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冲破封锁线——华中数控潜心攻关核心技术纪略

发布时间:2020-09-29


湖北日报报道
高性能数控机床,制造大国重器不可或缺的利器。面对国外封锁、打压甚至制裁,一批武汉的专家以国家需要为使命,苦熬数十年,研制出达到国际先进水平的高性能数控系统,为中国机床装上中国脑。一颗中国脑的艰难孕育,再一次昭示国人:关键核心技术买不来、讨不来,唯有埋头苦干,自主创新,方能冲破封锁、不被卡脖子


这是一个知晓率并不高的故事——

12年前的1023日,美国政府一纸通告,将武汉华中数控股份有限公司(以下简称华中数控)列入制裁黑名单

当时的华中数控,在自主高性能数控领域刚刚崭露头角。

12年后的20209月,新一代智能数控系统在汉量产,即将推向市场,宣告中国机床数控系统进入智能化时代!

12年,一纪生肖轮回。一群中国专家,将寸寸光阴,浓缩进行行代码,铸就出一颗坚强的中国脑

一路走来,华中数控董事长、华中科技大学(曾用名华中工学院、华中理工大学,以下简称华中大)教授陈吉红更加心志归一——

对于像数控系统这样的关键核心技术,要不来、买不来、讨不来。面对封锁、打压,唯一的出路就是埋头苦干,自主创新,研发出共和国当家设备

2001年,武汉重型机床厂与华中数控联合开发的“重型七轴五联动车铣复合加工中心”,可加工8米船用螺旋桨,打破国外技术封锁,至今仍在使用。(资料图)

“颜色歧视”激发数控梦

时针转回到1986年。

时任华中工学院院长的机械制造专家黄树槐教授,带队前往日本考察。

在日本一家著名研究所,看到陈列的日本机床数控系统被涂上不同颜色,中国学者有些不解。

有人悄悄告知:不同颜色是标明不同的销售区域。卖给欧美的是先进型号产品,卖给中国等国家的是中低档或接近淘汰的产品。

得知真相,中国学者深受刺激。因为他们清楚,先进数控系统意味着什么。

从汽车、手机等产品,到卫星火箭、导弹航母等大国重器,都离不开现代工业母机”——高性能数控机床。

那时,开放的中国,正在奔向世界工厂。提高中国制造品质,离不开高性能数控机床。

然而,横在中国人面前的是一道道严酷的封锁线。如同被人扼住喉咙,中国制造业遭遇数控之困”——

新中国成立的次月,西方国家组建巴黎统筹委员会(简称巴统),对中国等国禁运包括高性能数控机床在内的上万种产品。

1994年,巴统解散。两年后,《瓦森纳协定》出台,目的依旧:限制中国等国获得先进设备、技术与产品。

在向中国出售、转让一些即将或已经淘汰的数控产品、技术时,卖方仍严格限制使用地点与用途。

在湖北广水市的湖北毅兴智能装备股份有限公司,一台多年前进口的机床上至今仍安装着监控装置,一旦移动或改装,机床就会被锁死,成为一堆废铁。

看到这些代表歧视的颜色,黄树槐愤懑难平:中国,必须搞出自己的高性能数控系统!

说干就干。华中大随后成立数控研究所,举全校之力攻关。

一颗装备中国机床的中国脑,在武汉悄然孕育。


装备华中数控系统的大型机床,被用于加工飞机起落架

熬出来的“中国脑”

自主研发高性能数控系统,谈何容易?!

数控系统,集机、电、液、光、计算机、自动化控制等技术为一体,所涉知识密集、学科众多,硬件、软件要求高。

华中大集中骨干人员及设备,向数控系统发起冲击。陈吉红从华中大博士一毕业就投身其中,自此结缘数控。

变道,是华中大研发高性能数控系统的突破点。

当时,西方国家走的是专用计算机+软件路子。彼时的中国,高性能专用计算机等硬件瓶颈一时难以突破。

1992年,时任华中大机械学院院长的周济教授接手数控研究所。反复推演后,他独辟蹊径:通用工业微机+软件。

团队的想法很务实:选用常规的工业计算机和电子器件,通过更高水平的算法、更高性能的软件,弥补硬件方面的不足。

数控系统,软件是灵魂,难度很大。让人没想到的是,团队设定的第一个目标竟是当时最先进的、支持五轴以上联动的数控系统。

对此,有不屑的嘲讽:欺;有善意的提醒:没学会走,就想跑?

