张连钢同志主要事迹和贡献(青岛港(集团)有限公司副总工程师,青岛新前湾集装箱码头有限责任公司 工程技术应用研究员/党委书记/总经理)
“科技报国”是他的夙愿,“全球领先”是他的荣光。作为基层港口科技战线上一名有着25年党龄的老党员,张连钢把对党和国家的满腔忠诚和聪明才智,毫无保留地献给港口科技事业。参加工作36年来,他始终在工作一线从事港口集装箱码头的建设与运营工作。他从电气技术员逐步成长为港口技术领域的资深专家和行业领军人物。先后获国家发明专利9项、受理并进入实审发明专利24项,实用新型专利20余项,发表论文8篇,制定行业、团体标准3部,先后获得山东省富民兴鲁劳动奖章、山东省交通运输行业科技创新领军人物、青岛市最美基层共产党员、青岛市劳动模范、中国2017年航海风云人物十佳先锋、中国设备管理卓越领导者等荣耀称号;获得中国智能制造十大科技进展、青岛市科技进步一等奖、中国港口协会科技进步特等奖、betway手机网页 科学技术一等奖、全球自动化集装箱码头建设杰出成就奖等国际国内奖项20余项。
扎根生产一线,立志改变中国港口面貌
来到青岛港工作后,张连钢始终奋战在港口科技创新的第一线。他始终秉持“为中国争光、为中国人争气”的信念,立志让中国港口科技领军世界港口。他虚心学习国内外先进工作经验,在一线中摸爬滚打,刻苦钻研,点滴积累,不断丰富自己的港口科技知识和能力。先后参与青岛港第一个集装箱公司筹建、“六五”期间国家重点技术攻关项目--国内第一台采用全可控硅直流调速系统集装箱桥吊的安装调试。
在青岛港前湾新港区的开发建设中,他充分运用自己的经验和知识积累,参与开发了“前湾三期智能生产控制系统”,为打造世界一流的码头作出了积极的贡献,使青岛港具备了向世界效率叫板的实力。
作为青岛港集装箱公司的副总经理,他全程参与了青岛港打破世界集装箱装卸效率的过程。他带领公司团队潜心研究生产,积极开展攻关,持续优化流程,不断提高效率,率先在全国沿海港口提出了“计划兑现率、装箱到位率、单证准确率”三个100%和“船时效率、泊位效率、桥吊效率”三大效率的集装箱服务标准,连续多次打破集团集装箱昼夜作业纪录,连续多年蝉联世界顶级船公司全球码头泊位操作效率第一名,并持续领跑集装箱装卸世界效率。
在集装箱码头,轮胎吊是耗油第一大户,“油改电”是困扰世界集装箱码头行业的一个难题,多年来,世界各地港口不知做了多少次的攻关尝试,却始终也未能破解这道技术难题。张连钢迎难而上,大胆探索,经过艰苦研究完成的大型轮胎式起重机移动供电技术突破,成功将市电引入轮胎吊,替代原来的柴油发电机组,填补了集装箱轮胎吊“油改电”革新领域的世界空白,获得了国家发明专利。作为交通运输行业首批节能减排示范项目,轮胎吊“油改电”在全国港口得到重点推广,目前累计节油逾百万吨,节支超过数十亿元。
逐梦之路无坦途。2011年,正奔跑在追梦路上的他,被查出患有肺癌,手术后康复期间,反而成了他潜心思考,总结提高的“机遇”。他提出的“混合动力”轮胎吊技术方案、“公共母线式船舶岸电供电技术方案”,收到良好应用效果,得到了业界专家和同行的高度评价和肯定。
在一片质疑声中,登顶世界自动化码头“智”造新高度
自动化码头是集物联网、大数据、人工智能、自动控制等技术和业务于一体的复杂系统工程,被誉为“大国重器”。一直以来,自动化码头都是西方国家“专利”。举世公认的港口大国——中国榜上无名,甚至全亚洲也只是零。
2013年10月,青岛港决定要建设全自动化码头,在考察多个人选之后,还是找到了张连钢,试探性地征求他的意见。一边是壮志未酬,一边是大病初愈,但他深知这是赶超国外港口的最好机遇,毅然选择了勇挑重任!
