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拓斯達(dá)科技:走自主研發(fā)之路：五合一伺服是怎樣煉成的？
導(dǎo)讀： “來到拓斯達(dá)，我愈發(fā)明白，無論是個(gè)人的夢(mèng)想，還是公司的愿景，都必須依靠團(tuán)隊(duì)的力量來實(shí)現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)的力量不是1 1=2，而是1 1>2。”王志成認(rèn)真地說，“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。”
【塑料機(jī)械網(wǎng) 明星企業(yè)】“倒計(jì)時(shí)5天、4天、3天、2天……”海報(bào)上的數(shù)字不斷在減少，這意味著留給團(tuán)隊(duì)的時(shí)間越來越少了。
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(duì)團(tuán)隊(duì)沒有信心，而是時(shí)間緊、任務(wù)重，攻堅(jiān)階段團(tuán)隊(duì)成員無一不在超負(fù)荷沖刺。“萬一失敗了，不僅大家的面子掛不住，團(tuán)隊(duì)士氣也將大受挫折。”
突然，群里發(fā)來喜報(bào)。“成功了！成功了！”五合一換“芯”戰(zhàn)役首戰(zhàn)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(guó)產(chǎn)芯片替換方案驗(yàn)證。“YES！”王志成不禁一陣激動(dòng)，擺出了勝利的姿勢(shì)，終于放下了心頭大石。
“我們就是在打仗，而且是一場(chǎng)惡戰(zhàn)，沒有退路，必須成功。”他堅(jiān)定地說。
每一次研發(fā)都是一場(chǎng)戰(zhàn)斗
“我們絕對(duì)不能讓進(jìn)口芯片卡住脖子！”
由于國(guó)際疫情等因素影響，芯片行業(yè)面臨全球范圍內(nèi)的短缺，各行各業(yè)都出現(xiàn)一“芯”難求的困境，以工業(yè)機(jī)器人為代表的智能制造行業(yè)也不例外。
“即使現(xiàn)在情況尚未到萬分火急，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(guó)產(chǎn)芯片進(jìn)行替代。”拓斯達(dá)研發(fā)中心首席伺服技術(shù)專家王志成博士表示，“我們不僅要快，原有產(chǎn)品的性能也不能降低。”
說干就干，一場(chǎng)換“芯”戰(zhàn)役迅速在研發(fā)中心伺服開發(fā)部拉起，由5名研發(fā)工程師組成戰(zhàn)役小組，挑戰(zhàn)用兩周時(shí)間完成五合一伺服從進(jìn)口芯片到國(guó)產(chǎn)芯片的全部替換。
為什么稱之為“戰(zhàn)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。一般來說，完成芯片的替換過程至少需要一個(gè)月，但團(tuán)隊(duì)成員挑戰(zhàn)用兩周來完成，難度確實(shí)很大；二是，國(guó)產(chǎn)芯片不一定能支撐到原有伺服的最高性能。原來我們五合一伺服是用1個(gè)芯片控制2個(gè)伺服電機(jī)，同時(shí)也把進(jìn)口芯片的性能發(fā)掘到了極限，但是國(guó)產(chǎn)芯片能否支撐到如此高性能的運(yùn)作，我們不清楚。所以，我們面臨的是一場(chǎng)惡戰(zhàn)！”
這場(chǎng)戰(zhàn)役中，時(shí)間就是金錢，是機(jī)會(huì)，更是決勝的關(guān)鍵！
“自己立下的flag，爬著也得走完。”為了按時(shí)達(dá)成目標(biāo)，全體團(tuán)隊(duì)成員打起十二分精神，每天爭(zhēng)分奪秒，與時(shí)間賽跑。“我們一秒都浪費(fèi)不起，真的像在打仗一樣，每天都如百米沖刺，把潛能發(fā)揮到更好。”王志成說，“為了讓效率更大化，在攻關(guān)過程中，我們必須牢牢把握住三個(gè)關(guān)鍵：第一，方向正確。驅(qū)動(dòng)移值、運(yùn)算性能驗(yàn)證、算法庫改寫等目標(biāo)拆解明確；第二，做事方法正確，減少誤動(dòng)作。早對(duì)齊、晚復(fù)盤，團(tuán)隊(duì)協(xié)同、協(xié)調(diào)廠家FAE支持等，保證效率達(dá)到最高；第三，發(fā)揚(yáng)拼搏精神。與時(shí)間賽跑，每天奮戰(zhàn)至深夜。”
值得一提的是，在國(guó)產(chǎn)芯片應(yīng)用的過程中，他們竟然還幫助廠家把芯片給優(yōu)化了。
