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第206章 耳目初張

開學後,劉星海教授果然雷厲風行。

材料系湯渺副教授帶著兩位師兄師姐,加入了聯合課題組。

他們的到來,為攻堅“壓胚-原位還原燒結”工藝注入了專業的材料科學力量。

湯副教授一到基地便扎進了材料實驗室,與趙老師、錢師姐等人反覆研討陶瓷粉體的配方、粒度分佈、燒結助劑的選擇,以及如何與氧化銅-碳粉體系實現更好的相容與共燒。

兩位學長則迅速承擔起具體的實驗任務,球磨、篩分、壓片、燒結、測試……

一系列繁瑣而精密的工作有條不紊地展開。

與此同時,“全流程自動化”專案在理論組、工程組、聯合除錯組的高效協同下,勢如破竹。

沈青雲團隊展現出的理論深度與系統化思維,如同給專案裝上了“大腦”,許多之前困擾團隊許久的控制模型瑕疵、動態響應遲滯問題,被一一修正、最佳化。

工程組在趙老師、錢工、孫工的帶領下,將“理論圖紙”飛速轉化為車間裡的實體部件。

而呂辰和王衛國領導的聯合除錯組,則如同靈敏的“神經系統”,確保著“大腦”的指令與“四肢”的動作精準同步。

時間在忙碌中飛逝,轉眼已至四月初。

春寒料峭,但實踐基地車間裡卻熱火朝天。

這一天,註定要被銘記。

那臺由廢舊部件拼湊、堪稱“百衲衣”的老舊生產線,經過連日的精細除錯,終於迎來了首次全流程、不間斷的模擬生產執行測試。

從“軋製線自動供料與對中系統”將模擬鋼坯精準送入軋機開始,到“線上自動矯直與平整系統”將其馴服得平整如鏡,再到“飛剪定尺系統”利落地將其剪下為預設尺寸,緊接著“成品板材自動噴碼與分級系統”為其打上清晰的標識並完成分級,最後經由輸送鏈運至成品區……

整個流程,行雲流水,幾乎無需人工直接干預。

只有裝置執行的低沉轟鳴、繼電器吸合的清脆聲響、以及氣動元件動作的“嗤嗤”聲,交織成一曲獨屬於工業自動化的雄渾樂章。

當第一塊完全由這套自動化系統產出的、規格標準、噴碼清晰的成品板材最終落在指定位置時,車間裡出現了短暫的寂靜。

隨即,震耳欲聾的歡呼聲、掌聲猛地爆發出來,幾乎要掀翻屋頂!

成功了!儘管這條作為試驗田的老舊生產線本身故障率依然不低,需要時不時“敲打”一下才能繼續工作,但它無可辯駁地證明了——“全流程自動化”這條路,走通了!

這不僅僅是一條生產線的成功,更是“廠校合作”這顆種子,結出的第一顆果實!

它雄辯地宣告,中國工業自動化,在封鎖與匱乏中,憑藉自身的努力,已經蹚出了一條切實可行的道路,並且必將爆發出驚人的能量。

首輪測試圓滿成功的興奮過後,是更加繁重的驗證與最佳化工作。

團隊開始了近乎瘋狂的連軸轉,收集資料、分析瓶頸、微調引數、加固薄弱環節。

牛大群等老師傅帶著張濤等青工,幾乎以車間為家,靠著經驗和對裝置“脾性”的熟悉,一次次將故障扼殺在萌芽狀態。

呂辰看著牛師傅又一次側耳貼近飛剪的傳動箱,凝神細聽片刻後,果斷示意停機檢修,果然發現了一個軸承磨損的跡象,避免了一次可能的停機事故。

這一幕深深觸動了呂辰。

欣喜於成功的同時,一個念頭愈發清晰。

老師傅的經驗是無價之寶,但也是不可複製的。

如何將這種“聽音辨症”的能力,轉化為一種可傳承、可量化、可24小時不間斷工作的技術手段?

幾天後,實踐基地的會議室裡,聯合課題組召開了階段總結和工作推進會。

劉星海教授、沈青雲、趙老師、張老師、湯渺副教授、錢工、孫工等核心成員濟濟一堂。

牆上掛滿了最新的資料圖表、系統框線和改造方案草圖。

會議氣氛熱烈而務實,各位負責人依次彙報中試過程中暴露出的問題及改進方案。

飛剪在極限速度下的穩定性還需加強、矯直機某處液壓回路存在輕微滲漏、噴碼機在連續工作時字元偶爾會出現拖影……

每一個問題都被提出,經過激烈而高效的辯論,敲定解決方案,並由劉教授或沈青雲從理論或系統層面進行點評和提升。

湯渺副教授也帶來了材料研究方面的好訊息:“經過多輪實驗,我們在陶瓷基體材料的配方上取得了一定進展。採用特定比例的滑石粉和氧化鋁,輔以微量的燒結助劑,初步燒結石英相結構更均勻,強度有所提升,與後續‘原位還原’過程的相容性也更好。當然,氧化銅與碳粉的配比、混合均勻度,仍是下一步需要攻克的重點。”

