滿懷信心?一路“掘進”

楊華勇   受訪者供圖

■本報記者 張楠

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。

在剛剛過去的第八個“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“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”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年度國家科技進步獎二等獎。

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3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”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0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其產業化”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《中國科學報》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”。

《中國科學報》 (2024-06-13 第1版 要聞)