“這可以算是一個(gè)意外收獲吧。在研發(fā)過程中，我們發(fā)現(xiàn)了芯片廠家提供的驅(qū)動(dòng)程序中存在好幾個(gè)他們自己都不知道的BUG。”王志成說，“廠家一直沒有發(fā)現(xiàn)問題，是因?yàn)槠渌蛻粢话悴粫?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(duì)芯片性能的更好追求，當(dāng)我們深入使用時(shí)，就發(fā)現(xiàn)里面隱藏了問題。發(fā)現(xiàn)問題了怎么辦，等廠家整改一定來不及，我們來這就是為了解決問題的。”
團(tuán)隊(duì)成員很快達(dá)成了一致，為了搶進(jìn)度，找到問題所在，大家在不懂芯片的情況下，連夜學(xué)習(xí)，瘋狂地補(bǔ)充芯片相關(guān)知識(shí)，經(jīng)過仔細(xì)對(duì)比分析研究后，發(fā)現(xiàn)確實(shí)是驅(qū)動(dòng)程序中有BUG。團(tuán)隊(duì)第一時(shí)間拉著廠家一起改BUG，迅速解決問題，進(jìn)入下一個(gè)研發(fā)階段。當(dāng)然，這也只是攻堅(jiān)過程中的一個(gè)小故事，但是拓斯達(dá)研發(fā)團(tuán)隊(duì)追求極致的精神始終貫穿在項(xiàng)目始終。
終于，皇天不負(fù)有心人。在小組成員通力奮斗下，4月30日，五合一換“芯”戰(zhàn)役成功交付首戰(zhàn)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)間幫廠家解決問題，所以我真的替他們捏了把汗。”王志成笑道。讓他特別感動(dòng)的是，戰(zhàn)役啟動(dòng)之時(shí)，一位因腿骨折在家休養(yǎng)的成員主動(dòng)請(qǐng)求出戰(zhàn)，每天起早貪黑，拐著拐杖與團(tuán)隊(duì)一起作戰(zhàn)。整個(gè)過程中，團(tuán)隊(duì)成員齊心協(xié)力、團(tuán)結(jié)一心，表現(xiàn)出高度協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，把研發(fā)中心“必達(dá)”“協(xié)作”的部門文化表現(xiàn)得淋漓盡致。
極致性價(jià)比
是“摳”出來的
控制器、伺服系統(tǒng)和減速器，被認(rèn)為是工業(yè)機(jī)器人的三大核心零部件，也是制約我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸。其中，伺服系統(tǒng)是一種運(yùn)動(dòng)控制裝置，包括驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，能夠精確地控制機(jī)械部件的位置、方位、狀態(tài)。在機(jī)器人領(lǐng)域，伺服系統(tǒng)一般安裝在機(jī)器人的“關(guān)節(jié)”處，關(guān)節(jié)越多，機(jī)器人的柔性和精準(zhǔn)度越高，所要使用的伺服系統(tǒng)數(shù)量也就越多。
如果說，五合一伺服換“芯”戰(zhàn)役只是一場(chǎng)小戰(zhàn)役，那當(dāng)初五合一伺服的研發(fā)可謂是一場(chǎng)持續(xù)了8個(gè)月的超大戰(zhàn)役。
在王志成博士進(jìn)入拓斯達(dá)之前，伺服系統(tǒng)一直是拓斯達(dá)的“心病”，缺乏硬核的伺服技術(shù)讓拓斯達(dá)產(chǎn)品開發(fā)過程顯得異常艱難，始終感覺受制于人。王志成博士的到來，不僅讓拓斯達(dá)自研伺服技術(shù)實(shí)現(xiàn)從0到1的突破，也讓產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了極致性價(jià)比。它專為注塑機(jī)械手上下料而研發(fā)，實(shí)現(xiàn)五軸合一設(shè)計(jì)，具有集成度高、體積小、成本低、易安裝等特點(diǎn)。
“一般來說，控制5臺(tái)伺服電機(jī)需要5臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器，而現(xiàn)在我們將5臺(tái)驅(qū)動(dòng)器合成1個(gè)驅(qū)動(dòng)器，即為五合一，相當(dāng)于1臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器可以直接控制5臺(tái)伺服電機(jī)，減少了整體空間，并且將總成本降到了5臺(tái)單體伺服的近一半，既降低了成本，也節(jié)約了空間。”王志成介紹說。
談起設(shè)計(jì)這款產(chǎn)品的初衷，王志成表示，一是為了長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，拓斯達(dá)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(dá)工業(yè)機(jī)器人發(fā)揮最大效能；三是為了滿足客戶的需求，這也是最核心的驅(qū)動(dòng)力。
