拓斯达科技:走自主研发之路：五合一伺服是怎样炼成的？
- 来源：拓斯达科技
- 2021/5/25 9:43:06
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【塑料机械网 明星企业】“倒计时5天、4天、3天、2天……”海报上的数字不断在减少，这意味着留给团队的时间越来越少了。
王志成在电脑屏幕前握紧了拳头，手心还微微出汗。他不是对团队没有信心，而是时间紧、任务重，攻坚阶段团队成员无一不在超负荷冲刺。“万一失败了，不仅大家的面子挂不住，团队士气也将大受挫折。”
突然，群里发来喜报。“成功了！成功了！”五合一换“芯”战役首战告捷——4月30日，伺服研发小组仅用时12天，便完成了五合一伺服国产芯片替换方案验证。“YES！”王志成不禁一阵激动，摆出了胜利的姿势，终于放下了心头大石。
“我们就是在打仗，而且是一场恶战，没有退路，必须成功。”他坚定地说。
每一次研发都是一场战斗
“我们绝对不能让进口芯片卡住脖子！”
由于国际疫情等因素影响，芯片行业面临全球范围内的短缺，各行各业都出现一“芯”难求的困境，以工业机器人为代表的智能制造行业也不例外。
“即使现在情况尚未到万分火急，但为了避免进口芯片断供影响产品的交付，我们决定，用国产芯片进行替代。”拓斯达研发中心首席伺服技术专家王志成博士表示，“我们不仅要快，原有产品的性能也不能降低。”
说干就干，一场换“芯”战役迅速在研发中心伺服开发部拉起，由5名研发工程师组成战役小组，挑战用两周时间完成五合一伺服从进口芯片到国产芯片的全部替换。
为什么称之为“战役”？
王志成解释道：“这次任务有两大难点：一是，时间紧迫。一般来说，完成芯片的替换过程至少需要一个月，但团队成员挑战用两周来完成，难度确实很大；二是，国产芯片不一定能支撑到原有伺服的最高性能。原来我们五合一伺服是用1个芯片控制2个伺服电机，同时也把进口芯片的性能发掘到了极限，但是国产芯片能否支撑到如此高性能的运作，我们不清楚。所以，我们面临的是一场恶战！”
这场战役中，时间就是金钱，是机会，更是决胜的关键！
“自己立下的flag，爬着也得走完。”为了按时达成目标，全体团队成员打起十二分精神，每天争分夺秒，与时间赛跑。“我们一秒都浪费不起，真的像在打仗一样，每天都如百米冲刺，把潜能发挥到更好。”王志成说，“为了让效率更大化，在攻关过程中，我们必须牢牢把握住三个关键：第一，方向正确。驱动移值、运算性能验证、算法库改写等目标拆解明确；第二，做事方法正确，减少误动作。早对齐、晚复盘，团队协同、协调厂家FAE支持等，保证效率达到最高；第三，发扬拼搏精神。与时间赛跑，每天奋战至深夜。”
值得一提的是，在国产芯片应用的过程中，他们竟然还帮助厂家把芯片给优化了。
“这可以算是一个意外收获吧。在研发过程中，我们发现了芯片厂家提供的驱动程序中存在好几个他们自己都不知道的BUG。”王志成说，“厂家一直没有发现问题，是因为其他客户一般不会像我们这样，把芯片性能发掘得如此深入。正是源于我们对芯片性能的更好追求，当我们深入使用时，就发现里面隐藏了问题。发现问题了怎么办，等厂家整改一定来不及，我们来这就是为了解决问题的。”
团队成员很快达成了一致，为了抢进度，找到问题所在，大家在不懂芯片的情况下，连夜学习，疯狂地补充芯片相关知识，经过仔细对比分析研究后，发现确实是驱动程序中有BUG。团队第一时间拉着厂家一起改BUG，迅速解决问题，进入下一个研发阶段。当然，这也只是攻坚过程中的一个小故事，但是拓斯达研发团队追求极致的精神始终贯穿在项目始终。
