这是一个值得被更多人了解、关注的故事，尤其对重大创新技术相对匮乏的我国而言。杨世祥、杨涛父子四十年的坚持，才在全球范围内率先攻克了这项被誉为工业4.0共性基础的创新技术——数字液压。这个熊彼特眼中典型的破坏性创新技术，将给中国装备制造业带来哪些改变？

四十多年的蛰伏之后，数字液压终于迎来了它的春天。

2018年5月31日，亿美博科技有限公司与三一重工集团签署战略合作协议，发挥亿美博数字液压创新技术能力与三一集团的市场优势，共同推动工程机械向数字化和智能化迈进。

接下来，亿美博总经理杨涛将飞往国外，去为一个太阳能光热发电项目做最后的测试。这个项目是去年一个偶然的机会遇上的。当时，西班牙业主并没有打算采用亿美博的数字液压产品，他们拿了一套伺服液压图纸，准备让一家德国公司来做。

杨涛看了看图纸，说：设计得很完美，但是实现不了。

对方不相信：怎么可能实现不了？我们找的是这个领域最顶尖的企业！

杨涛：没关系，你可以不信，咱们等着看。

……

果然，两三个月之后，对方又来找杨涛，询问可否先做一台样机，速度要快，因为“时间都被那家德国公司用光了”。杨涛接下了这个项目，两个月零三天，亿美博交付了第一台样机。

那么，在这轮较量中，亿美博的数字液压凭什么能够PK掉人们心目中高大上的伺服液压呢？

亿美博科技有限公司总经理杨涛

这要从光热发电的原理谈起。在塔式光热发电中，需要成千上万面镜子把太阳的能量汇聚到集热塔上，使其表面温度能达到五六百度，然后再转化为高压蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电。这其中，如何精准控制大型定日镜的方向角度，使其自动并精确追随太阳转动获取能量，是其核心技术之一。

“普通液压精度不足，影响光热效率，伺服液压精度虽高，但环境耐受能力差，成本也太高。”杨涛解释说，“光热发电需要大量的定日镜，每面镜子都需要一套液压控制系统，这意味着单个控制系统的成本必须低，否则投资成本太高，如果十几二十年都收不回成本的话，建电站就没有多大意义了。”

与看上去高大上、结构复杂的伺服液压不同，亿美博的数字液压采取的是极简模式：采购一台售价仅1000元左右的液压马达，然后将其进行数字化改造，就OK了。很多人都觉得不可思议：1000块钱的液压马达，根本就是不受控的东西，你能让它精准追随太阳转？！就连液压马达厂的老板都说，每分钟50转还可以，再低了就不好控制了，这个项目要求一天才转5转，能行吗？

结果，亿美博做完之后，可实现无缆化（无电力电缆，采用光伏自供电）大型定日镜数字液压控制系统的卓越性能让所有人眼前一亮：数字液压缸达到5微米的定位精度、数字液压马达匀速实现20分钟一转，且角度精准受控！不仅实现了定日镜水平角与俯仰角的精密控制，相比其它液压、电动等方案，它还具有诸多优势，比如，大幅降低工程造价及项目实施时间、可适应恶劣环境和强风、可实现无线网络远程控制等。

“原本千元左右的液压马达，亿美博进行数字化改造后，意味着可以卖几万几十万元一台，价值一下子就提升了！”杨涛对《中国机电工业》说。

不仅是光热发电，亿美博数字液压已在越来越多的领域大展拳脚：冶金、机器人、军工、能源、工程机械……随着2016年底天津滨海新区生产基地的建成投产，数字液压大规模产业化应用的进程加速。好消息也一个接着一个：2017年5月和8月，在国家工信部部长苗圩的亲自批示下，装备司罗俊杰副司长先后两次分别前往亿美博、东方电气调研数字液压的应用情况；2017年7月，亿美博“高精度数字液压缸同步控制系统在水电工程中的应用”科技成果鉴定会举行，获国际先进水平鉴定。

这个鉴定结果的含金量很高，因为它不是实验室搞出来的一次性项目，也不是刚刚出炉的首台套或唯一台套，而是已经经过了长达八年的市场验证。早在2009年，亿美博独创的“筒形阀全数字集成式电液控制系统”就在浙江滩坑电站投运，其优越的性能赢得了东方电气的信任。2012年，东电在锦屏、溪洛渡两座国家大型水电站共计15台、最大770兆瓦的大型水轮机机组上，全部采用亿美博的数字液压产品——大型水轮机筒形阀多缸液压提升同步系统。

