走自主研發(fā)之路:五合一伺服是怎樣煉成的?
    發(fā)布日期:2021-05-25
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    “倒計時(shí)5天、4天、3天、2天……”海報上的數字不斷在減少,這意味著(zhù)留給團隊的時(shí)間越來(lái)越少了。

    王志成在電腦屏幕前握緊了拳頭,手心還微微出汗。他不是對團隊沒(méi)有信心,而是時(shí)間緊、任務(wù)重,攻堅階段團隊成員無(wú)一不在超負荷沖刺?!叭f(wàn)一失敗了,不僅大家的面子掛不住,團隊士氣也將大受挫折?!?/span>

    突然,群里發(fā)來(lái)喜報。“成功了!成功了!”五合一換“芯”戰役首戰告捷——4月30日,伺服研發(fā)小組僅用時(shí)12天,便完成了五合一伺服國產(chǎn)芯片替換方案驗證?!癥ES!”王志成不禁一陣激動(dòng),擺出了勝利的姿勢,終于放下了心頭大石。

    “我們就是在打仗,而且是一場(chǎng)惡戰,沒(méi)有退路,必須成功?!彼麍远ǖ卣f(shuō)。

    王博


    01 每一次研發(fā)都是一場(chǎng)戰斗

    “我們絕對不能讓進(jìn)口芯片卡住脖子!”

    由于國際疫情、中美關(guān)系等因素影響,芯片行業(yè)面臨全球范圍內的短缺,各行各業(yè)都出現一“芯”難求的困境,以工業(yè)機器人為代表的智能制造行業(yè)也不例外。

    “即使現在情況尚未到萬(wàn)分火急,但為了避免進(jìn)口芯片斷供影響產(chǎn)品的交付,我們決定,用國產(chǎn)芯片進(jìn)行替代?!蓖厮惯_研發(fā)中心首席伺服技術(shù)專(zhuān)家王志成博士表示,“我們不僅要快,原有產(chǎn)品的性能也不能降低?!?/span>

    說(shuō)干就干,一場(chǎng)換“芯”戰役迅速在研發(fā)中心伺服開(kāi)發(fā)部拉起,由5名研發(fā)工程師組成戰役小組,挑戰用兩周時(shí)間完成五合一伺服從進(jìn)口芯片到國產(chǎn)芯片的全部替換。

    為什么稱(chēng)之為“戰役”?

    王志成解釋道:“這次任務(wù)有兩大難點(diǎn):一是,時(shí)間緊迫。一般來(lái)說(shuō),完成芯片的替換過(guò)程至少需要一個(gè)月,但團隊成員挑戰用兩周來(lái)完成,難度確實(shí)很大;二是,國產(chǎn)芯片不一定能支撐到原有伺服的最高性能。原來(lái)我們五合一伺服是用1個(gè)芯片控制2個(gè)伺服電機,同時(shí)也把進(jìn)口芯片的性能發(fā)掘到了極限,但是國產(chǎn)芯片能否支撐到如此高性能的運作,我們不清楚。所以,我們面臨的是一場(chǎng)惡戰!”

    這場(chǎng)戰役中,時(shí)間就是金錢(qián),是機會(huì ),更是決勝的關(guān)鍵!

    “自己立下的flag,爬著(zhù)也得走完?!睘榱税磿r(shí)達成目標,全體團隊成員打起十二分精神,每天爭分奪秒,與時(shí)間賽跑?!拔覀円幻攵祭速M不起,真的像在打仗一樣,每天都如百米沖刺,把潛能發(fā)揮到極致?!蓖踔境烧f(shuō),“為了讓效率最大化,在攻關(guān)過(guò)程中,我們必須牢牢把握住三個(gè)關(guān)鍵:第一,方向正確。驅動(dòng)移值、運算性能驗證、算法庫改寫(xiě)等目標拆解明確;第二,做事方法正確,減少誤動(dòng)作。早對齊、晚復盤(pán),團隊協(xié)同、協(xié)調廠(chǎng)家FAE支持等,保證效率達到最高;第三,發(fā)揚拼搏精神。與時(shí)間賽跑,每天奮戰至深夜?!?/span>

