這是一個值得被更多人瞭解、關注的故事，尤其對重大創新技術相對匱乏的我國而言。楊世祥、楊濤父子四十年的堅持，才在全球範圍內率先攻克了這項被譽為工業4.0共性基礎的創新技術——數字液壓。這個熊彼特眼中典型的破壞性創新技術，將給中國裝備製造業帶來哪些改變？

四十多年的蟄伏之後，數字液壓終於迎來了它的春天。

2018年5月31日，億美博科技有限公司與三一重工集團簽署戰略合作協議，發揮億美博數字液壓創新技術能力與三一集團的市場優勢，共同推動工程機械向數字化和智能化邁進。

接下來，億美博總經理楊濤將飛往國外，去為一個太陽能光熱發電項目做最後的測試。這個項目是去年一個偶然的機會遇上的。當時，西班牙業主並沒有打算採用億美博的數字液壓產品，他們拿了一套伺服液壓圖紙，準備讓一家德國公司來做。

楊濤看了看圖紙，說：設計得很完美，但是實現不了。

對方不相信：怎麼可能實現不了？我們找的是這個領域最頂尖的企業！

楊濤：沒關係，你可以不信，咱們等著看。

……

果然，兩三個月之後，對方又來找楊濤，詢問可否先做一臺樣機，速度要快，因為“時間都被那家德國公司用光了”。楊濤接下了這個項目，兩個月零三天，億美博交付了第一臺樣機。

那麼，在這輪較量中，億美博的數字液壓憑什麼能夠PK掉人們心目中高大上的伺服液壓呢？

億美博科技有限公司總經理楊濤

這要從光熱發電的原理談起。在塔式光熱發電中，需要成千上萬面鏡子把太陽的能量匯聚到集熱塔上，使其表面溫度能達到五六百度，然後再轉化為高壓蒸汽驅動汽輪機帶動發電機發電。這其中，如何精準控制大型定日鏡的方向角度，使其自動並精確追隨太陽轉動獲取能量，是其核心技術之一。

“普通液壓精度不足，影響光熱效率，伺服液壓精度雖高，但環境耐受能力差，成本也太高。”楊濤解釋說，“光熱發電需要大量的定日鏡，每面鏡子都需要一套液壓控制系統，這意味著單個控制系統的成本必須低，否則投資成本太高，如果十幾二十年都收不回成本的話，建電站就沒有多大意義了。”

與看上去高大上、結構複雜的伺服液壓不同，億美博的數字液壓採取的是極簡模式：採購一臺售價僅1000元左右的液壓馬達，然後將其進行數字化改造，就OK了。很多人都覺得不可思議：1000塊錢的液壓馬達，根本就是不受控的東西，你能讓它精準追隨太陽轉？！就連液壓馬達廠的老闆都說，每分鐘50轉還可以，再低了就不好控制了，這個項目要求一天才轉5轉，能行嗎？

結果，億美博做完之後，可實現無纜化（無電力電纜，採用光伏自供電）大型定日鏡數字液壓控制系統的卓越性能讓所有人眼前一亮：數字液壓缸達到5微米的定位精度、數字液壓馬達勻速實現20分鐘一轉，且角度精準受控！不僅實現了定日鏡水平角與俯仰角的精密控制，相比其它液壓、電動等方案，它還具有諸多優勢，比如，大幅降低工程造價及項目實施時間、可適應惡劣環境和強風、可實現無線網絡遠程控制等。

“原本千元左右的液壓馬達，億美博進行數字化改造後，意味著可以賣幾萬幾十萬元一臺，價值一下子就提升了！”楊濤對《中國機電工業》說。

不僅是光熱發電，億美博數字液壓已在越來越多的領域大展拳腳：冶金、機器人、軍工、能源、工程機械……隨著2016年底天津濱海新區生產基地的建成投產，數字液壓大規模產業化應用的進程加速。好消息也一個接著一個：2017年5月和8月，在國家工信部部長苗圩的親自批示下，裝備司羅俊傑副司長先後兩次分別前往億美博、東方電氣調研數字液壓的應用情況；2017年7月，億美博“高精度數字液壓缸同步控制系統在水電工程中的應用”科技成果鑑定會舉行，獲國際先進水平鑑定。