终于，皇天不负有心人。在小组成员通力奋斗下，4月30日，五合一换“芯”战役成功交付首战成果，仅用时12天。
“原本两周的时间就很短，而且还要花时间帮厂家解决问题，所以我真的替他们捏了把汗。”王志成笑道。让他特别感动的是，战役启动之时，一位因腿骨折在家休养的成员主动请求出战，每天起早贪黑，拐着拐杖与团队一起作战。整个过程中，团队成员齐心协力、团结一心，表现出高度协作的团队精神，把研发中心“必达”“协作”的部门文化表现得淋漓尽致。
极致性价比
是“抠”出来的
控制器、伺服系统和减速器，被认为是工业机器人的三大核心零部件，也是制约我国工业机器人产业发展的主要技术瓶颈。其中，伺服系统是一种运动控制装置，包括驱动器和电机，能够精确地控制机械部件的位置、方位、状态。在机器人领域，伺服系统一般安装在机器人的“关节”处，关节越多，机器人的柔性和精准度越高，所要使用的伺服系统数量也就越多。
如果说，五合一伺服换“芯”战役只是一场小战役，那当初五合一伺服的研发可谓是一场持续了8个月的超大战役。
在王志成博士进入拓斯达之前，伺服系统一直是拓斯达的“心病”，缺乏硬核的伺服技术让拓斯达产品开发过程显得异常艰难，始终感觉受制于人。王志成博士的到来，不仅让拓斯达自研伺服技术实现从0到1的突破，也让产品实现了极致性价比。它专为注塑机械手上下料而研发，实现五轴合一设计，具有集成度高、体积小、成本低、易安装等特点。
“一般来说，控制5台伺服电机需要5台伺服驱动器，而现在我们将5台驱动器合成1个驱动器，即为五合一，相当于1台伺服驱动器可以直接控制5台伺服电机，减少了整体空间，并且将总成本降到了5台单体伺服的近一半，既降低了成本，也节约了空间。”王志成介绍说。
谈起设计这款产品的初衷，王志成表示，一是为了长远发展，拓斯达必须具备伺服自主研发的技术；二是只有整体配套自研技术，才能让拓斯达工业机器人发挥最大效能；三是为了满足客户的需求，这也是最核心的驱动力。
“当客户需要解决某个痛点，向我们提出新的需求时，如果我们没有自主研发的核心零部件，那只能依靠集成方案来完成。”他强调，“如果使用集成方案，那我们就容易受到软、硬件方面的技术限制，不仅不能很好地为客户解决痛点问题，也让我们错失很多市场机会。”
当初，五合一伺服的研发就是为了满足客户对产品极致性价比的严苛要求。客户希望有一款产品能通过简单的内部结构解决注塑机开模自动抓取时因碰撞导致成品变形的问题，同时要求将产品成本在原有低成本的基础上再降低到70%。“由于难度太高，在找到我们之前，客户已经被好几个厂商拒绝了，他们都认为客户的想法不切实际，甚至可以说是天方夜谭。”他讲述道，“后来，客户联系到我。正好赶上咱们伺服团队也刚成立，这对于我们来说，是个很好的机会。因为我坚信，越是难度大的事情，突破后所产生的价值越大。同时，拓斯达‘全心全意为客户服务’的核心价值观也是我想努力为客户攻克难题的精神动力所在。”
在五合一伺服的研发过程中，王志成认为，最大的难度在于成本问题——如何用最低的成本，让产品发挥出最优的效能。为了解决这难题，研发团队只能“一分钱一分钱地抠”。
经过分析，他们从两个方面着手：第一，让产品设计达到最优；第二，让产品采购实现最低。“这就像健身一样，不允许你身上有一丝的赘肉。”他举例说明，在产品设计方面，他们仅用3颗CPU芯片实现五轴合一的设计，相当于1颗CPU芯片控制2个轴，且每轴最大功率750W。“我们用1颗芯片的成本实现原本2颗芯片的功能，那就节省了1颗芯片的成本，整体下来，总共就节省了2颗芯片的成本。”他说，“这种采用低成本芯片扩展2轴的设计，对于产品软件的运行效率提出了更高的要求。据我了解，目前，这种设计只有我们实现了。在与同行交流时，他们都觉得不可思议。”
