圖①：范崢嶸（右一）和研發(fā)團(tuán)隊(duì)人員在討論挖掘機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)。 梁 超攝 圖②：王熙澤在調(diào)試設(shè)備精度。 王 倩攝 圖③：呂祥仁正在對移動機(jī)器人產(chǎn)品進(jìn)行測試。 張宇鵬攝
黨的二十大報(bào)告提出，“堅(jiān)持把發(fā)展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，推進(jìn)新型工業(yè)化，加快建設(shè)制造強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國、航天強(qiáng)國、交通強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國”，“推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展”。
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近年來，我國制造業(yè)不斷發(fā)展壯大，一批批創(chuàng)新成果引領(lǐng)我國先進(jìn)制造業(yè)不斷攀上新高度，我國正加速從制造大國邁向制造強(qiáng)國。近日，記者采訪了3位青年工程師，他們在先進(jìn)制造領(lǐng)域矢志創(chuàng)新，不斷攻克技術(shù)難題，為我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)青春力量。一起來聽聽他們的故事。
王熙澤：協(xié)同創(chuàng)新，共克難關(guān)
一束光的力量有多大？如果把激光用于制造領(lǐng)域，它的最高精度可以達(dá)到一根頭發(fā)絲直徑的1%，它也因此被稱為“最亮的光”“最準(zhǔn)的尺”“最快的刀”。目前，激光加工技術(shù)已成為全球制造業(yè)領(lǐng)域的高端前沿技術(shù)。大到飛機(jī)、輪船，小到廚衛(wèi)、電器，激光作為先進(jìn)的加工利器被廣泛運(yùn)用于裝備制造領(lǐng)域的方方面面。
華工科技激光智能裝備焊接產(chǎn)品線的80后工程師王熙澤，就是一個“追光者”。王熙澤大學(xué)學(xué)的是機(jī)械設(shè)計(jì)自動化專業(yè)，一直從事汽車制造相關(guān)領(lǐng)域的研究。剛畢業(yè)時，他在一家外企工作，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時國內(nèi)制造領(lǐng)域采購的生產(chǎn)裝備大多是國外品牌，尤其是激光加工高端裝備，價格昂貴，能買得起、用得起的企業(yè)不多。
“在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級中，激光加工替代傳統(tǒng)低效率、高污染的加工手段，發(fā)揮著日益重要的作用。”王熙澤說，尤其是作為激光技術(shù)應(yīng)用分支之一的激光焊接，近年來在汽車制造、航空航天、軌道交通等高端制造領(lǐng)域的應(yīng)用持續(xù)升溫，與點(diǎn)焊、弧焊等傳統(tǒng)焊接工藝相比，擁有廣闊的市場前景。
立志于讓中國企業(yè)用上高精尖的國產(chǎn)激光智能裝備，2017年，王熙澤到華工科技產(chǎn)業(yè)股份有限公司從事新能源汽車制造相關(guān)激光設(shè)備的研發(fā)工作，并針對鋁合金、高強(qiáng)鋼、碳鋼等特殊材料開展基礎(chǔ)工藝研究。
“我們的產(chǎn)品大多為‘非標(biāo)產(chǎn)品’，根據(jù)客戶不同需求‘量身定制’，這就意味著很多關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)處于‘無人區(qū)’，行業(yè)內(nèi)沒有成熟的案例可以學(xué)習(xí)參考。”王熙澤說，對于科研人員來說，這既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。
2018年12月，華工科技與某車企電池托盤核心供應(yīng)商簽約，開始為他們設(shè)計(jì)、研發(fā)鋁合金電池托盤激光填絲焊智能裝備。當(dāng)時國內(nèi)還沒有人做過這種裝備，而國外的競爭對手已經(jīng)對此研究了一年左右。面對重重壓力，王熙澤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)的機(jī)械工程師、電氣工程師、焊接工藝工程師、機(jī)器人工程師等科研人員，聯(lián)合華中科技大學(xué)專家共同開展攻關(guān)。
