作者:张楠 来源: 中国科学报 发布时间:2024/6/13 8:45:05
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杨华勇:
满怀信心  一路“掘进”

 

杨华勇   受访者供图

■本报记者 张楠

中午12:35,中国工程院院士、浙江大学工学部主任杨华勇结束上午的讨论,又急忙进入下一场已经迟到了5分钟的视频会议,日程安排无缝衔接。他一般不留中午吃饭的时间,“习惯了。晚上好好吃”。

近40年来,杨华勇一直在教学科研一线,长期从事电液控制理论研究、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。

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“国之重器”。人们穿山越岭、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”机器人技术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,中铁隧道研究刀盘刀具,上海隧道研究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。这个年纪就领衔论证“863”项目实施,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。

事实上,当时杨华勇已经与企业合作,以产学研用并进的路径攻克了液压电梯关键技术,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”项目不久后获得2003年度国家科技进步奖二等奖。

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

2005年,杨华勇带领的研究团队研发出被认为是盾构“心脏”的液压驱动和控制系统,这也是被国外技术封锁最严的部分。相关技术在上海轨道2号线工地经受住了严格的工程考验。

满怀信心 越过艰难

其后,杨华勇又分别带领“863”“973”项目团队,与企业、科研单位开展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样机“中铁1号”正式下线。然而,杨华勇却说,这才到了最难的时候。

问题在于甲方地铁公司没有信心,研制出来的复合盾构样机无人敢用。杨华勇与合作伙伴一起,再次进行大量说服工作。在过去几年里,这项工作是很重要的一部分。

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,穿过历史建筑“瓷房子”和张学良、段祺瑞等名人故居的地下时,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,国产化盾构机批量生产就此起步。迄今,中国盾构机已累计生产超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。

经过近20年的持续攻关,杨华勇领衔的产学研团队走过研究—设计—制造—工程—产业化的全过程,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。他牵头的团队以“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。

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’,横向项目与企业打交道是‘没水平’。后来,大家逐渐开始关注企业需求,而我选择与民企合作。”

如今,与杨华勇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%,并尝试跨界发展。

一直以来,杨华勇经常把学生“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、掌握装备现场使用的第一手资料”。

杨华勇对《中国科学报》表示:“做制造业方面的研究必须了解企业的各个层面。只有这样,我们才能在工程项目中与合作伙伴进行有效的交流。”

中国盾构机的设计、制造和施工技术已经达到国际水平,甚至有的方面已实现了超越。下一步,杨华勇期待我国以新的技术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了不少建议。例如,加强原子级制造技术研究,赋能集成电路、精细光学、高端传感等高新技术产业,助力信息通信等产业高质量发展,培育新材料、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。”

杨华勇心系国家发展,既对制造业充满信心,也一直尝试跨界。从早期的液压电梯到盾构机,再到近年来在生物制造领域发力,他从头戴安全帽在工地奔波,转变为进出病房、实验室,与医生、病人或动物打交道。“生物制造是新世纪以来国内外共同关注的前沿领域,关乎人类器官修复、再生和治疗等。”

杨华勇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,面向国家重大需求,“在一些领域瞄准未来关键技术,找到突破点,以便在若干年后引领发展”。

《中国科学报》 (2024-06-13 第1版 要闻)
 
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