這是一個知曉率并不高的故事——
12年前的10月23日,美國政府一紙通告,將武漢華中數控股份有限公司(以下簡稱“華中數控”)列入制裁“黑名單”。
當時的華中數控,在自主高性能數控領域剛剛嶄露頭角。
12年后的2020年9月,新一代智能數控系統在漢量產,即將推向市場,宣告中國機床數控系統進入智能化時代!
12年,一紀生肖輪回。一群中國專家,將寸寸光陰,濃縮進行行代碼,鑄就出一顆堅強的“中國腦”。
一路走來,華中數控董事長、華中科技大學(曾用名華中工學院、華中理工大學,以下簡稱“華中大”)教授陳吉紅更加心志歸一——
對于像數控系統這樣的關鍵核心技術,要不來、買不來、討不來。面對封鎖、打壓,唯一的出路就是埋頭苦干,自主創新,研發出“共和國當家設備”。
“顏色歧視”激發數控夢
時針轉回到1986年。
時任華中工學院院長的機械制造專家黃樹槐教授,帶隊前往日本考察。
在日本一家著名研究所,看到陳列的日本機床數控系統被涂上不同顏色,中國學者有些不解。
有人悄悄告知:不同顏色是標明不同的銷售區域。賣給歐美的是先進型號產品,賣給中國等國家的是中低檔或接近淘汰的產品。
得知真相,中國學者深受刺激。因為他們清楚,先進數控系統意味著什么。
從汽車、手機等產品,到衛星火箭、導彈航母等大國重器,都離不開現代“工業母機”——高性能數控機床。
那時,開放的中國,正在奔向“世界工廠”。提高中國制造品質,離不開高性能數控機床。
然而,橫在中國人面前的是一道道嚴酷的封鎖線。如同被人扼住喉嚨,中國制造業遭遇“數控之困”——
新中國成立的次月,西方國家組建“巴黎統籌委員會”(簡稱“巴統”),對中國等國禁運包括高性能數控機床在內的上萬種產品。
1994年,“巴統”解散。兩年后,《瓦森納協定》出臺,目的依舊:限制中國等國獲得先進設備、技術與產品。
在向中國出售、轉讓一些即將或已經淘汰的數控產品、技術時,賣方仍嚴格限制使用地點與用途。
在湖北廣水市的湖北毅興智能裝備股份有限公司,一臺多年前進口的機床上至今仍安裝著監控裝置,一旦移動或改裝,機床就會被鎖死,成為一堆廢鐵。
看到這些代表歧視的顏色,黃樹槐憤懣難平:中國,必須搞出自己的高性能數控系統!
說干就干。華中大隨后成立數控研究所,舉全校之力攻關。
一顆裝備中國機床的“中國腦”,在武漢悄然孕育。
熬出來的“中國腦”
自主研發高性能數控系統,談何容易?!
數控系統,集機、電、液、光、計算機、自動化控制等技術為一體,所涉知識密集、學科眾多,硬件、軟件要求高。
華中大集中骨干人員及設備,向數控系統發起沖擊。陳吉紅從華中大博士一畢業就投身其中,自此結緣數控。
“變道”,是華中大研發高性能數控系統的突破點。
當時,西方國家走的是“專用計算機+軟件”路子。彼時的中國,高性能專用計算機等硬件瓶頸一時難以突破。
1992年,時任華中大機械學院院長的周濟教授接手數控研究所。反復推演后,他獨辟蹊徑:通用工業微機+軟件。
團隊的想法很務實:選用常規的工業計算機和電子器件,通過更高水平的算法、更高性能的軟件,彌補硬件方面的不足。
數控系統,軟件是靈魂,難度很大。讓人沒想到的是,團隊設定的第一個目標竟是當時最先進的、支持五軸以上聯動的數控系統。
對此,有不屑的嘲諷:欺“軟”怕“硬”;有善意的提醒:沒學會走,就想跑?
歷史,證明了這一選擇的超前眼光:以獨特的技術路線,快速縮短與國外的差距。
1993年,擁有自主知識產權的華中Ⅰ型數控系統在漢問世,實現了國產高性能數控技術的突破。
國產系統做出來了,能否干出漂亮活?
數控機床發展有自身的規律:通過大量應用,發現問題,持續修正,迭代升級,才能走向成熟、可靠。
此時的華中Ⅰ型,遭遇“四面楚歌”——
有懷疑。國產系統不會加工出廢品吧?
有拒絕。還是用進口的靠譜、放心。
有怪圈。國產機床不用國產數控系統,國內企業不買國產機床。
更有狙擊。得知中國研發出新型數控系統,西方立即解除性能相當機床的出口禁令,并大幅降價,力圖掐死新生的“中國腦”!
