技藝吹影鏤塵,組裝妙至毫巔
技藝吹影鏤塵,擦亮中華“翔龍”之目;組裝妙至毫巔,鋪就嫦娥奔月星途。當(dāng)“天馬”凝望遠方,那一份份捷報,蔓延著他的幸福,他就是——中國電子科技集團公司第五十四研究所鉗工夏立。
作為通信天線裝配責(zé)任人,夏立先后承擔(dān)了“天馬”射電望遠鏡、遠望號、索馬里護航軍艦、“9·3”閱兵參閱方陣上通信設(shè)施等的衛(wèi)星天線預(yù)研與裝配、校準任務(wù),裝配的齒輪間隙僅有0.004毫米,相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的1/20粗細。在生產(chǎn)、組裝工藝方面,夏立攻克了一個又一個難關(guān),創(chuàng)造了一個又一個奇跡。
所獲榮譽:全國技術(shù)能手、河北省金牌工人、河北省五一勞動獎?wù)隆?016年河北省軍工大工匠。
大型射電望遠鏡,被稱作“觀天神眼”。在它們的制作過程中,1毫米被分成100份,每一份稱為“1絲”。
中國電子科技集團公司第54所的高級鉗工夏立,就是一位在“絲”的維度上工作的人。
30多年來,夏立親手裝配的天線,不僅亮過“天眼”,還指過“北斗”,送過“神舟”,護過戰(zhàn)艦,他用一次次極致的磨礪,一點點提升著“中國精度”。
“技藝吹影鏤塵”“組裝妙至毫巔”,在3月1日央視“大國工匠2018年度人物”頒獎典禮上,夏立收獲這樣的贊譽,并榮膺“大國工匠”稱號。而他,也是我省首位獲此殊榮的技工。
差0.001毫米,十個月亮也找不著了
在位于石家莊市鹿泉區(qū)的中國電科54所工程現(xiàn)場,矗立著一架天線樣機。
它身材魁梧,足有25米高,這臺天線包含主副兩個反射面。主反射面是一個15×20米的長六邊形,由幾十塊大大小小的三角形面板拼裝而成。而承托它的副反射面的支架,是一個像網(wǎng)兜一樣的口袋,遠遠看去,活像一組盤旋扭轉(zhuǎn)的化學(xué)分子式結(jié)構(gòu)圖。
這臺天線樣機名為SKA-P,是54所歷經(jīng)五年時間主導(dǎo)研制出的SKA首臺樣機。SKA被譽為“地球之眼”,而SKA-P的成功研制,標(biāo)志著中國在SKA核心設(shè)備研發(fā)中發(fā)揮引領(lǐng)和主導(dǎo)作用,為世界成功提供“天線解決方案”。
讓“地球之眼”的“中國之眸”從一張圖紙變成現(xiàn)實的,是54所鉗工,航空、航天通信天線裝配責(zé)任人夏立。
“天眼”射電望遠鏡、65米射電望遠鏡、太赫茲小型高精度天線、嫦娥工程、北斗工程、索馬里護航船站、國慶閱兵……在這些國家級重大項目中,都有夏立及其團隊的身影。
不同于現(xiàn)在普遍實行的標(biāo)準化生產(chǎn),54所承接的天線項目基本都是“私人訂制”,而且?guī)缀醵际俏覈踔寥虻母呔忸I(lǐng)域,對精度有著超乎尋常的要求。因此,每一次裝配,對夏立都是一次全新的挑戰(zhàn)。
2月23日臨近中午,陽光明媚,SKA-P的主反射面閃耀著淡淡的銀光。雖然它的主面板由66塊曲率各不相同、邊長約3米的三角形面板拼裝而成,但它的單塊三角形面板精度可達0.1毫米。在重力、溫度和風(fēng)載荷影響下,其俯仰工作范圍內(nèi),主反射面的精度可達0.5毫米,副反射面精度可達0.2毫米。
讓這些設(shè)計精度一一落地,夏立帶領(lǐng)他的工作團隊鏖戰(zhàn)了一個多月。
在裝配SKA-P的過程中,夏立面臨諸多新挑戰(zhàn)。最大的難題是結(jié)構(gòu)新,SKA-P承托副反射面的支架,遠遠看去就像一個用尼龍繩打結(jié)織成的網(wǎng)兜,走近一看,這個“網(wǎng)兜”都是由球狀的連接軸和連接桿拼接成的。在空間里按照設(shè)計圖把如此多的點位定位精準,難度可想而知。況且某一個軸或連接桿的裝配出現(xiàn)細微精度差,都會牽一發(fā)動全身。
此外,令夏立沒想到的是,好不容易在平地上把天線精度調(diào)整好,當(dāng)天線“站起來”的時候,受重力影響,一些連接部位發(fā)生位移,大大超出精度指標(biāo)范圍。只能再一次身系保險繩,在天線的工作角度進行調(diào)整,“除了‘頭朝下的姿勢’沒試過,我們在網(wǎng)兜一樣的天線里凹各種造型?!?/p>
