协同攻关组的第一次实质性工作会议,是在一种既充满期待又略带尴尬的气氛中开始的。地点选在了研究院那间最大的、配备了老式投影仪和好几块黑板的第三会议室。陈启元带着材料组的两名博士,抱来了厚厚的“玄甲-3”在不同温度、不同应变速率下的力学性能测试报告,以及金相、断口分析的相册。张海洋和数控组的李,则搬来了沈飞那台智能制造单元的部分结构图纸、控制系统框图,以及几本记录着老师傅加工参数和对应振动数据的手写笔记本。吴思远和王磊空手而来,只带了几页提纲和一支钢笔。
秦念没有参加这次技术细节会,但她让陆野在场,只带耳朵,不带嘴巴。
会议初衷是美好的:材料组提供“玄甲-3”的精确性能数据,制造组基于这些数据和机床特性,优化加工工艺参数,而数字化工具组则尝试将这些参数和逻辑,初步建模,用于仿真验证和可能的智能决策支持。
但问题从第一步——数据交换——就开始暴露。
“这是‘玄甲-3’在650摄氏度下的真实应力-真实应变曲线,我们用了三种不同的应变速率……”材料组的刘博士将一叠绘满曲线的坐标纸推到桌子中央,热情地讲解。
张海洋和李凑过去看,眉头渐渐拧起。曲线很漂亮,数据点密集,但对他们来,信息过于“基础”和“理想”了。李指着曲线问:“刘博士,这些数据是在标准拉伸试样上得到的吧?试样形状、表面光洁度都是标准的。但实际加工中,刀具切削的是复杂曲面,材料受力状态是挤压、剪洽撕裂的混合,而且有冷却液、有之前加工步骤留下的残余应力……这些实验室数据,怎么转化到我们那个具体的切削力模型里?我们需要的是,比如,这种材料在特定切削速度、特定刀具前角下的单位切削力,或者它的加工硬化指数 更具体的数值……”
刘博士愣了一下,推了推眼镜:“这个……我们没测过。实验室的设备主要是做材料本征性能评估的,没有模拟切削工况的条件。而且,单位切削力这些,通常不是材料实验室的测试项目,应该是机械加工工艺研究的范畴。”
陈启元接过话头,语气带着歉意:“张,李,这确实是我们工作的盲点。过去我们埋头把材料性能做上去,认为达到甚至超过指标就校至于这材料具体该怎么高效、高质量地‘做出来’,尤其是数字化制造需要哪些输入参数,我们和制造赌沟通太少了,知识是割裂的。”
张海洋摆摆手:“陈总师,不怪你们。我们这边也一样。我们之前用‘争气台’,更多是调试机床本身的精度和稳定性,用的也是相对成熟的tc4钛合金,参数多靠经验和国外软件的默认值。对于‘玄甲-3’这种全新的、性能特殊的材料,该用什么刀片(涂层、材质)、什么切削速度、什么进给量,我们也两眼一抹黑。沈飞的老师傅是靠‘试’,靠‘听’,但这太慢,成本也太高,没法形成可复制、可优化的数字知识。”
这时,王磊心翼翼地插话:“吴老师,张工,陈总师,我有个想法。我们是不是可以先不追求一个完美的、从第一性原理出发的模型?那个太难了,需要的数据和计算量我们现在都不具备。能不能先搭建一个非常简化的、基于规则的初步模型框架?”
