那些追逐太阳的年轻人
——记秦皇岛博硕光电自动化装备用精密机械零部件设计创新工作室
河北大工匠
■褚凌越（左）、石磊（中）、刘正宾讨论精密活齿减速机
班组名片
秦皇岛博硕光电自动化装备用精密机械零部件设计创新工作室，是一个以80后为主体的技术创新研发团队，30多位成员在“追逐太阳”的过程中，闯劲十足，锲而不舍，勇攀高峰，成长为行业的翘楚，先后获得“河北省工人先锋号”、“全国工人先锋号”称号。
班组速写
“我一直认为，最好的生活方式不是躺在床上睡到自然醒无需工作，也不是坐在家里无所事事有佣人服侍，更不是走在街上随意购物，而是和一群志同道合的人，一起奔跑在理想的路上，回头有一路的故事，低头有坚定的脚步，抬头有清晰的远方。”这就是这群80后的信仰与追求。
为了技术研发，可以披星戴月、错过佳节；为了试验验证，可以重复做十次、二十次，甚至更多；为了精益求精，可以把编程做到第18稿；为了勇攀高峰，不惜破釜沉舟、打破自我，重头来过……这就是这群80后的扎实脚印。
秦皇岛博硕光电设备股份有限公司是一家以太阳能产业为核心，集太阳能电池组件封装、测试全套设备科研、生产、销售、安装、服务为一体的股份制公司，2014年建立自动化装备用精密机械零部件设计创新工作室，董事长曹耀辉亦是其中一员。
从那时起，工作室追风逐日，火力全开，聚焦太阳能光电设备的研发，在自动化机械设备领域深耕，逐渐结出了累累硕果。
这是一份沉甸甸的成绩单：三年来，工作室累计申请获批国家发明专利8项、实用新型专利39项，培养创新型人才32名，为公司创造产值1.2亿元、利税950万元。
■工作室全家福
1 灵感火花：从头脑风暴和不懈坚持中来
“无灵感不创新，从事技术创新和研发，没有灵感行不通、走不远。要想碰撞出灵感的火花并且抓住它，我们的做法就是‘头脑风暴’加上锲而不舍的坚持和探究。”工作室主任石磊是一位80后硕士，他深有感触地说。
何为“头脑风暴”？面对记者的疑问，石磊微笑着介绍，创新工作室在遇到技术难题时，都会成立攻坚小组，大家集中在一起讨论、商议，面对面来一次“头脑风暴”，通过思想的碰撞、观点的碰撞、细节的碰撞，擦出思想的火花和创新的灵感。
追求光伏组件生产流水线全套设备的自动化作业一直是博硕公司研发的目标，裁切机在整条流水线自动化研发过程中占重要地位，裁切铺设自动化的实现将很大程度上减少组件厂商的人力成本和劳动强度，同时，对生产效率和组件质量的提升提供有力保证。
石磊介绍，裁切机作为一套完整的系统，设计之初存在着各种各样的研发难点，如裁切尺寸精度的保证、裁切刀口的直线度、牵引铺设的位置精度……首先，通过“头脑风暴”，他们对各个问题一一作出解答，经过几轮的讨论研究与试验验证，逐一实现新功能与新性能的要求。
裁切刀研发过程中，由5人组成了独立攻坚研发小组，理论设计中参考不同行业的裁切刀结构，先后设计并讨论了如报社裁切报纸用的剪裁裁切刀原理、机床高速旋转切割刀原理、家庭用手工剪刀剪裁原理、农村铡秸秆用的铡刀原理……通过多次技术研讨与试验验证，有的方案甚至未开始试验就被否决；有的方案成功了一次、两次，甚至超过十次以上，可是最终由于不稳定而失败；有的方案第一天让大家看到了成功的希望，可是第二天再次开机运行时又陷入失败……一个个方案的失败，一次次跌倒后的爬起，使小组成员筋疲力尽，心理上的巨大压力让这群80后工程师备受煎熬，但谁也不言放弃。
一次，剁刀结构的试验又一次失败。正在大家一筹莫展之时，董事长曹耀辉提议去财务室拿装订票据用的裁剪刀。就在会议桌上，曹耀辉亲自动手，一张a4纸裁切得整齐准确。大家立即围了过来，“可不可以多加几张纸，用来模拟材料的强度？”有人提出。“可以，用四张纸一沓，你们自己来试试效果。”几个跃跃欲试的年轻人立即动起手来。看着一次次纸张被顺利裁剪，大家激动不已，又进一步讨论细节，包括裁切刀具刀口的设计、裁切重合角度的调整、刀具裁切过程中的动力问题等。那一夜，就是这样一个小小的灵感迸发，令大家兴奋不已，仿佛看到了即将成功的曙光。
第二天，研发小组快速设计，催促车间尽快安排生产，不到一周就做出了样机。“看着样机展现在眼前，没有人敢保证肯定能成功，但是大家激动的心情已经按捺不住。”研发团队的刘正宾回忆说。