這個鑑定結果的含金量很高，因為它不是實驗室搞出來的一次性項目，也不是剛剛出爐的首臺套或唯一臺套，而是已經經過了長達八年的市場驗證。早在2009年，億美博獨創的“筒形閥全數字集成式電液控制系統”就在浙江灘坑電站投運，其優越的性能贏得了東方電氣的信任。2012年，東電在錦屏、溪洛渡兩座國家大型水電站共計15臺、最大770兆瓦的大型水輪機機組上，全部採用億美博的數字液壓產品——大型水輪機筒形閥多缸液壓提升同步系統。

在此之前，筒形閥裝置一直是我國水利設備的瓶頸，長期以來依賴進口。即使在全球範圍來看，大型電站水輪機外側的筒型閥6缸高精度同步提升技術也是水電領域的一大難題。據瞭解，東電曾聯合國內多家單位進行了多年攻關，一直不能取得進展，為此曾花巨資引進加拿大機械同步專利，但效果不好，隨後只好成套引進德國x士樂的產品。但由於系統複雜、價格昂貴、調試麻煩，故障率高、維護不便等種種問題，被逼無奈尋求新的出路。當東電瞭解到億美博的數字液壓技術可以解決這個難題時，雙方經過緊密合作，只用了半年時間，就在浙江灘坑電站一次投運成功。

國家工信部裝備司羅俊傑副司長別到億美博調研考察

“我們在灘坑電站的各項指標都超過了進口產品，但還是有不少人對此將信將疑。溪洛渡電站給了億美博一個同臺競技的機會：同一個業主，同樣的水紋條件，比試一下吧！”楊濤興奮地說。溪洛渡電站是我國第二大水電站，除了東方電氣的機組外，還有哈電、福伊特的機組，其筒形閥採用的是進口模擬液壓系統。結果，2014年7月15日，溪洛渡電站由東電製造的13號機組成功發電，比計劃提前107天，創下國內特大型水電機組安裝最快速度！

溪洛渡電站業主三峽集團和東方電氣都覺得太驚喜了：770兆瓦的機組一天滿發電量高達1800多萬度，提前107天，對三峽集團那可是真金白銀的效益啊！東電也在溪洛渡、錦屏兩座電站中節省了近6000萬元的採購費用。

“進口的模擬液壓系統結構複雜，總重達5噸，有近百個液壓元件，加工難度大，組合起來應用的難度更大，所以可靠率就很低，安裝調試也往往需要兩個月之久。”楊濤從電腦中調出幾張圖，對《中國機電工業》解釋說，“反觀億美博的數字液壓系統，結構簡單，重量是其20%，價格是其35%，調試時間是其10%——因為我們沒啥可調的，就是排氣、注油、接電線……最快的時候4個小時，一套系統就裝調完了！”

兩種不同技術路線的圖，感受一下：

億美博數字水輪機筒閥吊裝圖

一般來說，水力發電站半年枯水期、半年豐水期，若筒形閥在豐水期出了毛病，調試一兩個月，那電站業主會很抓狂。因此，儘管原本傲慢、宣稱其產品要每年漲價的外企將價格從600萬元迅速降至80多萬元，東電依然決定堅持使用國產技術。

看到這裡，你的腦海裡是不是有無數個問題冒出：這是真的嗎？數字液壓真有這麼神奇？如果是，為什麼它至今沒有橫掃天下，為什麼我國高端液壓仍需大量進口，而全球液壓市場仍被博世力士樂、派克、川崎等少數幾家外企掌控？

