10月24日,星期一,霜降。
天高云淡,红星所里的老槐树,几片黄叶挂在枝头,风一吹,晃晃悠悠地飘下来。
吕辰支好车,拎着帆布包往里走。
走廊里,三三两两的人往会议室方向去,有人手里拿着笔记本,有人夹着图纸,脚步都不慢。
会议室里已经坐了二十来个人。
长条桌摆成回字形,桌面上铺着墨绿色的绒布,每个位置前放着一个搪瓷杯,杯子里已经泡好了茶,茶叶梗浮在水面上,散发出一股茉莉花香。
刘星海坐在主位,面前摊着一个黑皮本子,本子旁边搁着一副老花镜。
李怀德坐在他右手边,正跟旁边的周主任低声说着什么。
周主任今天穿了一身新军装,领口的风纪扣系得严严实实,肩章上的星星擦得锃亮,面前的桌上一字排开几个文件夹,每一个都贴着标签,字迹工工整整。
宋颜教授靠窗坐着,手里攥着一支铅笔,眼睛看着窗外,不知道在想什么。
方教授坐在他对面,正跟汤渺教授小声讨论着什么,两个脑袋凑在一起,声音压得很低。
赵老师坐在靠门的位置,面前摊着几张图纸,图纸上用红蓝铅笔标得密密麻麻,旁边还放着一个搪瓷缸子,缸子里的茶已经凉透了。
魏知远教授坐在刘星海对面,面前放着一摞资料,最上面是一本蓝色封皮的手册,上面印着“数字孪生系统工艺参数汇编”几个字。
谢凯坐在角落里,手里拿着一个笔记本,正在翻看什么。
吴国华坐在他旁边,两只手搁在桌上,手指有一下没一下地敲着桌面。
吕辰找了个靠边的位置坐下,诸葛彪和钱兰也跟了进来,三个人挨着坐成一排。
八点整,刘星海敲了敲桌子,会议室里安静下来。
“开会了。”他声音不大,但很清楚,“大家把最近的工作情况过一遍,周主任先来。”
周主任站起来,把面前第一个文件夹打开,清了清嗓子。
“我先汇报一下4+2人才培养方案的落实情况。”
他一开口,政工干部的气场就弥漫开来。
“全所1580名研究员的个人技术档案,已经全部建立完毕。档案内容包括个人履历、技术专长、项目经历、论文报告、学生信息、考核评价等六个大类、21个子项。档案由各实验室主任审核,政治部备案,每半年更新一次。”
他翻开第二页,继续念。
“新招的300名新人,已经全部分配到导师名下。其中科班出身的110人,由高级工程师或研究员直接带教;工人子弟一130人,由八级以上老技师带教;军队转隶的60人,由有军工项目经验的研究员带教。导师带教情况纳入年度考核,带出的学生能独立承担课题的,导师有额外奖励。”
他顿了顿,翻到下一页。
“新立项的课题中,有43个课题明确由新人牵头承担。”
周主任把文件夹翻到最后一页。
“有17名去年进所的研究员,已经具备了独立带新人的能力。他们每人带了一到两名今年新进的人员,形成了初步的人才梯队。”
他合上文件夹,看着刘星海。
“另外,理论研讨工作和读书班会议已经在全所开展,进入常态化阶段。目前全所成立了11个读书小组,每周活动一次,主要学习《实践论》《矛盾论》以及各专业领域的基础理论着作。政治部提供学习材料,各小组自行组织,每季度汇报一次学习成果。”
刘星海点点头:“读书班这个事,不要搞形式主义。读什么、怎么读,各小组自己定。关键是结合工作实际,学以致用。”
周主任应了一声,坐下。
刘星海看向其他几个方向:“方教授,你们那边怎么样?”