20多米的高度,對人的心理本身就是個挑戰(zhàn),更何況還要保證高精度的裝配??朔刂乩щy,夏立的首次裝配不僅滿足了裝備需求,還為這個國際大工程今后的批量生產(chǎn)提供了技術(shù)經(jīng)驗和理論數(shù)據(jù)。
站在SKA-P的腳下,夏立掩飾不住自豪。在他不時揚起的右手上,拇指和食指指肚上覆蓋著一層厚厚的老繭,這是鉗工這個職業(yè)在夏立手上留下的特殊印記。
3月1日7點52分,“嫦娥四號”著陸器已實現(xiàn)自主喚醒。作為世界首個在月球背面軟著陸和巡視探測的航天器,“嫦娥四號”的精準落月,如果沒有大天線——“天馬”望遠鏡的精準指路,是難以想象的。
“0.004毫米,是望遠鏡的裝配精度,如果做到0.005毫米,只是差了這幾乎可以忽略的一點點,但十個月亮也找不著了?!毕牧⒔忉?。
精準指向的核心,是個小小的鋼碼盤。起初,就算用磨床加工后,鋼碼盤的精度也只能達到0.02毫米,而夏立最終用手打磨到了0.002毫米,這相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的四十分之一。
中國電科高技能帶頭人、河北省金牌工人、河北省軍工大工匠、河北大工匠、河北省特殊貢獻技師、全國技術(shù)能手、2018大國工匠……夏立幾乎“拿獎拿到手軟”。提到身上的諸多光環(huán),夏立顯得有些不好意思,但說到項目質(zhì)量,他卻當(dāng)仁不讓:“天上飛的,地上跑的,水里游的,經(jīng)我手裝配的天線有上千面,從沒有出過質(zhì)量事故?!?/p>
“每日一省”練就極致“手感”
在承擔(dān)多項重大工程之外,2016年6月,以夏立命名的天線制造創(chuàng)新工作室成立,主要從事小型精密天線的裝配工藝研究,尤其是小型機載天線。如今,在航空、航海、航天領(lǐng)域,特別是在無人機領(lǐng)域,這些天線得到了廣泛應(yīng)用。
這些小型機載天線所有的結(jié)構(gòu)件都是靠一顆顆螺絲來連接的,所以夏立每天最基礎(chǔ)的工作就是擰緊、固定那一顆顆螺絲。
擰螺絲,難就難在既要保證配件之間的相對位置達到規(guī)定精度,又要把螺絲擰緊,達到規(guī)定扭矩。而夏立的每一扳手下去,找準的是那千分之幾毫米。憑著“手感”,夏立將小型機載天線的控制精度做到0.015毫米,這在整個行業(yè)內(nèi)是頂尖的。
所謂“手感”,聽起來很玄妙。用夏立的話來說,這是個“科學(xué)上解釋得通,但書本上不會寫的東西”。
從科學(xué)的角度解釋,螺絲在擰緊的過程中,在扭矩增加的同時,物體會發(fā)生輕微的位移,這種微小的變化一定能夠計算得出來??蛇@些細小的變化,跟物品的材質(zhì)、形狀等各種因素息息相關(guān),何況每個天線上至少有三四百顆螺絲,擰一個螺絲都要去計算,顯然不現(xiàn)實。
所以,試上幾次便能摸清個中微妙的變化規(guī)律,是一個鉗工“手感”的最高境界。螺絲的螺帽一般都是六邊形,大多數(shù)時候,他們指導(dǎo)別人擰螺絲,都能直接用行話精確到“再擰兩個面兒還是三個面兒”。
“表面看,擰螺絲是用手,可實際上得用腦?!辈徽撌窃谕碌目谥校€是在自我的評價里,夏立都并非人們印象中練壞幾把銼刀、擰廢幾把扳手練出的大國工匠。更多的時候,同事看到的他舉重若輕,總能輕松搞定各種“疑難雜癥”。
“裝配這門技術(shù),基本上所有的知識書本里早寫下了,幾乎沒有一個技術(shù)需要自己研發(fā)獨創(chuàng),之所以出現(xiàn)技術(shù)高下之分,關(guān)鍵還是在于是否‘手腦并用’?!睆?7歲進入54所當(dāng)學(xué)徒,夏立已經(jīng)在這里工作了32個年頭。至今,他仍然保持著“每日一省”的習(xí)慣——每天下班回家后,在腦子里對當(dāng)天的工作過一遍,是每天必不可少的功課。
在54所工程現(xiàn)場,向記者介紹完SKA-P的裝配過程,夏立沒有急著離開,他隨手撿起旁邊石渣路上的一根小樹枝,俯身蹲在水泥地面上一邊畫示意圖一邊解釋,這種天線的同類天線之前在澳大利亞已經(jīng)裝配了36套,原來設(shè)計師設(shè)計的天線面板上都是四邊形,而這次設(shè)計卻變成了三角形?!澳憧?,三角形比四邊形穩(wěn)定多了,我想設(shè)計師的初衷也是想最大限度地減少結(jié)構(gòu)變形?!?/p>