在此之前，筒形阀装置一直是我国水利设备的瓶颈，长期以来依赖进口。即使在全球范围来看，大型电站水轮机外侧的筒型阀6缸高精度同步提升技术也是水电领域的一大难题。据了解，东电曾联合国内多家单位进行了多年攻关，一直不能取得进展，为此曾花巨资引进加拿大机械同步专利，但效果不好，随后只好成套引进德国x士乐的产品。但由于系统复杂、价格昂贵、调试麻烦，故障率高、维护不便等种种问题，被逼无奈寻求新的出路。当东电了解到亿美博的数字液压技术可以解决这个难题时，双方经过紧密合作，只用了半年时间，就在浙江滩坑电站一次投运成功。

国家工信部装备司罗俊杰副司长别到亿美博调研考察

“我们在滩坑电站的各项指标都超过了进口产品，但还是有不少人对此将信将疑。溪洛渡电站给了亿美博一个同台竞技的机会：同一个业主，同样的水纹条件，比试一下吧！”杨涛兴奋地说。溪洛渡电站是我国第二大水电站，除了东方电气的机组外，还有哈电、福伊特的机组，其筒形阀采用的是进口模拟液压系统。结果，2014年7月15日，溪洛渡电站由东电制造的13号机组成功发电，比计划提前107天，创下国内特大型水电机组安装最快速度！

溪洛渡电站业主三峡集团和东方电气都觉得太惊喜了：770兆瓦的机组一天满发电量高达1800多万度，提前107天，对三峡集团那可是真金白银的效益啊！东电也在溪洛渡、锦屏两座电站中节省了近6000万元的采购费用。

“进口的模拟液压系统结构复杂，总重达5吨，有近百个液压元件，加工难度大，组合起来应用的难度更大，所以可靠率就很低，安装调试也往往需要两个月之久。”杨涛从电脑中调出几张图，对《中国机电工业》解释说，“反观亿美博的数字液压系统，结构简单，重量是其20%，价格是其35%，调试时间是其10%——因为我们没啥可调的，就是排气、注油、接电线……最快的时候4个小时，一套系统就装调完了！”

两种不同技术路线的图，感受一下：

亿美博数字水轮机筒阀吊装图

一般来说，水力发电站半年枯水期、半年丰水期，若筒形阀在丰水期出了毛病，调试一两个月，那电站业主会很抓狂。因此，尽管原本傲慢、宣称其产品要每年涨价的外企将价格从600万元迅速降至80多万元，东电依然决定坚持使用国产技术。

看到这里，你的脑海里是不是有无数个问题冒出：这是真的吗？数字液压真有这么神奇？如果是，为什么它至今没有横扫天下，为什么我国高端液压仍需大量进口，而全球液压市场仍被博世力士乐、派克、川崎等少数几家外企掌控？

另辟蹊径的杨氏父子

提到数字液压，有一个人不得不提，他的名字叫杨世祥。四十多年前，当杨世祥还在北京钢铁设计研究总院工作时，偶然的机会进入液压领域，从此便入了迷。因攻克液压同步等技术难题，杨世祥很早就获得了国家发明奖、国务院特殊津贴，并晋升教授级高级工程师。

杨世祥的数字液压技术灵感源于上世纪70年代德国的电液脉冲步进缸，用一个简单的原理来实现液压放大器的功能。不过，当时德国人的发明设计复杂，加工制造难度非常大，还存在行程做不长、速度做不快等问题，到了80年代中期，这个技术就没有人再往下发展了。但杨世祥坚持了下来，他于80年代初的中国钢铁年会上发表了中国国内首篇《新型数控脉冲液压缸的研制》论文，并于80年代末将第一代数字液压技术用到了国防重点项目东风导弹的装弹系统上，大大加快了装弹速度。

“在研发数字液压的过程中，我们遭遇到了许多质疑：数字液压若真有那么好，为什么老外不做？老外都做不好，你们能做好？！”杨涛认为，这类质疑将一个原本是科学的问题变成了非科学，“不管什么技术，外国人有可能搞得好，中国人也有可能搞得好。并不是所有技术都得外国人先搞好了，我们只有追随、模仿的份儿。”

在杨涛看来，父亲杨世祥是一个对技术异常执着的人，而他也看到，数字液压确实能解决许多用其它手段解决起来很困难、甚至解决不了的问题。事实上，用在东风导弹装弹机构上的那套数字液压设备，就是这对父子共同研发的，杨涛做了其中的电控系统。那时，杨涛刚刚高中毕业，并保送进了清华大学自动化系。