“這個電池托盤長2米、寬1.5米，占據(jù)了整個汽車的底盤。這么大的一個部件，不僅要保證結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度，還要確保焊接的密封性，不能有絲毫漏洞，難度可想而知。”王熙澤說，他和團(tuán)隊(duì)成員每天泡在實(shí)驗(yàn)室，查閱資料、請教專家，從工藝、光學(xué)配比到設(shè)備結(jié)構(gòu)等，一點(diǎn)點(diǎn)地模擬、分析、試驗(yàn)，經(jīng)過9個多月的不懈努力，終于攻克了難題，打造了國內(nèi)首臺鋁合金電池托盤激光填絲焊智能裝備。
“我們設(shè)備做出的樣件，通過了汽車主機(jī)廠的氣密性檢查、強(qiáng)度測試、模組撞擊試驗(yàn)等一系列嚴(yán)格測試，在客戶長達(dá)4頁紙的質(zhì)量指標(biāo)文件上，各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)全部達(dá)標(biāo)。”王熙澤一臉自豪。
在王熙澤看來，產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，是公司不斷突破“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)的一個秘訣。“技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備研發(fā)的過程從來不是‘單打獨(dú)斗’，需要與高校、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新。”王熙澤說，激光技術(shù)涉及光、機(jī)、電、材料等多門學(xué)科，在鋁合金電池托盤智能裝備項(xiàng)目的攻關(guān)中，華中科技大學(xué)材料學(xué)院、光電學(xué)院、機(jī)械學(xué)院的專家們就提供了重要的理論指導(dǎo)和支持。
創(chuàng)新永無止境。眼下，王熙澤正帶領(lǐng)一支平均年齡32歲的團(tuán)隊(duì)開展新的技術(shù)攻關(guān)。“當(dāng)今時代，技術(shù)更迭的速度越來越快。學(xué)習(xí)力中蘊(yùn)含著創(chuàng)新力，是我們保持戰(zhàn)斗力的重要源泉。”王熙澤認(rèn)為，作為科技工作者，要有時代使命感，以問題為導(dǎo)向，貼近國家戰(zhàn)略、貼近市場、貼近客戶，不斷在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題中實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。
范崢嶸：抓住自主創(chuàng)新生命線
“這款大型礦用挖掘機(jī)是我們的明星產(chǎn)品。它解決了挖掘機(jī)在高溫天氣連續(xù)破碎作業(yè)時容易出現(xiàn)的作業(yè)能力衰減問題，這一關(guān)鍵核心技術(shù)為業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。”在湖南長沙山河工業(yè)城，指著眼前這個近10米高的“大塊頭”，山河智能裝備股份有限公司挖掘機(jī)研究院院長范崢嶸興奮不已。
2006年，二十出頭的范崢嶸大學(xué)畢業(yè)，入職山河智能成為一名工程師，一直從事挖掘機(jī)研發(fā)至今，為產(chǎn)品迭代更新提供科技支撐，也為企業(yè)爬坡過坎、發(fā)展壯大貢獻(xiàn)著青春力量。
2019年，公司著手布局全新的F系列挖掘機(jī)研發(fā)。在一項(xiàng)礦用挖掘機(jī)樣機(jī)研發(fā)驗(yàn)證時，一道難題擺在范崢嶸眼前：礦用挖掘機(jī)在夏天極端高溫環(huán)境下連續(xù)作業(yè)時，液壓系統(tǒng)油溫異常升高，機(jī)器打擊頻率和力量都有衰減，導(dǎo)致作業(yè)效率明顯降低，單位時間內(nèi)的產(chǎn)量銳減。而這一問題，是礦用挖掘機(jī)破碎作業(yè)時的常見問題，行業(yè)內(nèi)一直未找到高效解決方案。
