第二部 青春飞扬 第十八章 数控与建模
第二部青春飞扬第十八章数控与建模 在龙京住了一晚，赵宏飞回安西，开车回到学校，明天就要开学了，校园里已经热闹起来，学生会组织同学大搞卫生工作。 在宿舍里，赵宏整理了一下思路，接下来准备开发数控切割，这是重工业大规模起飞的基础。 目前国际市场上已经出现了模拟仿形切割，如德意联邦的梅赛德斯、西番牙的赛邦科技等大公司的研发，在这方面已经走在了其他国家的前列。年底等到美力克与华夏联合将数字化技术推广到全球，模拟仿形切割势必被数字化切割技术取代。 当晚，赵宏与成功通电话约好接机时间，来到地下室的个人学习室，开始书写提纲，绘制草图。 在机场接到成功等人返回学校，宿舍里一下子热闹起来，晚饭时间，秦唤苏、苏正茂、祁连山、方家兄弟等要好的都到校了，大家一起在校门口的小饭店里聚餐，问及赵宏何事急着离开，还不回家过年，赵宏笑着解释说是国家有个重大的科研项目，他只是跟着付崇山院士去开开眼。 晚饭后，十几个人将赵宏的宿舍挤得满满当当，赵宏问道：“接下来有个项目，关于机械、电器和程控方面的，祁连山，方同书，你们想参与吗？” “当然，赵大哥，我们不懂什么，你要多指点我们。”祁连山诚恳地说道。其他人也都来了兴趣，七嘴八舌询问赵宏，究竟是什么项目。 赵宏打开保险柜，拿出了昨晚花费五六个小时列好的提纲和几张草图，铺在宿舍中间的写字桌上，说道：“这是数控自动化切割机，或者叫四轴联动切割机。” 林凤娇、赵梅和钱文俊等文科的同学被挤到一边，机电一体的潘景华等人眼前一亮，在课程上已经学完了计算机基础和扩展两种语言，也在学校的计算机室上过实习课程，虽然机械设计还未开课，但是机械制图、结构力学、高等物理、电工学等基础课程也都学完了，觉得应该能够参与其中，发挥点作用。 “我准备将资料交给蔡复生教授和韩振江教授，组成一个研发小组，就我们几个是不行的，必须再增加人手。关于计算机语言程序开发，大家学到的编程语言都显得简单，这需要老师们去找人完成，电器控制线路、伺服电机、等离子切割机、电器控制箱这一块，我与成功一起来搞，老潘，你们就着重机器整体的轨道、齿条、框架、精密行程机构，多查阅些资料，应该可以搞成的。”赵宏略微作了点安排和布置。 “赵宏，这图纸上标注的尺寸就是机器大致的尺寸吧？轨道桁架结构看着样子也可以设计出来，不过你说的精密行程机构是什么？”潘景华转过图纸，看了一会问道。 “计算机发出指令，让伺服电机工作，带动机械结构动作，可以分为几种形式：一是丝杠转动，虽然精密但速度太慢，丝杠容易被损坏，机器的工作效率就低，承载能力适中；二是液压传动，大家都见过液压机，那行动速度更慢，密封部位容易有渗漏，可力量传递更大；三是气压传动，这是最快的，还干净，但载荷能力差。 我们再理解为何叫四轴联动？机器在轨道平面前后移动为第一轴；切割嘴在桁架上左右移动为第二轴；切割嘴上下位置调整了第三轴；切割嘴偏转角度为第四轴。我们在设计时可以在各部位根据受力的大小，选择使用不同的力量传递方式。比如：切割头上下距离调整就可以用丝杠传动，工件、钢板定位调整可以用液压装置，切割嘴横向位置调整可以用气动的，切割嘴偏转角度可以用液压的。” 赵宏的一番讲解，让大家都理解了。 “赵宏，最关键的还是指令与行程距离的配合问题，是不是指令延续多少时间，来保证伺服电机驱动设定的距离？”方同城问道。 “确实，程序是最关键的，我们所要的指令不是单一的指令，为什么叫联动？就是四条指令一起到达各机构，所有机构一起协调地动作。” “哦，我明白了，比如切割一块钢板，我们设定某个角为原始点，然后让计算机发出指令，机器上的各个部件一起动作，这样就可以在钢板上切割出任何形状，切割嘴偏转，还可以切割出焊接坡口。”方同城的解释，说出了数控自动化切割的真实功能。 “接下来我们做什么准备呢，从什么地方着手？”