他不顾身体刚刚康复,迅速投入到紧张的工作中,带领设计团队从自动化码头的平面布局、工艺流程、设备规格参数、智能控制系统入手,经过300多个日日夜夜,2000多次分析论证,数十万的研究报告,国外需要3年多的设计,他们仅用一年多的时间就高质量、高标准完成了。设计方案比国外码头吞吐能力高20%,建设成本低约30%。
2015年1月,码头开建。当时,张连钢依然在接受治疗,他把医生“要多休息、不能劳累”的医嘱全抛之脑后。“拼命都不一定能干好,不拼命肯定干不好。”咬着牙、拼了命的张连钢,爆发出无穷力量:他把规划设计、建设集成和商业运营三个人的担子一人挑,每天召开工程推进会,协同推进土建、供电、业务、设备、IT系统等十几个专业建设。
2017年5月,历时三年多的设计建设,码头正式投产。建设成本仅为国外同类码头的2/3,建设周期仅为1/3。首船平均装卸效率达到26.1自然箱/小时,创世界最高纪录。2017年6月28日,中央电视台头条报道了青岛港自动化码头:“这是我国自主打造的全球第四代全自动化码头装卸系统,也是亚洲首个真正意义上的集装箱全自动化码头。”
当国内外的掌声与喝彩如潮涌般袭来,张连钢却病了。同事们都明白,之前的他,一直靠着一口气。以当时的身体状况,他是怎么撑下来的?因为在这片没有硝烟的科技战场上,他是那个“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”的将领。
创新永不止步,树立世界自动化码头引领者地位
张连钢带着团队创造出了一连串耀眼的“全球首创”:全球首次研制成功了机器人自动拆装集装箱扭锁;全球首次研制成功了轨道吊防风“一键锚定”装置;全球首创了自动导引车循环充电技术;全球首创非等长后伸距双小车桥吊……破解了十几项世界级难题。与人工码头相比,作业效率提升30%,减少人工70%,不仅自动化程度超过鹿特丹港和美国LBCT港,而且是世界上装卸效率最快的集装箱码头。被业界誉为低成本、短周期、全智能、高效率、更安全、零排放的高质量发展“青岛模式”。
全球自动化集装箱码头建设杰出成就奖、自动化码头最佳效率奖、中国港口科学技术进步特等奖、betway手机网页 科技一等奖、100多名中外记者在上合青岛峰会期间前来聚焦报道……赞誉、荣耀、瞩目,汇聚于青岛港全自动化集装箱码头。但张连钢却认为这并不是终点。在设计规划之初,他就瞄准了可复制、可推广、可商业化的目标,立志让外国人心中的“贵族”码头走下云端。码头建设成本仅为国外同类码头的70%,投资之省全球第一。实现成功运营后,张连钢带领团队继续挑战,突破效率瓶颈,他要打造世界最快的自动化码头。
昼夜奋战依然是他的工作节奏,“为中国人长志气、争第一”是他心底的呐喊。张连钢带领团队从每一个作业动作入手,提高设备和系统运行的稳定性,重新梳理了146个作业流程,制定了32套操控规程,改善了312项软件系统功能,优化改进了175项设备单机和自动化功能。如今,码头平均作业效率达到36自然箱/小时以上,全面超越传统集装箱码头,比全球同类自动化码头的单机平均效率高出50%。
2017年12月3日,自动化码头的单机平均作业效率达到39.6自然箱/小时,创出世界最高纪录。“以星芝加哥”轮船长格罗索莱维奇说:“青岛港创造了集装箱码头行业的世界奇迹,让全世界为中国感到骄傲!”