1998年，杨世祥退休后，用几万元积蓄办了一家小公司，专门研发推广数字液压技术。那时，杨涛已经离开清华大学，他婉拒了当时如日中天的美国摩托罗拉的数次邀请，以及互联网创业的诱惑，和父亲一起全心全意干起了数字液压。

其时，他们所处的业界氛围仍不友好，比如，数字液压的最新研发进展常常难以通过学术论文等正常途径发布、极少能获邀参加液压行业论坛等。原因大概正如熊彼特的“创造性破坏”理论所指出的，创新是一种革命性的变化，创新的同时意味着毁灭。比如，你不管把多大数量的驿路马车或邮车连续相加，也决不能得到一条铁路；铁路的建筑意味着对驿路马车的否定，修筑铁路的往往并不是驿路马车的所有者。

伺服液压经过数十年的发展，已经培养出了一大批既得利益者，各种各样的专家及少数几家垄断外企。专家们自然不愿意自己引以为傲的专业知识被颠覆，而垄断企业也缺乏自我颠覆的动力——要知道，正是复杂、昂贵的伺服液压确立了他们的江湖地位，代之以简单、廉价的数字液压无异于壮士断腕，阻力太大。

那么，在这种情况下，杨世祥为何一意孤行，不惜押上自己的全部身家，甚至包括儿子杨涛的前途？

答案只有一个：他坚信数字液压未来一定会大行其道，而他和杨涛将成为数字液压技术的奠基人、产业化应用的开拓者。我国装备制造业也将解除高端液压件受制于人的“锁喉之痛”。

杨世祥偏执般的自信来自对不同液压技术的透彻理解。在他看来，伺服液压把技术门槛设得太高了，高到了博士后的程度。的确，伺服液压涉及流体、机械、电气、自动化等四个领域，“四个博士后，还得情投意合，才能把事情做好”，那得多难。

而亿美博独创的数字液压是用计算机电脉冲信号控制电机的转速与转角，再加上最简单最朴实的机械传动、机械负反馈的方式，就把原来非常高大上的控制难题解决了。什么是机械负反馈？抽水马桶就是一个最简单的例子，通过浮球、杠杆、锥阀三个关键元件，构成了精确的液位（容积）控制——每次5升水，不多也不少，不论你住1楼还是20楼。把这个原理用在液压油缸上，就能实现微米级的控制。

杨涛又从电脑里调出了几张图，对《中国机电工业》说：

这是一个典型的伺服液压阀传递函数，我们不去深究每一个参数都是干啥的，只要知道每一个都是一个变量，这就意味着，涉及到这么多变量的取值和变化之后并相互作用后，才能产生一个输出。这就麻烦了，其中任何一个变量，只要你没有经验，或者外界环境发生了变化，或者使用条件变了，都会影响最终的输出。因此，伺服液压就变成了一个巨高技术门槛的系统工程，真正搞得好的要靠经验，现场经验、器件经验、组合经验、场景应用经验……导致了每个场景应用都不一样，从而产生了各种各样的专家。

德国X士乐公司为了推销其液压产品，向各家用户赠送3册一套的《工业液压产品样本》，册册厚如砖头，共4100页，里面多是天书般的结构图。

与上述天书般的复杂系统不同，亿美博独创的一体式数字液压将阀、缸、反馈与控制巧妙地组合为一个整体，对外体现为一个独立的器件，用户无需关心其内部构成与特性，仅了解输入与输出固定的关系后，即可轻松掌握和使用。

“这个原理特别简单：电机转动一个角度，阀口就打开一个固定的位移，比如说5微米，然后高压油进入管路、油缸后腔，油缸就必须要往前走；油缸一走，滚珠丝杠的丝母转动，把阀芯拉回到原位，阀口关闭。”杨涛认为，这个简单的机械控制比模拟伺服液压用电传感器检测、再运用各种复杂算法进行修正补偿靠谱多了，“油缸不走到5微米，阀口就不会关闭，高压油持续注入，油缸就必须要往前走；一旦走到了5微米，也绝不可能继续再往前走了，因为丝母会把阀芯拉回原位，它自己就把自己的能量关闭了！”