程发接着问道。这可是大型的组合机械，不像设计一支枪那么简单。 “你们先分别去查找资料，导轨、桁架、拖链板这些大件可以先设计，计算验证钢结构件的受力情况以及加工方式，我过几天会提供传动件受力和承载的具体数据，你们再设计传动装置，注意啊，精度是个关键因素，但也不能难以批量加工，失去大规模装备重工企业的可能。” “走，现在还早，我们去图书馆找找。”程发的提议得到了大多数人的支持。 “赵哥，我们学文科的真是没用啊，整天就是看书背书，头都痛了。”林凤娇见其他人都离开了，对着赵宏发牢sao。 “凤娇也想展翅高飞啊，其实行政管理很有用的，可以使工作效率大为提高，我有点建议，想听不？” 林凤娇一听来劲了，又跑到赵宏的背后给他捶肩。赵宏赶紧叫停，说道：“停，停，不要拍马屁，有人看到会吃醋哦。” “哼，他敢。”林凤娇停止了，但嘴上却不服。 “阿娇，说谁呢？谁不敢吃醋啊？”赵梅抓住林凤娇的语病，轻笑问道。 “梅花姐，你也来嘲弄我，我说的是成功哥不敢吃醋。”林凤娇反击道。 “呵呵呵呵，小凤儿居然看上成功哥了，那我让给你吧。”赵梅的笑意更浓了，小时候，成功说要娶赵梅做媳妇开始，就像跟屁虫一样，每天陪着赵梅玩耍，一起上学后更是从小学一直陪到了大学，这不是简单地一句青梅竹马就能概括的，两人的感情基础非常牢固。 “我才不要呢，不许笑！等会程发来了，我当面问他，敢不敢吃醋。”为了一个吃醋的问题，林凤娇居然豁出去了。 “好了，凤娇，坐下吧，你又没谈过恋爱，怎么会明白吃醋的感觉。回到刚才的话题，行政管理如何在实践中应用，很简单，到各大企事业单位去参观，了解他们工作流程，然后以挑剔的眼光寻找问题，重新设计更为合理的流程。举个例子，比如某家大型企业，从进厂门口开始寻找，工人上下班打卡、进出物品的记录、工人的服装、安全设施的维护、车间工件的流转、后勤保障、食堂饭菜质量、仓库原辅材料的记录、工厂周边的环境、工人健康保障和定期体检、员工岗位工资的考核等等，这些都可以作为寻找问题的源头，作为行政管理者，就是要合理地设计出最佳的、最能发挥工厂效能、最大挖掘生产潜力的各项流程。” “那怎么去调研呢？别人不让你进门呢？” “你们不是有各科的教授吗？先列写好提纲，然后组织几个同学商议，去企业准备调研什么，最后将计划书报给学校，这些事由学校出面去联系，最后回来写成报告，交给老师审阅修改，可以交给企业一份，这是皆大欢喜的事情，只要能够改变企业的形象、提高生产效率，你们的调研报告会受到企业家欢迎的，请你们吃顿大餐那是最低级的招待。做任何事情不能一个人瞎闯，要有条理、有步骤。” 第二天下午，赵宏带着准备的提纲和草图去找韩振江教授，韩老师阅读后大加赞赏，认为赵宏的提纲写得好，这样的机器正是国家建设最需要的。两人一起去找蔡复生教授，他正与两位数学系的学生代表和其他两位任课讲师，在商议有关数学系毕业班的毕业设计和论文，一时间他们都觉得数学系实在是枯燥，每年为了毕业生的毕业课题搞的焦头烂额。 见到赵宏和韩振江一起过来，蔡复生知道找他有事，于是他们的商议先停一下，看看赵宏写的提纲和草图，都一致认为，这就是个很好的毕业课题。 赵宏说道：“蔡老师，你说给机电一体系和计算机系做毕业课题，我没有意见，大家都参与，如果取得成果，那也是参与者的荣耀。刚才听你们说数学系的课题难做，我还有个建议，你们数学系能否与机械制造系一起合并搞一个课题，就叫数字化建模。” “哦，你详细地讲一下。”蔡复生听到建模，那可是数学系的专项，他们数学系有几次的毕业设计正好是赶上了水利部门有大坝、水电站等大型混凝土结构件的设计。 “蔡老师，现在国家正在大搞经济建设，各地都在推行钢结构厂房，不仅建设速度快，而且还环保，钢结构报废后可以回收利用。可是，各地的设计院设计钢结构厂房，都是按照客户的要求，单一设计，工作量很大。