2018年12月30日,这个数字达到了43.23自然箱/小时,世界纪录在这里被再次刷新。
世界港口大会、世界智能交通系统与服务大会、世界移动通信大会、全球自动化码头峰会、NAVIS全球用户大会、等国际盛会纷纷邀请码头参会并做主旨报告,行业影响力持续提升。华为、中德智博院、航天科技、同济大学、中国海洋大学等国内外知名的科研机构及高校纷纷聚焦,伸来合作的橄榄枝,一批国家省市重点科研项目启动、落地,引发全球关注。2019年,码头完成了基于5G连接的自动岸桥吊车的控制操作控制,实现了通过无线网络抓取和运输集装箱,这是全球首例在实际生产环境下的5G远程吊车操作,为5G在智慧港口领域开创巨大应用空间。
如今,随着青岛港自动化码头二期工程的启动,张连钢怀着那颗初心,继续向着科技的巅峰攀登。未来,他将带领团队让自动化码头向“自学习、自完善、自组织”的高度智能化发展,让“中国智造”迈入“芯”时代,在世界高科技码头之巅牢牢树立中国港口的地位。
胡亚安同志主要事迹和贡献(水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院水工水力学所 教授级高工/副所长)
胡亚安,1965年2月出生于湖北云梦,1983年毕业于水电之都葛洲坝水电工程学院,1986年在我国水利科技的摇篮--南京水利科学研究院研究生毕业,留院工作,一直在科研一线从事国家内河水运研究工作。现为水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院教授级高工,交通运输部通航建筑物建设技术交通行业重点实验室主任,国际航运协会升船机工作组主席。
工作33年来,勤奋敬业,勇于创新,取得一批具有国际影响力的原创性成果,解决了被习总书记誉为大国重器的世界上水头最高、规模最大、技术最复杂的三峡工程双线连续五级船闸以及提升重量达15500t、技术难度远超世界水平的三峡垂直升船机水动力学一系列重大关键技术难题;发明了一种利用水能作为提升动力和安全保障措施的水力驱动式新型升船机,突破了传统升船机在安全和制造维护方面的技术瓶颈,为世界首创、中国原创,并在澜沧江景洪水电站得到成功应用,在内河水运领域创造了中国品牌,在世界高坝通航发展史上具有重要意义;提出高坝泄洪消能新技术,解决了世界第二大水电站---白鹤滩以及世界最高拱坝---锦屏一级水电站水力学重大技术难题。
先后获国家科技进步二等奖3项(排名第1、2、4),国家技术发明二等奖1项(排名3),省部级特等及一等奖15项;国家专利授权60余项;主编通航建筑物模拟技术、原型调试、运行维护和安全评价等10部行业标准。他还获严恺科技奖、交通运输部科技特殊贡献奖、江苏青年科技奖、betway手机网页 特殊贡献奖等,是江苏省333工程第一层次人选,交通运输部首批青年科技英才、水利部首批5151人才工程部级人选、新世纪百千万人才工程国家级人选、国务院政府特殊津贴获得者,2013年获全国优秀科技工作者。2017年获得全国首届创新争先奖。2018年获第三届全国杰出工程师奖。2018年出席中国科协成立60周年百名科学家百名基层科技工作者座谈会。
(一)世界首创!他引领世界升船机发展方向
2016年12月18日上午,云南景洪水电站迎来了第一艘社会船舶,沿景洪水电站升船机下游引航道缓缓驶入升船机承船厢,上行后与上游水位成功对接,随后船只解缆驶出承船厢向上游思茅港驶去。
整个提升过程用时仅17分钟,客船如同坐“电梯”般被提升了60多米。这项魔术一样的技术“水力驱动式新型升船机”,背后凝结了胡亚安历时15年的不辍努力。
这是中国水电百年来第一项完全自主的原创性技术,在升船机建设史也是世界首创,极大地推进了世界升船机技术的进步和发展,中断12年的全长350公里的澜沧江-湄公河航道因此恢复了全程通航。