在车间里，宋爱军、温常亮、李东广、朱俊付、刘正宾等合力对裁切刀部分进行了最后的检查与调试，确认完毕后，宋爱军双手扳下操作手柄，只听见“咔嚓”一声，太阳能背板材料被切下来一大半，但另一半却悬挂在了半空。怎么会这样？这一下，大家的心情又跌到了谷低，失望之情表露无遗。
当时，李东广、温常亮提出再将刀具的裁剪角度调整一下，应该就没啥问题了。经过现场观察与讨论，大家纷纷发表看法，最终，几位研发师抱着再试试的想法，再次进行角度调整，这次的效果真的有了一些改进。
就这样，反反复复，经过一整天的调试，直到天色将晚，机械旁的宋爱军忽然大喊“我们成功了”。闻听振奋人心的消息，大家快速围拢过来，看着裁切刀手柄一次次被扳下，太阳能背板材料在刀口上随着“咔嚓”、“咔嚓”的声响一条条落地，“成功喽，成功喽！”欢呼与鼓掌声响彻整个车间。
■褚凌越检查机械手伺服系统的安装及调试
2 试错纠错：去伪存真寻找通往成功之路
“失败是成功之母”“研发设计有时候就是我们在不断试错、纠错，寻找成功的路”……这样鼓励的话语，董事长曹耀辉经常向研发团体讲起，“不怕失败、敢于试错、不断纠错”也已经内化成为每位年轻研发设计师的自觉行动。
与固定式光伏组件发电系统相比，利用太阳能追踪系统可以有效提高发电效率，在市场上尚属空白，因此研发一套高效的太阳能追踪系统便成了博硕公司的一项重点。
“太阳能追踪系统对公司来讲是一个全新的领域，系统研发之初，团队成员都比较迷茫，这套太阳能追踪系统和公司之前的产品几乎没有交集，属于纯粹的从零开始。”石磊介绍说。
在经过一系列的查找资料和开会交流后，他们终于明白了何为“追日”。简单地说，太阳和地球之间每时每刻都有一个相对的角度，这个角度可以分解为高低角度及方位角度，设计太阳能追踪系统的目的就是为了使光伏组件始终正对着太阳，保持最高效的光能吸收。
在明确了系统的工作原理后，大家立即投入到了紧张的设计研发之中。
在机械设计方面，最为关键的部件是与电机配套使用的减速机，减速机的精度及使用寿命直接决定着整套系统的成败。虽说在这方面，研发小组的年轻人有着相当丰富的经验，但是对于在室外使用并且具有很高精度要求的减速机，他们也没有十足的把握。原型减速机的试验就出现了在实验室环境下运行平稳，但在室外却丢转、运行不稳等问题。大家百思不得其解，在经过了连续多天暴日下的试验观察后，终于发现原来是密封不严这种被忽视的小毛病在“捣乱”。
在电子方面，需要设计出一套控制系统，来实现电机的驱动控制、外部环境信号的采集等多项功能，以完成对太阳的追踪。设计之初，在电机的启、停上经常遇到短路的情况，烧毁了好几台电机。“我们反复论证了，在理论上我们的程序是没有问题的，大家一直对这个现象比较纳闷儿。”主要负责此项研发工作的褚凌越至今回忆起来，依然对烧毁电机的事心有余悸。最终，又经过几轮集体的细致分析讨论，才发现原因出在电机停止瞬间会有一个反向电流冲击，由于电路未加反向保护而引起了短路。在电路板上加装一个保护器件后，问题便迎刃而解。
在编写系统控制程序过程中，研发小组采用了传统的天文算法作为程序编写的依据。初始程序运行过程中，总是出现跟踪位置不准确、出现异常动作的情况。负责程序编写的研发师连续多日在现场调试程序，遇到错误的地方马上修正。
在经过半个月的现场完善后，整套系统终于达到了良好运行状态，跟踪精度达到1度以内，超过设计要求。目前，这套太阳能追踪系统样机已经正常运行了近8个月，累计发电8000多度。
“在通往成功的路上，会遇到各种各样的困难。但是，绝不能退缩，也不能放弃，披荆斩棘，不断纠正偏差，定会敲开成功的大门。”负责自动化研发工作的刘正宾，道出了自己的心得。
■太阳能追踪系统
3 勇攀高峰：追求卓越永远不会停止脚步
在国内太阳能组装设备领域，“博硕”品牌家喻户晓，而提到博硕，最先想到的就是它的层压机。如今，博硕层压机不仅在国内占到了第一的市场份额，而且远销欧洲、美国、巴西等世界多个国家和地区。
作为太阳能封装领域的重要组成部分，层压机不可或缺，可以说是一个“香饽饽”。这吸引了越来越多的企业进入到这个行业分享蛋糕，在短短几年内，层压机制造企业迅速增加，国内国际竞争日趋白热化。另一方面，由于太阳能设备自动化水平快速提高，为了适应高效的生产需求，提高层压机的效率势在必行。在这样的大环境大背景下，博硕坚定走创新发展之路，大胆思考，追求卓越，勇攀高峰，2015年初作出了一个重要决定——发展双层双腔层压机。