我们数学系和机械制造系合起来，可以专门将钢结构厂房规范化，根据用途和每平方米的用钢量，将它分为轻钢结构、通用钢结构和重钢结构，制成图册，每家设计单位只要根据抗震等级、防火等级、风载雪载、吊车吨位、通风条件、采光要求等因素，按照图样现成地套上就行，当然还需要提供多种外观式样、色彩变化等给客户以选择的余地，避免千篇一律。” “不错的思路。”有位讲师听明白了，兴奋地说道。 “赵宏，讲了这么多不如举个例子，如何用到数字化建模？” 赵宏既然提了，拿起桌子上的纸笔，勾绘了几张钢结构厂房的截面图，说道：“这是最常见的一种，就算是通用行的钢结构吧。首先考虑建设单位的厂房生产什么，那就决定了起重设备的最大起吊能力和厂房的高度、跨度、长度，这样，钢结构的H型立柱和H型人字梁承载力也就可以计算出来，也就决定了用多厚的钢板，采用什么样的焊接工艺，如果厂房的多种条件作为变量，那么钢材的使用也就随着改变。 我们还可以就钢结构的局部再细化，比如，厂房整体的结构强度，顶面使用什么隔热材料，采光板的间隔，厂房立柱之间的最佳距离，雨水收集的方式，气流窗、采光窗户的结构形式，墙面板的材料，彩钢板的色彩搭配等等，都可以制成相对应的表格，如果我是一位要建厂房的人，可以根据图册，先挑选一种结构形式，然后再给设计单位提供数据，这样设计一座钢结构厂房的时间就非常短，而且大家都有了验收的标准。” “很好，蔡教授，你如果不要给我吧，我带人来做。”韩振江也心动了，说到底，做技术的最好就是做标准，不算别的，如果这样的图册经过国家审核发行了，一套卖上一千元，那么在整个华夏可以卖出几千万，而且今后可以根据需要进行改版发行。 “老韩，你手上的给我，我们换一下。”蔡复生很羡慕韩振江最近取得的科研成果，拿了三十多万的奖金，在城里买了套三室一厅的房子，搬出了教工宿舍楼，他接着对赵宏说道：“赵宏，谢谢，钢结构建模虽然是计算量比较小的，但胜在实用性强，嗯，我等到教导处去找人商量一下，合并出一个大组一起来做。” “蔡老师，你还得去学校申请点资金，大家不要闭门造车，让同学们到沿海发达城市的开发区去看一看，保证会有更大的收获。”赵宏再次建议道。 “也是，学校最近的资金挺宽裕的，我这就去申请试试。赵宏，计算机编程还是让方琪教授来主导，我属于半吊子，别把这么好的项目搞砸了，他正在外面调研，我等会给他打个电话。”蔡复生教授谦虚地说道，赵宏提议的这个项目有着广阔的市场前景，够他忙上一阵的。 “蔡老师，其实钢结构建模的应用范围不仅是钢结构房屋，国家正在将小化工合并吗？大型化工行业的钢架平台、管线支撑架等等，都是可以形成规范化和标准化的，原先工业安装标准手册虽然有十六册之多，但并不完善，它将所有工业行业都归拢到了一起，最好是有行业性的、专用的手册。” “赵宏，你的说法与付崇山院士等多位专家的意见是一致的，他也在一个学术讨论会议上有过这样的提议，国家正在组织人手开展摸底调查。”韩振江教授在一旁佐证。 赵宏的两个项目很快被确定为几个毕业系的毕业课题，学校也是第一次跨学科组成研发班底，还特批了一部分经费，让学生们到工矿企业走一走看一看，明白理论与实际之间存在的差别。 赵宏首先要设计的高效等离子切割机，在激光切割还只是停留在高等实验室内的年代，有色金属的切割，只有等离子切割机，存在着两个大问题，一是功率低，电量消耗大，切割厚度有限；二是高压空气吹起的粉尘严重污染工作环境。 从机器的电路板到切割嘴的形式，从电源稳压调节到喷气吹扫形式，赵宏都是重头设计，与成功一起，花费了一个月，将图纸完成，交给了韩振江教授审核。 