《致敬！国家工程师》之二：起重机工程师擎起“国家臂膀”
重大装备制造，事关国家命脉、国家安全。在这个领域付出的人们，当得起“国家工程师”之名。他们专注的，是代表国家核心制造能力的大国重器；他们的事业，撑起国民经济的脊梁。在中华人民共和国成立65周年之际，新华网与《瞭望东方周刊》联合推出大型报道《致敬！国家工程师》，上期《致敬国家工程师之一：我们创造了“高铁大脑”》已经向读者介绍了中国高铁网络控制工程师，本期将向读者介绍起重机工程师。世界最大的起重机，4000吨起重能力，是可服务于石油化工领域的大吨位吊装工程，未来很可能用于中国大型核电工程建设。这是一种前所未有的国家力量，它凝聚着几十年来工程机械领域的苦心积累。
世界最大起重机主设计师、徐工履带起重机研究所所长孙丽（前排中）和她的团队。（徐鑫 摄）
9月中旬，在江苏徐工集团徐州重型机械有限公司的调试场地，一台起重能力4000吨的起重机正在组装，准备调试。
尚未安装吊臂等部件，这台机器仅履带就有3米多高，大小两台履带式底座，面积超过一个篮球场。
作为主设计师，徐工履带起重机研究所所长孙丽告诉我们，4000吨起重能力是指在吊臂20米范围内，可以将约2260辆奥迪A6轿车同时吊起。如果让这些车首尾相连，从北京的建国门可以一直排到公主坟。
这是徐工集团生产建造的第二台同型号起重机，未来很可能用于中国大型核电工程建设。此前，2013年交付的首台4000吨起重机，已服务于石油化工领域的大吨位吊装工程。
这是一种前所未有的国家力量，它凝聚着几十年来工程机械领域的苦心积累。
以这个“巨无霸”为代表，用徐工集团董事长王民的话说：“已经登上了8000米的高度，还剩下几百米的努力，就可以登顶珠峰。”
在王民和孙丽心中，将来用户在徐工集团和卡特彼勒、利勃海尔这样的国际巨头间选择时，最终觉得徐工集团的产品更好一点儿，“就成功了”。
这可能也是中国工程机械行业漫长征途中最艰难的篇章，“用5到10年，咬咬牙就过去了。”王民对我们说。
本不喜欢“硬邦邦”的工程师
这台4000吨级起重机，全称是徐工XGC88000—4000吨级履带式起重机，88000指力矩88000吨米。
力矩，在物理学上是指使物体的重量乘以到转轴的距离。同等重量，力矩越大，则显示起重机的起重能力越强。在此之前，国际上的起重力矩设计极限为60000吨米。
不过，孙丽甚至不愿意回忆这台“世界之最”的设计过程，“觉得每次回忆都是一种伤害。”
1990年考入江苏扬州大学工程机械专业前，希望靠高考“跳出农门”的孙丽本想进入师范院校，做教师。几分之差，错失梦想。
“除了第一志愿，其他随便填，那时候根本不知道机械设计到底是干什么的。”她承认，开始并不喜欢这个“硬邦邦”的专业，觉得服装设计之类更好，“可以把自己打扮得很漂亮。”
不过，按照她要强的性格，在工程机械专业的成绩仍然很好。
孙丽毕业回到家乡徐州，进入与自己专业最对口的单位——徐工集团，很快被安排参与50吨履带起重机的设计。
大型履带起重机在国外历史超过百年，但中国自上世纪80年代才从国外引进。
孙丽进厂第二年，经过消化、吸收的艰苦努力，徐工集团生产出第一台具有自主知识产权的50吨履带起重机。
起重能力是起重机最重要的衡量指标。1998年徐工集团将这个数字提升到150吨，2004年前后达到300吨，“当时称为神州第一吊，是国内最大的吊车项目。”
此后，随着基础设施建设高潮直接拉动工程机械发展，徐工集团的大型履带起重机也从450吨、850吨，一直发展到2000吨和4000吨。
如今，孙丽认为：“工程机械项目的确不像做服装，服装展示外在美，而工程机械是内心丰富。”