“我想的遠比別人認為的要多?!闭蹟嗍稚系男渲?,夏立起身自言自語道。
在工作室,夏立有8個徒弟,“如何成長為一個好師傅,讓每個操作人員成為裝配專家”是他不斷重復(fù)的話題——看到圖紙時,把自己放在設(shè)計師的角度,理解設(shè)計的初衷;在施工裝配時,把自己當(dāng)成工藝師,思考有沒有更好的加工方式和裝配方案;在實際裝配時,要清楚產(chǎn)品的用途,裝配精度要求高的一定要高上去。
在天線加工技術(shù)領(lǐng)域,饋源加工是核心技術(shù),精度要求小于0.1毫米,成型困難,合格率不高。薄壁異型銅饋源的加工制作更是難上加難。
目前在生產(chǎn)中,這類銅饋源主要是通過內(nèi)嵌模具焊接的方式,將各個零件之間的平板面通過模具搭接固定。但有一次,設(shè)計師對饋源口角度進行了調(diào)整,按老辦法操作,模具沒辦法取出。當(dāng)時負責(zé)設(shè)計裝配步驟的工藝師也手足無措。經(jīng)過一番思考,夏立創(chuàng)新提出了異型銅饋源無模具定位焊接工藝。
“作為一名鉗工,我只要按照設(shè)計師的圖紙和工藝師設(shè)計好的裝配步驟進行精準安裝即可,但我這人就是‘閑不住’,看見人家解決不了的問題就老在心里琢磨?!弊鳛榧夹g(shù)帶頭人,夏立已經(jīng)手握兩項國家專利,在54所的新產(chǎn)品預(yù)研定型的技術(shù)分析會上,夏立也總在被特別邀請之列。
不追求“絕活兒”,團隊創(chuàng)新出效率
有媒體在采訪時,總是不停囑咐夏立,“講講你的‘絕活兒’。”
夏立一聽馬上搖頭:“我又不是藝術(shù)家,不像人家徐悲鴻的馬、鄭板橋的竹,那是獨一份兒。我做的是工業(yè)品,我獨會那是不可能的。”
夏立非但不追求“絕活兒”,反而非常注重建立“1”的概念——把復(fù)雜的事情簡單化,把簡單的事情標(biāo)準化。
其實在54所,夏立確實干過很長一段時間“絕活兒”。
當(dāng)時,研究所做天線主要用于搞研究,幾乎都是單臺套生產(chǎn),由于不投入量產(chǎn),有時開會討論做出改動也不會實時更新在圖紙上,信息溝通不暢導(dǎo)致生產(chǎn)裝配中出現(xiàn)很多問題,這時候,人們總習(xí)慣說“問夏立去”。
但隨著研究所逐漸接受商業(yè)訂單,對效率和標(biāo)準化的要求也越來越高。
2012年,54所承接了一批小型天線的生產(chǎn)項目,兩個月要完成500套天線的生產(chǎn)和裝配。這在當(dāng)時幾乎是不可能完成的任務(wù),“我們平時裝一臺都得三四天。”夏立解釋道。
按照進度安排,他們要確保半小時下線一臺。從原來的20多個小時縮短至半個小時,這意味著組織管理方式和裝配工藝方案的全面創(chuàng)新。為此,夏立加強了人員培訓(xùn)和相關(guān)規(guī)范的制定,帶領(lǐng)工人們首次嘗試了小型精密天線流水線作業(yè)模式。
結(jié)果,效果出奇得好。
這次項目的小試牛刀,開始讓夏立的關(guān)注點逐漸轉(zhuǎn)向優(yōu)化裝配流程和建立相關(guān)規(guī)范。
在夏立的工作室,操作臺上擺滿了各式各樣的小型機載天線半成品。如何以最少的時間、最高的精度調(diào)整同軸度,曾是夏立絞盡腦汁研究的重點。
這些小型機載天線主要分為兩部分,一個是我們俗稱的“大鍋”,一個是承托“大鍋”的U型架,U型架兩個支臂上各有一個直徑5厘米左右的圓孔,按照要求,在裝配中要保證兩個孔的同軸度達到0.02毫米。
“經(jīng)過不斷摸索,我們決定在裝配時用一根直徑5cm左右的鋼軸穿過兩個圓孔,來保證兩個圓孔在一個水平位置?!毕牧⒔忉?,裝配過程中,要不停轉(zhuǎn)動鋼軸,一旦發(fā)現(xiàn)鋼軸被鎖死,就及時排查問題。此舉不僅縮短了裝配時間,也大大提高了天線的同軸精度。
為了找出最簡單的方法解決精度和效率的矛盾,像這樣的流程優(yōu)化還有很多。
如今,工作室還形成了一個制度,每完成一項裝配任務(wù),參與裝配的人都要寫一份總結(jié)報告,供大家一起探討,并成為今后工作的參考。夏立也會將他在工作中遇到的技術(shù)難點、要點以及工作心得整理出來,供大家參考。