“新產(chǎn)品必須解決這個痛點(diǎn)，增強(qiáng)產(chǎn)品的綜合競爭力。”為此，范崢嶸組織了一支強(qiáng)有力的專項(xiàng)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，全身心撲在這項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)上。在夏天高溫時段，他們在試驗(yàn)場里反復(fù)試驗(yàn)破碎作業(yè)。下午兩三點(diǎn)最熱的時候，是試驗(yàn)最有利的時機(jī)，也是他們最忙碌的時候。
那個夏天，他和團(tuán)隊(duì)成員爭分奪秒，一直處在緊張忙碌的狀態(tài)，要么在現(xiàn)場測試，要么在試驗(yàn)室分析討論對策，每天工作時間超過16個小時，連做夢都在做試驗(yàn)。靠著這樣的鉆研精神，團(tuán)隊(duì)很快找到問題癥結(jié)：破碎錘作業(yè)時，液壓波動、能量損失、系統(tǒng)發(fā)熱量都很大，而系統(tǒng)溫度升高后，破碎錘芯體膨脹率提高，原本嚴(yán)絲合縫的零部件配合變得“磕磕碰碰”，容易導(dǎo)致破碎錘發(fā)生故障。
找到了癥結(jié)，就要對癥下藥！從早到晚、從試驗(yàn)場到電腦前、從平面圖到三維立體模型……研發(fā)人員通過一次次“頭腦風(fēng)暴”，摸索出保持破碎錘溫度的好辦法。即使在高溫天氣下，零部件也絲毫不受影響，實(shí)現(xiàn)性能不減。
“歷時3個多月，難題終于攻破，整個團(tuán)隊(duì)沸騰了！”范崢嶸回憶道，研發(fā)成功的成就感，讓鏖戰(zhàn)的疲憊一掃而光。基于此技術(shù)，2020年，可帶較大型號破碎錘的SWE600F系列礦用挖掘機(jī)問世。這一成果在業(yè)界引起很大關(guān)注，一些同行紛紛前來考察學(xué)習(xí)。
難能可貴的是，此次科技攻關(guān)一共研發(fā)出3項(xiàng)新技術(shù)，已用于其他F系列挖掘機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)，包括暢銷海內(nèi)外的一些熱門機(jī)型。
研發(fā)不是閉門造車。16年來，范崢嶸不僅通過電話收集客戶反饋，還會到條件艱苦的礦山項(xiàng)目現(xiàn)場，實(shí)地考察調(diào)研。在研發(fā)SWE600F系列礦用挖掘機(jī)時，研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷時近1年，連續(xù)走訪100多位客戶，現(xiàn)場考察調(diào)研近500臺挖掘機(jī)。
有一次，范崢嶸帶隊(duì)來到內(nèi)蒙古的一家煤礦，開展為期15天的實(shí)地測試。每天早上5點(diǎn)到晚上9點(diǎn)，大家都蹲守在挖掘機(jī)施工現(xiàn)場，對比測試相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
“工地上沒有任何遮擋物，寒風(fēng)刺骨、塵土飛揚(yáng)。一天下來，頭發(fā)、衣服、鞋子上全是煤灰。雖然特別辛苦，但為了獲得最寶貴的一手?jǐn)?shù)據(jù)，吃多大的苦也值得。”他說。
如今，在范崢嶸和同事們的努力下，山河智能F系列全型譜“大家族”的20多款產(chǎn)品已陸續(xù)研發(fā)成功。其間，團(tuán)隊(duì)還攻克了不少技術(shù)難關(guān)，讓新一代產(chǎn)品在外觀造型、性能指標(biāo)、操控體驗(yàn)感、駕乘舒適性和綜合可靠性等方面，都實(shí)現(xiàn)飛躍。
這些年來，范崢嶸參與了多個國家級、省級重大項(xiàng)目，參與研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的挖掘機(jī)產(chǎn)品達(dá)16個型號，他也獲得了多項(xiàng)獎勵榮譽(yù)。
“作為一名工程師，我深感責(zé)任重大，必須牢牢抓住自主創(chuàng)新這條生命線。”范崢嶸說，“今后要繼續(xù)面向世界科技前沿、面向國家重大需求，重點(diǎn)攻克‘卡脖子’技術(shù)，朝著高配置、高效率、高可靠性的研發(fā)目標(biāo)不斷奮斗，推動裝備制造業(yè)邁向更高水平。”
呂祥仁：做面向未來的技術(shù)創(chuàng)新
一臺筆記本電腦、一部手機(jī)、一只水杯，這便是呂祥仁辦公桌上的全部物品。作為沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司移動機(jī)器人事業(yè)部研究院副院長，呂祥仁每天工作打交道最多的就是程序、代碼。
2010年，大學(xué)畢業(yè)的呂祥仁來到沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司，成為一名軟件工程師。當(dāng)時新松的移動機(jī)器人在汽車底盤合裝生產(chǎn)線方面已經(jīng)取得了核心技術(shù)的突破，并在很多汽車廠得到了應(yīng)用。
