“產學研用”合力打造國之重器

展堯

1月10日，在2019年度國家科學技術獎勵大會上，以中交疏浚集團及旗下公司為核心單位完成的《海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發與產業化》項目被授予國家科學技術進步獎特等獎，這標志著我國海上大型絞吸疏浚裝備的核心設備和總裝建設已形成自主技術體系，疏浚企業、高等院校、科研院所、造船廠在應用、研發、設計、制造方面有機結合，構建了產學研用高效協同的一體化創新鏈，海上高端裝備再添國之重器，疏浚行業再添尖刀利器，經濟發展再添新動能。

歷經120余年實踐與創新，中國疏浚裝備實現了從無到有，從小到大，從弱到強的偉大變革，為推動我國經濟發展和城市建設發揮了關鍵作用，為實施海洋強國、交通強國、美麗中國等國家戰略提供了裝備保障，為踐行“一帶一路”倡議，推動沿線國家設施聯通、貿易暢通、民心相通貢獻了中國的疏浚力量，并使我國成為少數幾個掌握關鍵技術裝備建造主動權的國家，步入世界疏浚強國行列。

百年匠心攻克疏浚裝備核心技術

博觀而約取，厚積而薄發。海上大型絞吸疏浚裝備是實施疏浚航道、吹填成陸、港口建設等工程建設的特種工程船，能挖掘海底各類巖土并同步遠距離輸送，具備在惡劣海洋環境中抗風浪、高強度、高可靠、高效率的連續作業能力，結構復雜、技術含量極高。上世紀70年代“三年大建港”期間，為滿足國家建港需求，中交疏浚所屬天津航道局、上海航道局和廣州航道局三家單位加快了購置和建造中小型挖泥船的進程，到1978年擁有主力挖泥船舶已達58艘，通過不斷消化吸收引進裝備技術，對挖泥船的運行機理和建造工藝積累了大量經驗。

如果說上世紀是為滿足施工而做的獨立探索，那么進入新世紀就是有組織的系統科研攻關。中交疏浚天航局總工程師顧明說：“建造挖泥船是一個多專業、多學科組成的系統工程，需要長期研究，并跟生產實際緊密結合。”2000年起，各航道局從組建主攻挖泥船船型開發設計小組開始，相繼成立了絞刀、泥泵、自動控制系統等專業研發小組，在核心部件和關鍵技術領域不斷突破。

泥泵相當于挖泥船的“心臟”，技術先進的國外公司出于壟斷原因不單獨出售，從一般的公司買來有改進需求卻被對方“敷衍了事”。被迫之下，中交疏浚上航局經深入研發，于2006年為“新海鱷”配備了自主泥泵。中交疏浚天航局聯合清華大學、河海大學等多家單位成立泥泵設計建造組，致力于攻關大型泥泵，在進行大量國內外泥泵調研、理論研究、水力、結構分析、材料試驗.生產設計的基礎上，結合長期使用泥泵積累的經驗，不斷總結、完善，于2010年10月在國內成功研發設計生產出優質、高效、耐磨的大型泥泵TK1200，一舉打破歐美對大型泥泵的壟斷，且造價僅為進口泥泵的40%。

相對泥泵，絞刀就相當于“牙齒”，能否“挖得快”全靠它。過去依賴進口，只能一把絞刀包打天下，但遇到“刁鉆”的土質時，就會大幅降低挖泥效率，甚至無法施工。隨著上世紀90年代技術攻關的開啟，中交疏浚成功研制出4400KW功率以下的絞刀，隨后在2011年又聯合中船工業第七0八研究所、上海交通大學等單位申報了“5000KW絞刀功率絞吸式疏浚船關鍵技術”研究，打響了我國自主研發重型自航絞吸船的攻堅戰。

有了“心臟”和“牙齒”等硬件，關系到綜合效率的控制系統當然不能缺席。2002年，中交疏浚上骯局在荷蘭建成當時世界最先進、自動化程度最高的大型耙吸挖泥船“新海龍”，其先進的設備、高精的技術含量、現代化的電腦操控系統、科學高效的作業功能，讓中國疏浚造船界感覺到了差距，受到了震動。

疏浚挖泥船在控制系統方面具有特殊性，據上航局董事長侯曉明介紹：“上航局成立了六個小組進行專題研究，中國疏浚企業最終攻克了挖泥船的‘大腦和‘中樞神經——船舶自動監控系統。此后，幾乎所有的國產挖泥船都用上了中國人自己的監控系統。國外100多萬歐元的報價，也逐漸降到了30萬歐元。”此外，中交疏浚技術裝備研究中心還組建了包括自控、軟件、流體、巖土、機械數個專業專家的研發團隊，成功研發了具有完全知識產權的綜合控制系統。進入智能化時代，中交疏浚開發的無人智能疏浚系統也已投入實船應用測試，成為全球疏浚信息技術的領跑者。