而潘景华等人加入到毕业生的设计团队里，将赵宏的思路和简图交给大家讨论，很快就设计出两套图纸，一种是宽度为三米二，长度十四米，切割钢板的最大宽度为两米八，长度十二米八，采用火焰和等离子两用的切割方式，满足了国内最大幅度钢板的切割需求，另一种为宽度三米，长度八米，采用特制的火焰切割喷嘴和加压的氧气，这是用来切割厚钢板的，两种切割机下都带有水槽，用来降低金属切割粉尘和降温。 计算机控制系统是个难点，赵宏只是给出了机器的液晶屏幕cao作界面和数据调整设定等方式。学校派了多位计算机研究生参与进来，依然是困难重重。 赫本在三月初离开安西，转道龙京后回国，在安西城采访期间，她知趣地没有去西部大学找赵宏，而是在傍晚给招待所的服务台打了个电话，等到赵宏接听后，与他说声再见，并且希望赵宏能够到澳洲去玩，从赫本处事的方式可以看出，她对华夏的传统文化还是有一定的了解的。 春暖花开的四月，赵宏设计的等离子切割机已经组装了一台裸机，今天正在校办厂里试机。 试样都准备好了，有零点几毫米的不锈钢板、三毫米的电解铜板、四十毫米的不锈钢板。因为这台切割机是准备安装在数控切割机上的，所以，今天试机也采用半自动行进，切割速度可大幅度调节。 “赵宏，有个电话找你，是付崇山院士。”校办厂的办公室主任急匆匆地跑进来，让赵宏去办公室接电话。 赵宏对韩老师说道：“韩老师，你们开始吧，我去一下就来。” 韩振江的办公室里，赵宏拿起搁在桌子上的电话，说道：“付老师，您说。” “赵宏，你能到龙京来一趟吗？急事，越快越好。” “付老师，是什么急事，能说一下吗？” “是单老师的事情，有关于相控阵雷达，他根据你的笔记中写的推论，申请立项，最近生产了一台样机，在调试过程中出现了点问题，他点名叫你来一趟航天科技中心。” “哦，我知道了，付老师，他们生产的样机是主动有源相控阵还是被动式相控阵？” “我没问，你来吧，也可以到航天科技中心参观一下，我介绍几位老师给你认识。” “那好，我这就去订机票，我等会再打电话给您，告诉您到达的时间。” 搁下电话，赵宏又返回车间，薄型不锈钢板的切割已经完成，大家按照分工，有人在准备电解铜的切割，有人将测到的各种数据填入表格。 “赵宏，效果不错，你来看看这切割的边缘。”韩振江见赵宏返回，拿起桌子上的半块不锈钢，递到赵宏的手中。赵宏轻轻地用手触碰一下切割边缘熔下的金属，说道：“电流小了，速度慢了点。韩老师，我要马上去龙京，付老师那边有急事。杨叔，用专线帮我马上订一张机票吧，老潘，你开车送我，立刻就走。” 杨铁星与赵宏等人混熟了，赵宏他们都叫他杨叔。军用专线打到机场，中午十一点的航班商务舱座位，赵宏也再次打电话给付老师，让他安排接机。 赵宏与潘景华回到宿舍，简单收拾两件替换衣服，拿了钱夹和证件，赵宏换上航天工业部的制服，带上帽子，立刻精神面貌焕然一新。 驱车到机场时已经是十点五十五分，大门口，有位身穿西南航空制服的男子正在焦急地等待，见到身穿佩戴有航天标记制服的赵宏，立刻迎上前。 “你是赵宏同志？我是陈安，这是你的登机牌，已经过了登机时间了。”陈安接过赵宏的递来的证件，验证一下身份。 “谢谢。”赵宏与潘景华说声再见，提起一个随身的软布包，与陈安一起进入候机楼，也不忘将包放在安检口检查一下。 快步登上二层，来到登机通道口，空姐接过赵宏的登机牌，看了一眼，再抬头看着赵宏，微笑说道：“先生您请跟我来，您的座位在前面的商务舱。” 这是架波音737，国家最近引进的大型客机，一百多个座位只有一半的人，前面商务舱里也是同样情况。如今，坐飞机出行还是很奢侈的。 很快飞机就滑上跑道起飞了。飞机上的电视机里正在播出新闻，众多评论家都在评论，美力克是否真的会组织多国部队，对伊力克动武。 赵宏看到后有些惊讶，按照前世的记忆，美力克应该在一月份就动武的，难道时局开始发生重大改变了。 其实，此时的美力克高层对伊力克是恨之入骨，本来他们在全力对付新俄罗萨联盟，眼见着这座大厦摇摇欲坠，但也就是赵宏的情报和华夏在背后的小动作，新俄罗萨依然顽固地挺立着，而且最近克格勃在国内和国际上的行动次数增多，美力克中情局在外的多位核心人物被迫撤回国内，很多外围组织因为缺乏领导，被打成了一盘散沙。 