方教授把手里的烟掐灭,走到发言席前:“微波探伤那边,样机已经完成了实验室验证,已经在厚板车间试用,效果不错。”
他从桌上拿起一份报告,翻开第一页。
“当前的试用的结果是:检测灵敏度达到0.8毫米,误报率3%,漏报率0.5%,达到设计要求。工人操作熟练以后,检测一块两米见方的钢板,大概需要十分钟。以前用x光,同样的钢板,要搬进专门的铅房,拍片子、洗片子、看片子,一套流程下来,至少两个小时。”
他把报告放下,声音提高了一些。
“关键是成本。一台样机的物料成本,420块。如果批量生产,能降到300块以内。x光探伤设备,最便宜的也要上万块,还得配专门的铅房和防护设备。微波探伤不用,一个人拎着走就行。”
台下有人小声议论起来。
方教授继续说:“所以,经过工业监测中心集中研讨,提出一个建议。”
他看着李怀德和刘星海,停顿了一下。
“建立在红星轧钢厂旗下,成立一个专门的仪器分厂?主力生产三种设备:电子耳朵、红外测温枪、微波探伤仪。这三种设备,技术上有共通性,应用场景也大致相同,都是工业探测,都是面向全国工业战线的兄弟单位。”
李怀德坐直了身子:“方教授,您详细说说。”
方教授掰着手指头算。
“第一,市场够大。全国有多少家工厂?上万家。每一家都需要设备监测、温度监测、缺陷检测。现在这些设备,要么进口,要么没有。我们做出来,就是填补空白。”
“第二,技术够成熟。电子耳朵、红外测温枪已经在全国推广多年,反馈很好。微波探伤通过了试用验证,随时可以投产。”
“第三,效益够好。一台微波探伤仪卖2000块,成本420块。100台就是16万毛利,1000台就是160万。这些钱,可以反哺研究所的研发。”
他说完,看着李怀德。
李怀德沉默了几秒,然后点点头:“这个建议好,现在我们已经有电子耳朵和红外测温两个生产车间,产量也在一直扩大,再加上这个微波探伤仪产线,共同组建红星工业探测仪器分厂是有基础的。我会后就立即向工业部报告,批准的概论很大。”
方教授回到座位上。
接下来,陶瓷材料研究中心、数字孪生实验室、集成电路实验室、机床实验室、次生能源实验室……
最后到了自动化控制中心。
赵老师走到发言席前,从兜里掏出几张图纸,摊在桌上。
“自动化控制中心这边,最近遇到一个大问题。”
他开门见山,声音里带着疲惫。
“产线的自动化改造,已经在兄弟单位全面铺开。现在全国有130多条产线,用上了咱们的自动化方案。反馈很好,成本低、见效快、维修方便,特别适合在老产线上推广。”
他顿了顿,话锋一转。
“但问题也来了。”
他拿起桌上的一张图纸,展开,是一张控制柜的电路图,密密麻麻的继电器、电阻、电容,看得人眼花缭乱。
“每一条产线,都要定制控制柜。轧钢线的控制逻辑,和热处理线不一样;热处理线的控制逻辑,和锻造线又不一样。同一条轧钢线,普碳钢和合金钢的工艺参数也不一样。每个系统都是定制的,每套控制柜都要重新设计电路、重新画版图、重新流片。”
他把图纸放下,看着刘星海。
“集成电路实验室那边,已经被我们折腾得够呛了。宋教授说,这活干不完。”
宋颜教授在旁边哼了一声,没说话。
赵老师继续说:“我在想,能不能换一个思路。”
他从兜里掏出另一张图纸,展开,铺在桌上。
这张图比刚才那张大了一倍,上面画着一个方方正正的框图,每个模块都用红笔标着编号。
“咱们能不能做一台通用的机器?一台可以编程的机器,让它跑不同的程序,就能控制不同的产线。不用每次换硬件,只要换一张二维卡。”
会议室里安静了一瞬。
赵老师指着那张图,声音越来越大。
“这台机器,要能扛得住车间的温度变化、电压波动、电磁干扰,能一天24小时、一年365天不关机地跑。它的指令集不用太复杂,但要实时响应,要能在毫秒级的时间里完成控制决策。”
他直起腰,看着刘星海:“刘教授,我建议立项,研发工业控制计算机。”
会议室里安静了几秒。
宋颜教授第一个开口:“赵老师,你说得轻巧。”
他把手里的铅笔往桌上一放,靠在椅背上。
“你知道按你这个需求,芯片从哪儿来吗?一台机器,少说要用几十块芯片。你要做一百台,就是几千片。这个量,扛得住吗?”
他顿了顿,又说:“再说架构。什么芯片?什么指令集?怎么保证可靠性?怎么保证实时性?这些你想过没有?”