    值得一提的是,在國產(chǎn)芯片應用的過(guò)程中,他們竟然還幫助廠(chǎng)家把芯片給優(yōu)化了。

    “這可以算是一個(gè)意外收獲吧。在研發(fā)過(guò)程中,我們發(fā)現了芯片廠(chǎng)家提供的驅動(dòng)程序中存在好幾個(gè)他們自己都不知道的BUG?!蓖踔境烧f(shuō),“廠(chǎng)家一直沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題,是因為其他客戶(hù)一般不會(huì )像我們這樣,把芯片性能發(fā)掘得如此深入。正是源于我們對芯片性能的極致追求,當我們深入使用時(shí),就發(fā)現里面隱藏了問(wèn)題。發(fā)現問(wèn)題了怎么辦,等廠(chǎng)家整改一定來(lái)不及,我們來(lái)這就是為了解決問(wèn)題的?!?/span>

    團隊成員很快達成了一致,為了搶進(jìn)度,找到問(wèn)題所在,大家在不懂芯片的情況下,連夜學(xué)習,瘋狂地補充芯片相關(guān)知識,經(jīng)過(guò)仔細對比分析研究后,發(fā)現確實(shí)是驅動(dòng)程序中有BUG。團隊第一時(shí)間拉著(zhù)廠(chǎng)家一起改BUG,迅速解決問(wèn)題,進(jìn)入下一個(gè)研發(fā)階段。當然,這也只是攻堅過(guò)程中的一個(gè)小故事,但是拓斯達研發(fā)團隊追求極致的精神始終貫穿在項目始終。

    終于,皇天不負有心人。在小組成員通力奮斗下,4月30日,五合一換“芯”戰役成功交付首戰成果,僅用時(shí)12天。

    “原本兩周的時(shí)間就很短,而且還要花時(shí)間幫廠(chǎng)家解決問(wèn)題,所以我真的替他們捏了把汗?!蓖踔境尚Φ?。讓他特別感動(dòng)的是,戰役啟動(dòng)之時(shí),一位因腿骨折在家休養的成員主動(dòng)請求出戰,每天起早貪黑,拐著(zhù)拐杖與團隊一起作戰。整個(gè)過(guò)程中,團隊成員齊心協(xié)力、團結一心,表現出高度協(xié)作的團隊精神,把研發(fā)中心“必達”“協(xié)作”的部門(mén)文化表現得淋漓盡致。


    02 極致性?xún)r(jià)比是“摳”出來(lái)的

    控制器、伺服系統和減速器,被認為是工業(yè)機器人的三大核心零部件,也是制約我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸。其中,伺服系統是一種運動(dòng)控制裝置,包括驅動(dòng)器和電機,能夠精確地控制機械部件的位置、方位、狀態(tài)。在機器人領(lǐng)域,伺服系統一般安裝在機器人的“關(guān)節”處,關(guān)節越多,機器人的柔性和精準度越高,所要使用的伺服系統數量也就越多。

    如果說(shuō),五合一伺服換“芯”戰役只是一場(chǎng)小戰役,那當初五合一伺服的研發(fā)可謂是一場(chǎng)持續了8個(gè)月的超大戰役。

    王博2

    在王志成博士進(jìn)入拓斯達之前,伺服系統一直是拓斯達的“心病”,缺乏硬核的伺服技術(shù)讓拓斯達產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程顯得異常艱難,始終感覺(jué)受制于人。王志成博士的到來(lái),不僅讓拓斯達自研伺服技術(shù)實(shí)現從0到1的突破,也讓產(chǎn)品實(shí)現了極致性?xún)r(jià)比。它專(zhuān)為注塑機械手上下料而研發(fā),實(shí)現五軸合一設計,具有集成度高、體積小、成本低、易安裝等特點(diǎn)。

    “一般來(lái)說(shuō),控制5臺伺服電機需要5臺伺服驅動(dòng)器,而現在我們將5臺驅動(dòng)器合成1個(gè)驅動(dòng)器,即為五合一,相當于1臺伺服驅動(dòng)器可以直接控制5臺伺服電機,減少了整體空間,并且將總成本降到了5臺單體伺服的近一半,既降低了成本,也節約了空間?!蓖踔境山榻B說(shuō)。

    談起設計這款產(chǎn)品的初衷,王志成表示,一是為了長(cháng)遠發(fā)展,拓斯達必須具備伺服自主研發(fā)的技術(shù);二是只有整體配套自研技術(shù),才能讓拓斯達工業(yè)機器人發(fā)揮最大效能;三是為了滿(mǎn)足客戶(hù)的需求,這也是最核心的驅動(dòng)力。

    “當客戶(hù)需要解決某個(gè)痛點(diǎn),向我們提出新的需求時(shí),如果我們沒(méi)有自主研發(fā)的核心零部件,那只能依靠集成方案來(lái)完成?!彼麖娬{,“如果使用集成方案,那我們就容易受到軟、硬件方面的技術(shù)限制,不僅不能很好地為客戶(hù)解決痛點(diǎn)問(wèn)題,也讓我們錯失很多市場(chǎng)機會(huì )?!?/span>

