开学后,刘星海教授果然雷厉风行。
材料系汤渺副教授带着两位师兄师姐,加入了联合课题组。
他们的到来,为攻坚“压胚-原位还原烧结”工艺注入了专业的材料科学力量。
汤副教授一到基地便扎进了材料实验室,与赵老师、钱师姐等人反复研讨陶瓷粉体的配方、粒度分布、烧结助剂的选择,以及如何与氧化铜-碳粉体系实现更好的兼容与共烧。
两位学长则迅速承担起具体的实验任务,球磨、筛分、压片、烧结、测试……
一系列繁琐而精密的工作有条不紊地展开。
与此同时,“全流程自动化”项目在理论组、工程组、联合调试组的高效协同下,势如破竹。
沈青云团队展现出的理论深度与系统化思维,如同给项目装上了“大脑”,许多之前困扰团队许久的控制模型瑕疵、动态响应迟滞问题,被一一修正、优化。
工程组在赵老师、钱工、孙工的带领下,将“理论图纸”飞速转化为车间里的实体部件。
而吕辰和王卫国领导的联合调试组,则如同灵敏的“神经系统”,确保着“大脑”的指令与“四肢”的动作精准同步。
时间在忙碌中飞逝,转眼已至四月初。
春寒料峭,但实践基地车间里却热火朝天。
这一天,注定要被铭记。
那台由废旧部件拼凑、堪称“百衲衣”的老旧生产线,经过连日的精细调试,终于迎来了首次全流程、不间断的模拟生产运行测试。
从“轧制线自动供料与对中系统”将模拟钢坯精准送入轧机开始,到“在线自动矫直与平整系统”将其驯服得平整如镜,再到“飞剪定尺系统”利落地将其剪切为预设尺寸,紧接着“成品板材自动喷码与分级系统”为其打上清晰的标识并完成分级,最后经由输送链运至成品区……
整个流程,行云流水,几乎无需人工直接干预。
只有设备运行的低沉轰鸣、继电器吸合的清脆声响、以及气动元件动作的“嗤嗤”声,交织成一曲独属于工业自动化的雄浑乐章。
当第一块完全由这套自动化系统产出的、规格标准、喷码清晰的成品板材最终落在指定位置时,车间里出现了短暂的寂静。
随即,震耳欲聋的欢呼声、掌声猛地爆发出来,几乎要掀翻屋顶!
成功了!尽管这条作为试验田的老旧生产线本身故障率依然不低,需要时不时“敲打”一下才能继续工作,但它无可辩驳地证明了——“全流程自动化”这条路,走通了!
这不仅仅是一条生产线的成功,更是“厂校合作”这颗种子,结出的第一颗果实!
它雄辩地宣告,中国工业自动化,在封锁与匮乏中,凭借自身的努力,已经蹚出了一条切实可行的道路,并且必将爆发出惊人的能量。
首轮测试圆满成功的兴奋过后,是更加繁重的验证与优化工作。
团队开始了近乎疯狂的连轴转,收集数据、分析瓶颈、微调参数、加固薄弱环节。
牛大群等老师傅带着张涛等青工,几乎以车间为家,靠着经验和对设备“脾性”的熟悉,一次次将故障扼杀在萌芽状态。
吕辰看着牛师傅又一次侧耳贴近飞剪的传动箱,凝神细听片刻后,果断示意停机检修,果然发现了一个轴承磨损的迹象,避免了一次可能的停机事故。
这一幕深深触动了吕辰。
欣喜于成功的同时,一个念头愈发清晰。
老师傅的经验是无价之宝,但也是不可复制的。
如何将这种“听音辨症”的能力,转化为一种可传承、可量化、可24小时不间断工作的技术手段?
