铆工中的计算机专家[ 来源:中国劳动保障报 | 作者:杨峰 余琼 吴潘潘 | 更新时间:2018-12-29 | ]

  刘新儒是一名铆工,又精通计算机。有同事开玩笑说他既是铆工中最懂计算机的人,又是计算机人才里最好的铆工。

  这些年来,刘新儒所做的主要工作,就是把计算机技术同铆工这个行当结合起来,通过技术创新,让施工更精准、更智能,让效率和质量更高。

  从尺子到计算器

  1989年,刘新儒高中毕业,考入中石油第一建设公司技校,成为这所学校招收的首届高中毕业生班的一名学生。选专业时,父亲为他选择了铆工专业。

  铆工的工作,就是把钢板等金属材料等通过放样、下料、冷热成形,装配等加工流程,制作成某种金属结构。这类工作特别是其中的放样、下料环节并不是单纯的体力活,很费脑子,需要掌握识图、制图、计算料长、常用金属材料及热处理等知识,要用到很多数学知识。

  上中学时,刘新儒就非常喜欢数学,成绩也很好。在技校的铆工班,他的函数、图形等数学知识和较强的数学思维派上了大用场。

  从技校毕业后,刘新儒以名列前茅的成绩,被分到第一建设公司石化厂备料车间的下料班。下料班主要负责板材放样和下料,就是把钢板等材料按照需要的形状划在钢板上切割开,比如切割成圆锥体、球体等。

  下料班是厂里的龙头班,所从事的工作是装备制造的第一道工序,下料的速度和精确度直接影响着整个工程的产出量和质量。如果这个环节出了错,材料就会报废,后续工作也就没法干了,整个流程就得重来。

  刘新儒刚上班时,下料仍采取很原始的方法。几个人围着一块钢板,有拿尺子的,有弹粉线和打样冲点的,利用投影关系按照1∶1的比例在钢板上画出图形,然后再切割。

  比如,如果做一个圆锥体的话,就需要在钢板上“画”出一个扇形来,中间还要不停地计算、调整边的长度、角度大小等。老师傅打样冲点的时候很有节奏感,既快又准还很均匀。

  慢慢地,刘新儒发现,车间里“投影下料,一人拉尺,两人弹线”的工作方法比较落后,存在值得改进的地方。

  刘新儒想到,既然在钢板上计算并画样这么麻烦,是不是可以把这个步骤提前,不用尺子在钢板上量来量去进行放样取形,而是通过一定的公式先把图形的数值算出来?

  这毕竟是一项从来没有人进行过的尝试。为了保险起见,刘新儒先选了个简单的图形,开始了试验。他利用解析几何、三角函数等原理,把一些构件的边长、角度等,结合放样、下料的过程整理成公式。在具体施工中,把长宽高、直径等基本数据代入相关公式就可以了。

  一试,没问题!

  从易到难,一年时间刘新儒完成了30多种常用下料公式的推导和整理,基本实现了从投影画线到人工计算的跨越。原来需要3个人拉尺弹线干半个小时的活,使用新的工作方法之后,他一个人拿着计算器和笔,10分钟就能完成,误差率从1mm下降到0.5mm左右。

  从计算器到计算机

  新方法既快又省事,但从头到尾只有刘新儒一个人计算,没有人复检,出错就是在所难免的。1994年,接连出现的两次事故,让刘新儒不得不重新审视这种方法。

  一次,刘新儒下完料,零部件经过加工已经成型,进入组装阶段。结果工人发现因为刘新儒计算错误,把料下大了,零部件不合适。幸运的是,材料经裁剪后,部分板材还能用,却浪费了材料,也浪费了人力,耽误了时间。

  随后一次就没那么幸运了。刘新儒在为某个球形封头下料时,又一次计算错误,把料下少了。发现时球体已经成型,无法弥补,材料全部报废。

  刘新儒想,能不能省掉繁杂的计算过程,让下料变得再轻松一些?能不能通过机器制作出更加直观的图形,可以一眼就判断出计算结果是否有误?甚至机器本身就能自动校正错误,从而把误差率降到最低?