数字液压：工业4.0离不开的智能硬件

《中国机电工业》：亿美博第一代数字液压技术应用于东风导弹，至今已经30多年了。为什么大规模的产业化刚刚开始？

杨涛：任何技术都不可能一蹴而就，一出生就包打天下。第一代数字液压技术虽然用在东风导弹上没有问题，大大提升了装弹速度，而且精度非常高，但仍有一些技术瓶颈，比如加工难度很大、速度不足够快等，满足不了工业大生产。我父亲用了十年的时间，才研发出第二代数字液压技术，在内部增加了一个结构，使得运动速度、运动行程都提升了。接下来，我和父亲一起又用了十年，将数字液压的制造难度也大幅下降、精度进一步提高到了微米级。这样，真正适合工业生产的产品就有了。我们又用了十年的时间，不断验证、完善这个技术。

提起传统液压，就离不开“三基”难题（基础件、基础工艺、基础材料）。我记得有位搞液压的院士曾经说，没有五个亿十个亿就不要去碰液压，因为人们普遍认为只有高精度的设备才能保证器件具有精确的执行能力。但事实上，我国制造液压的设备能力早已不薄弱了，许多生产设备比国外还先进，可是美国的穆格阀我们都研究数十年了，还是造不出相同性能的产品。

何不换个思路呢？我父亲说解决问题就是从繁至简，如果你能用最简单的方式把问题解决了，才是最好的。于是，我们就逆向思维，用设计替代工艺，用工艺替代设备，从设立理念上就把产品做简单了。这二三十年来，我们不断遵循这个方法进行创新，做了大量可批量化的生产工艺。咱们不一定非得进口几千万、上亿元的设备，才能干出中国人自己的液压产品。我们可以用最简单的设备来制造出微米级的精度，这样不好吗？跟着走是一种思路，想办法绕开或者创新也是一种思路。

《中国机电工业》：四年前中国工程院周济院长到亿美博考察时，也说过类似的话。他说，亿美博没有把传统液压所涉及的“三基”难题当成硬骨头去啃，而是巧妙地绕开了，这就是一个很大的进步。

杨涛：那是2014年4月3日，周济院长来亿美博考察。当时我们还没有搬到天津滨海新区，而是在北京北五环外租赁了一处农民特别破的一个小房子。那天早上八点半，周院长刚一下车，我就迎上去说，您经常看的都是工业4.0，最先进的生产设备、工艺管理等，我们今天给您看一个反差：人家用高大上的设备，我们用最简陋最廉价的设备；人家用优秀的高级技工甚至机器人，我们用最普通的工人，最粗犷的管理。但是，我们做出来的产品可以和世界上最好的液压控制产品PK！

事实上，那时候我们已经给东方电气批量供货了，我们的水轮机筒形阀数字液压系统也已在溪洛渡电站投运。虽然加工设备达不到微米级，但是我们的液压产品可以执行到微米级，这个很有意思，有大量的know-how在里面。只要我们有这个know-how，吃个五年十年没问题，况且我们自己的技术还在进步。有人仿制我们的东西也不怕，这就是创新带来的价值。

曾经有一个大学教授跟我父亲说，你搞的这个数字液压跟抽鸦片差不多，我们原来是干伺服液压的，一旦用上数字液压，就回不去伺服了。很多业内人士刚开始认为数字液压原理简单，性能不可能好。但在真正使用过程中，它所体现出的性能却比理论体系完整、设计和制造复杂和精细、但实际上受到各种各样因素影响的伺服液压反而效果要好。关键是简单，大道至简。没有人放着简单的不用非要用复杂的。

《中国机电工业》：最近，亿美博数字液压又有了新突破，在2016年数字缸成功应用于20辊硅钢薄带轧机带厚自动控制系统之后，再攀0.049毫米带厚新难度。这一突破是如何实现的？对亿美博及我国高端核心装备而言，有着怎样的重大意义？

杨涛：以前我国钢铁行业的轧机都是从欧洲、日本等进口，德国的液压和控制系统，但薄带和极薄带厚度自动控制（AGC）却必须要用美国的穆格阀，可见技术的难度不是一般。要进口这样一台轧机生产线，需要几千万乃至上亿元。

我们刚开始做的时候，没有人相信。2000年我就写过一篇文章，关于数字液压在AGC板厚自动控制上的应用优势，但一直没有争取到应用机会。直到2016年，有一家民营企业要上硅钢轧机，请我父亲的一个同学当总工，他就问我父亲能不能帮他们做一个AGC系统，钱不多。我父亲觉得钱多点儿少点儿无所谓，机会太难得了！刚开始这家企业打算做个半自动的，就是点动控制，如果偏厚了或偏薄了就手动调一下。我说传感器也有了，数字液压缸也有了，整个硅钢轧机的基础都有了，剩下的就是做个控制软件，这个我擅长，我来做！结果做完放上去，一次就成功了。后来，另一家民营企业要上更薄的，0.08毫米的极薄带，原打算轧金、银、铝这种软的材料，硅钢这种硬的材料，没有把握我们能做得到。结果我们做好了之后，先轧到0.08毫米，没有任何问题。他们问能不能再薄点儿？于是0.049毫米也一次就轧出来了！