關於核心裝置自制電爐、氧化爐以及重中之重“軋胚機”的設計方案,與會者也進行了深入討論。

軋胚機的對輥精度、壓力控制、送料均勻性成為爭論的焦點,最終決定由精儀系和機械系聯合成立一個專項小組,優先攻關。

眼看會議接近尾聲,各項議題基本討論完畢。

呂辰清了清嗓子,舉起了手。

“劉教授,方老師,各位同志,”呂辰的聲音將眾人的目光吸引過來,“趁著大家都在,我想彙報一個不太成熟的想法,是關於我們自動化系統下一步可能延伸的方向,希望能得到各位老師,特別是劉教授和方老師的指點。”

他頓了頓,組織了一下語言,繼續說道:“這個想法,源於我最近在車間的一個觀察。我們這套系統,現在解決了‘怎麼自動幹’的問題,但還沒解決‘幹了會不會出問題’以及‘出了問題怎麼能提前知道’的預警問題。”

他看著劉星海教授:“最近幾次除錯,牛師傅、鄒師傅他們好幾次都是靠著聽裝置執行的聲音,提前判斷出了軸承磨損、螺絲鬆動這類潛在故障,避免了非計劃停機。這讓我既佩服,又擔心。老師傅的經驗是寶貝,但不能永遠依賴。萬一老師傅不當班,或者故障發生在後半夜呢?”

“我們現在給生產線裝上了‘大腦’和‘手腳’,讓它能自動執行,但它還缺少感知自身‘健康狀況’的‘耳朵’和‘眼睛’。”呂辰的比喻形象而貼切,“裝置,尤其是過載裝置,突發性故障帶來的停產損失巨大,甚至可能危及操作人員安全。我們能不能想辦法,把老師傅們‘聽音辨症’的寶貴經驗,用技術手段給它固化下來,做成一套不離崗、不疲倦的‘電子耳朵’?”

這時,他轉向了無線電系的方老師,語氣帶著請教與探索:“方老師,我這個外行有個大膽的設想,說出來請您和各位專家指正。我們能不能在那些最關鍵、最容易出問題的部位,比如軋機的主傳動軸承、飛剪的曲柄機構、矯直機的輥系座上,安裝一些簡單的振動感測器?”

他拿起粉筆,轉身在會議室角落的小黑板上簡單勾勒起來:“這個感測器可以做得非常簡單,核心可能就是一個感應微小振動的線圈或者壓電陶瓷片。它不需要連線複雜的導線供電或傳輸訊號——在高速旋轉或往復運動的部件上佈線太麻煩也不可靠。我們可以讓它本身,就成為一個微型的、無源的無線電訊號發射源。”

他的筆在黑板上點出幾個代表裝置關鍵位置的小點:“平時,裝置正常執行時,振動在安全閾值內,它‘沉默’。一旦監測到異常振動,或者透過測溫元件感知到溫度異常升高,預設的電晶體電路就會被觸發,瞬間‘喚醒’這個發射源,讓它向外發射一個特定頻率、很容易識別身份的無線電波訊號——就像吹響了一聲求救的哨子!”

接著,他又在黑板邊緣畫了四個代表接收天線的符號,大致圍成一個區域:“然後,我們在車間的四個角落,或者天花板上,安裝四臺固定的無線電訊號接收天線,配上可以測量訊號強度的儀表。大家想,任何一個‘哨子’響了,由於它在車間裡的位置是固定的,距離四個‘耳朵’的遠近不同,這四個‘耳朵’接收到的訊號強度肯定不一樣。”

呂辰回到座位,拿出一張畫有簡易車間平面圖和訊號強度等高線的草圖鋪在桌上:“我們在中央監控室,看著這四塊訊號強度表的指標偏轉角度,再對照這張預先標定好的、每個區域訊號強度分佈的‘地圖’,進行簡單的三角定位計算,就能立刻、大致判斷出,是哪個區域的哪個裝置,發出了報警訊號!”

他環視眾人:“劉教授,方老師,各位,這套聽起來有點‘土’的系統,如果真能建成,我覺得至少能帶來三個層面的好處:”

“第一,從被動檢修到主動預警。 能在故障發生前、或者發生瞬間就發出警報,爭取到寶貴的處置時間,理論上可能將因突發故障導致的非計劃停機時間減少大半!”

“第二,精準定位,縮短排障時間。 維修工不再需要憑感覺、花幾小時漫無目的地排查,可以根據系統提供的區域定位,直撲問題點,排障效率能提升數倍。”

“第三,知識傳承與資料積累。 這是最重要的。它能將老師傅們‘只可意會、不可言傳’的寶貴經驗,轉化為客觀的、可量化的‘振動訊號閾值’、‘特徵頻率譜’。長期執行下去,我們就能建立起一套屬於我們紅星軋鋼廠、屬於中國鋼鐵工業的‘裝置故障頻譜庫’,這是可以傳承下去的技術財富!”