大國工匠的內(nèi)涵是什么?這是夏立一直在思考的問題。從實踐中一步步走來,他漸漸感覺到,大國工匠意味著一種先進生產(chǎn)方式的引領(lǐng)。“我去安裝一臺天線比別人快了一個小時,這是自我價值的體現(xiàn),但不如我?guī)ьI(lǐng)團隊去裝配,共同提高效率,創(chuàng)造1+1>2的更大價值。”
采訪手記
勤勞之美
創(chuàng)造之美
“我們剛上班那會兒,專科畢業(yè)就能當(dāng)個工藝師?,F(xiàn)在普遍都是碩士了,甚至還有清華的博士,而且計算機也已經(jīng)在工廠里應(yīng)用普及了?!睆?7歲進入54所當(dāng)學(xué)徒,夏立在鉗工這個崗位30多年了,周圍的變化無處不在,“我們要再不改變,就真跟時代脫節(jié)了?!?/p>
一句不經(jīng)意的感慨,讓人感受到時代的一路向前。
夏立的這30多年,是中國制造業(yè)飛速發(fā)展和急劇變革的一個縮影,中國制造正向著中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變,中國速度向著中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變,中國產(chǎn)品向著中國品牌轉(zhuǎn)變。
提及工匠,人們總喜歡講佝僂承蜩這樣的典故。駝背老人為苦練捕蟬本領(lǐng),他不回頭不側(cè)身,不因萬物而改變對蟬翼的注意,捕蟬技藝最終達到了出神入化的境地。
然而,這個變革的時代,所需要的不僅僅是一個個“熟能生巧”的手藝人,除了需要執(zhí)著與追求卓越的匠心,還需要緊跟時代步伐,勇于開拓創(chuàng)新。
美國發(fā)明家迪恩·卡門曾這樣詮釋工匠的本質(zhì):“收集改裝可利用的技術(shù)來解決問題或創(chuàng)造解決問題的方法,從而創(chuàng)造財富,并不僅僅是這個國家的一部分,更是讓這個國家生生不息的源泉?!睋Q言之,工匠的勞動目標(biāo)是通過技術(shù)整合來創(chuàng)造性地解決問題。
如今,在中國邁向高質(zhì)量發(fā)展的進程中,更加需要“工匠精神”。
在參加“大國工匠年度人物”評選的過程中,來自不同領(lǐng)域的勞動者展示了他們的“工匠精神”。
十位當(dāng)選的年度人物中,有焊接我國長征系列運載火箭發(fā)動機的技能專家高鳳林,有破解復(fù)興號動車組列車核心技術(shù)難題的焊工李萬君,有我國深部地質(zhì)找礦鉆探領(lǐng)跑者、高級工程師朱恒銀,還有突破進口發(fā)動機生產(chǎn)線技術(shù)封鎖的設(shè)備維修工王樹軍……一位位“大國工匠”,在國家重大工程的關(guān)鍵領(lǐng)域、關(guān)鍵環(huán)節(jié)中創(chuàng)新技藝,引領(lǐng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
他們每個人,都是敢于攻堅、善于創(chuàng)新的匠人,都有著一種精益求精的精神理念。每一位“大國工匠”,都在各自崗位上沉浸其中精雕細琢,不棄勤勞之美的精神原色,展現(xiàn)創(chuàng)造之美的價值升華。
在夏立身上,我們還看到工匠精神的生動體現(xiàn)。他不局限于簡單的“唯手熟爾”,有想法、重思考,在強調(diào)標(biāo)準化和精細化的背景下,他結(jié)合自己的技術(shù)和經(jīng)驗,潛心研究優(yōu)化工藝流程,主動創(chuàng)新,促使傳統(tǒng)技藝與現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)生奇妙的化學(xué)反應(yīng)。同時,他摒棄了傳統(tǒng)師帶徒思想,關(guān)注如何通過標(biāo)準和制度,來提升工作室整體裝配水平。
河北需要更多這樣的“大國工匠”,更需要讓“工匠精神”生長發(fā)揚的環(huán)境,這樣才能讓每個“工匠”在制造上不斷精進,在認識上不斷升華,把一張張藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實精品。