前年我们做的那个轧机AGC系统可以轧0.257毫米厚的取向硅钢薄带，可用于高压电网改造。今年做出来的0.049毫米，可满足更高精尖的军工等需求。轧钢成品率和产品质量取决于轧机控制，油缸波动一点儿，马上断带。精度要求也很高，1000米长度以内误差不超过正负3微米。曾经进口一条这样的轧机生产线要数千万甚至上亿元，现在我们十分之一的价格就可以干出来了。

我国生产成本上升非常快，比如光热发电，镜架表面的镀锌处理，在国内做完的价格和在北美一样。随着人们对幸福生活的追求不断提升，降成本不能再依靠人口红利，而需要不断的技术创新。数字液压就是这样一种基础共性技术，可以推动我国装备制造业快速实现数字化、智能化创新升级。

《中国机电工业》：自天津工厂投建以来，亿美博产业化进程加速。如今，业务领域已涉及冶金、发电、机器人、工程机械等。亿美博在产业化方面的思路是怎样的？打算如何快速推进？

杨涛：

亿美博从去年开始真正进行产业化转型，提出了“基于全产业链的共同价值提升”这一理念。曾经有人说数字液压会让很多人下岗，我特别怕别人说这种话，压力太大了。其实大家可以共同发展。比如，原来做油缸的企业还接着做油缸，我们对油缸进行数字化改造之后，可以大大提升普通油缸企业的竞争力和价值。事实上，亿美博到天津滨海新区之后，已经带动了天津22家企业共同发展。

数字液压可以应用在很多领域，仅靠我们自身的资源实力是不够的。每进入一个行业都需要对其有足够的理解，需要时间将其研究透彻。我父亲干了一辈子冶金，我们真正把冶金所涉及的环节都做下来，差不多用了20年。所以我们换一个思路，把数字液压做成一个标准智能硬件，各个行业原本就有比较大的设计院，许多大型企业也有自己的设计中心，我们提供条件让他们通过设计、编程实现不同功能，转化为不同场景的应用。通过创造更多商机，让合作者都能分享数字液压的技术成果。我们希望数字液压是利益的创造、耕耘与贡献者，是额外地创造价值，而不是零和游戏。

东电是我们最早批量供货的企业，但之前主要应用在其水电板块。去年工信部罗俊杰副司长专门去调研之后，东方电气集团领导非常重视：原来我们连续9年PK世界最牛的技术，已经做得这么好了！当时就表态，要在风电、火电、光热发电等各个业务领域加大合作。今年以来，东电已经派了几波人马来和我们对接。此外，中国神华、中石化、三一重工、徐工、天地科技、陕鼓动力等，都已经或正在洽谈合作，把数字液压应用到无人煤炭综采系统、石油开采、海洋工程、工程机械、新能源等领域。

数字液压的大规模产业化应用已经拉开序幕！以前我们的阻力主要来自国内，用户的不信任、学术界的质疑等，这几年明显感觉到国外企业很敌视我们，从一个侧面看，说明数字液压真正动了人家的蛋糕。我们的客户越来越多，市场越来越宽，终有一天数字液压会被广泛认可和接受，它将破解我国装备制造业的“锁喉之痛”，扩大中国产品的利润空间，实现中国企业价值的共同提升。

这个像芯片一样重要的技术，亿美博原创攻克，东风导弹用了它、国家重大工程用了它、还有更多的成功应用，但至今它依然备受争议，我们大力倡导创新驱动的今天，除了要重视技术创新，让创新获得滋润的土壤或许并不亚于创新的重要性。正如工信部调研数字液压在东方电气应用情况时，东电谈到的“政用产学研”各尽所长相互促进，央企和民企各自发挥优势，不仅实现了对国外技术垄断的突破，更实现了创新超越。

中国改革开放40年了，我们在引进消化吸收过程中积累了经验和促进了发展，今天创新将成为推动中国社会迈向从大到强的核心动力，应该让全社会更多的包容创新、鼓励创新和支持创新。

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