现了盾构机“中国设计—中国制造—中国品牌”的跨越式发展,使我国进入盾构技术先进国家行列。


杨华勇牵头的团队以“盾构装备自主设计制造关键技术及其产业化”项目,获2012年度国家科学技术进步奖一等奖。


迄今,中国盾构已累计生产超4000台,实现了从0到占国内新增市场95%的跨越式发展,完成了成千上万个国家重点工程建设。


跨界前沿,引领发展


“是我们运气好,赶上了国家大建设期。”杨华勇时常感慨,“早年的科研环境是,纵向项目‘有水平’,横向与企业打交道是‘没水平’的,改革开放后,大家逐渐开始关注企业需求,不过起初大家都去关注国企,我选择民企合作,因为决策快。”


如今,支撑团队长期合作的两家企业从无到有,成长为国际盾构制造业排名前二的上市公司,产品占领国际新增市场的70%,还有力支撑了“一带一路”建设,并尝试跨界发展。


现在,杨华勇还经常把学生“赶”到工程现场去,因为“搞机械工程的,肯定要经常在第一线,不然没办法了解、掌握装备现场使用第一手资料”。


杨华勇对《中国科学报》表示:“做制造业必须了解企业各个层面,正是因为补了这个课,在后面的工程项目中,我们才能够与各方面的合作伙伴有效交流。”


中国盾构机的设计、制造和施工技术已经达到国际水平,甚至在有的方向上实现了超越。下一步,杨华勇期待我国能以新的技术来实现盾构机产品的全方位引领,朝智能化和无人化方向发展。


“重大装备是制造业主要的领域,也是中国制造的脊梁。”近年来,杨华勇担任了全国政协常委、国家智能制造专家委员会副主任等职务,围绕国家重大技术装备发展提出不少建议。


例如建议加强原子级制造技术的研究,赋能集成电路、精细光学、高端传感等高新技术产业,并助力信息通讯等产业高质量发展,培育新材料创制、高端装备等战略性新兴产业和量子信息等未来产业。


杨华勇常说:“先进制造业正是新质生产力的典型代表。”



杨华勇在全国两会建言献策。受访者供图


心系国家发展,杨华勇对我国制造业前景总是充满信心,也一直在不同的业态跨界。


从早期的液压电梯,到盾构机,再到近年来一直在生物制造领域发力,他从头戴安全帽奔波工地的形象,转变为进出病房、实验室,与医生、病人或动物打交道的日常状态。“生物制造是新世纪以来国际共同关注的前沿领域,关乎人类器官损伤、修复、再生和治疗等。”


他的研究团队已经在相关领域发表数百篇高水平学术论文,正如他所说,面向国家需求,“在一些领域看准未来关键技术,找到突破点,以便若干年以后来引领新质生产力发展”。


 
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