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。
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研发技术以及工程化等工作,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“全国科技工作人员日”,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。
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、过江跨海不能离开它地铁、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,上海隧道做控制管理系统和后配套系统,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,有着非常丰富的工程经验,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。
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”的液压驱动和控制管理系统。有关技术在上海轨道二号线工地,经受住了严格的工程考验。
其后,杨华勇分别又带领“863”、“973”项目团队,与企业、科研单位做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。
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。
国内的施工公司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。
“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:“做制造业一定要了解企业各个层面,正是因为补了这个课,在后面的工程建设项目中,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、制造和实施工程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水平质量的发展,培育新材料创制、高端装备等战略性新兴起的产业和量子信息等未来产业。
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”。