过去的电动升船机使用的是国外的理念和技术,因此,从工程设计、建设到运行,水力驱动式升船机没有任何经验可循。系统总体构架,设计理论方法,安全保障机制……每一项都是从无到有,胡亚安从2001年开始科研攻关,突破了水力驱动式这种全新的升船机一系列关键技术难题。
相比普通载人电梯,我国山区河流上的的载船“电梯”更为复杂艰巨。在升船机升降过程,船厢提升的荷载重量在3000吨到1.6万吨之间,提升的高度通常达几十层楼房高。普通载人电梯尚且面临踏空、下坠等故障,载船“电梯”更不容有失。比如船厢门和“电梯”门必须精准对接,如果错位内外水相互流动,会带来安全风险。
德国、法国等工业化国家的运河水面风平浪静,他们所制造的升船机并不完全适合中国。中国大江大河,尤其是山区河流,水位波动在几十公分左右,幅度很大。通俗地说,载船的“电梯”所对接的楼层并不在固定的高度,必须实时跟踪,动态对接。
胡亚安及其团队设计的升船机,首次采用了水力驱动代替传统电机驱动方式,依靠水力驱动并自动适应荷载变化实现稳定平衡,不仅大大简化了传动机构及控制系统,还提高了运行的安全性、可靠性和适应性,同时避免了突然停电带来的隐患。该升船机两侧的竖井内共有16个浮筒,体积近1.5万立方米,可以承受2920吨的重量,而且这16个浮筒同时升降,同步性误差小于5厘米,抗倾斜能力和稳定性极强,运行平稳,在山区型河流通航方面具有广阔的应用前景。
(二)“九死一生”,创新就是不断地在失败升华
创新,要有“九死一生”的豪情。在中国科学院第十九次院士大会中国工程院第十四次院士大会上,胡亚安也列席参加,习总书记说过的一句话“创新从来都是九死一生,但我们必须有‘亦余心之所善兮,虽九死其犹未悔’的豪情”让他感动不已。
创新的征程险阻且漫长,坎坷与风险总是相伴相随。这也是胡亚安多年来刻苦攻关的真实写照。
在经历长达10年设计和建设后,2011年4月底,水力式升船机在众人期盼的目光下,进行船厢有水调试试验。当时却出现了意外情况,船厢突然倾斜失稳,同步轴扭动过大,调试工作被迫中止。
尽管此前胡亚安用1:10的模型做过上千次的成功实验,但实际的原型试验却给了当头一棒。随之而来的误解和压力让人喘不过气。很多专家怀疑技术不成熟,甚至要彻底整体改变景洪升船机的型式,其中不少人要求下马自主设计的水力式升船机,采用传统设计。
面对“瞎鼓捣”的质疑,胡亚安坚定自己创新的信心,顶住了压力,他认为,模型能成功的,原型一定能成功!关键是要找出问题。临危受命,他承担了升船机抗倾斜机理研究和输水阀门抗振减蚀的科研任务,投入到船厢倾斜和船厢“飞车”等重大安全问题的解决中。
很少有人知道,有一年多的时间胡亚安经常失眠,但天一亮,他又带领团队开展大量现场观测、模拟试验及理论分析研究和论证。 2013年~2016年的三年间,他反复奔波于科研实验所和工地之间,先后开展9次原型观测,现场有很多大大小小的问题,每天他都会在小小黑板上画出当天要解决的目标,如果不能解决就要加班。不仅是“996”,连假期也没有。2015年9月30号,胡亚安正在工地现场进行升船机的调试,他接到了父亲当天晚上去世的消息,可他没有告诉别人,坚持把任务调试完成,再赶回南京。
从原型试验的失败,到水力式升船机的试通航成功,胡亚安咬牙又坚持了足足五年。在他看来,失败本身就是创新的一部分,科研人员要勇于直面创新的巨大风险,才可能创新成功。
如今,欧洲乃至其他发达国家都想推广应用水力式升船机,胡亚安目前担任国际航运协会升船机工作组主席,也是该协会成立百年以来首位欧美以外国家担任的工作组负责人,他正在对升船机的设计、施工方面的一系列标准规范进行编制,未来这套从理念到核心技术完全自主的升船机,将走向国际市场。