历史,证明了这一选择的超前眼光:以独特的技术路线,快速缩短与国外的差距。

1993年,拥有自主知识产权的华中型数控系统在汉问世,实现了国产高性能数控技术的突破。

国产系统做出来了,能否干出漂亮活?

数控机床发展有自身的规律:通过大量应用,发现问题,持续修正,迭代升级,才能走向成熟、可靠。

此时的华中型,遭遇四面楚歌”——

有怀疑。国产系统不会加工出废品吧?

有拒绝。还是用进口的靠谱、放心。

有怪圈。国产机床不用国产数控系统,国内企业不买国产机床。

更有狙击。得知中国研发出新型数控系统,西方立即解除性能相当机床的出口禁令,并大幅降价,力图掐死新生的中国脑

研发出华中型的专家们四处联系厂家,提出免费试用,仍应者寥寥。

无奈之下,华中大1994年创设华中数控,自己动手将成果产品化。

一批教授和刚毕业的学生走出校园,来到武汉市江夏区汤逊湖畔。当时这里周边是农田,蚊蛾飞舞,有时晚上连灯都不敢开。

第一步往哪里走?

华中数控选择游击战”——让开大道,占领两厢:瞄准旧机床改造和数控培训教学市场。

当时我们就像个小作坊,十几个人,既要做科研还要跑市场。在陈吉红的记忆中,这段日子终生难忘。困难时,管理层不得不停薪3个月。

屋漏偏逢连夜雨。

在一次国家抽检中,华中数控一款产品14项指标中有10项不合格,被媒体曝光。

此时十分困难的华中数控,硬是挤出几百万元买回检测设备,严控产品质量,大半年后才缓过劲。

久旱时刻来甘霖。

2009年,我国启动高档数控机床与基础制造装备国家科技重大专项,在重点企业应用、验证国产数控系统。

华中数控胆子忒大,逮到机会就顶上去。

接的活多,挨的也多。

一家制造战斗机的大型飞机厂找来了——一台用了十几年的进口机床趴窝了,你们改造试试?

华中数控一番改造,换上中国脑,对方开机试车,评价很高。

当年春节前,信心满满的陈吉红趁势前去拓展业务,没想到对方兜头就是一盆凉水”——

你们的系统怎么回事啊,干废了一个钛合金零件,损失几十万元!

赶到车间,通宵排查。最后确认,是老机床上原有的一根电缆老化,导致信号有误。

对方心有不甘:信号有误,系统是否可以报警呢?

像这样的反馈,十分宝贵!陈吉红说,华中数控很快优化了系统。

这家飞机厂由此打消了疑虑,拿出60多台关键设备,装备国产数控系统,制造出一架架守护祖国蓝天的先进战斗机。

一年接着一年跋涉,伴随着常人无法忍受的孤独和艰辛。

一点点熬,一点点提升,一步步升级。当年的游击队”——数控研究所,成长为国家队”——国家数控系统工程技术研究中心。2001年,华中型数控系统获国家科技进步二等奖,成为迄今为止国产数控系统获得的最高国家级奖项。

一颗中国脑就这样在不断解决问题中,向世界一流水平看齐。

2016年,华中8型数控系统研发成功。中国机械工业联合会组织的鉴定会认为,该系统达到国际先进水平!


华中数控工程师正在调试华中9型数控系统。湖北日报全媒记者 方琳、通讯员陈娜摄

不当进口产品的“备胎”

但凡中国在战略领域获得技术突破,一些西方国家的无端指责与制裁,便会接踵而至。

1999年,美国政客考克斯在其炮制的《考克斯报告》中,诬陷中国偷窃美国尖端数控技术。

20081023日,美国无端指控华中数控等3家中国公司违反其国内法,对3家公司实施制裁。

制裁,从另一个角度凸显出高性能数控系统关乎国家产业安全、经济安全和国防安全的战略价值。

无征兆的制裁再次警醒国人:想成为制造强国,中国机床就不能没有中国脑

航空发动机叶片、潜艇螺旋桨、大型发电机转子、大型柴油机曲轴……高端复杂曲面零件的高精度制造,一度成为打造国之重器拦路虎

驱赶拦路虎,像五轴联动这样的高性能数控机床必不可少。它们像长了几只手的能工巧匠,可以一次将金属加工成形状怪异、精度极高的零件,让国之重器本领大增。

桂林机床股份有限公司数次申请五轴联动数控系统进口许可,均遭外国拒绝。

难道中国人搞不出来自己的五轴联动数控系统?

