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作者精密加工編輯
鐘老師給我寄來(lái)一本《追求精確》,講的是精密制造的歷史。讀完后,我對(duì)鐘老師說(shuō):如果某些工學(xué)領(lǐng)域的教授(甚至院士)讀過(guò)這樣的書(shū),或許就不會(huì)被人笑話不懂工程了。每個(gè)工程學(xué)的學(xué)生都該讀讀這樣的書(shū)。我也準(zhǔn)備讓我兒子讀讀。
我曾經(jīng)在多個(gè)場(chǎng)合闡述一個(gè)觀點(diǎn):高技術(shù)的本質(zhì)是高質(zhì)量。其實(shí),高質(zhì)量的基礎(chǔ)往往是精密制造。人類(lèi)科技的發(fā)展,很大程度上得益于制造精密度的提升。書(shū)中有很多故事,非常有趣。
眾所周知,航海促進(jìn)了人類(lèi)文明的發(fā)展和科技的傳播,而航海其實(shí)帶動(dòng)了精密制造:航海要確定船舶的位置,計(jì)算位置需要精確的時(shí)間。這樣,精密制造就被用來(lái)制造鐘表。航海發(fā)達(dá)了以后,各國(guó)需要在海洋爭(zhēng)霸,海軍就變得重要起來(lái)。軍艦上需要大量的火炮。由于炮管質(zhì)量不高,開(kāi)始時(shí)經(jīng)常發(fā)生爆炸、危害士兵的生命安全。于是,人們發(fā)明了一種精密制造技術(shù)制造炮管。于是,英國(guó)的軍事實(shí)力大大上升。有趣的是:發(fā)明炮管精密制造技術(shù)的人,為瓦特提供了高質(zhì)量的氣缸,從而使得蒸汽機(jī)走向?qū)嵱?。這就是所謂的工業(yè)1.0。
19世紀(jì)士兵打仗時(shí),槍械一旦壞了,就需要花很長(zhǎng)時(shí)間維修,嚴(yán)重影響戰(zhàn)斗力。原因是每件武器都是手工做出來(lái)的、零件的大小不同。維修的時(shí)候需要單獨(dú)制造零件,不能把壞的零件直接更換掉。于是,英國(guó)人提出“零件互換”的概念。其本質(zhì)是生產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)化的零件,可以用在同類(lèi)的槍上。
而零件互換的前提,是標(biāo)準(zhǔn)化的零件。而零件的標(biāo)準(zhǔn)化,需要加工零件的精度足夠高。于是,零件互換的要求,也促進(jìn)了精密制造。我們注意到:在零件互換的基礎(chǔ)上,才有了汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程的流程化,也就是我們所說(shuō)的工業(yè)2.0。在我看來(lái),這就是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)。
汽車(chē)促進(jìn)了精密制造,飛機(jī)更是促進(jìn)了精密制造。噴氣式飛機(jī)的發(fā)明,需要高質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境非常惡劣,出一點(diǎn)點(diǎn)問(wèn)題,就會(huì)導(dǎo)致機(jī)毀人亡。于是,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)就成了推進(jìn)精密制造的新引擎。此后,天文望遠(yuǎn)鏡、航天技術(shù)的發(fā)展,又進(jìn)一步推進(jìn)了精密制造技術(shù)的發(fā)展。最近幾十年,摩爾定律主導(dǎo)著芯片技術(shù)的發(fā)展,讓精密制造走向了新的高度。而集成電路技術(shù)的發(fā)展,把人類(lèi)帶入工業(yè)3.0和4.0時(shí)代。
在精密制造的過(guò)程中,開(kāi)始時(shí)主要依賴(lài)工藝、設(shè)備和手藝。到了飛機(jī)制造時(shí)代,就需要復(fù)雜的計(jì)算了。于是,科學(xué)知識(shí)開(kāi)始發(fā)揮作用。到了航天、芯片制造的階段,牛頓力學(xué)的局限性就顯現(xiàn)出來(lái)了,就需要現(xiàn)代物理學(xué)的知識(shí)了。而隨著計(jì)算越來(lái)越復(fù)雜,數(shù)字化技術(shù)的作用,也變得越來(lái)越大。利用計(jì)算機(jī),科學(xué)知識(shí)和技術(shù)的融合方式發(fā)生了改變。
回顧技術(shù)發(fā)展的歷史,我發(fā)現(xiàn):精密制造往往是用在促成當(dāng)時(shí)最先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。過(guò)去是這樣,未來(lái)可能還是這樣。有了高端的需求,才能促進(jìn)尖端技術(shù)的產(chǎn)生。
讀完這本書(shū),我突然想到:前些年,納米和激光技術(shù)非常熱,國(guó)內(nèi)很多人研究、建立了很多研究中心。十多年過(guò)去了,對(duì)技術(shù)進(jìn)步的影響似乎不是特別大。在我的印象中,激光用來(lái)做激光筆、激光切割、激光打印,而納米材料用來(lái)做衣服、家電。這是不是意味著,激光和納米技術(shù)其實(shí)并沒(méi)有多大作用呢?
但我突然意識(shí)到:現(xiàn)在的芯片技術(shù)不就是用激光搞納米產(chǎn)品嗎?如果沒(méi)有這兩項(xiàng)技術(shù),哪有摩爾定律的持續(xù)?于是,我想到了另一件事:我們發(fā)明了火藥,用來(lái)做了爆竹;到了西方,卻用來(lái)做槍炮。由此可見(jiàn):把技術(shù)用在重要的場(chǎng)景,是何等重要!
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