另闢蹊徑的楊氏父子

提到數字液壓，有一個人不得不提，他的名字叫楊世祥。四十多年前，當楊世祥還在北京鋼鐵設計研究總院工作時，偶然的機會進入液壓領域，從此便入了迷。因攻克液壓同步等技術難題，楊世祥很早就獲得了國家發明獎、國務院特殊津貼，並晉升教授級高級工程師。

楊世祥的數字液壓技術靈感源於上世紀70年代德國的電液脈衝步進缸，用一個簡單的原理來實現液壓放大器的功能。不過，當時德國人的發明設計複雜，加工製造難度非常大，還存在行程做不長、速度做不快等問題，到了80年代中期，這個技術就沒有人再往下發展了。但楊世祥堅持了下來，他於80年代初的中國鋼鐵年會上發表了中國國內首篇《新型數控脈衝液壓缸的研製》論文，並於80年代末將第一代數字液壓技術用到了國防重點項目東風導彈的裝彈系統上，大大加快了裝彈速度。

“在研發數字液壓的過程中，我們遭遇到了許多質疑：數字液壓若真有那麼好，為什麼老外不做？老外都做不好，你們能做好？！”楊濤認為，這類質疑將一個原本是科學的問題變成了非科學，“不管什麼技術，外國人有可能搞得好，中國人也有可能搞得好。並不是所有技術都得外國人先搞好了，我們只有追隨、模仿的份兒。”

在楊濤看來，父親楊世祥是一個對技術異常執著的人，而他也看到，數字液壓確實能解決許多用其它手段解決起來很困難、甚至解決不了的問題。事實上，用在東風導彈裝彈機構上的那套數字液壓設備，就是這對父子共同研發的，楊濤做了其中的電控系統。那時，楊濤剛剛高中畢業，並保送進了清華大學自動化系。

1998年，楊世祥退休後，用幾萬元積蓄辦了一家小公司，專門研發推廣數字液壓技術。那時，楊濤已經離開清華大學，他婉拒了當時如日中天的美國摩托羅拉的數次邀請，以及互聯網創業的誘惑，和父親一起全心全意幹起了數字液壓。

其時，他們所處的業界氛圍仍不友好，比如，數字液壓的最新研發進展常常難以通過學術論文等正常途徑發佈、極少能獲邀參加液壓行業論壇等。原因大概正如熊彼特的“創造性破壞”理論所指出的，創新是一種革命性的變化，創新的同時意味著毀滅。比如，你不管把多大數量的驛路馬車或郵車連續相加，也決不能得到一條鐵路；鐵路的建築意味著對驛路馬車的否定，修築鐵路的往往並不是驛路馬車的所有者。

伺服液壓經過數十年的發展，已經培養出了一大批既得利益者，各種各樣的專家及少數幾家壟斷外企。專家們自然不願意自己引以為傲的專業知識被顛覆，而壟斷企業也缺乏自我顛覆的動力——要知道，正是複雜、昂貴的伺服液壓確立了他們的江湖地位，代之以簡單、廉價的數字液壓無異於壯士斷腕，阻力太大。

那麼，在這種情況下，楊世祥為何一意孤行，不惜押上自己的全部身家，甚至包括兒子楊濤的前途？

答案只有一個：他堅信數字液壓未來一定會大行其道，而他和楊濤將成為數字液壓技術的奠基人、產業化應用的開拓者。我國裝備製造業也將解除高端液壓件受制於人的“鎖喉之痛”。

楊世祥偏執般的自信來自對不同液壓技術的透徹理解。在他看來，伺服液壓把技術門檻設得太高了，高到了博士後的程度。的確，伺服液壓涉及流體、機械、電氣、自動化等四個領域，“四個博士後，還得情投意合，才能把事情做好”，那得多難。

而億美博獨創的數字液壓是用計算機電脈衝信號控制電機的轉速與轉角，再加上最簡單最樸實的機械傳動、機械負反饋的方式，就把原來非常高大上的控制難題解決了。什麼是機械負反饋？抽水馬桶就是一個最簡單的例子，通過浮球、槓桿、錐閥三個關鍵元件，構成了精確的液位（容積）控制——每次5升水，不多也不少，不論你住1樓還是20樓。把這個原理用在液壓油缸上，就能實現微米級的控制。