不服这口气,桂林机床股份有限公司董事长尹向东找到牵头研发出华中型数控系统的周济。

2001年底,中国第一台国产五轴联动龙门铣床研制成功,我国航空制造领域自主可控水平大幅提升。

深海潜艇,国之利器。

多年来,潜艇螺旋桨高精度加工一直是我国的技术短板。武汉重型机床厂与华中数控合作,重型七轴五联动车铣复合加工中心突破国外封锁。

巨大的机床工作台上,机床刀具左右开弓,巨型螺旋桨一次性高精度加工获得成功。这让中国造船界激动不已:几代中国舰船人让螺旋桨安静工作的梦想正在变成现实。

在东方电机股份有限公司,工人们操纵华中数控系统制造出的巨型发电机组,已在三峡电站发出强大电能。

在某航天企业,15台普通机床装上来自武汉的中国脑后,导弹零部件加工精度稳定,效率骤升5倍。

中国大脑,赋能中国制造。眼下,从武汉走出的高性能数控系统,已在航空、航天、通信、汽车、造船等高端制造领域批量装备,中国企业对国产数控系统的信心空前提升。

前行的脚步不能减缓,更不能停歇。陈吉红说,中国在高性能数控领域,不能总是跟跑,要奋力实现并跑、领跑!

新一代信息技术,划出了新一代数控机床的起跑线。对于中国来说,这是奋力追赶的历史性机遇。

2019年,华中数控在全球率先将人工智能芯片植入数控系统,中国新一代智能数控系统华中9型在汉造出样机,开启中国数控系统换道超车的新征程。

不但打造中国脑,武汉的这群专家还要打造中国标准

听闻华中数控牵头制定中国数控机床互联通信协议标准,10年前已制定出标准的美国相关组织说:你们不用做,用我们的就行了。

2019年,中国数控企业在德国汉诺威工业博览会展示中国标准。美国相关组织一看不吭声了,主动提出联合制定国际标准。

从会场走出来的陈吉红给武汉的同事打电话:我们要有技术自信!

自信,源自实力,源于坚毅。经历4轮百日攻关,新一代智能数控系统华中9型即将投入应用,换代的中国脑将变得更聪明、更强大。

我们不当进口产品的备胎!陈吉红说,将数控系统这一事关国家战略安全的核心技术牢牢掌握在自己手中,是我们的责任。

不惧制裁,艰苦磨砺。华中数控化蛹成蝶,标记出中国高端制造技术突破封锁线的鲜明足印。


图为最新一代智能数控系统——华中9型数控系统。湖北日报全媒记者 方琳、通讯员陈娜摄

顶天立地“啃”硬骨头

回顾中国脑的进化历程,我国研发数控系统的大学院所不在少数,为何华中大闯出了一条成功之路?

从华中型,到华中9型,这是一跑数十年、不曾松劲的产学研接力”——

华中大国家数控系统工程技术研究中心预研一代、探讨一代,产生源源战略构想、技术路线;华中数控开发一代、生产一代,以市场力量将科学家脑中的奇思妙想变成现实。

出来的中国脑,透露出一股什么样的力量?

在华中大机械学院党委书记史铁林教授看来,这是一代代华中大机械制造专家顶天立地的家国情怀——

以国家需要为使命,是谓顶天;紧贴国情,埋头苦干,是谓立地

数控系统,并非个案——

36年锲而不舍,打造钢丝绳探伤最强力量。

钢丝绳会疲劳,也会发生内伤。有国际专家曾断言:在线体检钢丝绳,是不可能破解的科学难题。

华中大人不信邪,从杨叔子院士团队开始,几代人接力不断突破,从手持式检测到在线磁光融合无损检测,持续领跑钢丝绳探伤检测技术。

20年潜心不止,张海鸥教授夫妇和弟子们攻克金属3D打印性能难题,将金属铸造、锻压技术创造性地合二为一,又好又快地制造出一批国之重器关键零部件。

10年步履不歇,尹周平教授和一批年轻人,从一台显微镜起步,研究分辨率更高、更轻薄更柔软的柔性显示技术。眼下,他们正在攻关的,是一批可折叠放入背包的电子产品。

……

装备华中数控系统的数控机床加工出高精度复杂零件。湖北日报全媒记者 方琳、通讯员陈娜摄

在华中大机械学院院长丁汉院士心中,一个科学家的成就,更重要的是体现在着眼国家战略需求的原创技术、重大成果,要把更多论文写在车间里、写在祖国广袤的大地上。

这些年,一批批实现零突破的成果从这里源源走出——

段正澄院士团队原创出世界首台大型放疗设备——全身伽马刀,已走进全国100多家医院,造福近百万人;

