满怀信心 一路“掘进”

  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“国之重器”。人们穿山越岭、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，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”的液压驱动和控制管理系统，这也是被国外技术封锁最严的部分。有关技术在上海轨道2号线工地经受住了严格的工程考验。

  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。

  “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一定要了解企业的各个层面。只有这样，我们才可以在工程建设项目中与合作伙伴进行相对有效的交流。”

  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探讨研究，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水平质量的发展，培育新材料、高端装备等战略性新兴起的产业和量子信息等未来产业。

  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”。