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盛夏,上海重型机器厂锻造车间里,200吨重的合金钢柱烧得通红,表面温度超过1000摄氏度,室内也被“烤”到40摄氏度以上。一旁,上重厂工人的制服和上海交大老师的衬衫一样被汗水浸透,没人顾得上擦一把汗。
这是CAP1400我国自主知识产权第三代核电大型铸锻件研制现场的一幕。
“我们合作过的院校不少,像这样能跟工人们并肩"蒸桑拿",且年复一年如此的教授,未曾见过。”上海重型机器厂董事长吕亚臣说。不谋而合,上海交通大学潘健生院士也有同感:与交大有项目合作的国内外大企业中,像上重厂这般尊重知识并毫无保留开放的,也很少见。
大锻件是核电装备的基础材料,是上海高端制造必须攀登的高峰,也曾是卡在中国核电装备业咽喉中的骨鲠。从完全引进的第三代核电AP1000,到自主创新的第四代CAP1400,上重厂和交大6年来你来我往,上演了一出“产学研”合奏之曲。
从分歧到分工合作
上重厂与上海交大比邻而居。6年前,上重厂的技术工人因为大锻件生产上的一个急问题,开了十分钟车,来到交大求教。
“就是帮邻居一个忙。”当时交大教授想法很简单,但一次小小的“出诊”,让热处理专家潘健生院士看到合作的契机。
年逾七旬的老院士亲自来到上重厂,表达科研合作意向时,企业有些犹豫。“大学体制和工厂完全不同,容易各想各的。”吕亚臣说,上重厂之前也与一些高校做过产学研联合攻关,但企业想着出产品,院校看重出论文。这边产品还没通过验收,那边的论文已经公开发表了。
在国内的科研攻关中,多年来,企业与高校看似有过交集,实际却是两条平行线。企业要快出产品,要以最快速度把技术突破转变成利润;高校教师重理论,要上课、搞研究、发论文、评职称的压力,与企业追求利润成为两条道。因此,产学研常常拧不成一股劲。
刚开始,上重厂看到两位交大教授带三名博士每周来厂子,尊敬是尊敬,但对他们的能力多少有些不信,特别是生产一线的老技工,总把他们看成“象牙塔里的秀才”。
“一定要主动去,一定要谦虚,潘老师不止一遍叮嘱我们。”交大材料学院教授、潘院士的弟子顾剑锋对恩师当时的教诲,至今记忆犹新。深入一线的教授们,与工厂技术员从早上谈到午餐时间,聊技术、谈工艺,一直到饭菜冰凉。而且,教授们管事,能帮上重厂解决生产线上的难题。
不信任的隔膜很快消失,上重厂也向交大团队敞开一切,毫无保留。合作之初,双方跟着项目走,还要签订保密协议;随着合作深入,双方开展战略合作,目标瞄准长远,再不需要为了具体项目签合同。
彼此信赖中,上重和交大逐渐找到了各自在产学研中的角色定位。上重有交大放不下的生产设备,有实践经验丰富的“老法师”;交大有上重无力配备的仪器装置,更有潜心科研的专家资源。“对厂里来说,交大等于企业外部的研究基地;对学校来说,上重恰好成为科研成果应用与验证的一线实验室。”上重厂总经理、教授级工程师戴世杰表示。
工厂出题高校作答
产学研的要义,是市场导向。企业是创新主体,在上重与交大的合作中表现为:企业出题,高校作答。
“工厂需要技术成果,更要生产力。”吕亚臣说,他和交大教授接触时,首先会讲清楚企业的需求是什么、攻关的难点在哪里。
上重厂热处理车间里有个11米深、11米直径的巨型水槽。平时水面似镜,当近千摄氏度鲜红的锻件淬火时,水流便飞速旋转,锻件迅速冷却,也是大锻件材料性能塑造的过程。但在过去,大水槽用底部冲入压缩空气的方法,底部灌入压缩空气,像金鱼缸一样往上冒气泡,加速水流来进行热处理。这是过去行业的惯例,但效果一直不好,是上重厂头疼的难题。
领命之后,潘院士一次次爬上高高的水槽顶部,看了又看;生病住院时,盯着输液瓶看;回到家,又对着金鱼缸反复观察……终于他得出结论,这种热处理方法,其实根本没有用处!因为,用空气带动水流,会让空气附着于材料表面,影响降温效果,也无法控制降温过程。于是,重新设计冷却水槽,用旋转水流替代,并能根据不同锻件,设计不同水流方向,难题就这样攻破了。
高校作答的关键在于,知其然,更能知其所以然。国内核电大锻件与发达国家最大差距在于材料,为了核电站的安全需求,必须精益求精,但企业没法做基础研究。于是,他们把生产线上的材料残片一次次送到交大的实验室,委托教授们研究。教授们如获至宝,至今累计制作了3000多张金相照片,通过放大上万倍的电子显微镜分析机理、比对成分。“一张照片要看几个小时,分析出结果后,再反馈我们。”这些实验室分析,帮了上重厂大忙。
比如面对三代核电技术要求,工厂一度锻件合格率骤降,合作团队通过对大量现场数据与实验室试验,研究分析出这是某些元素比例、组织结构的问题,对症下药,产品合格率立刻大幅提升,一举突破困扰全行业的瓶颈。
“和交大联合研发之前,上重厂在核电市场的规模不大,技术水平却只能适应二代核电;如今,三代核电大锻件获得全面突破,经6位院士和5位同行资深专家组成的专家委员会成果鉴定,认为上重核电大锻件制造技术已进入了世界第一梯队。”上重厂总工程师凌进说。
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