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“大国工匠”夏立:一丝一毫提升“中国精度”

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大型射电望远镜,被称作“观天神眼”。在它们的制作过程中,1毫米被分成100份,每一份称为“1丝”。

中国电子科技集团公司第54所的高级钳工夏立,就是一位在“丝”的维度上工作的人。

30多年来,夏立亲手装配的天线,不仅亮过“天眼”,还指过“北斗”,送过“神舟”,护过战舰,他用一次次极致的磨砺,一点点提升着“中国精度”。

“技艺吹影镂尘”“组装妙至毫巅”,在3月1日央视“大国工匠2018年度人物”颁奖典礼上,夏立收获这样的赞誉,并荣膺“大国工匠”称号。而他,也是我省首位获此殊荣的技工。

差0.001毫米,十个月亮也找不着了

在位于石家庄市鹿泉区的中国电科54所工程现场,矗立着一架天线样机。

它身材魁梧,足有25米高,这台天线包含主副两个反射面。主反射面是一个15×20米的长六边形,由几十块大大小小的三角形面板拼装而成。而承托它的副反射面的支架,是一个像网兜一样的口袋,远远看去,活像一组盘旋扭转的化学分子式结构图。

这台天线样机名为SKA-P,是54所历经五年时间主导研制出的SKA首台样机。SKA被誉为“地球之眼”,而SKA-P的成功研制,标志着中国在SKA核心设备研发中发挥引领和主导作用,为世界成功提供“天线解决方案”。

让“地球之眼”的“中国之眸”从一张图纸变成现实的,是54所钳工,航空、航天通信天线装配责任人夏立。

“天眼”射电望远镜、65米射电望远镜、太赫兹小型高精度天线、嫦娥工程、北斗工程、索马里护航船站、国庆阅兵……在这些国家级重大项目中,都有夏立及其团队的身影。

不同于现在普遍实行的标准化生产,54所承接的天线项目基本都是“私人订制”,而且几乎都是我国甚至全球的高精尖领域,对精度有着超乎寻常的要求。因此,每一次装配,对夏立都是一次全新的挑战。

2月23日临近中午,阳光明媚,SKA-P的主反射面闪耀着淡淡的银光。虽然它的主面板由66块曲率各不相同、边长约3米的三角形面板拼装而成,但它的单块三角形面板精度可达0.1毫米。在重力、温度和风载荷影响下,其俯仰工作范围内,主反射面的精度可达0.5毫米,副反射面精度可达0.2毫米。

让这些设计精度一一落地,夏立带领他的工作团队鏖战了一个多月。

在装配SKA-P的过程中,夏立面临诸多新挑战。最大的难题是结构新,SKA-P承托副反射面的支架,远远看去就像一个用尼龙绳打结织成的网兜,走近一看,这个“网兜”都是由球状的连接轴和连接杆拼接成的。在空间里按照设计图把如此多的点位定位精准,难度可想而知。况且某一个轴或连接杆的装配出现细微精度差,都会牵一发动全身。

此外,令夏立没想到的是,好不容易在平地上把天线精度调整好,当天线“站起来”的时候,受重力影响,一些连接部位发生位移,大大超出精度指标范围。只能再一次身系保险绳,在天线的工作角度进行调整,“除了‘头朝下的姿势’没试过,我们在网兜一样的天线里凹各种造型。”

20多米的高度,对人的心理本身就是个挑战,更何况还要保证高精度的装配。克服重重困难,夏立的首次装配不仅满足了装备需求,还为这个国际大工程今后的批量生产提供了技术经验和理论数据。

站在SKA-P的脚下,夏立掩饰不住自豪。在他不时扬起的右手上,拇指和食指指肚上覆盖着一层厚厚的老茧,这是钳工这个职业在夏立手上留下的特殊印记。

3月1日7点52分,“嫦娥四号”着陆器已实现自主唤醒。作为世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器,“嫦娥四号”的精准落月,如果没有大天线——“天马”望远镜的精准指路,是难以想象的。

“0.004毫米,是望远镜的装配精度,如果做到0.005毫米,只是差了这几乎可以忽略的一点点,但十个月亮也找不着了。”夏立解释。

精准指向的核心,是个小小的钢码盘。起初,就算用磨床加工后,钢码盘的精度也只能达到0.02毫米,而夏立最终用手打磨到了0.002毫米,这相当于头发丝直径的四十分之一。

中国电科高技能带头人、河北省金牌工人、河北省军工大工匠、河北大工匠、河北省特殊贡献技师、全国技术能手、2018大国工匠……夏立几乎“拿奖拿到手软”。提到身上的诸多光环,夏立显得有些不好意思,但说到项目质量,他却当仁不让:“天上飞的,地上跑的,水里游的,经我手装配的天线有上千面,从没有出过质量事故。”

“每日一省”练就极致“手感”