几天后,实践基地的会议室里,联合课题组召开了阶段总结和工作推进会。
刘星海教授、沈青云、赵老师、张老师、汤渺副教授、钱工、孙工等核心成员济济一堂。
墙上挂满了最新的数据图表、系统框线和改造方案草图。
会议气氛热烈而务实,各位负责人依次汇报中试过程中暴露出的问题及改进方案。
飞剪在极限速度下的稳定性还需加强、矫直机某处液压回路存在轻微渗漏、喷码机在连续工作时字符偶尔会出现拖影……
每一个问题都被提出,经过激烈而高效的辩论,敲定解决方案,并由刘教授或沈青云从理论或系统层面进行点评和提升。
汤渺副教授也带来了材料研究方面的好消息:“经过多轮实验,我们在陶瓷基体材料的配方上取得了一定进展。采用特定比例的滑石粉和氧化铝,辅以微量的烧结助剂,初步烧结石英相结构更均匀,强度有所提升,与后续‘原位还原’过程的兼容性也更好。当然,氧化铜与碳粉的配比、混合均匀度,仍是下一步需要攻克的重点。”
关于核心设备自制电炉、氧化炉以及重中之重“轧胚机”的设计方案,与会者也进行了深入讨论。
轧胚机的对辊精度、压力控制、送料均匀性成为争论的焦点,最终决定由精仪系和机械系联合成立一个专项小组,优先攻关。
眼看会议接近尾声,各项议题基本讨论完毕。
吕辰清了清嗓子,举起了手。
“刘教授,方老师,各位同志,”吕辰的声音将众人的目光吸引过来,“趁着大家都在,我想汇报一个不太成熟的想法,是关于我们自动化系统下一步可能延伸的方向,希望能得到各位老师,特别是刘教授和方老师的指点。”
他顿了顿,组织了一下语言,继续说道:“这个想法,源于我最近在车间的一个观察。我们这套系统,现在解决了‘怎么自动干’的问题,但还没解决‘干了会不会出问题’以及‘出了问题怎么能提前知道’的预警问题。”
他看着刘星海教授:“最近几次调试,牛师傅、邹师傅他们好几次都是靠着听设备运行的声音,提前判断出了轴承磨损、螺丝松动这类潜在故障,避免了非计划停机。这让我既佩服,又担心。老师傅的经验是宝贝,但不能永远依赖。万一老师傅不当班,或者故障发生在后半夜呢?”
“我们现在给生产线装上了‘大脑’和‘手脚’,让它能自动运行,但它还缺少感知自身‘健康状况’的‘耳朵’和‘眼睛’。”吕辰的比喻形象而贴切,“设备,尤其是重载设备,突发性故障带来的停产损失巨大,甚至可能危及操作人员安全。我们能不能想办法,把老师傅们‘听音辨症’的宝贵经验,用技术手段给它固化下来,做成一套不离岗、不疲倦的‘电子耳朵’?”
这时,他转向了无线电系的方老师,语气带着请教与探索:“方老师,我这个外行有个大胆的设想,说出来请您和各位专家指正。我们能不能在那些最关键、最容易出问题的部位,比如轧机的主传动轴承、飞剪的曲柄机构、矫直机的辊系座上,安装一些简单的振动传感器?”
他拿起粉笔,转身在会议室角落的小黑板上简单勾勒起来:“这个传感器可以做得非常简单,核心可能就是一个感应微小振动的线圈或者压电陶瓷片。它不需要连接复杂的导线供电或传输信号——在高速旋转或往复运动的部件上布线太麻烦也不可靠。我们可以让它本身,就成为一个微型的、无源的无线电信号发射源。”
他的笔在黑板上点出几个代表设备关键位置的小点:“平时,设备正常运行时,振动在安全阈值内,它‘沉默’。一旦监测到异常振动,或者通过测温元件感知到温度异常升高,预设的晶体管电路就会被触发,瞬间‘唤醒’这个发射源,让它向外发射一个特定频率、很容易识别身份的无线电波信号——就像吹响了一声求救的哨子!”
接着,他又在黑板边缘画了四个代表接收天线的符号,大致围成一个区域:“然后,我们在车间的四个角落,或者天花板上,安装四台固定的无线电信号接收天线,配上可以测量信号强度的仪表。大家想,任何一个‘哨子’响了,由于它在车间里的位置是固定的,距离四个‘耳朵’的远近不同,这四个‘耳朵’接收到的信号强度肯定不一样。”
吕辰回到座位,拿出一张画有简易车间平面图和信号强度等高线的草图铺在桌上:“我们在中央监控室,看着这四块信号强度表的指针偏转角度,再对照这张预先标定好的、每个区域信号强度分布的‘地图’,进行简单的三角定位计算,就能立刻、大致判断出,是哪个区域的哪个设备,发出了报警信号!”
他环视众人:“刘教授,方老师,各位,这套听起来有点‘土’的系统,如果真能建成,我觉得至少能带来三个层面的好处:”
“第一,从被动检修到主动预警。 能在故障发生前、或者发生瞬间就发出警报,争取到宝贵的处置时间,理论上可能将因突发故障导致的非计划停机时间减少大半!”
“第二,精准定位,缩短排障时间。 维修工不再需要凭感觉、花几小时漫无目的地排查,可以根据系统提供的区域定位,直扑问题点,排障效率能提升数倍。”
“第三,知识传承与数据积累。 这是最重要的。它能将老师傅们‘只可意会、不可言传’的宝贵经验,转化为客观的、可量化的‘振动信号阈值’、‘特征频率谱’。长期运行下去,我们就能建立起一套属于我们红星轧钢厂、属于中国钢铁工业的‘设备故障频谱库’,这是可以传承下去的技术财富!”