现在伊力克又来添乱，出兵克维特王国，倍受欺负的小弟流亡到老大面前哭诉，并且许诺出资数百亿美金，要求美力克帮助其恢复国家主权。 两伊战争期间，美力克是依琅的支持者，而新俄罗萨是伊力克的背后靠山，如今美力克等盟友通过舆论宣传，虽然在联合国和民众间获得了道义上的多数，但作为常任理事国的新俄罗萨有一票否决权，坚决不同意以联合国的名义对伊力克动武，而且华夏的态度暧昧，在左右逢源地要好处。 现在专家讨论的话题是美力克是否会绕开联合国的决议，以克维特的盟友身份，直接组织多国盟友部队来发动战争。 “你好，你在航天部工作？”隔着走道的一位肥胖中年男子与赵宏攀谈。 “是的。” “我是732所的，到龙京办事，小兄弟，你看会打起来吗？”那人也不介绍自己的姓名，就电视里的新闻与赵宏闲聊。 “那是肯定的，美力克总是需要维护自己是老大的面子，他现在不动手，主要还是为了钱，多国联合作战，美力克是在当老师教学生，怎么着也要其他盟友拿点钱出来撑个场面，当然也希望克维特再多拿点出来，这个小王国靠着卖石油，在美力克的多家银行里存在两千多亿美元，可能最后会与美力克对半分。” “嚯，这么多钱，那克维特国王也是个蠢蛋啊，有钱就不能建设一支强大的军队吗？” “没用的，别看美力克是他的老大，但是最先进的武器肯定不会卖给这样的小国的，担心技术泄漏，而且就算再有钱，没有完善的工业体系，再有钱也造不出先进武器。现在世界上也就美力克、新俄罗萨和我国有着自己独立、完善的工业体系，就算是英伦和法兰西都要相互合作。不过也不能忽略了德意联邦的制造业。” “小兄弟分析的有道理。那你看要多久才能打起来？” “两个月之内，美力克现在只去了一个航母战斗群和几艘阿利伯克驱逐舰，要发动空中打击还行，想发动地面进攻，那战斗力还不足，美力克最近会再派一个航母编队和几个空降师进入沙特王国的，并且还要想办法盯住新俄罗萨舰队和核潜艇的动向。” “先生，您的午餐。”空姐推着餐车来给乘客送餐和饮料。赵宏开口多要了一份，今天飞机上的人不多，空姐见赵宏高大健壮，宛然一笑，多递过来一份。 “小兄弟，年轻真好，你瞧我，标准一头胖猪，现在喝水都长rou，还是少吃一点吧。” 赵宏听了那人的自嘲，微微一笑，低头吃饭。 饭后喝了几口咖啡，那人又与赵宏接着聊：“小兄弟，如果真打起来，美力克要死不少人吧？” “这不会，这是一场完全非对称的战争，虽然伊力克的装甲部队不少，空军也有将近十个中队，可一旦雷达站和情报枢纽、指挥中枢被摧毁，那地面部队就是一盘散沙一样的靶子，在沙漠地带，连躲藏的地方都找不到。我估计美力克和他的盟友死伤不会超过一千人。” 前世美力克的这场海湾战争将伊力克的部队赶出克维特，只死了一百多，加上盟友的也刚超出两百。但是从第二次海湾战争到反恐的十年，美力克与他的盟友总共死伤了四千多，还不包括被恐怖袭击时死伤的民众。中东地区，因为这场战争，成为了一个泥潭。 “不会吧，这不等于打仗不死人了？”中年男子有些惊讶，前面座位上的乘客也都从椅子上探出身体，来看一看是谁发表了谬论，负责发放饮料的空姐也惊讶地捂住嘴巴。 “不相信吧，那我们拭目以待。”前世，华夏多位军事专家都认为，美力克要想恢复克维特的国土，至少要动用二十万的兵力，地面部队的伤亡至少要超过一万人，但是，在现代化、信息化的条件下，非对称的战争就是一面倒的屠杀，也为华夏乃至其他大国上了生动的一课，同时引起了世界各国国防军事结构和力量的大变革。 飞机准时降落龙京机场，因为航班少，所以才准时。出口处有位武警战士举着牌子在等候，赵宏上前说明身份，那位战士抬手敬礼，赵宏也不得不回礼，付院士的红旗车开到了出口处，那位胖男人和其他乘客见状，都有些羡慕。