在承担多项重大工程之外,2016年6月,以夏立命名的天线制造创新工作室成立,主要从事小型精密天线的装配工艺研究,尤其是小型机载天线。如今,在航空、航海、航天领域,特别是在无人机领域,这些天线得到了广泛应用。

这些小型机载天线所有的结构件都是靠一颗颗螺丝来连接的,所以夏立每天最基础的工作就是拧紧、固定那一颗颗螺丝。

拧螺丝,难就难在既要保证配件之间的相对位置达到规定精度,又要把螺丝拧紧,达到规定扭矩。而夏立的每一扳手下去,找准的是那千分之几毫米。凭着“手感”,夏立将小型机载天线的控制精度做到0.015毫米,这在整个行业内是顶尖的。

所谓“手感”,听起来很玄妙。用夏立的话来说,这是个“科学上解释得通,但书本上不会写的东西”。

从科学的角度解释,螺丝在拧紧的过程中,在扭矩增加的同时,物体会发生轻微的位移,这种微小的变化一定能够计算得出来。可这些细小的变化,跟物品的材质、形状等各种因素息息相关,何况每个天线上至少有三四百颗螺丝,拧一个螺丝都要去计算,显然不现实。

所以,试上几次便能摸清个中微妙的变化规律,是一个钳工“手感”的最高境界。螺丝的螺帽一般都是六边形,大多数时候,他们指导别人拧螺丝,都能直接用行话精确到“再拧两个面儿还是三个面儿”。

“表面看,拧螺丝是用手,可实际上得用脑。”不论是在同事的口中,还是在自我的评价里,夏立都并非人们印象中练坏几把锉刀、拧废几把扳手练出的大国工匠。更多的时候,同事看到的他举重若轻,总能轻松搞定各种“疑难杂症”。

“装配这门技术,基本上所有的知识书本里早写下了,几乎没有一个技术需要自己研发独创,之所以出现技术高下之分,关键还是在于是否‘手脑并用’。”从17岁进入54所当学徒,夏立已经在这里工作了32个年头。至今,他仍然保持着“每日一省”的习惯——每天下班回家后,在脑子里对当天的工作过一遍,是每天必不可少的功课。

在54所工程现场,向记者介绍完SKA-P的装配过程,夏立没有急着离开,他随手捡起旁边石渣路上的一根小树枝,俯身蹲在水泥地面上一边画示意图一边解释,这种天线的同类天线之前在澳大利亚已经装配了36套,原来设计师设计的天线面板上都是四边形,而这次设计却变成了三角形。“你看,三角形比四边形稳定多了,我想设计师的初衷也是想最大限度地减少结构变形。”

“我想的远比别人认为的要多。”折断手上的小树枝,夏立起身自言自语道。

在工作室,夏立有8个徒弟,“如何成长为一个好师傅,让每个操作人员成为装配专家”是他不断重复的话题——看到图纸时,把自己放在设计师的角度,理解设计的初衷;在施工装配时,把自己当成工艺师,思考有没有更好的加工方式和装配方案;在实际装配时,要清楚产品的用途,装配精度要求高的一定要高上去。

在天线加工技术领域,馈源加工是核心技术,精度要求小于0.1毫米,成型困难,合格率不高。薄壁异型铜馈源的加工制作更是难上加难。

目前在生产中,这类铜馈源主要是通过内嵌模具焊接的方式,将各个零件之间的平板面通过模具搭接固定。但有一次,设计师对馈源口角度进行了调整,按老办法操作,模具没办法取出。当时负责设计装配步骤的工艺师也手足无措。经过一番思考,夏立创新提出了异型铜馈源无模具定位焊接工艺。

“作为一名钳工,我只要按照设计师的图纸和工艺师设计好的装配步骤进行精准安装即可,但我这人就是‘闲不住’,看见人家解决不了的问题就老在心里琢磨。”作为技术带头人,夏立已经手握两项国家专利,在54所的新产品预研定型的技术分析会上,夏立也总在被特别邀请之列。

不追求“绝活儿”,团队创新出效率

3月2日,石家庄市鹿泉区的中国电科54所工程现场,夏立和同事们查看“SKA-P”天线图纸。 记者赵杰 摄

有媒体在采访时,总是不停嘱咐夏立,“讲讲你的‘绝活儿’。”

夏立一听马上摇头:“我又不是艺术家,不像人家徐悲鸿的马、郑板桥的竹,那是独一份儿。我做的是工业品,我独会那是不可能的。”

夏立非但不追求“绝活儿”,反而非常注重建立“1”的概念——把复杂的事情简单化,把简单的事情标准化。

其实在54所,夏立确实干过很长一段时间“绝活儿”。

当时,研究所做天线主要用于搞研究,几乎都是单台套生产,由于不投入量产,有时开会讨论做出改动也不会实时更新在图纸上,信息沟通不畅导致生产装配中出现很多问题,这时候,人们总习惯说“问夏立去”。