(三)船老大的好友,他破解重大技术难题
多年来,胡亚安的原创性技术,解决了国家内河高等级航道网长江三峡、葛洲坝、西江长洲、乌江思林、嘉陵江草街、金沙江向家坝、澜沧江景洪等等40余座重点工程重大技术难题,奠定了中国高坝通航技术上的国际领先地位。这背后凝结着他大量的艰辛努力和脚踏实地。
为了科研成果在重大工程上的应用转化,他几十年的科研工作一直在工地现场,在世界上技术最复杂的三峡船闸,在世界上规模最大的三峡升船机,在中国原创的景洪水力式升船机,在世界上最大的内河船闸群西江长洲四线船闸等一座座在国内外有重大影响力的工程现场,都有胡亚安的足迹。工地现场科学研究的艰辛程度普通人难以想象,说是科学家,但说胡亚安比农民工还苦,也许并不夸张,酷夏寒冬睡在甲板上、彻夜忙实验、在工地连续几个月不回家对胡亚安来说并不是新鲜事。五六点起床,加班加点直到深夜更是家常便饭。因为经常打交道,工地上的船老大也把胡亚安当成了好朋友。
在三峡北线船闸水力学问题的现场,胡亚安光着膀子,冒着50度酷暑高温,带领团队布设监控仪器。他每天生活在大坝底下90米深处的阀门廊道空间,相当于30层的楼梯,平常人往下看都觉得脚软,但胡亚安每天徒手攀爬,上上下下。
在三峡升船机试通航实验中,为了等待客船进行过升船机性能实验,胡亚安带领团队连续工作36小时。客船半夜三点钟才到,一下客船胡亚安就带着大家将仪器搬上去,连续24小时在客船上没睡觉,完成实验。这样的实验胡亚安前前后后做了几十艘船,有时候现场安装的仪器都热的烧坏了。白天做完了试验大家休息了,胡亚安在夜深人静的时候还要把白天做的实验资料分析整理出来。
在这样的工作环境下,胡亚安攻破了一项项世界级科技难题。船闸的输水阀门24小时频繁运转,在高速水流下极易发生空化和强烈震动,类似于深层爆炸,会危及大坝和船闸的安全通行。阀门空化一直是船闸领域的核心技术难题之一。
——胡亚安改变了传统主动防护理念,创造性发明了门楣自然通气技术,率先用于葛洲坝3座船闸改造。他构建了我国独创的阀门分级防空化技术体系,攻克了高水头船闸阀门空化空蚀的世界难题,突破了制约船闸向更高水头发展的技术难题,这一重大突破已成功应用于三峡、银盘、大藤峡、草街、大化、老挝北本等30余座国内外高水头船闸。
------2002年~2003年三峡船闸调试阶段,在现场担任调试技术咨询及水动力学安全监测工作,解决了有水调试多项复杂技术难题,为2003年6月船闸如期顺利通航作出了贡献。2004~2011年船闸运行阶段,提出多级船闸过闸新技术,以及为适应船舶大型化所开展的船舶吃水控制标准研究,得到工程及时应用,提高船闸年通过能力20~30%,为三峡船闸年货运量由2003年试通航的3000万吨提高到目前的1.3亿吨作出了重要贡献。
——针对装机容量仅次于三峡、坝高289m的世界第二大水电站---白鹤滩水电站,建立了世界上规模最大的水工全整体模型,胡亚安创新提出了坝身表孔与中孔消能型式,实现了非对称拱坝结构泄洪水舌在水垫塘的入水均匀分布,解决了白鹤滩水电站特大泄洪功率消能难题。形象来说,就是在相当于100多层楼房的高坝上,宣泄长江大洪水到300米坝下河道,采取消能新技术,不对下游河道产生破坏,类似于跳水运动员的高台跳水压水花技术。
关键技术是要不来,买不来,讨不来,对此胡亚安有深刻的体会。超负荷的工作并没有压垮他,时常长达数月的封闭式工作也没有让他觉得枯燥,“看到科研指标的每一点进步,看到目标的步步接近,那是什么奖励,什么享受都无法比拟的”,掌握核心技术研发的艰难探索道路没有捷径,在他看来,这也是一名科研工作者肩上的时代责任和担当。
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