“當(dāng)客戶需要解決某個(gè)痛點(diǎn)，向我們提出新的需求時(shí)，如果我們沒有自主研發(fā)的核心零部件，那只能依靠集成方案來完成。”他強(qiáng)調(diào)，“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解決痛點(diǎn)問題，也讓我們錯(cuò)失很多市場(chǎng)機(jī)會(huì)。”
當(dāng)初，五合一伺服的研發(fā)就是為了滿足客戶對(duì)產(chǎn)品極致性價(jià)比的嚴(yán)苛要求。客戶希望有一款產(chǎn)品能通過簡(jiǎn)單的內(nèi)部結(jié)構(gòu)解決注塑機(jī)開模自動(dòng)抓取時(shí)因碰撞導(dǎo)致成品變形的問題，同時(shí)要求將產(chǎn)品成本在原有低成本的基礎(chǔ)上再降低到70%。“由于難度太高，在找到我們之前，客戶已經(jīng)被好幾個(gè)廠商拒絕了，他們都認(rèn)為客戶的想法不切實(shí)際，甚至可以說是天方夜譚。”他講述道，“后來，客戶聯(lián)系到我。正好趕上咱們伺服團(tuán)隊(duì)也剛成立，這對(duì)于我們來說，是個(gè)很好的機(jī)會(huì)。因?yàn)槲覉?jiān)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(dá)‘全心全意為客戶服務(wù)’的核心價(jià)值觀也是我想努力為客戶攻克難題的精神動(dòng)力所在。”
在五合一伺服的研發(fā)過程中，王志成認(rèn)為，最大的難度在于成本問題——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(tuán)隊(duì)只能“一分錢一分錢地?fù)?rdquo;。
經(jīng)過分析，他們從兩個(gè)方面著手：第一，讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)；第二，讓產(chǎn)品采購(gòu)實(shí)現(xiàn)最低。“這就像健身一樣，不允許你身上有一絲的贅肉。”他舉例說明，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，他們僅用3顆CPU芯片實(shí)現(xiàn)五軸合一的設(shè)計(jì)，相當(dāng)于1顆CPU芯片控制2個(gè)軸，且每軸最大功率750W。“我們用1顆芯片的成本實(shí)現(xiàn)原本2顆芯片的功能，那就節(jié)省了1顆芯片的成本，整體下來，總共就節(jié)省了2顆芯片的成本。”他說，“這種采用低成本芯片擴(kuò)展2軸的設(shè)計(jì)，對(duì)于產(chǎn)品軟件的運(yùn)行效率提出了更高的要求。據(jù)我了解，目前，這種設(shè)計(jì)只有我們實(shí)現(xiàn)了。在與同行交流時(shí)，他們都覺得不可思議。”
最終，拓斯達(dá)自研五合一伺服不但實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)設(shè)計(jì)，比行業(yè)中同類產(chǎn)品成本低30%以上，具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而且通過多軸共母線設(shè)計(jì)方案，能效提升20%。此次戰(zhàn)役不僅體現(xiàn)了拓斯達(dá)“全心全意為客戶服務(wù)”的核心價(jià)值觀，更重要的是贏得了客戶與市場(chǎng)的認(rèn)可，真正意義上解決了客戶的痛點(diǎn)，為客戶創(chuàng)造價(jià)值。這是王志成帶領(lǐng)的伺服研發(fā)團(tuán)隊(duì)的開山之作，也成了拓斯達(dá)伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)的重要里程碑。
“我們一直在努力。接下來，咱們還計(jì)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(kuò)展的特點(diǎn)。大家敬請(qǐng)期待！”王志成自信地說。
我是那根
被火柴點(diǎn)燃的柴火
王志成博士，副研究員、國(guó)科大碩士生導(dǎo)師，畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院沈陽計(jì)算技術(shù)研究所，長(zhǎng)期從事高性能伺服系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等的研究與開發(fā)工作、嵌入式系統(tǒng)方向軟硬件教學(xué)工作，曾任職于中科院沈陽計(jì)算所、沈陽風(fēng)馳科技股份有限公司，現(xiàn)任職拓斯達(dá)首席伺服技術(shù)專家。
從沈陽到東莞，相距2800多公里。對(duì)于王志成而言，這不僅是地域的跨越，更是實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的跨越。