研發出華中Ⅰ型的專家們四處聯系廠家,提出免費試用,仍應者寥寥。
無奈之下,華中大1994年創設華中數控,自己動手將成果產品化。
一批教授和剛畢業的學生走出校園,來到武漢市江夏區湯遜湖。
當時這里周邊是農田,蚊蛾飛舞,有時晚上連燈都不敢開。
第一步往哪里走?
華中數控選擇“游擊戰”——讓開大道,占領兩廂:瞄準舊機床改造和數控培訓教學市場。
“當時我們就像個小作坊,十幾個人,既要做科研還要跑市場。”在陳吉紅的記憶中,這段日子終生難忘。困難時,管理層不得不停薪3個月。
屋漏偏逢連夜雨。
在一次國家抽檢中,華中數控一款產品14項指標中有10項不合格,被媒體曝光。
此時十分困難的華中數控,硬是擠出幾百萬元買回檢測設備,嚴控產品質量,大半年后才緩過勁。
久旱時刻來甘霖。
2009年,我國啟動“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項,在重點企業應用、驗證國產數控系統。
華中數控膽子“忒大”,逮到機會就頂上去。
接的活多,挨的“罵”也多。
一家制造戰斗機的大型飛機廠找來了——一臺用了十幾年的進口機床趴窩了,你們改造試試?
華中數控一番改造,換上“中國腦”,對方開機試車,評價很高。
當年春節前,信心滿滿的陳吉紅趁勢前去拓展業務,沒想到對方兜頭就是一盆“涼水”——
你們的系統怎么回事啊,干廢了一個鈦合金零件,損失幾十萬元!
趕到車間,通宵排查。最后確認,是老機床上原有的一根電纜老化,導致信號有誤。
對方心有不甘:信號有誤,系統是否可以報警呢?
“像這樣的反饋,十分寶貴!”陳吉紅說,華中數控很快優化了系統。
這家飛機廠由此打消了疑慮,拿出60多臺關鍵設備,裝備國產數控系統,制造出一架架守護祖國藍天的先進戰斗機。
一年接著一年跋涉,伴隨著常人無法忍受的孤獨和艱辛。
一點點熬,一點點提升,一步步升級。當年的“游擊隊”——數控研究所,成長為“國家隊”——國家數控系統工程技術研究中心。
2001年,華中Ⅰ型數控系統獲國家科技進步二等獎,成為迄今為止國產數控系統獲得的最高國家級獎項。
一顆“中國腦”就這樣在不斷解決問題中,向世界一流水平看齊。
2016年,華中8型數控系統研發成功。中國機械工業聯合會組織的鑒定會認為,該系統達到國際先進水平!
不當進口產品的“備胎”
但凡中國在戰略領域獲得技術突破,一些西方國家的無端指責與制裁,便會接踵而至。
1999年,美國政客考克斯在其炮制的《考克斯報告》中,誣陷中國偷竊美國尖端數控技術。
2008年10月23日,美國無端指控華中數控等3家中國公司違反其國內法,對3家公司實施制裁。
制裁,從另一個角度凸顯出高性能數控系統關乎國家產業安全、經濟安全和國防安全的戰略價值。
無征兆的制裁再次警醒國人:想成為制造強國,中國機床就不能沒有“中國腦”!
航空發動機葉片、潛艇螺旋槳、大型發電機轉子、大型柴油機曲軸……高端復雜曲面零件的高精度制造,一度成為打造“國之重器”的“攔路虎”。
驅趕“攔路虎”,像五軸聯動這樣的高性能數控機床必不可少。它們像長了幾只手的能工巧匠,可以一次將金屬加工成形狀“怪異”、精度極高的零件,讓“國之重器”本領大增。
桂林機床股份有限公司數次申請五軸聯動數控系統進口許可,均遭外國拒絕。
難道中國人搞不出來自己的五軸聯動數控系統?
不服這口氣,桂林機床股份有限公司董事長尹向東找到牽頭研發出華中Ⅰ型數控系統的周濟。
2001年底,中國第一臺國產五軸聯動龍門銑床研制成功,我國航空制造領域自主可控水平大幅提升。
深海潛艇,國之利器。
多年來,潛艇螺旋槳高精度加工一直是我國的技術短板。武漢重型機床廠與華中數控合作,“重型七軸五聯動車銑復合加工中心”突破國外封鎖。
巨大的機床工作臺上,機床刀具左右開弓,巨型螺旋槳一次性高精度加工獲得成功。這讓中國造船界激動不已:幾代中國艦船人“讓螺旋槳安靜工作”的夢想正在變成現實。
在東方電機股份有限公司,工人們操縱華中數控系統制造出的巨型發電機組,已在三峽電站發出強大電能。
在某航天企業,15臺普通機床裝上來自武漢的“中國腦”后,導彈零部件加工精度穩定,效率驟升5倍。
“中國大腦”,賦能中國制造。眼下,從武漢走出的高性能數控系統,已在航空、航天、通信、汽車、造船等高端制造領域批量裝備,中國企業對國產數控系統的信心空前提升。
前行的腳步不能減緩,更不能停歇。陳吉紅說,中國在高性能數控領域,不能總是跟跑,要奮力實現并跑、領跑!