    當初,五合一伺服的研發(fā)就是為了滿(mǎn)足客戶(hù)對產(chǎn)品極致性?xún)r(jià)比的嚴苛要求??蛻?hù)希望有一款產(chǎn)品能通過(guò)簡(jiǎn)單的內部結構解決注塑機開(kāi)模自動(dòng)抓取時(shí)因碰撞導致成品變形的問(wèn)題,同時(shí)要求將產(chǎn)品成本在原有低成本的基礎上再降低到70%?!坝捎陔y度太高,在找到我們之前,客戶(hù)已經(jīng)被好幾個(gè)廠(chǎng)商拒絕了,他們都認為客戶(hù)的想法不切實(shí)際,甚至可以說(shuō)是天方夜譚?!彼v述道,“后來(lái),客戶(hù)聯(lián)系到我。正好趕上咱們伺服團隊也剛成立,這對于我們來(lái)說(shuō),是個(gè)很好的機會(huì )。因為我堅信,越是難度大的事情,突破后所產(chǎn)生的價(jià)值越大。同時(shí),拓斯達‘全心全意為客戶(hù)服務(wù)’的核心價(jià)值觀(guān)也是我想努力為客戶(hù)攻克難題的精神動(dòng)力所在?!?/span>

    在五合一伺服的研發(fā)過(guò)程中,王志成認為,最大的難度在于成本問(wèn)題——如何用最低的成本,讓產(chǎn)品發(fā)揮出最優(yōu)的效能。為了解決這難題,研發(fā)團隊只能“一分錢(qián)一分錢(qián)地摳”。

    經(jīng)過(guò)分析,他們從兩個(gè)方面著(zhù)手:第一,讓產(chǎn)品設計達到最優(yōu);第二,讓產(chǎn)品采購實(shí)現最低。“這就像健身一樣,不允許你身上有一絲的贅肉?!?/span>他舉例說(shuō)明,在產(chǎn)品設計方面,他們僅用3顆CPU芯片實(shí)現五軸合一的設計,相當于1顆CPU芯片控制2個(gè)軸,且每軸最大功率750W?!拔覀冇?顆芯片的成本實(shí)現原本2顆芯片的功能,那就節省了1顆芯片的成本,整體下來(lái),總共就節省了2顆芯片的成本?!彼f(shuō),“這種采用低成本芯片擴展2軸的設計,對于產(chǎn)品軟件的運行效率提出了更高的要求。據我了解,目前,這種設計只有我們實(shí)現了。在與同行交流時(shí),他們都覺(jué)得不可思議?!?/span>

    最終,拓斯達自研五合一伺服不但實(shí)現成本最優(yōu)設計,比行業(yè)中同類(lèi)產(chǎn)品成本低30%以上,具有明顯競爭優(yōu)勢,而且通過(guò)多軸共母線(xiàn)設計方案,能效提升20%。此次戰役不僅體現了拓斯達“全心全意為客戶(hù)服務(wù)”的核心價(jià)值觀(guān),更重要的是贏(yíng)得了客戶(hù)與市場(chǎng)的認可,真正意義上解決了客戶(hù)的痛點(diǎn),為客戶(hù)創(chuàng )造價(jià)值。這是王志成帶領(lǐng)的伺服研發(fā)團隊的開(kāi)山之作,也成了拓斯達伺服系統實(shí)現自主研發(fā)的重要里程碑。

    “我們一直在努力。接下來(lái),咱們還計劃推出幾款新研發(fā)的伺服產(chǎn)品。其中,一款是極具創(chuàng )新性的高性能伺服,具有自由擴展的特點(diǎn)。大家敬請期待!”王志成自信地說(shuō)。


    03 我是那根被火柴點(diǎn)燃的柴火

    王志成博士,副研究員、國科大碩士生導師,畢業(yè)于中國科學(xué)院沈陽(yáng)計算技術(shù)研究所,長(cháng)期從事高性能伺服系統、現場(chǎng)總線(xiàn)等的研究與開(kāi)發(fā)工作、嵌入式系統方向軟硬件教學(xué)工作,曾任職于中科院沈陽(yáng)計算所、沈陽(yáng)風(fēng)馳科技股份有限公司,現任職拓斯達首席伺服技術(shù)專(zhuān)家。