当年与孙丽同期进入徐工集团的同事，都已转去销售和生产管理岗位，只有她一人仍然留在研发一线。
2009年，风电、核电等超大型能源工程立项。而之前此类工程的吊装市场一直为国外企业垄断。为了解决这个问题，国家能源局召集国内最好的机械工程厂家开会讨论。
当年年底，徐工集团开始着手调研大型吊装项目。某日在徐工集团建设机械分公司副总办公室，孙丽被问道：“公司有个大项目，你可以干吗？”
孙丽承认，开始并不喜欢这个“硬邦邦”的专业，觉得服装设计之类更好，“可以把自己打扮得很漂亮”。（徐鑫 摄）
怎么描画“巨无霸”
这个“大项目”，就是后来打破了多项世界纪录的XGC88000履带起重机。
根据过去数年的积累，孙丽本没觉得有多大压力。到2010年开始做方案的时候，她才发现困难非比寻常。
“比如说我们画一张脸，一个鼻子、两个眼睛，怎么画都有类似的原型。但这个项目没有原型可以参考。”孙丽说。
作为全球第一强大的起重机，“没人告诉我要画什么样的脸型，画几个鼻子几个眼睛，但结果已经定好，就是要吊起4000吨重量。”
吊起4000吨重量，必须有至少4000吨的配重对称“压着”。这就有接近1万吨的重量，这样的“巨无霸”还要移动——这已经不仅仅是数量升级的问题。
“没有思路的时候，我就去研究桥梁、建筑。”孙丽说。这些内容已经超越了工程机械的范畴。
在研究了所有横跨在长江上的大桥之后，孙丽发现，那些拉索式大桥，桥塔的形状要么是H形，要么是A形，“桥塔的受力模式，和履带起重机的受力模式相似，那么它们的结构也应该有相通之处。”
XGC88000履带起重机被设计为前车、后车两个部分，中间用横梁连接，在工作时，通过约20米长的4组履带，实现整车强大的吊装功能。
为解决一车多用及接近5000吨自重的运输问题，XGC88000履带起重机在设计时就采用了模块化的方式。
大吨位起重机通过自身部件组装，变形为一台小型起重机，以适应不同的工作需求，提高设备的利用率及运营经济效益——这个课题是世界工程机械行业的梦想，但一直无法真正实现。
“模块如何划分，功能如何实现，很多问题都难以解决。”孙丽说，这个拆分和重组，远远不像小孩玩积木那么简单。
她也曾直接拒绝业主单位的类似想法，“干不了”，因为这只是一个概念。
但是，为解决起重机的经济效益问题，这一设计必须实现。“所有部件的设计理念都得发生变化，都得是组装式的。如何实现模块通用，同时具备大车与小车的功能，具体实现大车与小车的转换，做了几十个方案，结果还真做出来了。”
看到最终成果，孙丽本人也觉得神奇。
这个装备在2012年首次亮相时，好评如潮。孙丽自己则寄予了特殊的感情，“担心用户不会用，担心自己宝贵的东西让别人用坏了。”交付之后，每次吊装她仍然要赶到现场，看见路面不平，她都会向施工方提出意见。
被拒签的“小学生”
时间回到1989年，孙丽开始学习工程机械前一年，作为徐工集团重型机械厂党委副书记、纪委书记，王民第一次被派到国外。那是去德国的利勃海尔参加为期3周的起重机技术培训。
摆在王民眼前的是漆成黄色的整洁的起重机，一排排如艺术品。
那时的利勃海尔是全球最先进的起重机产出地，在它的产品达到800吨水平时，中国才生产50吨级的产品。
关键是，那时国内企业都以“卖掉产品”为目标，“没有质量意识，也没有用户意识。”王民回忆说，上世纪90年代初徐工集团曾经出口过一批产品，下船后，客户问为什么送来二手货。
“漆掉了，生锈了，包括电镀的油缸、螺栓都锈了。”王民说，客户最终拒收。
“那时西方已经进入奥迪时代，我们仍然开着手扶拖拉机。”在利勃海尔的这次经历，有一个令王民终身难忘的情节。
德国老工程师曾热情地告诉他们：“你们用摄像机全录制下来也行。”但是午饭时，中方翻译人员说，老工程师后边还跟了一句话：“反正你们再怎么学，也永远做不到。”
