【編者按】
制造業(yè)是國民經濟的主體,是立國之本、興國之器、強國之基。北京億美博公司的數字液壓技術18年前就已世界領先,如今這項技術成功繞開“三基”等瓶頸難題,從生產制造到操作維護,液壓精密傳動控制系統(tǒng)的門檻大大降低,有望成為工業(yè)4.0和“中國制造2025”高端核心部件技術。億美博數字液壓產業(yè)化基地現已落戶天津濱海高新區(qū),讓這項“中國創(chuàng)造”從實驗室走到批量化車間。今后,我國的中低端工業(yè)產品能夠借助數字液壓實現轉型升級,打破國外高端核心技術壟斷,預計直接工業(yè)產值將超百億元,牽動千億產值。
在2015年12月舉辦的“第七屆北京影響力”頒獎晚會上,北京億美博科技公司創(chuàng)始人楊世祥接過“新銳企業(yè)大獎”后說:“給我一個機會,還你一座豐碑?!边@位78歲的白發(fā)老者懷著報國之心,要用他潛心鉆研40多年的數字液壓技術,挑戰(zhàn)世界權威,打破外國核心技術壟斷,助推我國傳統(tǒng)裝備制造業(yè)轉型升級,提升同行業(yè)合作者的利潤空間和共同價值,破解國內產能過剩和微薄利潤困局。
挑戰(zhàn)世界權威液壓技術
液壓技術作為傳動與控制的關鍵技術,是工業(yè)領域廣泛應用的核心技術和基礎部件技術。美國、日本、德國等工業(yè)強國,毫無疑問都是液壓強國。全世界的液壓專家們通過百年來不斷努力,結合電子技術和傳感技術,發(fā)明了伺服閥、比例閥等元件和產品,實現液壓精確傳動控制技術,尤其使重型裝備能夠“力拔千鈞”。液壓技術日益完善的同時也變得越來越復雜,液壓形成了巨大產業(yè)和專門科學。多年來,“三基”(基礎件、基礎材料、基礎工藝)成為我國機械工業(yè)的軟肋,其中高端液壓零部件長期依賴進口,液壓技術成為我國裝備制造業(yè)的一項短板,被業(yè)內稱為“鎖喉之痛”。
楊世祥1938年出生,1962年畢業(yè)于重慶大學機械系,后分配到北京鋼鐵設計研究總院。30多歲時他偶然進入液壓領域,從此與之結下不解之緣。因攻克液壓同步等技術難題,楊世祥很早就獲得了國家發(fā)明獎、全國首批政府特殊津貼,并晉升教授級高級工程師。退休后,他用幾萬元積蓄開辦一家小工廠,專門研發(fā)推廣數字液壓技術。
“我們憑借具有科技含量的發(fā)明創(chuàng)新,即使用簡陋的制造設備、廉價的產業(yè)工人、粗獷的生產管理,也能做出與世界權威PK的產品?!睏钍老榈牡谝淮鷶底忠簤涸O備裝在1992年的國防重點軍工項目裝備上,該套電控系統(tǒng)出自當時剛剛高中畢業(yè)并保送清華大學的兒子楊濤之手。從那時起,父子倆各展所長、攻堅克難,一起搞科研創(chuàng)新。
18年前,億美博第一桶金來自于為重慶鋼鐵公司做的鋼水液面控制,楊氏父子用數字控制技術解決難題,達成的控制精度至今仍是行業(yè)標桿,使得“國貨”能與世界著名企業(yè)競爭國際市場。2009年該技術在武鋼煉鐵熱風爐控制系統(tǒng)成功應用,更是實現了國際首創(chuàng)。2014年,楊世祥新一代的數字液壓技術在金沙江溪洛渡水電站77萬千瓦水輪發(fā)電機組大規(guī)模采用,性能遠超德國產品,可靠性大幅提高,為國家節(jié)省巨額引進資金。
龍頭企業(yè)拋來橄欖枝
楊世祥的數字液壓技術靈感源于上世紀70年代德國的電液脈沖步進缸,但當時德國人的發(fā)明由于工藝太過復雜、存在很多缺陷和不足,難以批量生產。如今美國、日本、歐洲的工業(yè)強國,幾乎都有獨樹一幟的液壓產品。中國工業(yè)在體量和規(guī)模上已經躋身世界強國,但在核心技術領域仍受制于人,我國的高端液壓產品仍存在許多瓶頸。
“傳統(tǒng)液壓是復雜元件堆疊實現精密控制,單純模仿跟蹤國外現有技術,中國企業(yè)容易輸在起跑線上。”楊世祥充滿自信地說,“多年來,國外也有人研究數字液壓,但始終未有突破性進展。只有在中國,數字液壓取得真正意義上的數十項發(fā)明和應用成果,超越西方模擬液壓技術,從而奠定中國的世界領先地位?!?/span>
隨著數字液壓不斷完善升級,在冶金、能源、化工、軍工、重型裝備等眾多工業(yè)領域成功應用,父子聯(lián)手打造一批“樣板工程”和“燈塔項目”,使得億美博這家僅有不足30名員工的中小企業(yè),贏得同行贊譽和專家肯定。截至2015年底,中石油、中石化、東方電氣、中煤、神華、徐工、柳工、合力等行業(yè)龍頭企業(yè),先后與億美博達成了產品合作研發(fā)或戰(zhàn)略合作。