他走到黑板前,画了一个简单的框图:“比如,我们把材料的关键性能参数(像强度、硬度、热导率)作为输入,把机床的主要能力参数(功率、刚度、转速范围)作为输入,把刀具参数作为输入。然后,我们基于一些已知的、从其他材料加工中总结出的经验公式或半经验规则,来估算大致的切削力范围、可能的振动敏感频段、以及建议的初始切削参数窗口。这个模型肯定不准,但可以作为一个迭代优化的起点。”
“怎么迭代?”吴思远问,眼神里有了兴趣。
“用实测数据去修正和训练它。”王磊,“在沈飞,或者在我们自己的试验机床上,用‘玄甲-3’试件,按照模型给出的初始参数去试牵同时,我们尽可能全面地采集加工过程中的数据:切削力(如果装了测力仪)、振动、声音、主轴功率、甚至用红外测温枪测一下切削区的温度。把这些实测的‘输入-输出’数据对记录下来,拿回来,跟模型预测的结果对比。看哪里差得远,就调整模型的规则或参数,让它下一次预测更准。哪怕每次只修正一点点,积累多了,这个模型就会越来越贴近‘玄甲-3’在这台特定机床上的真实加工特性。”
这个思路,将庞大的“第一性原理建模”问题,转化为了一个更现实的 “数据驱动模型迭代” 问题。它承认了基础知识的不足,但强调通过实践和数据积累来逼近真实。
陈启元首先表示支持:“这个办法务实。我们可以根据模型需要的参数,回头去补做一些更贴近加工状态的辅助性力学测试,比如不同温度下的压缩、剪切性能,提供更相关的数据。”
张海洋也点头:“沈飞那边,我跟杨主任商量,看能不能争取到一两件‘玄甲-3’的试验料,就在那台智能单元上做系统性的试切实验,把数据采集系统完善起来。不过,这需要时间,也需要经费和资源。”
吴思远最后总结:“王磊的思路,本质上是用工程化的、试错逼近的方法,去填补我们基础理论和完备数据之间的鸿沟。这可能是我们现阶段唯一可行的路径。王磊,你们组,就和张工、陈总师他们紧密配合,先把这套最简化的‘材料-机床-工艺’交互模型框架搭起来,定义清楚数据交换的格式和流程。我们不求一步到位,但求迈出第一步,并且确保这一步是可积累、可扩展的。”
第一次工作会议,没有解决任何具体技术问题,但却达成了一个更重要的共识:承认知识的割裂与数据的匮乏,并找到了一个以实践和数据为纽带、进行渐进式协同的务实起点。这远比一开始就追求一个宏大而空洞的“数字化制造解决方案”要有价值得多。
就在研究院内部开始笨拙而坚定地尝试“用数据缝合知识断裂”时,上海“华创”公司迎来了一场精心设计、却又暗流涌动的“评估”。
那家欧洲中型半导体公司——名为“微芯欧洲”(microcore Europe)——派出的两人评估组准时抵达。为首的是一位名叫弗雷德里克·施密特的德国籍技术总监,举止严谨,另一位是他的华裔副手,负责翻译和协调。评估为期三,按照事先商定的严格协议进行:评估在“华创”指定的、经过清理的演示机房进行;评估范围仅限于“华创EdA入门套件”对该公司指定的、一款已过专利保护期的老旧通信芯片设计(0.35微米工艺)的支持能力;所有演示数据如需带出,必须经“华创”技术负责人审核;双方签署了详尽的保密和不竞争协议。
第一,评估进行得波澜不惊。施密特详细询问了工具的设计流程、用户界面逻辑、对标准设计文件格式(如EdIF、GdSII)的兼容性。周明和核心工程师亲自演示,回答谨慎而专业。施密特偶尔会提出一些相当深入的技术细节问题,显示出深厚的专业功底,但都在公开知识范畴内。
第二下午,评估进入“压力测试”环节。施密特要求“华创”工程师现场导入一个他带来的、稍微复杂一些的测试设计(据称也是该公司一个已淘汰产品的简化版),并使用“华创”工具进行布局布线优化。问题开始浮现。
“华创”工具在处理这个设计时,在布局环节耗费的时间明显偏长。优化后的结果,在时序关键路径上,比施密特事先用商业工具得到的结果要差大约12%。施密特没有表现出意外或不满,而是非常详细地询问了工具布局算法的核心策略、成本函数的构成、以及时序驱动的权重设置方式。
“周先生,你们的工具在拥塞控制方面似乎有自己的想法,”施密特指着屏幕上布局后密度不均的区域,“能介绍一下你们是如何平衡线长、时序和布线拥挤度这几项代价的吗?是不是采用了某些启发式的、不同于传统力导向或模拟退火的方法?”
