“超”能力从何而来？
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本报记者 王正喜
■编者按
大力弘扬科学家精神，勇当科技和产业创新的开路先锋。6月9日，全省科学技术奖励大会表彰了2021年度江苏省科学技术奖获奖单位和个人，我市共获科学技术奖18项，获奖项目涵盖电子信息、能源与节能、医疗卫生、新材料、先进制造等产业领域。今日起，本报推出系列报道，介绍我市获奖项目、攻关核心技术和前沿领域背后的创新故事。
6月9日，省委、省政府举行全省科学技术奖励大会，表彰2021年度省科学技术奖。由徐工牵头，联合高校科研院所共同实施的“高空大吊载轮式起重装备自主研发与产业化”项目，凭借攻克国际公认的三大难题、国际领先的三大核心技术，以及创造出的巨大社会效益及经济效益脱颖而出，荣获省科学技术一等奖。
围绕超大吨位起重机自主研发和产业化，十年潜心攻关，徐工每两年就有一款全球吊载能力最强的轮式起重机产品下线，臂架整体性能提升45%，高频高质引领行业发展。项目研发的系列大型高性能轮式起重机，使我国交通、能源、石化等领域施工效率提升、建设成本下降。
“1600吨级全地面起重机超长臂架，100米高度最大吊载从98吨提升到160吨，并后续创下当时全球最高作业性能纪录。高效转场技术使得作业准备时间从8小时缩短至3小时，单月安装百米以上风机数量提升一倍。两年间新增销售额超30亿元，新增利税11亿元；通过节约基建成本、提高施工效率，创造间接效益超过200亿元。
破解超级移动起重机制造无芯魔咒
超级移动起重机被工程装备行业公认为是科技含量最高、研发难度最大的产品之一，被誉为世界工程机械技术“珠峰之巅”。徐工重型目前市场最畅销的1800吨级轮式起重机，是1600吨级改进款，可以在140米的高空擎起148吨的重物，刷新全球轮式起重机的吊装极限。这台车的总设计师，正是徐州重型机械有限公司副总经理单增海。
单增海说，也就是在10年前，徐工的起重机大约90%以上的关键零部件依靠进口，生产的产品基本属于“抄袭作业”。缺少核心技术、核心零部件，成为制约国产起重机发展的关键。“从原理开始，从零部件的开发，到不断地试验，反反复复地攻克，最终实现了这一技术。我们也认识到，关键技术的研发要掌握在自己手中。”
2010年后，徐工开始大规模实施国产化战略。随后大约5年，伴随中国制造业的崛起，徐工起重机50吨以下的产品全部实现了国产化；到2018年，徐工又基本上实现了300吨以下产品的国产化；目前，徐工只有千吨级起重机还有不到10%的零部件未实现国产化。单增海说：“我们零部件的一些制造精度、稳定性，这些方面还是有差距，但是差距已经很小。3到5年时间应该会追平。从整个布局的角度来讲，我们有信心。”
2013年开始，徐工推进实施高端、高附加值、高可靠性、大吨位“三高一大”产品战略。单增海开始带领团队进行1600吨全地面起重机的研发，而当时世界上最先进的全地面起重机也不过是1200吨位的。没有了参照，没有了标准，一切只能自己迎头而上去摸索：“不仅是说我们要跨越模仿别人技术的阶段，就是想模仿也没得模仿，他们也没有更新的技术，这是我们要突破的地方，就是逼迫我们要在臂架技术上进行突破，要构建自己的臂架技术。”
“高空大吊载轮式起重装备自主研发与产业化”项目凭借3项核心技术站上省科技技术高峰：发明了高空大载荷翼形整体超静定悬置臂架结构，创造了百米高空吊载能力最强的世界纪录；首创高承载8轴驱动越野底盘技术，重载爬坡能力提升到30%，更加适合风电施工需求；首创高空大载荷运动稳定控制技术，发明了非特定作业环境下超长臂架主动防碰撞控制系统，提升了高空大载荷吊装的安全性。
不止在产品方面有突破，单增海作为项目负责人发起了国际标准《起重机安全使用第2部分：流动式起重机》制定。该标准是中国主导制定的首个流动式起重机领域产品技术类国际标准，打破欧美在安全类流动式起重机标准的长期垄断，增强了中国起重机行业在国际标准领域的话语权。
不服输不怕难抓牢关键核心技术
近年来，在装备制造业，尤其是超级起重机的研发与设计上，徐工集团一直处于国际领先水平。但这样的技术优势并非一直掌握在中国企业手里。
想突破，就要有万全的准备。虽然已经做了最充分的准备，然而，在工程样机进行第一次试验时，吊臂发生了严重的侧弯，比预计的侧弯半径超出了六七米。从试验场返回到会议室，攻关团队的十多个核心成员又开始了没日没夜的各种推演。
徐工重型全地面起重机研究所主任、产品设计师付玉琴，是公司结构仿真专业的带头人、臂架结构专业设计专家。她说：“从事情发生，单总就亲临现场，带着我们一起观察，然后回来之后就测量，从零件到系统到整机每一个部件进行分解，找到真正影响变形的特性在哪里。然后针对这样的变形特性，制订解决方案，包括我们下一步的验证计划、如何能够保证产品成功，单总基本上都是亲力亲为，把每一个环节都把控得比较好。”
功夫不负有心人。一个月后的试验场上，1600吨的样机伸展开全部吊臂，稳稳地将重达160吨的重物完美吊到指定位置。这次试验成功后，让他们真正从跟跑实现了领跑。
项目骨干付玉琴的主要工作就是研发重型起重装备的臂架。基本臂、二节、末节臂……有机组装，一个巨型“抓手”便应运而生。目前，最新代的起重机达到了2000吨级，而对应的臂架则长达175米，相当于60多层楼的高度。这样的重型装备主要运用于风力发电机风叶的吊装，在我国发展清洁能源的国家战略中，发挥着不可或缺的重要作用。
2016年1月31日，距离春节还有7天，带领团队已经连续工作三十多天的付玉琴，因为工作强度大累倒了，在病床上躺了一个月。当时她正带着团队在攻克“超大吨位高强度柔性臂架的屈曲算法研究”。躺在病床上，付玉琴还在给徒弟王志明布置工作上的事：“XCA450生产和调试还有啥问题没？跟吉林大学合作的项目怎么样了？跟领导汇报了没？别影响进度啊……”
起重机臂架屈曲计算平台需要经过反复的调校、试验数据反复验证来提升平台的仿真精度，仿真程序需要根据试验数据反复修订才能实现仿真准确率的提升，为了第一手试验数据，付玉琴等一线研发团队挑战自我，全都克服了恐高症。
预研预判、重点攻关，让徐工抓住市场先机。徐工1600吨级、1800吨级总体设计陈志灿说，多年来我国风电建设集中在三北高风速地区，风机安装高度一般在100米以下，他所在的研发团队针对这一高度进行设计。2016年，团队预判到风电建设有向中南部和南部转移的趋势，而风机安装高度需要达到140米，于是提前布局超大起重机研发。2019年5月，团队花三年时间研制的全球最大全地面起重机XCA1600亮相，不仅使用便捷，安装时间还减少了一半，在市场一炮打响。
截至6月8日，徐工1600级轮式起重机已完成销售52台，1800 吨级销售20台。“高空大吊载轮式起重装备自主研发与产业化”项目的成功研发，加速了国家风电能源建设，助力“3060”碳排放目标实现。同时使我国重型轮式起重装备的研制水平由跟跑、并跑到引领的跨越，提升了我国大型工程建设领域的全球竞争力。