但随着研究所逐渐接受商业订单,对效率和标准化的要求也越来越高。

2012年,54所承接了一批小型天线的生产项目,两个月要完成500套天线的生产和装配。这在当时几乎是不可能完成的任务,“我们平时装一台都得三四天。”夏立解释道。

按照进度安排,他们要确保半小时下线一台。从原来的20多个小时缩短至半个小时,这意味着组织管理方式和装配工艺方案的全面创新。为此,夏立加强了人员培训和相关规范的制定,带领工人们首次尝试了小型精密天线流水线作业模式。

结果,效果出奇得好。

这次项目的小试牛刀,开始让夏立的关注点逐渐转向优化装配流程和建立相关规范。

在夏立的工作室,操作台上摆满了各式各样的小型机载天线半成品。如何以最少的时间、最高的精度调整同轴度,曾是夏立绞尽脑汁研究的重点。

这些小型机载天线主要分为两部分,一个是我们俗称的“大锅”,一个是承托“大锅”的U型架,U型架两个支臂上各有一个直径5厘米左右的圆孔,按照要求,在装配中要保证两个孔的同轴度达到0.02毫米。

“经过不断摸索,我们决定在装配时用一根直径5cm左右的钢轴穿过两个圆孔,来保证两个圆孔在一个水平位置。”夏立解释,装配过程中,要不停转动钢轴,一旦发现钢轴被锁死,就及时排查问题。此举不仅缩短了装配时间,也大大提高了天线的同轴精度。

为了找出最简单的方法解决精度和效率的矛盾,像这样的流程优化还有很多。

如今,工作室还形成了一个制度,每完成一项装配任务,参与装配的人都要写一份总结报告,供大家一起探讨,并成为今后工作的参考。夏立也会将他在工作中遇到的技术难点、要点以及工作心得整理出来,供大家参考。

大国工匠的内涵是什么?这是夏立一直在思考的问题。从实践中一步步走来,他渐渐感觉到,大国工匠意味着一种先进生产方式的引领。“我去安装一台天线比别人快了一个小时,这是自我价值的体现,但不如我带领团队去装配,共同提高效率,创造1+1>2的更大价值。”??(记者 周聪聪)

采访手记

勤劳之美?创造之美

“我们刚上班那会儿,专科毕业就能当个工艺师。现在普遍都是硕士了,甚至还有清华的博士,而且计算机也已经在工厂里应用普及了。”从17岁进入54所当学徒,夏立在钳工这个岗位30多年了,周围的变化无处不在,“我们要再不改变,就真跟时代脱节了。”

一句不经意的感慨,让人感受到时代的一路向前。

夏立的这30多年,是中国制造业飞速发展和急剧变革的一个缩影,中国制造正向着中国创造转变,中国速度向着中国质量转变,中国产品向着中国品牌转变。

提及工匠,人们总喜欢讲佝偻承蜩这样的典故。驼背老人为苦练捕蝉本领,他不回头不侧身,不因万物而改变对蝉翼的注意,捕蝉技艺最终达到了出神入化的境地。

然而,这个变革的时代,所需要的不仅仅是一个个“熟能生巧”的手艺人,除了需要执着与追求卓越的匠心,还需要紧跟时代步伐,勇于开拓创新。

美国发明家迪恩·卡门曾这样诠释工匠的本质:“收集改装可利用的技术来解决问题或创造解决问题的方法,从而创造财富,并不仅仅是这个国家的一部分,更是让这个国家生生不息的源泉。”换言之,工匠的劳动目标是通过技术整合来创造性地解决问题。

如今,在中国迈向高质量发展的进程中,更加需要“工匠精神”。

在参加“大国工匠年度人物”评选的过程中,来自不同领域的劳动者展示了他们的“工匠精神”。

十位当选的年度人物中,有焊接我国长征系列运载火箭发动机的技能专家高凤林,有破解复兴号动车组列车核心技术难题的焊工李万君,有我国深部地质找矿钻探领跑者、高级工程师朱恒银,还有突破进口发动机生产线技术封锁的设备维修工王树军……一位位“大国工匠”,在国家重大工程的关键领域、关键环节中创新技艺,引领制造业转型升级。

他们每个人,都是敢于攻坚、善于创新的匠人,都有着一种精益求精的精神理念。每一位“大国工匠”,都在各自岗位上沉浸其中精雕细琢,不弃勤劳之美的精神原色,展现创造之美的价值升华。

在夏立身上,我们还看到工匠精神的生动体现。他不局限于简单的“唯手熟尔”,有想法、重思考,在强调标准化和精细化的背景下,他结合自己的技术和经验,潜心研究优化工艺流程,主动创新,促使传统技艺与现代制造业发生奇妙的化学反应。同时,他摒弃了传统师带徒思想,关注如何通过标准和制度,来提升工作室整体装配水平。

河北需要更多这样的“大国工匠”,更需要让“工匠精神”生长发扬的环境,这样才能让每个“工匠”在制造上不断精进,在认识上不断升华,把一张张蓝图变为现实精品。??(文/记者 周聪聪)



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