周永年今年四十九岁,二十二岁进江南厂,从放样工干到副总工程师,经手的船不下百条。
向阳红系列科考船、海军的好几型驱逐舰等项目,他都有参加。
可此刻,两位中国船舶工业的顶尖专家面面相觑,显得有些愁云惨淡。
“徐教授,”周永年开口说道:
“工人们已经三班倒了。咱们在厂里造了一辈子船,万吨轮下了几十条,从来没在精度上栽过这么大的跟头。可就这批钢板,英国验船师往那儿一站,拿卡尺一卡,二话不说,红色标签直接贴上去。几万吨钢材,全部报废。”
徐济琛闻言叹了口气,他摘下眼镜,用拇指和食指揉了揉眉心,然后站起身,走到窗前推开窗户。
窗外是交大校园,越过一大片法桐,往东就是黄浦江。
此刻,江南造船厂的船台上,那艘出口散货船的龙骨刚刚铺下,却已经陷入了停工待料的窘境。
“咱们没有造劳氏国规船的经历。”徐济琛又叹了口气,转过身,看着周永年:
“咱们以前造的,是万吨轮,是向阳红,是给海军造的那些船。标准是咱们自己定的,图纸是咱们自己画的,这次按劳氏标准造船,这还是头一回,确实是一个挑战。”
一九八〇年的早春,历史的转折正在神州大地上悄然发生。
这一年,中共十一届五中全会刚刚闭幕,为国家发展定下了新的航向。这一年,深圳、珠海、汕头、厦门四个经济特区的设立正在紧锣密鼓地筹备。这一年,这个古老的国家正努力挣脱西方长期的封锁,试图融入世界。
而造船业,成了这场破冰之旅的先锋。
事情要从两年前说起。
一九七八年,中国的工业体系百废待兴。
船舶工业虽然已经能建造万吨轮,但长期与国际市场隔绝,无论是建造标准还是管理方式,都与世界先进水平差距甚远。
就在这一年,六机部做出了一项大胆决策——
向香港联成航运有限公司出口两艘两万七千吨级远洋散货船。
这是中国造船业第一次试水国际市场。
背后的推手,正是主管船舶工业的六机部。
当时的共识是,中国造船业要真正发展,必须到国际市场上经风雨、见世面。关起门来称大王,永远成不了真正的强者。
而这次破冰的机遇,来自香港。
彼时的香港航运界,正处于一个微妙的关口。
香港中资航企正加速扩张,急需新型散货船补充运力。
但日本船厂排期已满,欧洲船厂价格高昂,而香港本地的船厂又无力承接大型散货船的建造。
就在此时,香港联成航运的船东包氏兄弟,将目光投向了黄浦江畔。
包氏兄弟在香港航运界地位尊崇,一言九鼎。
他们对大陆造船能力的信任,来自于一份朴素的信念:大陆既然能为海军建造驱逐舰和潜艇,就一定有工业底子造出合格的商船。
这是一份沉甸甸的信任。
一九七八年底,合同正式签订。
香港联成向六机部下单了两艘两万七千吨级远洋散货船。
为这两艘船,六机部调动了全国的技术力量。
设计由交通大学船舶系与江南造船厂联合承担。
他们仿照的是一艘日本产的“洋”字号散货船,满载排水量两万七千吨,采用当时国际上较为成熟的中尾机型设计。
他们为这两艘船取了第一个名字:“长城”,取万里长城之意。
长城号下水那天,黄浦江上汽笛长鸣。
包氏兄弟亲自到场。
看着那艘崭新的巨轮缓缓滑入江中,在场所有人激动得热泪盈眶。
这批船后来被船东改名为“世沪”号和“世谊”号。
投入运营后,二十年从未出过重大故障。
它们像两块活广告,告诉全世界的船东:中国人能造出好船。
当然,这是后话。
时间到了一九七九年。
基于首批两艘船的成功交付,六机部与香港联成航运再次签下订单,追加了四艘同型散货船。
但这一次,合同里多了几条此前没有的条款。
劳氏船级社的验船师,将对后续四艘船进行逐项检验。
从设计图纸到每一块钢板的切割,从焊缝质量到油漆厚度,每一道工序都必须达到LR规范的要求。
任何一项不达标,整批材料拒收,工期延误的违约金按天计算。
当然,这也不是人家苛刻,因为这是国际标准。
日本、欧洲的船厂,早已习惯了这种检验方式。
它们的切割精度能稳定控制在毫米级,焊接质量能经受最严格的超声波探伤,每一道工序都有详尽的质量记录。
但对于刚刚与国际市场接轨的中国造船业来说,这道门槛,高得令人喘不过气来。
真正的破冰之旅,从来都是冰层比想象中更厚。
办公室里的沉默被敲门声打破了。
进来的是交大船舶系的一位年轻助教,手里拿着一份刚译出的电文。
“徐教授,香港来的。”
徐济琛接过电文,展开。
然后,他的脸色一点一点地沉了下去。
电报是六机部驻香港代表罗济民发来的,内容是:
“LR验船师威尔逊已将首批钢板正式判废。香港联成已获悉此事,船东包氏表示严重关切。包先生原话:‘我们信任大陆的工业能力,但国际航运市场不讲情面。如果精度问题不能解决,后续合同需要重新评估。’请速协商解决方案。”
徐济琛把电文放在桌上。
“包氏也知道了。”周永年低声说,“这可是我们唯一的出口船东。”
这句话的分量,两个人都清楚。
包氏兄弟是香港乃至世界航运界的标杆人物,稳坐世界七大船王的头把交椅,美国《财富》和《新闻周刊》曾将他们誉为“海上的统治者”和“海上之王”。
正是他们当年力排众议,顶着一片质疑声给了大陆第一笔订单。如果连他们都动摇了——
那么那扇刚刚打开的国际市场大门,可能就要在中国造船业面前重新关上。
“周总工,”徐济琛重新戴上眼镜,指着检验报告上最严重的那一栏,“现在最核心的问题,就是钢板的切割精度。咱们一板一板来捋。你先从头说说,这精度最大的挑战卡在哪一环?”
