杨华勇院⼠:满怀信⼼,⼀路“掘进”

作者: 张楠

来源: 中国科学报

发布日期: 2024-06-13 08:28:18

杨华勇院⼠在近40年的教学科研⼀线⼯作中,⻓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。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。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。杨华勇⼜分别带领“863”“973”项⽬团队,与企业、科研单位开展⻓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。

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,⻓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“地下蛟⻰”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、科研单位开展⻓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,⽽我选择与⺠企合作。”

如今,与杨华勇团队⻓期合作的两家企业从⽆到有,成⻓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”。

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