楊濤又從電腦裡調出了幾張圖，對《中國機電工業》說：

這是一個典型的伺服液壓閥傳遞函數，我們不去深究每一個參數都是幹啥的，只要知道每一個都是一個變量，這就意味著，涉及到這麼多變量的取值和變化之後並相互作用後，才能產生一個輸出。這就麻煩了，其中任何一個變量，只要你沒有經驗，或者外界環境發生了變化，或者使用條件變了，都會影響最終的輸出。因此，伺服液壓就變成了一個巨高技術門檻的系統工程，真正搞得好的要靠經驗，現場經驗、器件經驗、組合經驗、場景應用經驗……導致了每個場景應用都不一樣，從而產生了各種各樣的專家。

德國X士樂公司為了推銷其液壓產品，向各家用戶贈送3冊一套的《工業液壓產品樣本》，冊冊厚如磚頭，共4100頁，裡面多是天書般的結構圖。

與上述天書般的複雜系統不同，億美博獨創的一體式數字液壓將閥、缸、反饋與控制巧妙地組合為一個整體，對外體現為一個獨立的器件，用戶無需關心其內部構成與特性，僅瞭解輸入與輸出固定的關係後，即可輕鬆掌握和使用。

“這個原理特別簡單：電機轉動一個角度，閥口就打開一個固定的位移，比如說5微米，然後高壓油進入管路、油缸後腔，油缸就必須要往前走；油缸一走，滾珠絲槓的絲母轉動，把閥芯拉回到原位，閥口關閉。”楊濤認為，這個簡單的機械控制比模擬伺服液壓用電傳感器檢測、再運用各種複雜算法進行修正補償靠譜多了，“油缸不走到5微米，閥口就不會關閉，高壓油持續注入，油缸就必須要往前走；一旦走到了5微米，也絕不可能繼續再往前走了，因為絲母會把閥芯拉回原位，它自己就把自己的能量關閉了！”

數字液壓：工業4.0離不開的智能硬件

《中國機電工業》：億美博第一代數字液壓技術應用於東風導彈，至今已經30多年了。為什麼大規模的產業化剛剛開始？

楊濤：任何技術都不可能一蹴而就，一出生就包打天下。第一代數字液壓技術雖然用在東風導彈上沒有問題，大大提升了裝彈速度，而且精度非常高，但仍有一些技術瓶頸，比如加工難度很大、速度不足夠快等，滿足不了工業大生產。我父親用了十年的時間，才研發出第二代數字液壓技術，在內部增加了一個結構，使得運動速度、運動行程都提升了。接下來，我和父親一起又用了十年，將數字液壓的製造難度也大幅下降、精度進一步提高到了微米級。這樣，真正適合工業生產的產品就有了。我們又用了十年的時間，不斷驗證、完善這個技術。

提起傳統液壓，就離不開“三基”難題（基礎件、基礎工藝、基礎材料）。我記得有位搞液壓的院士曾經說，沒有五個億十個億就不要去碰液壓，因為人們普遍認為只有高精度的設備才能保證器件具有精確的執行能力。但事實上，我國製造液壓的設備能力早已不薄弱了，許多生產設備比國外還先進，可是美國的穆格閥我們都研究數十年了，還是造不出相同性能的產品。

何不換個思路呢？我父親說解決問題就是從繁至簡，如果你能用最簡單的方式把問題解決了，才是最好的。於是，我們就逆向思維，用設計替代工藝，用工藝替代設備，從設立理念上就把產品做簡單了。這二三十年來，我們不斷遵循這個方法進行創新，做了大量可批量化的生產工藝。咱們不一定非得進口幾千萬、上億元的設備，才能幹出中國人自己的液壓產品。我們可以用最簡單的設備來製造出微米級的精度，這樣不好嗎？跟著走是一種思路，想辦法繞開或者創新也是一種思路。