“但是他们不让日本人看，因为日本人学得太快了。”王民觉得，德国人向他们毫无保留地展示，“是觉得那是小学生看研究生的作业”。
这件事，在徐工集团的工程师中传讲了十几年。如孙丽一般的年轻工程师，无一不曾被此激励过。
2006年的上海工程机械展览会上，利勃海尔的高管在看到徐工集团的200吨、300吨全路面起重机后说，在中国找到了真正的对手。
2011年，王民随徐州市领导去美国卡特彼勒参观。后者是世界上最大的工程机械和矿山设备生产厂家。对方却把他从进厂参观的名单中划掉。
“但是，我很骄傲。”王民说。
此前在2009年，向来标榜最开放的“工程机械奥林匹克”慕尼黑宝马展览会，徐工集团派出上百人的技术团队赴会参观学习，结果签证一再被延期，最后许多人被拒签。
“尤其是主任设计师以上的工程师，全部被拒签。”王民回忆。
2012年6月20日，2000台徐工产品发运海外，这是“中国工程机械第一大单” 的一部分。（徐鑫 摄）
国家工业基础能力的瓶颈
从“小学生”到赢得尊重，历程艰难而漫长。
在“买图纸的时代”，中国人显得窘迫。“吊臂安装后，伸缩时不平顺。”徐州重型机械有限公司副总经理单增海说，有一次组装，吊臂伸开后误差甚至达到四五米。
为了解决吊臂问题，用4根钢板焊接成四角形，以实现吊臂伸缩。但西方国家已经实现了六边形吊臂，“吊臂的边越多，受力越合理。”单增海说。
到上世纪90年代末期，西方制造业实现了圆形吊臂，中国在2004年也有了这一技术。
80年代之前，中国起重机行业进展缓慢。90年代，徐工集团开始与日本、德国企业合作，“当时叫技贸结合，引进技术，同时作为销售商销售他们的产品。”
但以世界先进水平为目标的自主研发也在此时起步。徐工集团的第一批自主化产品，其主要零部件已可以实现在国内配套体系中组装、生产。
最终拉动中国工程机械行业历史性发展的，是新世纪以来的工程建设高潮。徐工集团起重机的销售额也从1亿多元起步，5年内销售额增长高达80%以上。
可是，单增海也承认，西方先进企业的产品技术仍领先不少。
国家工业基础能力不足，带来的烦恼很多。
“不太相信命运，喜欢抗争，只相信自己的努力、奋斗”的王民坦言，如今中国在核心零部件等方面仍然存在瓶颈，“现在普通产品，市场容量大的产品，包括零部件，一般国内都能制造。但是涉及大型、超大型设备，特别是在可靠性上有严格要求的，国内企业仍然难以提供配套。”
单增海举例：发动机、液压设备、变速箱、高强度钢材等方面与西方差距不小，部分零部件仍然只能依靠进口。
以高强度钢材为例，几年前国内刚刚研发出拉断力为96公斤级的钢板，但柔韧性很差，折到90度左右就会开裂。西方企业早已实现130公斤级水平，在几乎对折的情况下也不会开裂。
此类高强度钢材价格昂贵，96公斤级进口价格原为每吨3.5万元。国内实现这一技术后，进口产品降价到3万元以内，而自主产品价格不足2万元。
“越涉及基础问题，研究周期越长，市场见效越慢。”单增海说，“我们不可能去投建一个钢厂，这需要国家基础工业的整体进步。发动机、变速箱，情况类似。”
但徐工集团以及中联重科、三一重工，已经组成了中国工程机械向世界挑战的“集团军”。
“20年前，看国际工程机械类同行，完全是仰视。”王民说，现在，“基本可以平视了”。只是，“我们很多大型国有企业、政府，仍然迷信国外，这和多数国家对待自己国内企业的态度完全不同。在重大装备上，国家和政府更要关注国内的企业和产品。”他认为。
而孙丽对我们记者回忆起读书时校园里张贴的宣传画：一个工程师戴着安全帽，胳膊下夹着一摞图纸，匆匆走向车间。这个画面曾令她久久憧憬。“现在我也是这个样子，真的很好。”