在偶然的機(jī)會(huì)下，王志成認(rèn)識(shí)到了拓斯達(dá)。“那時(shí)候，我還在沈陽，與徐總(現(xiàn)任拓斯達(dá)研發(fā)中心總經(jīng)理徐必業(yè))遠(yuǎn)程進(jìn)行技術(shù)交流，感覺大家志同道合。期間，得知他是從華為來到拓斯達(dá)的，讓我感到非常震驚與疑惑。”他回憶道，“當(dāng)時(shí)，我就在想，拓斯達(dá)究竟有什么魔力，竟然能吸引到華為的人才。”自此，好奇的種子在他心中種下。“后來，徐總與研發(fā)團(tuán)隊(duì)的趙博士親自前往沈陽與我做了一次交流。他們對(duì)于技術(shù)研發(fā)的執(zhí)著與憧憬，讓我深受觸動(dòng)。于是，我決定來拓斯達(dá)看看。”
沒想到，這一“看”，就點(diǎn)燃了他心中的夢(mèng)想。
正因?yàn)檫@份簡(jiǎn)單的好奇心，他開啟了對(duì)夢(mèng)想的追逐之旅。在與拓斯達(dá)吳豐禮董事長(zhǎng)接觸后，王志成有種仿佛“找到了組織”的感覺。“當(dāng)時(shí)，我就想，拓斯達(dá)可能是我實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的最佳平臺(tái)。”
研究了近20年伺服系統(tǒng)的他，深知現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)伺服技術(shù)與國(guó)外技術(shù)仍存在很大的差距，希望自己能為國(guó)內(nèi)伺服技術(shù)的研發(fā)貢獻(xiàn)一份力量，夢(mèng)想在未來的某一天，咱們的國(guó)產(chǎn)伺服也能在國(guó)際上擁有一席之地。
而拓斯達(dá)希望，通過深耕控制、伺服、視覺三大核心技術(shù)，打破國(guó)外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)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(dá)，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。”
雖然自入職至今僅一年半時(shí)間，但王志成對(duì)拓斯達(dá)的文化非常認(rèn)可。讓他感觸最深的是，研發(fā)中心打造的組織文化——“必達(dá)·極致·創(chuàng)新·協(xié)作”。他說：“咱們研發(fā)團(tuán)隊(duì)的成員向心力非常強(qiáng)，大家方向一致，目標(biāo)感很強(qiáng)。在研發(fā)過程中，整個(gè)團(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)一致、不畏艱難，只為達(dá)成任務(wù)。”
五合一伺服完成交付的過程，讓他印象尤為深刻。“為了能按時(shí)達(dá)成任務(wù)，團(tuán)隊(duì)成員對(duì)自己的要求甚至可以說是到了嚴(yán)苛的程度，每天在嘈雜的環(huán)境下加班加點(diǎn)；對(duì)于外部不可控的因素，大家也從未想過推諉，都認(rèn)為自己應(yīng)該是解決問題的那個(gè)人。”
比如，某次伺服產(chǎn)品對(duì)齊會(huì)議上發(fā)現(xiàn)，距離五合一伺服產(chǎn)品交付節(jié)點(diǎn)時(shí)間已經(jīng)所剩無幾，但是供應(yīng)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(tuán)隊(duì)成員不辭勞苦，親自跑到工廠與供應(yīng)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(píng)審交付會(huì)前夕，外殼如期送達(dá)，五合一伺服也順利完成交付評(píng)審。“當(dāng)天下午就要召開產(chǎn)品評(píng)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。”他激動(dòng)地說。
一個(gè)團(tuán)隊(duì)的戰(zhàn)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(jié)合形成一個(gè)強(qiáng)大的整體。
“來到拓斯達(dá)，我愈發(fā)明白，無論是個(gè)人的夢(mèng)想，還是公司的愿景，都必須依靠團(tuán)隊(duì)的力量來實(shí)現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)的力量不是1+1=2，而是1+1>2。”王志成認(rèn)真地說，“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。”
作者 | 王子
編輯 | 龔主
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