《中國機電工業》：四年前中國工程院賙濟院長到億美博考察時，也說過類似的話。他說，億美博沒有把傳統液壓所涉及的“三基”難題當成硬骨頭去啃，而是巧妙地繞開了，這就是一個很大的進步。

楊濤：那是2014年4月3日，賙濟院長來億美博考察。當時我們還沒有搬到天津濱海新區，而是在北京北五環外租賃了一處農民特別破的一個小房子。那天早上八點半，周院長剛一下車，我就迎上去說，您經常看的都是工業4.0，最先進的生產設備、工藝管理等，我們今天給您看一個反差：人家用高大上的設備，我們用最簡陋最廉價的設備；人家用優秀的高級技工甚至機器人，我們用最普通的工人，最粗獷的管理。但是，我們做出來的產品可以和世界上最好的液壓控制產品PK！

事實上，那時候我們已經給東方電氣批量供貨了，我們的水輪機筒形閥數字液壓系統也已在溪洛渡電站投運。雖然加工設備達不到微米級，但是我們的液壓產品可以執行到微米級，這個很有意思，有大量的know-how在裡面。只要我們有這個know-how，吃個五年十年沒問題，況且我們自己的技術還在進步。有人仿製我們的東西也不怕，這就是創新帶來的價值。

曾經有一個大學教授跟我父親說，你搞的這個數字液壓跟抽鴉片差不多，我們原來是幹伺服液壓的，一旦用上數字液壓，就回不去伺服了。很多業內人士剛開始認為數字液壓原理簡單，性能不可能好。但在真正使用過程中，它所體現出的性能卻比理論體系完整、設計和製造複雜和精細、但實際上受到各種各樣因素影響的伺服液壓反而效果要好。關鍵是簡單，大道至簡。沒有人放著簡單的不用非要用複雜的。

《中國機電工業》：最近，億美博數字液壓又有了新突破，在2016年數字缸成功應用於20輥硅鋼薄帶軋機帶厚自動控制系統之後，再攀0.049毫米帶厚新難度。這一突破是如何實現的？對億美博及我國高端核心裝備而言，有著怎樣的重大意義？

楊濤：以前我國鋼鐵行業的軋機都是從歐洲、日本等進口，德國的液壓和控制系統，但薄帶和極薄帶厚度自動控制（AGC）卻必須要用美國的穆格閥，可見技術的難度不是一般。要進口這樣一臺軋機生產線，需要幾千萬乃至上億元。

我們剛開始做的時候，沒有人相信。2000年我就寫過一篇文章，關於數字液壓在AGC板厚自動控制上的應用優勢，但一直沒有爭取到應用機會。直到2016年，有一家民營企業要上硅鋼軋機，請我父親的一個同學當總工，他就問我父親能不能幫他們做一個AGC系統，錢不多。我父親覺得錢多點兒少點兒無所謂，機會太難得了！剛開始這家企業打算做個半自動的，就是點動控制，如果偏厚了或偏薄了就手動調一下。我說傳感器也有了，數字液壓缸也有了，整個硅鋼軋機的基礎都有了，剩下的就是做個控制軟件，這個我擅長，我來做！結果做完放上去，一次就成功了。後來，另一家民營企業要上更薄的，0.08毫米的極薄帶，原打算軋金、銀、鋁這種軟的材料，硅鋼這種硬的材料，沒有把握我們能做得到。結果我們做好了之後，先軋到0.08毫米，沒有任何問題。他們問能不能再薄點兒？於是0.049毫米也一次就軋出來了！

