
近年來,越來越多的80后科技工作者開始嶄露頭角,在各行業(yè)細分領(lǐng)域展現(xiàn)出卓越的科研才能,為推動技術(shù)進步、經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展貢獻著青春和智慧。廣西“十百千”企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)中青年專家、廣西柳工機械股份有限公司挖掘機研究院副院長黃虹溥就是其中之一。
入職柳工以來,他始終沖鋒在前沿技術(shù)戰(zhàn)場,從振動噪聲控制的基礎(chǔ)研究,到仿真軟件生態(tài)體系建設(shè),再到智能挖機系統(tǒng)迭代,既是破局者更是領(lǐng)航員,帶領(lǐng)團隊破解多項技術(shù)難題,終成為工程機械科研領(lǐng)域的青年代表。
積蓄經(jīng)驗 實戰(zhàn)歸來再讀書
1986年,黃虹溥出生于湖南永州。湘南地區(qū)的靈山秀水,不僅讓柳宗元創(chuàng)作出許多膾炙人口的游記散文,也浸潤滋養(yǎng)了黃虹溥的聰明好學和創(chuàng)新睿思。
2011年重慶大學碩士畢業(yè)后,黃虹溥加入廣西柳工機械股份有限公司。履職期間,他以高效作風推進項目實施,用實際行動詮釋共產(chǎn)黨員的先鋒模范作用,矢志為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的宏偉藍圖貢獻智慧力量。
當時,柳工生產(chǎn)的裝載機已經(jīng)賣到了歐洲,但由于輻射噪聲對施工環(huán)境產(chǎn)生影響,用戶體驗欠佳,公司不得不專門成立技術(shù)組解決相關(guān)問題,畢業(yè)不久的黃虹溥也參與到該項目的技術(shù)攻關(guān)當中。
考慮到國內(nèi)企業(yè)對機械噪聲研究較少,柳工決定面向包括裝載機、挖掘機、推土機在內(nèi)的各種柳工產(chǎn)品,提出全面減振降噪。面對不同種類、不同機型的工程機械,技術(shù)組首先需要分析出哪些是產(chǎn)生噪聲的共性原因、哪些是特殊原因,再根據(jù)不同機種開發(fā)識別技術(shù),通過測試把噪聲源分離出來。
為此,技術(shù)組根據(jù)消聲器排氣聲浪的噪聲頻率,分別制定解決方案,保證消聲器在不同轉(zhuǎn)速下使排氣聲浪得到良好的控制?!皻W洲市場對輻射噪聲的要求是不高于80分貝。經(jīng)過我們的技術(shù)處理,裝載機發(fā)出的聲音降到了72分貝以下?!秉S虹溥表示,噪聲振動的指標越低,意味著產(chǎn)品的整體舒適性能、質(zhì)量越高。減振降噪技術(shù)及應用不僅先后獲得中國機械工業(yè)科技進步獎一等獎、廣西科技進步獎二等獎,也為他后來的研發(fā)工作積累了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗。時至今日,柳工自主研發(fā)的裝載機、推土機、挖掘機減振降噪技術(shù),依然是商務部、科技部明令“禁止出口限制出口”的技術(shù)之一。
此后幾年,柳工持續(xù)深化與高校的產(chǎn)學研合作,通過聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)、人才交流培養(yǎng)等形式,有效整合前沿科研資源,形成了以市場為導向的協(xié)同創(chuàng)新機制。2014年,黃虹溥到哈爾濱工程大學攻讀動力工程及工程熱物理專業(yè)博士學位 ,主要研究發(fā)動機在高溫、高速流體下如何控制噪聲。在哈爾濱工程大學,黃虹溥一讀就是六年。他一邊讀書一邊參與科研攻關(guān),在此期間先后參與了“面向土方機械動力總成全生命周期設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)”“基于三維時域CFD方法的穿孔元件聲阻抗提取與特性分析”等柳工承擔的國家科研項目。
