小青年,大工匠

2024-05-28 03:15张静
瞭望东方周刊 2024年10期
关键词:沉井组件

张静

2024 年4 月25 日,在重庆市璧山区的辰致科技璧山基地内,工作人员在生产线上测试设备(唐奕/ 摄)

近期,教育部公布了2024年高等职业教育专科专业设置备案和审批结果:2024年拟招生专业点共66870个。与2023年相比,新增专业点6068个,撤销专业点5052个。

此次高等职业教育专科专业设置备案工作对专业布点进行了较大的调整优化,幅度是自2021年新版《职业教育专业目录》发布以来最大的一年。对此,北京教育科学研究院职业教育研究所所长霍丽娟表示,办好职业教育,必须紧扣时代经济社会发展的脉搏,紧密对接社会和市场需求,适应产业结构调整升级变化,与产业发展形成良性互动。

另据人力资源和社会保障部数据显示,到2025年,我国智能制造领域将需要900万人才,人才缺口预计将达450万人。

加快形成新质生产力,不僅需要“高精尖缺”科技人才,也需要大国工匠、能工巧匠,还需要大量基础性技术技能人才,形成梯队。

近些年,大批青年加入新时代技术技能人才队伍,他们积极投身于智能制造、新能源、人工智能等新兴产业、未来产业,也让制造、建造、水利、冶炼等传统行业的升级改造迸发出新活力。

空气轴承制造测试专员

氢能产业是全球具有战略性和先导性的新兴产业,氢燃料电池则是未来汽车能源发展的重要技术路线。

“90后”小伙子许全亮经常在山东潍坊城区寻找氢能源公交车。这些氢能源公交车上配套的“氢燃料电池用空气悬浮离心压缩机”的核心零部件是空气轴承,就是许全亮参与研发的产品。

2009年刚入职潍坊富源增压器有限公司(简称“富源公司”)时,许全亮还在流水线干活。几年过去,许全亮成长为公司的“当家工匠”,当上了助理工程师。2016年,公司决定开启空气轴承的研发和制造,许全亮接受了董事长交付的重任,出任“空气轴承制造测试专员”。

2024年4月,许全亮正在对即将实验的产品进行最后一步检查(潍坊富源增压器有限公司供图)

空气轴承精度高、无油无污染、免维护,使用过程中无摩擦,因此使用寿命更长。2016年,这种制造行业高精尖的零部件几乎被国外完全垄断,中国企业经常被国外供应商“卡脖子”——拒绝供货、价格谈判不留余地、交货周期受制于人。

许全亮和团队借鉴国外资料,通过大量实践验证,一步步攻坚。他还记得,涉及空气轴承的一些资料属于保密资料,团队在楼上做研发,每天都需要人工把设备搬运到楼下,用车运到实验场所,费了大半天运过去,可能实验一会儿就损坏了,再搬回来修改、寻找卡点。这种过程不断往复,经历了成千上万次失败。

第一套自主研发的空气轴承试验成功后,团队成员喜极而泣,包括董事长在内的所有人一起手舞足蹈。“所有的付出、所有的艰辛、所有的挫折在这一刻烟消云散,真是应了那句古话‘守得云开见月明。”许全亮说。接下来,他与团队用了半年时间攻克全套设备,做整机配套。

“氢燃料电池用空气悬浮离心压缩机研发的关键,是空气悬浮轴承精度的突破。”靠着多年经验积累,许全亮手工制作的空气悬浮轴承零部件精度误差能够控制在5微米内,相当于一根头发丝的1/10。他手工喷涂在轴承上的防磨损涂料,精度误差能够控制在3微米以内,相当于一根头发丝的1/16。

“误差只能尽量缩小,如果涂层不均匀,即使相差1微米,就可能导致整个涂层的磨损,轴承就会损坏,导致离心压缩机废弃,汽车停止运行。”许全亮团队制作的空气悬浮轴承,目前可满足氢燃料电池公交车20万次启停。富源公司也成为国内首家自主成功研发空气悬浮轴承的企业,其以空气轴承为核心部件的相关产品迅速占领国内外市场。