赵老师不慌不忙:“宋教授,你说的这些,是你们集成电路实验室的事。我们只提需求。能做到什么程度,大家一起讨论。”
他指了指桌上那些图纸:“而且,我们不是光提需求。我们已经在收集所有生产一线的电路了。轧钢线的、热处理线的、锻造线的、轴承线的。每一套控制柜的电路图,我们都收上来,分析它们的共性。哪些算法是每个产线都要用的?哪些逻辑是每个产线都要跑的?顺序控制、连锁保护。把这些共性抽出来,就是工业控制计算机的指令集基础。”
魏知远教授开口了:“我支持赵老师的想法。”
他翻着面前那本蓝色封皮的手册。
“数字孪生系统,现在已经固定了17种特种钢的工艺参数。但这些参数怎么用?靠人工从二维卡里读出来,再手动设置到控制柜里。这不是‘智能’,这是‘人肉搬运’。真正的智能化,应该是计算机自己读参数、自己调模型、自己优化工艺。没有计算机,数字孪生就是空中楼阁。”
方教授也点头:“我同意。工业控制计算机如果做出来,我们的传感器就有了真正的用武之地。‘电子耳朵’、红外测温枪,这些设备现在只能独立报警,没法跟整个控制系统联动。如果有了计算机,传感器数据可以直接参与控制决策。”
汤渺教授在旁边补充:“陶瓷刀具的切削参数,也需要计算机来优化。不同材料、不同硬度、不同切削速度,参数都不一样。靠工人经验,能用的只是少数几个组合。如果计算机能自动匹配最优参数,刀具寿命还能再延长。”
刘星海听了一会儿,忽然开口:“小吕。”
吕辰抬起头。
“你说说,如果做这个工业控制计算机,架构怎么设计?”
会议室里所有人的目光都聚到吕辰身上。
对于工业控制计算机,吕辰还真的认真想过,甚至早在星河计划成立之初,就开始琢磨了。
因此,听见刘星海教授点名,他也不怯场。
他起身思考了一下,回答起来。
“我的想法是,技术上要把握三个原则。”
“第一,模块化。把计算机拆成五个独立的模块,每个模块负责一件事。这样做的好处是,哪个模块坏了换哪个,哪个模块需要升级就升级哪个,不影响其他部分。”
“第一个模块,中央处理模块。这是整台机器的‘大脑’。简化昆仑工程的控制核心就可以,不需要向量运算,不需要浮点单元,只要定点运算和逻辑控制就够了。指令集要精简,大概三四十条指令,专门为工业控制设计的。”
他补充道:“这个模块要双冗余。主核心跑程序,辅核心负责监控。主核心如果死机,辅核心在几毫秒内接管。控制生产线,不能停机。一秒钟停机,可能就是几吨废钢。”
与会众人轻轻点头。
“第二个模块,输入输出模块。这是机器的‘眼睛’和‘手’。所有的传感器信号,都接到这个模块上。‘电子耳朵’、红外测温枪,输出的是数字信号还是模拟信号?得统一接口标准。”
他看着方教授:“我建议做两种I/o板。一种数字量I/o,开关量、脉冲量,用光电隔离,把车间里的高压和计算机隔开,保护机器也保护人。一种模拟量I/o,四到二十毫安电流信号或者零到十伏电压信号,用高精度模数转换器,把连续变化的物理量变成数字。”
“I/o模块也要模块化。一条生产线需要多少路输入输出,就插多少块板子。不够了再加,多了就减。标准化、积木化,但不再是每次重新设计电路,而是插拔板子。”
他竖起三根手指:“第三个模块,存储模块。需要三类存储器。”
“第一类,程序存储器。用只读存储器,存操作系统和控制程序。写进去就不改了,防止程序被意外破坏。第二类,数据存储器。用正在研发的存储芯片,存生产过程的实时数据。温度、压力、速度,每秒钟记一次,记在循环缓冲区里,满了就写到磁带上。第三类,参数存储器。用可擦写存储器,存工艺参数。不同的钢材、不同的规格,参数不一样。工人插一张二维卡,机器就把参数加载进来。”
他的声音沉下来。
“第四个模块,电源模块。要单独做。”
“车间里的电压波动大,还有大电机启动时的浪涌。普通计算机的电源扛不住。我建议用冗余电源设计,两个电源模块并联,坏了一个另一个继续供电。再加一个后备电池,停电的时候能撑几分钟,让程序正常退出、数据保存好。”
赵老师点点头。
“第五个模块,通信模块。跟别的机器说话。”
“我建议做两种通信方式。一种是有线的,用二维卡系统,物理隔离,不怕干扰。另一种是无线的,用‘电子耳朵’的技术,但频率要专门分配,防止跟别的设备冲突。将来一个车间可能有十几台这样的计算机,它们要能互相交换数据、协同工作。轧制线告诉热处理线‘板子过来了,准备接收’,热处理线告诉质检线‘这批钢材的工艺参数是这样的’。这不是科幻,这是五年之内必须要实现的事。”
“五个模块,通过总线连接。总线协议用昆仑工程的标准,所有模块都遵循同一个规范。这样,不管哪家单位做的模块,插上去就能用。”
吕辰说完,坐下。
会议室里安静了一会儿。
宋颜教授开口了,声音比刚才缓和了一些。
“这个架构,技术上可行。但我还是那个问题,芯片从哪儿来?这一台机器,少说要用几十块芯片。现在的产能,扛不住。”
赵老师立刻接话:“宋教授,你要换一个思路想。”
他讲起了道理:“现在一条自动化产线,要用多少块‘掐丝珐琅’电路板?少说二三十块,多的上百块。每块电路板上焊着几十个晶体管、电阻、电容。一台工业控制计算机,可能也就几十块芯片。但这一台机器,能管一条产线。”
他说了几个数字。
“130条产线,每条产线二三十块板子,就是两三千块板子。每块板子上几十个晶体管,就是几万、几十万个管子。但如果用工业控制计算机,130条产线,只需要130台机器。每台机器几十块芯片,总共也就几千块芯片。”
他看着宋颜:“而且,这种芯片不是定制芯片,他能上6305厂的生产线批量生产,不占用集成电路实验室的中试线。6305厂的生产线,良率已经上来了,一个月能出1000多片芯片。一台机器用几十片,一年也才几百台。这个量,扛得住。”
宋颜教授没有再反驳,靠在椅背上,手指转着铅笔,若有所思。
刘星海开口了,声音很慢,但每个字都很清楚。
“赵老师这个想法,我想了很久了,甚至从星河计划成立那天,就开始想。”
会议室里安静下来。
他摘下眼镜,放在桌上,揉了揉眉心:“大家认真思考一下,如果这台计算机做出来,意味着什么?”