“畢業(yè)的時候剛好趕上新冠疫情,答辯是在線上進行的?!秉S虹溥回憶。
數(shù)字革新 重構(gòu)研發(fā)競爭力
21世紀初,柳工生產(chǎn)的工程機械往往需要樣機下線后才能評估設(shè)備性能。然而近年來,面對新形勢下更復雜的產(chǎn)品、更極限的工況、受限的產(chǎn)品開發(fā)資源以及更加激烈的市場競爭,傳統(tǒng)的串行“設(shè)計-仿真-試驗”研發(fā)模式已經(jīng)嚴重制約了產(chǎn)品上市時間、成本、質(zhì)量目標和預期收入的達成。
“我們必須通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型優(yōu)化資源配置和提高效率,構(gòu)建企業(yè)新型競爭優(yōu)勢?!秉S虹溥說,為縮短工程機械開發(fā)周期,他在哈爾濱工程大學攻讀博士期間就開始探索研發(fā)數(shù)字樣機,在電腦上預測產(chǎn)品性能,并在理論研究成熟后,組織團隊開展了“數(shù)字化仿真助力研發(fā)快速高質(zhì)量發(fā)展”項目,提出“理念上實現(xiàn)人人皆可仿真;技術(shù)上固化專家經(jīng)驗,簡化仿真流程;基于軟件運營服務(SAAS)開發(fā)模式搭建仿真云平臺,實現(xiàn)多學科、多部門網(wǎng)絡(luò)共生”三大創(chuàng)新點。
“做仿真的科技工作者少、缺乏高水平人才,是機械制造行業(yè)面臨的一個痛點。”黃虹溥舉例,大型汽車企業(yè)往往會有幾百人做仿真,而在機械制造領(lǐng)域,仿真人員只占工程師人數(shù)的幾十分之一。同時,隨著產(chǎn)品開發(fā)需求的提高,對仿真的要求也越來越高,柳工甚至要求推出的每個產(chǎn)品都必須進行仿真。為解決人不夠、需求大、要求高的難題,黃虹溥團隊通過分析哪些必須人工完成、哪些可以用代碼代替人工,在網(wǎng)頁上開發(fā)出多款仿真APP。
“過去,我們培養(yǎng)一個仿真人員至少需要一年,現(xiàn)在有了仿真APP,工作人員一周之內(nèi)就可以把數(shù)字模型轉(zhuǎn)換成仿真需要的網(wǎng)格模型,在網(wǎng)頁上進行提交計算。”黃虹溥說,“如此一來,需要人工操作的仿真技術(shù)工序由原來的90%減少至20%?!?/p>
此后,黃虹溥團隊又陸續(xù)開發(fā)出包括結(jié)構(gòu)件、薄板件、振動噪聲、液壓效率在內(nèi)的50多款仿真APP,并將其應用到柳工 15條產(chǎn)品線。黃虹溥說:“我們的專業(yè)團隊還可以提供定制化服務,未來將面向廣西乃至全國的中小企業(yè),建設(shè)一個具有企業(yè)背景、豐富工程經(jīng)驗,多學科、定制化服務的仿真云平臺,從而帶動地方經(jīng)濟共同發(fā)展。”
2020年,黃虹溥領(lǐng)銜主導的“面向工程機械數(shù)字化開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的仿真平臺建設(shè)及應用”項目,獲得柳州市青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎。截至目前,柳工使用該平臺的新產(chǎn)品銷售收入超過90億元,實現(xiàn)利稅27.6億元。
智能轉(zhuǎn)型 一杯紅酒測精準
智能化轉(zhuǎn)型,是包括工程機械在內(nèi)的制造業(yè)面臨的重要課題,柳工也不例外。
2021年,黃虹溥調(diào)到挖掘機研究院,先后擔任研發(fā)總監(jiān)、副院長。兩年后,挖掘機智慧工廠首臺產(chǎn)品下線,成為柳工智慧化轉(zhuǎn)型的重要標志。“我們會根據(jù)市場需求,提出產(chǎn)品需要智慧工廠實現(xiàn)哪些功能,以及產(chǎn)品下線要測試哪些項目、哪些數(shù)據(jù)要上傳到云端?!闭劦綄χ腔酃S應用,黃虹溥說。