空气悬浮轴承技术的突破,打破了国外技术和市场垄断,推动了国内氢燃料电池的快速发展。2019年,空气悬浮离心压缩机成果应用产品,被纳入到工信部科技成果库。许全亮获得了“潍坊工匠”“潍坊十大杰出青年”等荣誉称号和多项发明专利。

许全亮手工制作的空气悬浮轴承零部件精度误差能够控制在5 微米内,相当于一根头发丝的1/10。他手工喷涂在轴承上的防磨损涂料,精度误差能够控制在3 微米以内,相当于一根头发丝的1/16。

升级白车身焊接工装

2015年,在参观广州明珞装备股份有限公司(以下简称“明珞装备”)的车间时,23岁的苏雄被自动化焊装产线吸引。“这是我从未见过的,那时候我还不知道什么是‘智能制造,一家企业能做到这样的先进水平,激发了我探索学习的兴趣。”广州明珞装备股份有限公司机械工程部副总监、广州黄埔区劳模苏雄告诉《瞭望东方周刊》。

入职后,苏雄做的工作是将手动生产线升级改装成自动生产线。“采购回来的零部件,我们要通过组装、软件控制让它们‘活起来,变成产线上的机器工人。我主要负责机械设计领域。”苏雄说。

“2016年11月,企业负责人问我,能否开发一个汽车白车身焊接工装设计工具,提高内部设计工程师的设计效率和设计质量?”苏雄说,“我们的工作等于是要创造一个更先进的生产工具。做这种没有任何前人经验可供参考的创新项目,内心一定要足够坚定。团队伙伴每天进行头脑风暴,碰撞新思路,解决卡点。有时候连续多天没有一点进展,真的让人怀疑人生。”

在开发人员和设计人员集中攻关之下,系统工具测试了数万次。从最开始完全没头绪,连工具的测试清单都没有,到最后形成100多项内容的测试清单,包括功能性、效率、兼容性、完整性、可操作性、UI界面,测试越来越精细,最終成功将汽车白车身焊接工装3D设计的效率提高了30%-50%。

苏雄说:“在我看来,以创新手段、高效工具为产品研发和生产降本增效,这就是新质生产力的体现。比如:用AI绘制2D图纸,实现高质量交付;基于不同岗位去匹配不同的工具,支撑工作效率;通过生产模式创新,把不同的人放到不同环节里做任务拆解,用更好的人岗匹配进一步提升效率。”

作为一家只有16年历史的民营汽车设备制造企业,明珞装备建立了我国第一条非标智能制造装备柔性生产线,最快42秒就可以生产出一辆白车身。凭借柔性定制等核心技术,明珞装备成功地让自主研发的智能装备走出国门,目前该公司国际业务占比达70%以上。

伴随新能源汽车近些年的飞速发展,相关智能制造技术的迭代也非常快。苏雄最大的感受就是“要不断接受变化”。平日里,苏雄保持对汽车、制造行业发展的高度关注,行业内的新技术他都想研究透,生怕“一个不注意,就可能落后了”。

大漠里的光伏女工匠

十几年来,中国光伏产业由“跟跑”“并跑”走向“领跑”,通过持续推动发电技术创新,提升全产业链技术水平。2024年,中国光伏组件产量已经连续16年位居全球首位,多晶硅、硅片、电池片、组件等产量产能的全球占比均达80%以上。

国家电投集团光伏(储能)产业创新中心光伏技术研发部主管杨若婷参加工作十年,见证了光伏产业崛起的全过程。她还记得,2014年左右,行业内还以购买德国高精尖设备为荣,而现在,光伏产业链国产化超过了90%,大家公认国产设备更好用,配合度和精度、工艺的掌握度都甩开了进口货。

“90后”杨若婷2013年进入光伏行业,从生产线做起,积累了丰富的一线经验。国家电投集团成立光伏产业创新中心前,她负责太阳能电池双面组件的研发工作。

此前,太阳能光伏板都是单面组件,整个行业里都没有双面组件可参考的案例。而国家电投集团的光伏板大多分布在青海共和、格尔木这类高紫外线高风沙地区,对正背面都是玻璃的稳固组件需求非常强烈。