“水泥”連上“鼠標”
國內液壓行業(yè)有種經典說法:“得鑄造者得液壓,得液壓者得天下?!币簤浩骷奉惙彪s,我國幾乎沒有任何液壓企業(yè)能把所有種類的液壓元件生產齊全,高端液壓裝置本身的制造難度很大,專業(yè)人才更是稀缺。數字液壓技術將精密鑄造、“三基”等瓶頸繞開了,將液壓控制從專家手里解放出來。數字液壓是一項“另辟蹊徑”的技術,能讓中國裝備制造業(yè)實現“彎道超車”。
數字液壓裝置憑借精巧的結構設計,將液壓多種元器件疊加實現的功能集成在一個元器件上,并可直接與數字電子技術聯(lián)結,根據計算機發(fā)出電脈沖信號工作。電脈沖頻率對應液壓執(zhí)行速度,電脈沖數量對應液壓運動行程實現液壓方向、速度、位置等運動控制的數字化、精準化。
對此,中國工程院周濟院長給予高度評價:“傳統(tǒng)液壓被賦予太多控制功能,方向閥、流量閥、壓力閥等各種控制閥,組合起來才能完成液壓的傳動控制。而數字液壓將控制還給電,將功率放大交給液壓,大大簡化了液壓系統(tǒng)?!?/span>
楊世祥說,如果把采用連續(xù)模擬信號工作的傳統(tǒng)液壓比作膠卷相機,那么數字液壓技術就是“傻瓜式”的數碼相機,通過“終點的目標控制”,實現全程數字化,是一項能夠連接“鼠標”(信息)和“水泥”(基礎產業(yè))的技術,能帶動中國工業(yè)從機械化、自動化邁向數字化、智能化。“只要會數數就能使用數字液壓,中學文化程度也能操作高精密裝備?!?/span>
挖掘裝卸機器人
相比電力和機械傳動,液壓的優(yōu)勢在于重量輕、體積小、慣性小、功率大、速度和位置控制更方便。目前,日本、歐洲機器人普遍采用電動技術,多停留在自動化生產線桌面型機械手階段。美國機器人采用液壓技術,背負能力更強、運動速度更快。實現這類機器人最大的難題就是液壓和控制技術,目前僅有美國掌握。中國的數字液壓對比伺服液壓具有的優(yōu)勢包括:能量損失更少,節(jié)能效果更好,控制功率更大,不僅降低制造難度和成本,更提高了控制精度,完成國外同類產品不能勝任的工作。
億美博的最新課題就是把重型裝備當做機器人來做,通過給傳統(tǒng)的挖掘機、裝載機、掘進機、采煤機等安上數字液壓裝置,讓笨拙的機器變得靈巧自主,讓普通工人坐在屋子里、看著監(jiān)控屏幕、輕點鼠標甚至刷手機APP就能異地操作重型裝備。將來再連接上互聯(lián)網和大數據平臺,就可以實現無人智能化自主作業(yè),在建筑施工、能源開采、地下井下、隧道深海等高危惡劣環(huán)境下,實現更安全、精準、高效、節(jié)能的大型智能機器人作業(yè)。
提升國貨利潤空間
業(yè)內專家表示,國內工程機械擁有5000億市場,七成至九成的利潤被外國人拿走。長期以來,中國產品要與國外產品競爭,不得不依靠價格優(yōu)勢,加之人力、物力成本不斷上漲,導致傳統(tǒng)工業(yè)生產線“不開工不賺錢,一開工就賠錢”。因此,要用“中國創(chuàng)造”共同提升“中國制造”的利潤空間,促使中國企業(yè)走出國內制造業(yè)的低迷局面,加強核心技術和基礎部件的自主研發(fā)創(chuàng)新,從而破解傳統(tǒng)工業(yè)的產能過剩、就業(yè)危機等問題。
對于公司的運營發(fā)展,楊濤表示:“十幾年來億美博累計8000多萬元的利潤全部投入到科研上。作為民間發(fā)明家和民營企業(yè)家,學界專家、行業(yè)市場、政府政策等支持幫助非常重要,我們希望數字液壓研發(fā)和應用能獲得同等機會,我們有能力把數字液壓做成智能硬件,提供條件讓軟件人員通過編程實現不同功能,創(chuàng)造更多商機,擴大中國產品的利潤空間,讓同行業(yè)的合作者都能分享數字液壓技術成果,實現中國企業(yè)價值的共同提升?!?/span>
楊世祥說:“70歲之后,我的發(fā)明思路大開!數字液壓技術能廣泛應用在數十個工業(yè)領域,一項母專利能衍生數百個的子專利。老中醫(yī)坐堂,每天充其量診治十幾個病人,制作中成藥劑就能惠及成百上千的人。中國工業(yè)需要高端裝備的產業(yè)化。科技進步和國際競爭每時每刻都在進行,時間不會等待我這個快80歲的老人,我們要加快國產高端液壓部件產業(yè)化步伐,用更先進的中國發(fā)明創(chuàng)造武裝中國的制造業(yè),為國家工業(yè)崛起貢獻力量。”
2014年底億美博數字液壓產業(yè)基地落戶天津濱海高新區(qū),2016年能夠實現標準化、批量化生產。