邵新宇院士团队汽车制造中的高质高效激光焊接、切割关键工艺及成套装备项目打破国外40多年的垄断,在全国300多家车企成功应用;

丁汉院士团队复杂曲面数字化制造的几何推理理论和方法让数控机床“72,在航天、能源和汽车领域广泛应用;

……

身为中国顶级机械制造专家,丁汉眼下仍为中国制造的诸多短板忧心——

与国际先进水平相比,部分领域里的差距仍在扩大;一些高精尖装备水平上不去,时现高速抖动、重载趴下的尴尬;部分先进材料、仪器、设备受制于人;时有精英流失……

但丁汉并不气馁。

从数控系统到钢丝绳探伤等领域的成功案例,让丁汉看到了清晰的突破路径——

肩扛国家使命,一个硬骨头一个硬骨头地啃,一个碉堡一个碉堡地攻,代代接力,少则5年,多则10年、20年,我们必能突破一个个关键核心技术,中国工业特别是高端制造业,必将迎来一个冲破封锁、不被卡脖子的新局面。

从来登顶无平路。

不破楼兰誓不还!

(湖北日报全媒记者 胡汉昌 韩炜林 方琳)




光荣的荆棘路


湖北日报评论员

12年,日月轮回。

12年前华中数控被美国政府列入制裁名单,到12年后新一代智能机床数控系统在武汉横空出世,漫漫荆棘路,其背后是极限施压下依然挺直的筋骨脊梁,是荆棘丛生处无路可退的奋力前行。

作为后发追赶国家,中国的发展道路从来不是一帆风顺。从一辆拖拉机都不能造,到成长为全球唯一拥有全部工业门类的国家;从重工业几乎为零,到5G应用即将迎来新时代,中国现代化探索中的每一步,都曾遭遇过挫折、失败、打压、封锁,而正是这一步步的举步维艰,不断磨炼出愈战愈勇的智慧、信念、勇毅、笃行。

近年来,美国政府一再滥用国家力量,对中国肆意挥舞制裁施压的大棒,连环封杀技术冷战已经到了疯狂程度,封锁、遏制中国之心昭然若揭。种种经济霸凌和政治操弄的伎俩,再三对我们敲响警钟:关键核心技术受制于人,就是我们最大的隐患。

必须清醒地认识到,尽管我国改革开放已取得巨大成就,但与发达国家几十年甚至上百年的工业发展和技术积累相比,我们在很多领域依然存在不小差距。如果核心技术和关键零部件制造始终掌握在别人手里,就会轻易地被扼住命运的咽喉,陷入人为刀俎,我为鱼肉的困境。唯有突破桎梏,方能化茧成蝶。

重重封锁打压之下,华中数控的专家们用数十年如一日的苦熬,铺就了一条光荣的荆棘路。这是一条自力更生之路,这是一条不懈奋斗之路。在这条路上,唯有创新创造是发展的源动力,唯有独立自主是坚守的座右铭。现代化是等不来的,关键核心技术是买不来的,想成为全球产业链不可替代的一环,就要不断缩小与世界顶尖技术的差距,要完成从制造大国到制造强国的蜕变,就要埋头做好自己的事,把关键核心技术牢牢掌握在自己手里,这样才能在风起云涌的大时代,推动中国经济的巨轮破浪前行。

自古以来,中华民族的英雄气概,不断在居安思危之处,在绝处逢生之间,被激发、被锻造,从而发扬光大、薪火相传。无论是中国芯,还是中国脑,都深深镌刻着中国科学家顶天立地的家国情怀,见证着一个五千年文明古国对人类发展的巨大贡献。新时代是奋斗者的时代,是合作共赢的时代,是全球化之势不可阻挡的时代。任凭风急浪高、道阻且长,那些打不垮我们的,只会使我们更加强大。

星辰大海,征途在前。

何为中国奇迹?相信奇迹并创造奇迹的中国人,就是奇迹本身。