    從沈陽(yáng)到東莞,相距2800多公里。對于王志成而言,這不僅是地域的跨越,更是實(shí)現夢(mèng)想的跨越。

    在偶然的機會(huì )下,王志成認識到了拓斯達?!澳菚r(shí)候,我還在沈陽(yáng),與徐總(現任拓斯達研發(fā)中心總經(jīng)理徐必業(yè))遠程進(jìn)行技術(shù)交流,感覺(jué)大家志同道合。期間,得知他是從華為來(lái)到拓斯達的,讓我感到非常震驚與疑惑?!彼貞浀?,“當時(shí),我就在想,拓斯達究竟有什么魔力,竟然能吸引到華為的人才?!弊源?,好奇的種子在他心中種下?!昂髞?lái),徐總與研發(fā)團隊的趙博士親自前往沈陽(yáng)與我做了一次交流。他們對于技術(shù)研發(fā)的執著(zhù)與憧憬,讓我深受觸動(dòng)。于是,我決定來(lái)拓斯達看看。

    沒(méi)想到,這一“看”,就點(diǎn)燃了他心中的夢(mèng)想。

    正因為這份簡(jiǎn)單的好奇心,他開(kāi)啟了對夢(mèng)想的追逐之旅。在與拓斯達吳豐禮董事長(cháng)接觸后,王志成有種仿佛“找到了組織”的感覺(jué)?!爱敃r(shí),我就想,拓斯達可能是我實(shí)現夢(mèng)想的最佳平臺?!?/span>

    研究了近20年伺服系統的他,深知現階段國內伺服技術(shù)與國外技術(shù)仍存在很大的差距,希望自己能為國內伺服技術(shù)的研發(fā)貢獻一份力量,夢(mèng)想在未來(lái)的某一天,咱們的國產(chǎn)伺服也能在國際上擁有一席之地。

    而拓斯達希望,通過(guò)深耕控制、伺服、視覺(jué)三大核心技術(shù),打破國外技術(shù)壟斷,實(shí)現工業(yè)機器人的自主研發(fā),讓工業(yè)制造更美好。這與他的夢(mèng)想一拍即合。于是,他毅然決定加入拓斯達,逐夢(mèng)前行。他笑言,“吳董的花名叫‘火柴’。也許,我就是那根被火柴點(diǎn)燃的柴火?!?/span>

    雖然自入職至今僅一年半時(shí)間,但王志成對拓斯達的文化非常認可。讓他感觸最深的是,研發(fā)中心打造的組織文化——“必達·極致·創(chuàng )新·協(xié)作”。他說(shuō):“咱們研發(fā)團隊的成員向心力非常強,大家方向一致,目標感很強。在研發(fā)過(guò)程中,整個(gè)團隊團結一致、不畏艱難,只為達成任務(wù)?!?/span>

    五合一伺服完成交付的過(guò)程,讓他印象尤為深刻?!盀榱四馨磿r(shí)達成任務(wù),團隊成員對自己的要求甚至可以說(shuō)是到了嚴苛的程度,每天在嘈雜的環(huán)境下加班加點(diǎn);對于外部不可控的因素,大家也從未想過(guò)推諉,都認為自己應該是解決問(wèn)題的那個(gè)人?!?/span>

    比如,某次伺服產(chǎn)品對齊會(huì )議上發(fā)現,距離五合一伺服產(chǎn)品交付節點(diǎn)時(shí)間已經(jīng)所剩無(wú)幾,但是供應商處定制的外殼部件遲遲未能制作完成。為了能讓產(chǎn)品如期交付,團隊成員不辭勞苦,親自跑到工廠(chǎng)與供應商一起研究工藝,重新制定排期,并親自盯貨,讓每一步工藝都用最短時(shí)間完成,最終在評審交付會(huì )前夕,外殼如期送達,五合一伺服也順利完成交付評審?!爱斕煜挛缇鸵匍_(kāi)產(chǎn)品評審交付會(huì ),但產(chǎn)品改版后的外殼上午才寄到,大家都有種驚心動(dòng)魄的感覺(jué)?!彼?dòng)地說(shuō)。

    王博3

    一個(gè)團隊的戰斗力,不僅取決于每一名成員的能力,也取決于成員與成員之間的相互協(xié)作、相互配合,這樣才能均衡、緊密地結合形成一個(gè)強大的整體。

    “來(lái)到拓斯達,我愈發(fā)明白,無(wú)論是個(gè)人的夢(mèng)想,還是公司的愿景,都必須依靠團隊的力量來(lái)實(shí)現。團隊的力量不是1+1=2,而是1+1>2?!蓖踔境烧J真地說(shuō),“與一群志同道合的人一起,做一件有意義的事,就是我心中最理想的工作?!?/strong>

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