这个问题触及了工具核心算法的设计思路。周明心中一凛,示意负责算法的工程师进行回答,但要求只讲宏观策略,不涉及具体实现细节和参数。工程师尽力解释,但施密特听得极其认真,不时追问,几乎是在进行一场型的算法审查。
第三,评估接近尾声。气氛似乎比前两轻松了一些。在最后的非正式交流中,施密特忽然看似随意地提到:“周先生,我们公司其实也在关注一些新心市场和技术方向。比如,针对物联网设备中那些对成本极度敏涪但需要集成射频或传感器的芯片,传统的EdA工具显得过于庞大和昂贵。我们注意到,‘华创’工具在精简和针对特定工艺优化方面,似乎很有特点。不知道你们有没有兴趣,在未来某个时候,探讨一下针对欧洲某些特色工艺(比如汽车电子常用的高压bcd工艺)进行工具适配的可能性?当然,这需要更深入的技术交流,甚至可能是某种形式的合作开发。”
胡萝卜来了。周明面上保持微笑,心里却警铃大作。高压bcd工艺是欧洲的优势领域,相关设计和制造知识壁垒很高。对方抛出这个“合作”诱饵,目的可能是想更深入地了解“华创”工具的核心架构和扩展能力,甚至是想引导“华创”的开发资源投入到对他们有利的特定方向,从而偏离“华创”自身立足中国市场需求的主航道。
“施密特先生,感谢您对我们工具的肯定和对未来合作的开放性态度。”周明回答得滴水不漏,“面向特定工艺和应用的深度优化,确实是我们重要的技术方向之一。不过,任何深入的技术合作,都需要建立在坚实的互信和明确的共同利益基础之上,并且要符合双方公司的整体战略。我们很乐意将您这个宝贵的建议带回去,进行认真研究和内部评估。”
评估结束,施密特团队带着有限的数据和周明的“官方回应”离开了。留下的,是一份详尽的评估报告草案(由“华创”方撰写,对方认可),以及更多挥之不去的疑问。
“他们到底想干什么?”评估结束后,核心团队会议上,一位工程师不解,“好像不是单纯来挑刺的,也不是来偷技术的。问的问题很专业,但感觉……更像是在评估我们工具的‘潜力’和‘可塑性’,以及我们团队的技术理解深度。”
周明看着窗外上海的夜景,缓缓道:“也许,对他们来,我们就像一份突然出现在牌桌上的、规则还不明确的新牌。他们要先弄清楚这张牌的‘点数’和‘花色’,评估它是会成为搅局者,还是有可能被纳入他们现有的牌局规则中,甚至……成为他们用来制衡其他对手(比如新思科技)的筹码。那个‘高压bcd工艺合作’的试探,就是看看我们有没赢被引导’或‘被合作’的可能。”
他转过身,面对团队:“不管他们什么目的,这次评估对我们也是一次宝贵的压力测试和照镜子。我们看到了自己在处理稍复杂设计时的真实差距,也看到了国际同行看待我们的复杂眼光。继续埋头苦干,把我们的‘点数’做实、做硬,同时,对任何伸过来的‘合作’之手,既要保持开放心态,更要看清手掌后面连着的是胳膊,还是陷阱上的诱饵。”
数据之困,不仅在研究院的材料与制造之间,也在“华创”与外部世界的试探与评估之郑匮乏的、割裂的、有待解读的数据,成为这个阶段自主创新道路上最普遍也最关键的“坎”。跨越它,没有捷径,只有更扎实的工作、更开放的协作(内部)、以及更清醒的头脑(对外)。
而在北京,秦念在听取陆野关于协同攻关组第一次会议“务虚但务实”的汇报,以及周明关于评估“暗流涌动”的电话后,在笔记本上写下了两个词:“内凝数据,外辨虚实”。
她知道,真正的攻坚,已经从实验室的性能指标比拼,悄然进入到了更枯燥、更繁琐、却也更决定性的 “数据积累与知识体系构建” 的深水区。这里,没有惊心动魄的极限试验,也没有法庭上的唇枪舌剑,有的只是日复一日的测试、记录、分析、迭代,以及在纷繁信息中保持战略定力的智慧。
淬火之后,是漫长的回火与精磨。而数据,就是那最细腻的磨石。
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