周永年叹了口气,从随身的帆布包里掏出一叠手绘的草图,摊在桌上,说道:
“徐教授,您看。一艘两万七千吨的散货船,外板展开面积几千平方米。这几千平方米的钢板,没有一块是一模一样的。船体外板是曲面,曲率在船舶纵向和横向都不断变化,每一块外板都需要精确的数学放样。”
他指着其中一张图。
“就拿船艏那块外板来说,它在船长的方向上要弯,船深的方向又要扭,是个双曲面。这种钢板以前我们是先把它近似展开成平面,在地上按一比一放大样,然后切割出近似形状,再拿到船台上去热弯。可是现在LR那边要求先焊后弯,就是先把钢板拼好,再冷弯成形。”
“这里面牵涉的工序就多了。”徐济琛点了点头,“先焊后弯意味着切割精度必须比原来高一个数量级。”
“问题就出在这儿。”周永年苦笑:
“先焊后弯,意味着切割精度必须非常高。钢板一拼,误差全积在焊缝上。超过一点五毫米,焊出来应力不均,冷弯的时候就会出裂纹。以前手工先弯后焊,误差大点小点可以靠焊工手艺补回来。现在不行了。”
徐济琛的手指轻轻敲着桌面。
他是船舶设计领域的专家,当然知道这意味着什么。
问题远不止于“工人手艺不够细”,而是手工放样这套方法,本身就达不到劳氏标准。
传统的手工放样法,本质上是一种依赖经验的近似方法。
把三维曲面展开成二维平面,本身就存在几何变形。
然后靠放样工用粉线弹在一比一的大样上,再用割枪手工切割。
每一道工序都在积累误差,最后叠在一起,超过LR标准几乎是必然的。
这不是多培训几个工人就能解决的事,它需要一整套新的技术体系。
“周总,”徐济琛忽然抬起头,眼里有思索的神色,“你们厂里是不是有台计算机?”
周永年一愣:“有一台,DJS-130。不过用的很少。”
“我是这样想的,”徐济琛说道:
“能不能分步走?手工放样积累误差太厉害了,如果能用计算机精确地把外板曲面给算出来、展开成平面,先解决这一环的误差。”
周永年听了,立刻摇了摇头:
“徐教授,这事我跟厂里搞计算的同志仔细探讨过。说起来简单,做起来是两码事。”
“计算机要算放样,得先建立精确的数学模型,把船体外板的曲线方程完整描述出来,再把测量值精确映射到曲面上,才能往下走。可船体外板的曲面太复杂,手工测量本身就繁琐,几道下来误差累积得厉害。不瞒您说,我们最熟练的放样工,同一块外板隔两天放出来的大样,都可能差上几个毫米。”
“而且,这还只是能算出来的情况。更要命的问题在后面,就算计算机能把复杂的外板曲面精准算出来,我们也没有手段把计算机算出来的精确切割路径,直接作用到钢板上。”
“通俗地说,计算机把船体外板曲面的最优路径、斜率、曲率都算好了,但它输出的是一串数字。而我们的工人手上拿的,还是割枪。它跟这台计算机之间,完全是断开的。”
徐济琛的眉头拧紧了,却没有接话,只是缓缓点了点头。
“要用计算机解决这个问题,我们需要一种新的技术,”周永年说道,“让计算机输出指令,机器按照指令切割钢板,精度控制达到毫厘之间,不依赖于人工处理。”
他说着,提笔在那张草图空白处写了一个词——
“数控加工技术。”
办公室里又沉默了。
数控技术。这是一个在当时的中国工业界几乎没有多少人听说过的词。
在欧美和日本,数控机床已经发展到了第二代甚至第三代。
所谓数控加工技术,就是先通过计算机辅助设计(CAD)建立精确三维数学模型,再借助计算机辅助制造(CAM)自动生成数控机床能直接识别的G代码指令,最后由数控机床(CNC)按指令完成高精度下料。
计算机配合数字控制,机器按指令精确切割,这个过程几乎不需要人工干预,精度稳定性可以控制在一个极窄的公差范围内。
正是依靠这套技术体系,日本船厂才能够在全球市场上以高质量和低成本,逐步超越欧洲传统造船强国。
但在此时的中国,别说数控机床了,就连上游的CAD/CAM还处于起步阶段。
大多数船厂连数控的概念都没听说过。
所以,要他们从头开始攻关数控加工技术,这难度可想而知。
“我去找。”徐济琛把眼镜往桌上一搁,“全国这么多研究所、高校,总能找到懂这个东西的人。”
他拿起桌上的电话,摇动手柄。
“总机,给我接交大精密机械系。”
电话接通。徐济琛把情况简单说了几句,对方沉默了一会儿,然后回了一句话。