  他想到了机房里的计算机。

  当时,厂里有两台286计算机,每台机器都是花了两万多元的“天价”买来的,属于厂里的“宝贝”。

  作为一名学徒工,刘新儒连进机房的资格都没有。但是,他敏锐地感觉到,将计算机应用于下料是大势所趋。于是,他买了计算机方面的书,自学DOS系统方面的知识。

  为了掌握更多计算机技术,1995年,刘新儒考取了洛阳工学院(现河南科技大学)成人高考计算机应用专业。由于学校跟居住地之间没有公交车,每周六周日,刘新儒都会骑上一个多小时自行车去学校上课。碰巧,厂里分来了一名计算机专业的高校毕业生,刘新儒经常向他请教计算机方面的知识。经过摸索,刘新儒设计出了DOS系统下常用下料程序。

  这款计算机程序很管用,也很好用。程序具有自动纠错功能,如果输入不合理、不正确的数据,系统就会自动检查出来,无法生成下料数据或图形。

  从286到386再到486、586,随着操作系统的变更,刘新儒不断更新自己的计算机知识。有了计算机这个帮手,刘新儒如虎添翼,工作的智能化水平有了跨越式提升。

  铆工中的计算机专家

  但是,由于DOS系统专业性太强,而且没有可视化界面,全部操作都要靠输入字符,整个车间只有刘新儒一人会操作。随着采用图形化模式的Windows系统面世,刘新儒又开始琢磨,能不能改变原有程序,让其在Windows系统下也能操作,从而让车间里的更多人能够操作程序。

  设计Windows系统下的程序,需要把原来DOS系统下的程序逐一转化过来。Windows系统在当时还是新事物,刘新儒又开始了新一轮自学。

  没想到,在第一个程序转化完,进行调试的时候,便遇到了困难。那是一个简单的锥体放样程序,计算结果始终与实际数据有差距。刘新儒把每一个标点出现错误的可能性都排查了,仍找不到原因。他不断地调试程序,像是着了魔,把所有工作之余的时间都用上了。有时候正吃着饭,脑子里一个念头一闪而过,他便马上放下筷子起身拿起纸笔就开始算。有时候半夜梦到编程,醒来就再也睡不着,翻来覆去思考问题到底出在哪里,一直想到天亮。

  艰难攻关3个月以后,第一个程序调试成功了。

  2001年,当刘新儒将构件按照图纸设计要求,在对应的系统图形界面输入参数,屏幕上马上显示出构件的三维示意图,并自动计算出所需的实际尺寸。这时候,刘新儒和周围同事们都知道,盼望已久的智能下料系统研发成功了。有了这套系统,车间里的每名铆工都可以轻松操作电脑自动放样下料。而且,由于图形直观,合理的排版减少了边角余料的浪费,劳动效率成倍提高。下料车间原来一年干2000吨钢板的活,通过这套系统一年可以干一亿多吨钢板的活。

  从计算机到机器人

  计算机下料系统大功告成之后,刘新儒又开始琢磨,可不可以将电脑与数控切割机连接起来,让计算机直接指挥切割机操作?

  厂里有台数控切割机,是从其他单位转过来的,因为编程复杂、调试困难,这台价值56万元的先进设备就一直闲置着。刘新儒打起了这台数控切割机的主意。

  他先到郑州纺织机械厂等单位观摩数控切割机的工作原理,看机器到底怎么用,又从上海中船公司引进一套数控切割软件进行改造。最终,形成了数控切割零件的自动生成模块,实现了下料系统软件与数控切割的无缝对接。工人不但可以用计算机计算结果,指挥切割机操作,还能实现钢板的最优化排版,原材料的利用率从87%提升到94%以上,每年节约材料费120万元。

  刘新儒的研发之路并未就此止步。

  2013年,刘新儒注意到,厂里的球罐制造在下料放样计算方面,技术已经很成熟,但在净料画线、净料切割方面,还有革新空间。他主动请缨,带领一个研发团队并联合国内一家技术公司,历时一年,先后攻克了曲面板自动检测技术、激光画线技术、视觉跟踪切割技术等多项技术难题,成功研发了曲面板自动画线切割机器人。

  这一技术创新不仅实现了球壳板净料的自动画线,在净料切割方面,更是在国内首次实现了球壳板双面坡口的一次成形,极大地提高了产品质量和施工效率。工人只要输入数据,计算机便直接将计算结果传输到切割机上,由切割机自动进行切割,带着高清摄像头的“电子眼”跟踪检测,不仅精度高,稳定性好,速度还快。目前,该机器人已成为公司球罐制造的核心利器,先后为企业节约人工成本200余万元。

  刘新儒从技校毕业进厂的时候,工厂周边还是一大片田地。如今,工厂已经被高耸的居民楼包围。工作之余,漫步在厂区,刘新儒时常会感叹这些年来经历的变化:机器越来越先进了,效率提高了,差错率降低了,产量大大增加了。

  刘新儒在这个行当的探索创新,还将继续下去……