聚焦国家需求 坚持自主创新
记者 宋雪峰
高速并联机器人如何瞄准“中国制造2025”实现技术辐射和工程应用？高端医药产品精制结晶技术如何突破国外技术封锁推动我国制药产业科技进步？如何为农林废弃物找到焚烧以外的高效利用途径？如何实现柴油机低噪声设计？如何为百年工程奠定安全基础？天津大学的科研工作者聚焦国家重大需求，坚持自主创新，用5项国家科技奖给出了答案。
(天津大学获奖代表合影 左起：陈冠益、黄田、王静康、舒歌群、郑刚)
2016年1月8日，在北京人民大会堂召开的2015年国家科学技术奖励大会上传来消息，天津大学为第一完成单位的5项成果分获国家技术发明二等奖（1项）和国家科技进步二等奖，获奖总数在国内高校中名列前茅。获奖项目中的4项是由天津市推荐，2个项目在多项天津市自然科学基金重点项目及天津市科技计划项目的大力支持下完成。
打造具有中国自主知识产权的工业机器人
（黄田教授）
工业机器人是世界第四次工业革命的重要载体，也是“中国制造2025”的重要发展方向。长期以来，在轻小物料高速搬运、包装、分选等方面发挥重要作用的高速并联机器人市场被欧美日的公司垄断，价格居高不下。
研发具有自主知识产权的高速并联机器人新机构，突破技术瓶颈，开发性能优良的机器人产品，成为天津大学机械学院黄田教授团队的攻关目标。在国家“863”计划、国家自然科学基金等支持下，黄田等人历经十余年，攻克了高速并联机器人机构创新、设计控制、装备技术等难题，形成了自主研发体系，在国内率先实现了技术辐射与工程应用，获得国家技术发明二等奖。
该技术创新性地提出二平动高速并联机构理念，发明了一种二平动全铰接过约束高速并联机构——Diamond机构，较国外同类机器人采用的Delta机构显著简化，有利于提高面内刚度和重复定位精度，特别适合在平面内作高速平动。该技术还提出一种采用4条平行四边形支链加双平台的新型拓扑构型，发明了一种三平一转高速并联机器人，解决了Delta机构中央支链易磨损的难题。黄田团队还研发了基于综合性能驱动的设计与控制技术和基于高速并联机器人的装备技术，攻克了高速并联机器人机构创新、设计理论、关键技术、工程实践中的难题，实现了结构、技术、产品及工程应用的全面突破。
目前，该成果已在天津力神、石家庄四药、杭州娃哈哈、云南安化等企业建成33条自动化生产线，为企业新增销售额4.97亿元、新增利润1.36亿元。Diamond机器人已出口英国和俄罗斯，两次入选国家重大科技创新成果展，并落户国家科技馆，被评为优秀展品。
破解“十面霾伏”困局农林废弃物变废为宝
(陈冠益教授)
入冬以来，华北等地大范围、长时间的雾霾影响难以消除，以煤、石油为主的化石能源消耗“功不可没”。在广大农村地区，对高品质清洁能源、尤其是燃气能源的需求日益迫切的。与此同时，我国每年产生约12亿吨农林废弃物（相当于6亿吨标煤）。以秸杆为代表的农林废弃物中，近50%的秸杆未得到有效利用，往往以农用燃料和露天焚烧的形式处理，成为“十面霾伏”的重要推手。
热解气化技术是秸秆能源燃气化的重要途径。上世纪80年代开始，美国、欧盟等大力开展该研究，但始终被热解气化过程中产生的焦油排放所困扰。由天津大学环境学院教授陈冠益联合山东大学等单位开展的“农林废弃物清洁热解气化多联产关键技术与装备”研究成果，提出了“清洁热解气化多联产技术”的创新思路，阐明了农林废弃物热解气化过程的化学反应机理，研发了系列清洁高效的生物质气化装备；突破了焦油控制难题，集成了高品质燃气、燃油、复合肥的技术工艺体系，探索了生物质气化多元化应用模式，获得国家科技进步二等奖。
这项历经11年，先后得到了“863”计划、“973”计划、农业科技成果转化等9个课题资助的科研成果得到国际专家的高度评价。国际著名生物质能热解气化及燃烧专家、国际火焰研究理事会主席、慕尼黑工业大学教授Hartmut Spliethoff认为，该成果“为秸秆类生物质在固定床、流化床两类气化炉内发生的化学反应提供了令人激动的预测，可很好用于指导工程化”。
据了解，该成果已在国内17 个省市推广应用，建成一批示范工程，占据全国主要市场份额。近三年累计实现产值10.27亿元，新增利润1.69 亿、税收0.63 亿；累计利用农林废弃物855 万吨，显著改善了农村环境，促进了村镇经济，产生了巨大效益。
瞄准国家经济建设主战场作出天大的贡献
在本次大会上同时获得国家科技进步二等奖，由天津大学作为第一完成单位完成的成果还有“柴油机低噪声设计关键技术及应用”、“高端医药产品精制结晶技术的研发与产业化”和“深大长基坑安全精细控制与节约型基坑支护新技术及应用”。这些项目共同的特点是与国民经济建设紧密结合，特别注重解决企业生产实践中的重大难题。
（舒歌群教授）
由天津大学机械学院教授舒歌群团队联合潍柴动力股份有限公司、广西玉柴机器股份有限公司完成的“柴油机低噪声设计关键技术及应用”创新性地研发出抑制内燃机燃烧粗暴性的燃烧噪声控制技术，提出内燃机轴系三维振动复合减振及低噪声结构设计柴油机整机隔振和基于微粒过滤器的排气消声设计方案，“总体技术达到国际先进水平，在曲轴三维复合减振技术方面居国际领先水平”，在潍柴、玉柴等7个企业、36款178.4万台柴油机上得到应用，协助我国内燃机生产企业10年内跨越欧洲噪声法规3-4个技术阶段。
（王静康教授）
由中国工程院院士、天津大学化工学院教授王静康团队联合深圳华润九新药业有限公司、浙江华海药业股份有限公司、西安利君制药有限责任公司、中国食品药品检定研究院等单位合作完成的“高端医药产品精制结晶技术的研发与产业化”成果，揭示了药物晶体超分子组装机理，研发了绿色精制结晶成套工艺，集成创新了高端医药产品的精制结晶生产线，实现了结晶新技术、新工艺和新装备的突破。近三年累计实现销售收入28.6亿元、新增利润7.7亿元、新增税收3.5亿元，创汇2.5亿美元。
（郑刚教授）
由天津大学建工学院教授郑刚团队联合中国建筑第六工程局有限公司、北京城建集团有限责任公司、香港科技大学、上海广联建设发展有限公司、中建三局集团有限公司合作完成的“深大长基坑安全精细控制与节约型基坑支护新技术及应用”成果，针对复杂环境下深大长基坑工程，经过十多年的产学研攻关和工程实践，在基坑变形主动控制技术、基坑防连续破坏控制设计理论与方法、无支撑多级支护设计方法与新技术、沿海地区基坑地下水回灌技术等方面取得自主创新的突破。该技术应用于15个省区市72项大型工程的深大长基坑工程，累计节支8.48亿元。