石磊介绍，双层双腔层压机优点颇多，据测算，不仅提高生产效率，一台双层双腔层压机相当于过去4台普通层压机的产量，而且其占地面积更小，可以节省一半以上的面积。
方向确定了之后，研发团队开始发起冲锋。
依靠企业多年积累的层压机设计经验，团队先后确定了多个设计方案，并最终敲定优选方案，进入到细节设计。有时候，团队会在一个重要细节上讨论的非常激烈；有时候，团队会加班到深夜，进行一个部件的详细设计校验；有时候，会顶着酷暑在外面进行部件的测试……就这样夜以继日的奋战，终于新型机的最终方案出炉了。
接下来，进入到实验机的生产阶段。在生产过程中，又遇到了很多“拦路虎”，比如焊接精度的保证，加工后强度是否达到要求等。新型机在装配调试阶段，很多没想到的设计和加工问题也显现出来，比如孔的位置、两个平面的平面度、零件的加工精度等。在每个问题面前，研发团队和生产车间都通力合作，共同讨论m6米乐网页版的解决方案。
经过一年多的努力，今年3月，国内首台新型双层双腔层压机终于研制成功。
“要说敢于破釜沉舟、超越自我，勇攀行业高峰，那就不得不提开发自动生产线控制系统的那段激情燃烧的岁月，那可是我们公司打的一场硬仗。”公司工会主席王铁炼向记者介绍。
当时，公司原有的生产线设计产能、电气控制系统能力和方式、施工交货周期都达到了瓶颈，但客户又在不断提出更高的要求，如缩短施工工期、提高产量等。大家面临进退维谷的窘境：不变革维持现状，势必会越来越尴尬；若在原有设备基础上进行优化，虽会有一定的改善，但基于平台的限制，也只是权宜之计；若更换控制系统，则之前多年的技术积累等于完全放弃，所有的图纸、选型以及控制编程都要重新来做，而且全部工程师都要重新学习培训。
怎么办？经过再三讨论、权衡，董事长曹耀辉毅然拍板：不破不立，要改就彻底变革，上新系统！
打破重来，其难度可想而知。石磊介绍，项目前期一切都是迷茫的，选型，绘图，系统架构，网络冗余等，大家分工协作，一起努力，找资料，查手册，听培训，然后互相沟通，共同分享。“真的无法数清，有多少个夜晚披星戴月，有多少人在现场摸爬滚打，有多少次的修改，有多少代码的敲入，才将系统慢慢地建立并迅速完善起来。”
记者在研发人员的电脑上看到，新系统程序文件被先后冠以的名字非常有趣：原始版、终极版、终极版1、终极版2、最终极版、最最终极版、最最最终极版、最终版不改了、最终版再也不改了版、最终版打死也不改了版、最终版说啥也不改了版……足足排列了18个，其改动的频率之高可见一斑。从中，也不难感受到工程师由平静到躁动，到不耐烦，到崩溃，再到从容淡定的心路历程。这背后，是每位工程师对勇攀技术高峰的执着和热爱。
■裁切铺设一体机研发小组
4 坚强后盾：软硬兼施营造技术创新氛围
“我们工作室有公司做坚强的后盾，大家再苦再累也踏实、值得！”石磊介绍说，目前，工作室共有设计部、研发部、生产部、质检部等7个部门，人员39人，平均年龄33岁，其中80后占到了35人。公司为这个年轻团队“舞刀弄枪”提供了有力支持。
为工作室配备完善的研究开发及试验条件，拥有固定办公用房、试验、试制场所3000多平方米，各类设备、检测仪器价值800多万元，科技资料500多册，科技报刊10多种。
对技术研发实行“项目制管理，订单式开发”，在人、财、物等各方面给予全力支持，充分调动技术人员的创新积极性。
在公司全面推行质量管理，推行自检互检制度，最大限度地消除质量异常的影响。通过班组内相互交流，促进员工感情沟通，提高团队意识，营造团结协作、互帮互助、和谐向上的班组文化。
为了加强技术工人队伍的建设，鼓励职工立足岗位学技术，定期安排创新工作室成员对职工进行技术培训，充分提高技术工人的骨干作用和创造力。为提高技术工人的创造力和生产过程中解决关键技术的能力，每年举办“小改小革工艺攻关”成果评审会，调动各类人才的积极性和创造性。
……
工会主席王铁炼介绍，技术创新是博硕公司不断发展壮大的不竭动力，对于创新团队，公司把他们视为了“掌上明珠”，精心呵护，用心关爱，给舞台，给政策，给激励，使他们迅速成长了起来。
■文、图/本报记者朱润胜
编辑：
责任编辑：
审核：