“我们从2016年开始研发这类产品,做户外实验时每次来回800公里,西北的风沙吹得耳朵生疼,真正体会到了‘猛风沙、野茫茫的感受。”杨若婷说。

当时组件全靠人工搬运。杨若婷记得每次做更精细的耐风抗压性研究时,团队里腰不好的男同事就要绑上一条金色的腰带作为腰部支撑,与其他同事一起把重达20公斤的双面组件抬到实验台上。“我们戏称这是‘金腰带工程。”杨若婷说。

双面组件在产线导入过程中,研发团队为小气泡死磕了两个月。杨若婷介绍,单面组件有气泡不容易察觉,柔性材料上气泡容易自己跑出来,但换成刚性玻璃的双面组件,在工艺环节解决气泡问题很困难。“研发时容错率比较高,但要产线停下来,再做技改,压力就会很大,因为产线上下游所有人都在等。”杨若婷说。

通过不断测试、验证,双面组件的自动化产线终于建成了,此后杨若婷团队一直在产品迭代、减重、强化支撑上继续做技术改进。

“我团队里最年轻的‘老师傅是1998年出生的,可能在领导眼里,这帮小青年有一点不守规矩、不按流程办事,但他们真的称得上‘骁勇善战,熬几个大夜,去完成一个攻关,毫无怨言。”杨若婷说,“青年工匠利用数字化工具的水平都比较高,更富有探索和创新精神。”

把2万吨沉井放到江底

“一桥飞架南北,天堑变通途”描绘了武汉长江大桥的宏伟画卷,这座桥出自桥梁建设国家队——中铁大桥局。新中国成立至今,中铁大桥局建造了一大批世界级桥梁,翻山、越江、跨海,让无数天堑变为通途,将中国桥梁打造成大国建造的一张亮丽名片。

“80后”赵训刚2011年进入大桥局,正赶上信息化席卷各行各业,他的工作是在一线负责大桥施工监测以及运营期健康监测。

2024年1月27日,建设中的常泰长江大桥(杨磊 / 摄)

以一座斜拉桥为例,每根斜拉索和塔柱的连接点所承受的压力均不同,压力要通过塔柱从上至下传到水下基础,大桥在建造过程中已经在关键点埋下了传感器,测量人员要背着数据采集箱,手动将传感器的信号线接到采集箱测读数据。

2018年左右,伴随智能建造技术的发展,桥梁施工出现用机器辅助人工甚至替代人工的趋势。人机协同阶段,赵训刚领衔开发出了桥梁建造过程智能监测与控制系统,现场施工精度和效率大大提高。

在常泰长江大桥施工过程中,需要在水下放一个钢结构的巨型沉井基础。长95米、宽57.8米、高64米,重约2万吨。通过锚墩将钢丝绳连接沉井的关键部位进行定位,这个巨型钢沉井沉到江底需要12个小时,在土中下沉35米到设计位置则需要一年,在这个过程中还需要对钢沉井进行接高,往钢沉井夹壁中浇筑混凝土,最终沉井总重超过22万吨,足以承担起主跨超千米的桥梁全部重量,成为大桥名副其实的“定海神针”。

赵训刚介绍:“在下沉过程中,长江水一直在流动,水底土体不断变化,传统方式需要人去测量沉井的位置和姿态,人工读数。现在我们采用的监控系统通过传感器自动测量数据,安装了北斗监测沉井位置,为防止北斗信号被遮挡还对北斗接收机安装位置进行了优化,另外还安装了倾角仪和液位连通管监测沉井姿态变化。在一个沉井上我们安装了300多个传感器,通过多源数据融合,提高数据采集精度,包括下沉过程中沉井的位置、姿态以及各个位置的压力。”

常泰长江大桥巨型沉井基础沉下去以后,大家终于松了一口气。赵训刚团队开发的这个系统首次使用成功,此后又多次服务于其他桥梁等施工环节。

近年来,在一大批青年技术技能人才的共同努力下,中铁大桥局作为龙头企业,快速推进桥梁智能建造应用场景研发与应用,在桥梁主塔施工大型智能模板系统、栈桥平台监测、边坡空天地立体监测与主动防护等关键技术上均取得了突破性进展。与此同时,许多年轻人也改变了过去对建筑业的刻板印象。赵训刚说自己明确感受到,“近几年单位的年轻人更多了,更多的年轻人愿意投身智能建造行业”。

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