新一代信息技術,劃出了新一代數控機床的起跑線。對于中國來說,這是奮力追趕的歷史性機遇。
2019年,華中數控在全球率先將人工智能芯片植入數控系統,中國新一代智能數控系統華中9型在漢造出樣機,開啟中國數控系統“換道超車”的新征程。
不但打造“中國腦”,武漢的這群專家還要打造“中國標準”。
聽聞華中數控牽頭制定中國數控機床互聯通信協議標準,10年前已制定出標準的美國相關組織說:你們不用做,用我們的就行了。
2019年,中國數控企業在德國漢諾威工業博覽會展示中國標準。美國相關組織一看不吭聲了,主動提出聯合制定國際標準。
從會場走出來的陳吉紅給武漢的同事打電話:我們要有技術自信!
自信,源自實力,源于堅毅。經歷4輪百日攻關,新一代智能數控系統華中9型即將投入應用,換代的“中國腦”將變得更聰明、更強大。
“我們不當進口產品的備胎!”陳吉紅說,將數控系統這一事關國家戰略安全的核心技術牢牢掌握在自己手中,是我們的責任。
不懼制裁,艱苦磨礪。華中數控化蛹成蝶,標記出中國高端制造技術突破封鎖線的鮮明足印。
頂天立地“啃”硬骨頭
回顧“中國腦”的進化歷程,我國研發數控系統的大學院所不在少數,為何華中大闖出了一條成功之路?
從華中Ⅰ型,到華中9型,這是一跑數十年、不曾松勁的產學研“接力”——
華中大國家數控系統工程技術研究中心預研一代、探討一代,產生源源戰略構想、技術路線;華中數控開發一代、生產一代,以市場力量將科學家腦中的奇思妙想變成現實。
“熬”出來的“中國腦”,透露出一股什么樣的力量?
在華中大機械學院黨委書記史鐵林教授看來,這是一代代華中大機械制造專家“頂天立地”的家國情懷——
以國家需要為使命,是謂“頂天”;緊貼國情,埋頭苦干,是謂“立地”。
數控系統,并非個案——
36年鍥而不舍,打造鋼絲繩探傷最強力量。
鋼絲繩會“疲勞”,也會發生“內傷”。有國際專家曾斷言:在線“體檢”鋼絲繩,是不可能破解的科學難題。
華中大人不信邪,從楊叔子院士團隊開始,幾代人接力不斷突破,從手持式檢測到在線磁光融合無損檢測,持續領跑鋼絲繩探傷檢測技術。
20年潛心不止,張海鷗教授夫婦和弟子們攻克金屬3D打印性能難題,將金屬鑄造、鍛壓技術創造性地合二為一,又好又快地制造出一批“國之重器”關鍵零部件,成為領先全球的顛覆性創新技術。
10年步履不歇,尹周平教授和一批年輕人,從一臺顯微鏡起步,研究分辨率更高、更輕薄更柔軟的柔性顯示技術。眼下,他們正在攻關的,是一批可折疊放入背包的電子產品。
……
在華中大機械學院院長丁漢院士心中,一個科學家的成就,更重要的是體現在著眼國家戰略需求的原創技術、重大成果,要把更多論文寫在車間里、寫在祖國廣袤的大地上。
這些年,一批批實現“零突破”的成果從這里源源走出——
段正澄院士團隊原創出世界首臺大型放療設備——全身伽馬刀,已走進全國100多家醫院,造福近百萬人;
邵新宇院士團隊“汽車制造中的高質高效激光焊接、切割關鍵工藝及成套裝備”項目打破國外40多年的壟斷,在全國300多家車企成功應用;
丁漢院士團隊“復雜曲面數字化制造的幾何推理理論和方法”讓數控機床“72變”,在航天、能源和汽車領域廣泛應用;
……
身為中國頂級機械制造專家,丁漢眼下仍為中國制造的諸多短板憂心——
與國際先進水平相比,部分領域里的差距仍在擴大;一些高精尖裝備水平上不去,時現“高速抖動、重載趴下”的尷尬;部分先進材料、儀器、設備受制于人;時有精英流失……
但丁漢并不氣餒。
從數控系統到鋼絲繩探傷等領域的成功案例,讓丁漢看到了清晰的突破路徑——
肩扛國家使命,一個硬骨頭一個硬骨頭地啃,一個碉堡一個碉堡地攻,代代接力,少則5年,多則10年、20年,我們必能突破一個個關鍵核心技術,中國工業特別是高端制造業,必將迎來一個沖破封鎖、不被“卡脖子”的新局面。
從來登頂無平路。
不破樓蘭誓不還!
(載《湖北日報》2020年9月24日一版)