他看着在座的人,目光从一张张脸上扫过去。
“意味着,我们用集成电路,重新定义了工业。以前是‘机器代替体力’,现在是‘计算机代替脑力’。这不是技术进步,这是工业革命。”
他停了几秒,让这句话在会议室里回荡。
“小吕提出的模块化、冗余化、实时化架构,方向是对的。这本质上是在定义一套‘中国自己的工业控制标准’。以后全国所有的自动化产线,都按这个标准来设计。这意味着我们的星河计划在工业领域找到了自己的道路。”
他重新戴上眼镜,翻开面前的黑皮本子。
“我批准立项。”
他写下几行字,然后抬起头。
“赵老师,你负责组织学生,编一套工业控制专用语言。让工程师用起来顺手,不要搞那些晦涩的指令,要让工人插上二维卡就能跑。pId算法、自适应控制、数据采集与记录,这些都要做成标准模块。编程机那边已经做出来了,正好用上。”
赵老师点头:“好。”
“集成电路实验室负责芯片设计,以及最后的系统集成。做出一套‘芯片、I/o、软件、通信、标准’整个工业控制的体系,把五个模块拼起来,搭出原理样机,跑通整个流程。”
他看着宋颜:“宋教授,这个事,跟昆仑工程一样,是‘种子工程’。种下去,长出来的是一片森林。”
宋颜点点头,没说话。
“工业监测中心配合I/o模块的设计。‘电子耳朵’、红外测温枪,都要跟I/o模块对接。要设计一套标准的I/o接口规范,定义清楚信号类型、电平标准、通信协议。以后所有传感器和执行机构,都按这个规范做。”
方教授应了一声。
刘星海合上本子,看着在座的人。
“行了,散会。各中心把具体方案报上来,下周一再议。”
人们开始收拾东西,搪瓷杯碰撞的声音、椅子挪动的声音、说话的声音混在一起,会议室里重新热闹起来。
吕辰站起来,把笔记本揣进兜里,跟着人群往外走。
走到门口的时候,刘星海叫住了他。
“宋教授、小吕,你们来一下。”
吕辰和宋颜走跟着刘星海教授进了办公室。
刘星海招呼二人坐下,沉默了几秒:“宋教授,小吕,你们知道我为什么会推这个事?”
宋颜和吕辰没说话。
刘星海看着窗外,声音很低:“现在全国有130多条产线在用我们的自动化方案。明年呢?后年呢?这个数字会翻几倍。如果每条产线都要定制控制柜,集成电路实验室就是累死也做不完。”
他转过身,看着二人:“但如果我们有一台通用的工业控制计算机,情况就完全不一样了。一条产线,一台机器,一张二维卡。硬件是标准的,软件是定制的。工厂自己插卡,自己跑程序,不需要我们派人去调试。这才是真正的‘自动化’。”
他走回桌前坐下,声音更低了:“有些事,我们要想在前面。技术这条路,不会总是一帆风顺。趁着现在还能集中力量,把骨架搭起来,将来不管怎么变,这套体系在,火种就在。”
宋颜一脸悲伤道:“刘教授,王教授他真的……?”
刘星海教授摆手制止了:“去吧。”
吕辰二人转身往外走,走到门口,吕辰回过头。
刘星海已经戴上老花镜,翻开那个黑皮本子,开始写什么。
阳光从窗户照进来,照在他花白的头发上,照在他握笔的手上,那只手已经有些老了,青筋凸起,但握笔的姿势依然很稳。