經過十余年的發展，如今，中交疏浚已經建立了一支由1個國家工程研究中心、2個國家級企業技術中心、2個省部級重點實驗室、4個省部級企業技術中心、2個博士后工作站，以及10個各類研發平臺組成的科技創新隊伍，逐漸攻克了泥泵、絞刀頭、自動控制系統等一系列核心技術，疏浚機具和工藝實現了大幅進步，挖泥船的核心技術牢牢掌握在中國人自己手里。據統計，“十五”“十一五”期間，疏浚業累計獲得70多項核心專利技術，核心技術發生了質的飛躍，支撐了中國疏浚裝備的升級換代。

與此同時，中國疏浚在國際疏浚行業的話語權和影響力顯著增強。由中國交建牽頭，中交疏浚及旗下三家航道局編制的5項國際標準化組織（ISO）標準正式發布實施，中國疏浚企業在國際標準化工作舞臺上提供越來越多的中國智慧。

中國特色“產學研用”一體化

以企業創新為主體構建開放合作的創新體系，強化與創新鏈上下游的企業、高校、科研機構等進行聯合創新，提升產業基礎能力和產業鏈現代化水平，海上大型絞吸疏浚裝備自主研發與產業化是以企業為核心開展研發的成功，是國家總體實力增強的體現。

基于適配性等因素，疏浚裝備并不能像大型貨輪一樣標準化建造。“歐洲有專業的挖泥船造船廠，建造挖泥船有百余年歷史。而中國在2000年前，由于挖泥船市場太小眾，沒有船廠和設計院專門研究挖泥船技術。因此，只有疏浚企業將積淀的經驗、認識、知識融入到裝備研發中，才能逐步實現挖泥船的自主研發。”中交疏浚副總裁劉樹東如是說。

企業根據實際應用提出船舶整體設計方案或零部件的具體需求，基于應用場景及裝備性能開展科研攻關，并聯合高校、科研院所進行系統研發和船舶設計，最后由造船廠進行建造，形成各盡所能、優勢互補的“產學研用”一體化模式。

得益于各方的通力協作和科研人員的辛勤投入，僅用兩年左右，我國便成功自主設計建造了第一艘2500立方米/小時絞吸挖泥船——“航絞2001”輪。此后，中交疏浚旗下公司分別聯合國內高等院校、科研院所、造船廠等單位在國內率先成功建造了現代化大型絞吸挖泥船——“天獅”船、“新海鱷”輪，初步具備了國內自主設計建造大型絞吸船的能力，在打破國外少數公司壟斷的同時，極大的降低了研發成本和裝備造價。由此，中國疏浚企業邁開了大規模建造大型疏浚船舶的步伐，“天牛”系列、“濱海”系列、“新215”系列、“新海鶴”、“新海鮫”等一大批國之重器相繼建成投產。

從2004年中交疏浚上航局建成“骯絞2001”到201 0年中交疏浚天骯局投資設計建造亞洲最大自航絞吸疏浚裝備4500方/時“天鯨號”，當時絞吸疏浚能力一舉躍居亞洲第一、世界第三，只用了不到短短六年時間，裝備的更新升級標志我國大型絞吸疏浚裝備設計制造躋身世界先進行列。2017年，中交疏浚投資并聯合設計建造的首艘擁有完全自主知識產權的重型自航絞吸式挖泥船“天鯤號”成功下水，融合了先進的挖掘、輸送和控制系統，成為中國疏浚高新技術與重型裝備制造高度融合的里程碑。至此，我國大型絞吸疏浚裝備設計建造完全實現了自主化和產業化，全面覆蓋全球各類型疏浚工程，多項技術達到世界領先水平，同時，在建造過程中大量采用國產設備，培育了成百上千家上下游中小企業，形成完整產業鏈，從根本上突破了疏浚船舶裝備的可持續發展瓶頸。

海上大型絞吸疏浚裝備已成功實施了港珠澳大橋、長江口深水航道整治工程、深中通道等國家重大戰略工程，在上海洋山深水港工程、曹妃甸首鋼工程和環渤海灣經濟帶、粵港澳大灣區建設中發揮了重大作用;與此同時，中交疏浚加快綠色發展，在一淀（白洋淀），兩江（錦江、沱江），三河（永定河、汾河、薊運河），四湖（撫仙湖、杞麓湖、異龍湖、星云湖）等具有代表性、標桿性的大型流域治理項目中全面發力;積極投身“一帶一路”倡議，實施了斯里蘭卡科倫坡港口城、沙特吉贊人工島、馬來西亞關丹深水港和巴拿馬科隆集裝箱港口等重大工程，促進國家和地區間互聯互通，通過疏浚塑造了中國企業服務經濟發展和履行社會責任的良好形象。