最后,他再次看向刘星海教授:“刘教授,您常教导我们‘知行合一’,工程问题要善于抓住物理本质。我觉得,这套系统正是将复杂的设备故障预警问题,转化为了一个可以被场论、波动理论和逆向源定位算法描述的物理模型。电磁波在复杂车间环境中的传播、衰减、多径效应,本身就是一个极具研究价值的课题。”
他又看向方老师:“方老师,这对我们无线电领域,也是一个绝佳的应用场景和挑战。如何在轧钢厂这种强电、强磁、大功率设备启停造成剧烈电磁干扰的恶劣环境下,实现微弱无线电信号的稳定接收、识别与滤波?如何优化接收天线的布局,如何简化定位算法使其适合现场快速判断?这比在实验室纯净环境里做纯粹的信号处理研究,挑战性更大,但意义也更直接、更接地气!”
“所以,我今天冒昧地提出这个不成熟的想法。”吕辰总结道,“就是想请教二位老师,以及各位同志,这个思路在理论上是否站得住脚?在工程实现上,有没有我没想到的、致命的缺陷?”
他提出了具体的行动建议:“如果大家觉得有一定可行性,我们联合课题组可以先从有限的经费里,挤出一部分,作为一个小型的预研课题。恳请方老师指导一两位对工业应用感兴趣的同学,我们一起,先做一个最小化的原理验证模型。不需要多复杂,就在实验室里模拟一下振动触发、无线发射和简单的强度定位。如果这个模型能跑通,证明了基本可行性,我们再正式向学校、向厂里申请立项,投入更多资源进行工程化开发。”
“这不仅仅是为了给轧钢厂增添一个方便的工具,”吕辰的声音带着一种使命感,“更是我们清华人,用我们在课堂和书本上学到的知识,去直面并解决国家工业化进程中一个真实、紧迫难题的最好体现!是为我们中国的工业装备,装上感知风险的‘耳目’!”
吕辰的话音落下,会议室里出现了短暂的安静。
众人都在消化着他这番天马行空却又充满诱惑力的设想。
无线电系的方老师第一个打破了沉默,他扶了扶眼镜,眼中闪烁着兴奋的光芒:“好小子!吕辰,你这个想法……妙啊!”
他兴奋道:“把复杂的设备监测,简化成一个无线电定位问题!‘哨子’和‘耳朵’的比喻非常形象!强电磁干扰环境下的微弱信号捕捉和识别,这正是我们无线电技术需要攻坚的堡垒!这个问题很有挑战,也极具应用价值!我支持!我们无线电系,愿意参与这个预研课题!”
紧接着,沈青云也开口了,他严肃的脸上此刻满是赞赏:“吕辰同学这个提议,具有很高的前瞻性!预测性维护是提升工业系统可靠性和运行效率的关键。在德国、美国的一些顶尖工厂,已经有类似的尝试。如果我们能依靠自身力量,用更低的成本、更巧妙的方法实现,其意义不亚于我们攻克任何一个子系统!这将极大增强我们最终目标生产线的抗风险能力。刘教授,我代表鞍钢团队表态,如果项目立项,我愿意申请延长停留时间,参与攻关!”
刘星海目光扫过吕辰,带着毫不掩饰的赞赏与欣慰。
他沉声道:“吕辰同学这个‘电子耳朵’的设想,很好!真正体现了我们清华人‘知行合一’的追求,也切中了工业自动化从‘有无’到‘好坏’升级的关键痛点!将老师傅的定性经验,转化为可量化的监测数据,这是工业技术走向科学化、系统化的必由之路!”
他看向方老师和沈青云:“方老师,沈工,你们二位专家的支持至关重要。这个课题,既有深厚的理论内涵,又有明确的工程价值,正是我们实践基地应该大力倡导的研究方向!”
他当场拍板:“这个预研课题,正式立项!名称就暂定为‘基于无线传感网络的关键设备振动异常监测与粗定位系统预研’。由无线电系方老师负责技术指导,吕辰作为项目联络人和应用需求方代表,协调资源。沈工团队若有兴趣,欢迎加入提供工业视角。经费先从基地的机动经费里划拨。目标是两个月内,拿出原理验证模型!”
刘教授的决定,引来了一片赞同的掌声。
会议在一种新的兴奋与期待中结束。
原本计划的中试总结会,竟然催生出了一个极具潜力的新方向。
散会后,方老师立刻拉着吕辰和几位感兴趣的同学,围在一起讨论起技术细节。
沈青云也与刘教授低声交谈,显然在商量如何介入这个新项目。
王卫国锤了吕辰的肩膀一下:“辰子你这脑子真是活络,总能从最寻常的地方,找到技术的突破点。”
一条全新的技术战线,就在这次看似寻常的推进会尾声,悄然拉开序幕。
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