為了保證生產(chǎn)線上裝配機(jī)器人與汽車在移動過程中位置一致，系統(tǒng)需要在100—200毫秒內(nèi)完成高頻率通信。而一旦通信出現(xiàn)問題導(dǎo)致位置錯位，輕則影響生產(chǎn)節(jié)拍、降低生產(chǎn)效率，重則導(dǎo)致拖拽、損壞汽車。
入行不久的呂祥仁便在項(xiàng)目中遇到了這種通信問題。“排查出具體問題之前，我自己也是蒙的，尤其是當(dāng)一圈人圍著我不停問為什么時，壓力很大。”回憶起當(dāng)時的場景，呂祥仁不禁還會抬手擦拭額頭。那一次，呂祥仁花了三五天的時間，做了上百次測試，才終于找到問題所在。
“當(dāng)時系統(tǒng)的算力不像現(xiàn)在這么發(fā)達(dá)，能提供的診斷信息很少，作為工程師只能反復(fù)嘗試不同方向，模擬出錯時的情形。代碼調(diào)試要先做仿真測試，再到設(shè)備上實(shí)際試驗(yàn)。”呂祥仁說，“理論研究得再詳細(xì)，都不如現(xiàn)場經(jīng)歷一次，無論是對生產(chǎn)工藝、車輛結(jié)構(gòu)，還是軟件的系統(tǒng)架構(gòu)，都會有更全面的理解。”
每次遇到問題、解決問題，呂祥仁都會對整個過程進(jìn)行復(fù)盤。經(jīng)過幾年在項(xiàng)目上的積累，呂祥仁被調(diào)到了研發(fā)崗位。“之前都是在既有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上做局部優(yōu)化，而研發(fā)工作則是‘從0到1’，創(chuàng)造一個新產(chǎn)品，這是一個新的開始。”呂祥仁說。
為了解決重型卡車運(yùn)輸產(chǎn)線上重型物體的一項(xiàng)運(yùn)輸問題，呂祥仁和團(tuán)隊(duì)研發(fā)了雙車聯(lián)動技術(shù)。“如果用單個移動機(jī)器人運(yùn)輸重型卡車這種重型物體，就需要把機(jī)器人做得體積很大、載重量很高，對其安全性的控制就很難，所以我們就想到能不能用兩個機(jī)器人一起運(yùn)輸。”呂祥仁介紹，“雙車聯(lián)動的一代技術(shù)先解決了直線平穩(wěn)運(yùn)輸?shù)膯栴}，去年我們迭代到了二代技術(shù)，彎道運(yùn)輸?shù)膯栴}也解決了。”
雙車聯(lián)動不僅意味著兩車在勻速行駛時可以保持穩(wěn)定的間距，還要求在啟動加速和剎車減速時后車還能緊跟前車。“這點(diǎn)在轉(zhuǎn)彎過程中體現(xiàn)得尤為明顯。當(dāng)前車進(jìn)入曲線運(yùn)動而后車還在做直線運(yùn)動時，兩車的相對位置和相對速度都會發(fā)生突然的變化，如何讓后車對這種變化做出正確判斷、避免突然加速或減速是控制的關(guān)鍵所在。”呂祥仁回憶，從一代技術(shù)迭代到二代技術(shù)時，關(guān)于車體控制的代碼他重寫、新寫了幾千行，整整用了兩個月的時間。
對于呂祥仁來說，個人的成長伴隨著整個移動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。“一方面，技術(shù)創(chuàng)新越來越進(jìn)入‘深水區(qū)’，我們面臨的是各個行業(yè)的頭部客戶提出的行業(yè)前沿問題；另一方面，我國智能制造水平整體提升，移動機(jī)器人的訂單需求激增，對我們產(chǎn)品的通用性提出了更高要求。”呂祥仁說，“作為青年一代的工程師，身處這個時代、這個行業(yè)，我既為實(shí)現(xiàn)自我價值而感到興奮，也為所從事的事業(yè)能夠提升國家制造水平、綜合實(shí)力而感到自豪。”
眼下，呂祥仁正在為突破移動機(jī)器人導(dǎo)航方面的痛點(diǎn)做相關(guān)研究工作。“如果把機(jī)器人比作人體，機(jī)械是軀體，電氣是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，軟件是大腦，那么如今移動機(jī)器人領(lǐng)域的競爭越來越集中在大腦的‘智商’比拼。”呂祥仁說，“一個國家的發(fā)展需要科技自立自強(qiáng)，一個企業(yè)的發(fā)展也需要不斷創(chuàng)造新的競爭優(yōu)勢。我的工作，就是做面向未來的技術(shù)創(chuàng)新。”
記者 王云娜 胡婧怡 范昊天
責(zé)任編輯：陳文
關(guān)鍵詞： 移動機(jī)器人 技術(shù)創(chuàng)新 股份有限公司
責(zé)任編輯：Rex_11