前年我們做的那個軋機AGC系統可以軋0.257毫米厚的取向硅鋼薄帶，可用於高壓電網改造。今年做出來的0.049毫米，可滿足更高精尖的軍工等需求。軋鋼成品率和產品質量取決於軋機控制，油缸波動一點兒，馬上斷帶。精度要求也很高，1000米長度以內誤差不超過正負3微米。曾經進口一條這樣的軋機生產線要數千萬甚至上億元，現在我們十分之一的價格就可以幹出來了。

我國生產成本上升非常快，比如光熱發電，鏡架表面的鍍鋅處理，在國內做完的價格和在北美一樣。隨著人們對幸福生活的追求不斷提升，降成本不能再依靠人口紅利，而需要不斷的技術創新。數字液壓就是這樣一種基礎共性技術，可以推動我國裝備製造業快速實現數字化、智能化創新升級。

《中國機電工業》：自天津工廠投建以來，億美博產業化進程加速。如今，業務領域已涉及冶金、發電、機器人、工程機械等。億美博在產業化方面的思路是怎樣的？打算如何快速推進？

楊濤：

億美博從去年開始真正進行產業化轉型，提出了“基於全產業鏈的共同價值提升”這一理念。曾經有人說數字液壓會讓很多人下崗，我特別怕別人說這種話，壓力太大了。其實大家可以共同發展。比如，原來做油缸的企業還接著做油缸，我們對油缸進行數字化改造之後，可以大大提升普通油缸企業的競爭力和價值。事實上，億美博到天津濱海新區之後，已經帶動了天津22家企業共同發展。

數字液壓可以應用在很多領域，僅靠我們自身的資源實力是不夠的。每進入一個行業都需要對其有足夠的理解，需要時間將其研究透徹。我父親幹了一輩子冶金，我們真正把冶金所涉及的環節都做下來，差不多用了20年。所以我們換一個思路，把數字液壓做成一個標準智能硬件，各個行業原本就有比較大的設計院，許多大型企業也有自己的設計中心，我們提供條件讓他們通過設計、編程實現不同功能，轉化為不同場景的應用。通過創造更多商機，讓合作者都能分享數字液壓的技術成果。我們希望數字液壓是利益的創造、耕耘與貢獻者，是額外地創造價值，而不是零和遊戲。

東電是我們最早批量供貨的企業，但之前主要應用在其水電板塊。去年工信部羅俊傑副司長專門去調研之後，東方電氣集團領導非常重視：原來我們連續9年PK世界最牛的技術，已經做得這麼好了！當時就表態，要在風電、火電、光熱發電等各個業務領域加大合作。今年以來，東電已經派了幾波人馬來和我們對接。此外，中國神華、中石化、三一重工、徐工、天地科技、陝鼓動力等，都已經或正在洽談合作，把數字液壓應用到無人煤炭綜採系統、石油開採、海洋工程、工程機械、新能源等領域。

數字液壓的大規模產業化應用已經拉開序幕！以前我們的阻力主要來自國內，用戶的不信任、學術界的質疑等，這幾年明顯感覺到國外企業很敵視我們，從一個側面看，說明數字液壓真正動了人家的蛋糕。我們的客戶越來越多，市場越來越寬，終有一天數字液壓會被廣泛認可和接受，它將破解我國裝備製造業的“鎖喉之痛”，擴大中國產品的利潤空間，實現中國企業價值的共同提升。

這個像芯片一樣重要的技術，億美博原創攻克，東風導彈用了它、國家重大工程用了它、還有更多的成功應用，但至今它依然備受爭議，我們大力倡導創新驅動的今天，除了要重視技術創新，讓創新獲得滋潤的土壤或許並不亞於創新的重要性。正如工信部調研數字液壓在東方電氣應用情況時，東電談到的“政用產學研”各盡所長相互促進，央企和民企各自發揮優勢，不僅實現了對國外技術壟斷的突破，更實現了創新超越。

中國改革開放40年了，我們在引進消化吸收過程中積累了經驗和促進了發展，今天創新將成為推動中國社會邁向從大到強的核心動力，應該讓全社會更多的包容創新、鼓勵創新和支持創新。

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