最後,他再次看向劉星海教授:“劉教授,您常教導我們‘知行合一’,工程問題要善於抓住物理本質。我覺得,這套系統正是將複雜的裝置故障預警問題,轉化為了一個可以被場論、波動理論和逆向源定位演算法描述的物理模型。電磁波在複雜車間環境中的傳播、衰減、多徑效應,本身就是一個極具研究價值的課題。”

他又看向方老師:“方老師,這對我們無線電領域,也是一個絕佳的應用場景和挑戰。如何在軋鋼廠這種強電、強磁、大功率裝置啟停造成劇烈電磁干擾的惡劣環境下,實現微弱無線電訊號的穩定接收、識別與濾波?如何最佳化接收天線的佈局,如何簡化定位演算法使其適合現場快速判斷?這比在實驗室純淨環境裡做純粹的訊號處理研究,挑戰性更大,但意義也更直接、更接地氣!”

“所以,我今天冒昧地提出這個不成熟的想法。”呂辰總結道,“就是想請教二位老師,以及各位同志,這個思路在理論上是否站得住腳?在工程實現上,有沒有我沒想到的、致命的缺陷?”

他提出了具體的行動建議:“如果大家覺得有一定可行性,我們聯合課題組可以先從有限的經費裡,擠出一部分,作為一個小型的預研課題。懇請方老師指導一兩位對工業應用感興趣的同學,我們一起,先做一個最小化的原理驗證模型。不需要多複雜,就在實驗室裡模擬一下振動觸發、無線發射和簡單的強度定位。如果這個模型能跑通,證明了基本可行性,我們再正式向學校、向廠裡申請立項,投入更多資源進行工程化開發。”

“這不僅僅是為了給軋鋼廠增添一個方便的工具,”呂辰的聲音帶著一種使命感,“更是我們清華人,用我們在課堂和書本上學到的知識,去直面並解決國家工業化程序中一個真實、緊迫難題的最好體現!是為我們中國的工業裝備,裝上感知風險的‘耳目’!”

呂辰的話音落下,會議室裡出現了短暫的安靜。

眾人都在消化著他這番天馬行空卻又充滿誘惑力的設想。

無線電系的方老師第一個打破了沉默,他扶了扶眼鏡,眼中閃爍著興奮的光芒:“好小子!呂辰,你這個想法……妙啊!”

他興奮道:“把複雜的裝置監測,簡化成一個無線電定位問題!‘哨子’和‘耳朵’的比喻非常形象!強電磁干擾環境下的微弱訊號捕捉和識別,這正是我們無線電技術需要攻堅的堡壘!這個問題很有挑戰,也極具應用價值!我支援!我們無線電系,願意參與這個預研課題!”

緊接著,沈青雲也開口了,他嚴肅的臉上此刻滿是讚賞:“呂辰同學這個提議,具有很高的前瞻性!預測性維護是提升工業系統可靠性和執行效率的關鍵。在德國、美國的一些頂尖工廠,已經有類似的嘗試。如果我們能依靠自身力量,用更低的成本、更巧妙的方法實現,其意義不亞於我們攻克任何一個子系統!這將極大增強我們最終目標生產線的抗風險能力。劉教授,我代表鞍鋼團隊表態,如果專案立項,我願意申請延長停留時間,參與攻關!”

劉星海目光掃過呂辰,帶著毫不掩飾的讚賞與欣慰。

他沉聲道:“呂辰同學這個‘電子耳朵’的設想,很好!真正體現了我們清華人‘知行合一’的追求,也切中了工業自動化從‘有無’到‘好壞’升級的關鍵痛點!將老師傅的定性經驗,轉化為可量化的監測資料,這是工業技術走向科學化、系統化的必由之路!”

他看向方老師和沈青雲:“方老師,沈工,你們二位專家的支援至關重要。這個課題,既有深厚的理論內涵,又有明確的工程價值,正是我們實踐基地應該大力倡導的研究方向!”

他當場拍板:“這個預研課題,正式立項!名稱就暫定為‘基於無線感測網路的關鍵裝置振動異常監測與粗定位系統預研’。由無線電系方老師負責技術指導,呂辰作為專案聯絡人和應用需求方代表,協調資源。沈工團隊若有興趣,歡迎加入提供工業視角。經費先從基地的機動經費裡劃撥。目標是兩個月內,拿出原理驗證模型!”

劉教授的決定,引來了一片贊同的掌聲。

會議在一種新的興奮與期待中結束。

原本計劃的中試總結會,竟然催生出了一個極具潛力的新方向。

散會後,方老師立刻拉著呂辰和幾位感興趣的同學,圍在一起討論起技術細節。

沈青雲也與劉教授低聲交談,顯然在商量如何介入這個新專案。

王衛國錘了呂辰的肩膀一下:“辰子你這腦子真是活絡,總能從最尋常的地方,找到技術的突破點。”

一條全新的技術戰線,就在這次看似尋常的推進會尾聲,悄然拉開序幕。

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