隨著人力成本上升,在一些復雜工況,尤其一些危險工況場景下,操作司機越來越難請,是機械工業(yè)面臨的一個現(xiàn)實問題。針對這種情況,黃虹溥帶領(lǐng)柳工挖掘機研究團隊開發(fā)了一系列遠程遙控和輔助施工產(chǎn)品?!袄纾僮魅藛T只需點擊控制面板,就可以讓兩個鏟斗保持在同一水平線上?!秉S虹溥說,“我們還根據(jù)客戶需求進行了技術(shù)突破,以適應無人駕駛作業(yè)場景?!?/p>
為了快速實現(xiàn)智能化施工商業(yè)化,研發(fā)團隊曾專程到日本調(diào)研智能化施工場景,回來后一方面整合內(nèi)部團隊,另一方面與高校進行合作,把底層的關(guān)鍵技術(shù)點識別出來。經(jīng)過迭代升級,“一鍵平地”功能精準度得到了顯著提升,但與國際行業(yè)標桿還是存在差距。
此后,在黃虹溥團隊不斷努力鉆研下,該功能的精準度和速度都得到顯著提升?!叭ツ?,我們給客戶演示,在酒杯里倒?jié)M紅酒放在鏟斗上,按下啟動鍵,不是灑不灑的問題,酒杯連水面都是平的?!秉S虹溥說,“此外,我們還與行業(yè)內(nèi)的長江學者進行交流,他們提出的非線性控制理論,也在持續(xù)提升我們的技術(shù)?!?/p>
2025年初,黃虹溥參與了國家重點研發(fā)計劃智能機器人專項“移動重載智能高空作業(yè)機器人系統(tǒng)”研究。該項目執(zhí)行期限為三年,圍繞港口散貨物資裝卸場景中人力依賴度高、作業(yè)條件復雜等行業(yè)痛點,攻關(guān)新一代高空自動化作業(yè)系統(tǒng)的研發(fā)與應用。通過集成創(chuàng)新技術(shù)替代傳統(tǒng)人工清艙模式,顯著提升作業(yè)安全性及生產(chǎn)效率。
“目前,該項目已經(jīng)完成實施方案論證,正在開展整機三維設(shè)計,涉及七自由度機械臂、電池動力系統(tǒng)、伺服液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和底盤結(jié)構(gòu)?!秉S虹溥透露。
引進理念 研發(fā)邁向世界級
黃虹溥認為,創(chuàng)新是引領(lǐng)社會發(fā)展的第一動力,做好創(chuàng)新工作,不斷提高科技創(chuàng)新能力,推動公司科技創(chuàng)新實現(xiàn)突破,是每一個柳工人的責任和義務?;?5年工程機械科研經(jīng)驗,他總結(jié)出“三步走”的創(chuàng)新原則和方法。
第一步,年輕的時候要多學,不管基于學校思維還是基于工程思維,都要多學、多問。第二步是基于科學的流程進行系統(tǒng)性學習。他認為,一項技術(shù)能夠在市場上落地,產(chǎn)品開發(fā)流程一定是基于市場導向的,所以要基于客戶需求發(fā)現(xiàn)痛點,精準識別之后再去整合資源,或者了解整個價值鏈在應用這項技術(shù)的過程中到底有哪些痛點,并把這些痛點解決掉?!白詈?,不能只基于自己的視角看問題,還應該知道其他專家有哪些看法,把‘寶藏’挖掘出來。”黃虹溥說,“只有跟別人交流,才會碰撞出更好的突破口或者切入點。”
“柳工的目標,是打造具有全球競爭力的世界級裝備制造企業(yè),因此,研發(fā)能力也要達到世界級?!秉S虹溥認為,這需要引入科學的研發(fā)組織管理方法,隨著產(chǎn)品開發(fā)周期越來越短、需求越來越多,只有向國外大型研發(fā)組織學習先進理念,把方法論拿過來,通過數(shù)字化、智慧化處理,才有可能補齊研發(fā)流程存在的短板。
“‘十五五’期間,我們會加強對標國際先進研發(fā)組織的一些指標,并在執(zhí)行過程中不斷修訂,使創(chuàng)新方法得到實質(zhì)性提升?!秉S虹溥舉例說,面向海外市場,對電動化技術(shù)進一步突破,使產(chǎn)品型譜進一步完善;面向國內(nèi)市場,依據(jù)非道路移動機械第五階段排放標準,在未來會進行產(chǎn)品更新迭代,都是柳工挖掘機研究團隊下一步工作的重要任務。