最终，拓斯达自研五合一伺服不但实现成本最优设计，比行业中同类产品成本低30%以上，具有明显竞争优势，而且通过多轴共母线设计方案，能效提升20%。此次战役不仅体现了拓斯达“全心全意为客户服务”的核心价值观，更重要的是赢得了客户与市场的认可，真正意义上解决了客户的痛点，为客户创造价值。这是王志成带领的伺服研发团队的开山之作，也成了拓斯达伺服系统实现自主研发的重要里程碑。
“我们一直在努力。接下来，咱们还计划推出几款新研发的伺服产品。其中，一款是极具创新性的高性能伺服，具有自由扩展的特点。大家敬请期待！”王志成自信地说。
我是那根
被火柴点燃的柴火
王志成博士，副研究员、国科大硕士生导师，毕业于中国科学院沈阳计算技术研究所，长期从事高性能伺服系统、现场总线等的研究与开发工作、嵌入式系统方向软硬件教学工作，曾任职于中科院沈阳计算所、沈阳风驰科技股份有限公司，现任职拓斯达首席伺服技术专家。
从沈阳到东莞，相距2800多公里。对于王志成而言，这不仅是地域的跨越，更是实现梦想的跨越。
在偶然的机会下，王志成认识到了拓斯达。“那时候，我还在沈阳，与徐总(现任拓斯达研发中心总经理徐必业)远程进行技术交流，感觉大家志同道合。期间，得知他是从华为来到拓斯达的，让我感到非常震惊与疑惑。”他回忆道，“当时，我就在想，拓斯达究竟有什么魔力，竟然能吸引到华为的人才。”自此，好奇的种子在他心中种下。“后来，徐总与研发团队的赵博士亲自前往沈阳与我做了一次交流。他们对于技术研发的执着与憧憬，让我深受触动。于是，我决定来拓斯达看看。”
没想到，这一“看”，就点燃了他心中的梦想。
正因为这份简单的好奇心，他开启了对梦想的追逐之旅。在与拓斯达吴丰礼董事长接触后，王志成有种仿佛“找到了组织”的感觉。“当时，我就想，拓斯达可能是我实现梦想的最佳平台。”
研究了近20年伺服系统的他，深知现阶段国内伺服技术与国外技术仍存在很大的差距，希望自己能为国内伺服技术的研发贡献一份力量，梦想在未来的某一天，咱们的国产伺服也能在国际上拥有一席之地。
而拓斯达希望，通过深耕控制、伺服、视觉三大核心技术，打破国外技术垄断，实现工业机器人的自主研发，让工业制造更美好。这与他的梦想一拍即合。于是，他毅然决定加入拓斯达，逐梦前行。他笑言，“吴董的花名叫‘火柴’。也许，我就是那根被火柴点燃的柴火。”
虽然自入职至今仅一年半时间，但王志成对拓斯达的文化非常认可。让他感触最深的是，研发中心打造的组织文化——“必达·极致·创新·协作”。他说：“咱们研发团队的成员向心力非常强，大家方向一致，目标感很强。在研发过程中，整个团队团结一致、不畏艰难，只为达成任务。”
五合一伺服完成交付的过程，让他印象尤为深刻。“为了能按时达成任务，团队成员对自己的要求甚至可以说是到了严苛的程度，每天在嘈杂的环境下加班加点；对于外部不可控的因素，大家也从未想过推诿，都认为自己应该是解决问题的那个人。”
比如，某次伺服产品对齐会议上发现，距离五合一伺服产品交付节点时间已经所剩无几，但是供应商处定制的外壳部件迟迟未能制作完成。为了能让产品如期交付，团队成员不辞劳苦，亲自跑到工厂与供应商一起研究工艺，重新制定排期，并亲自盯货，让每一步工艺都用最短时间完成，最终在评审交付会前夕，外壳如期送达，五合一伺服也顺利完成交付评审。“当天下午就要召开产品评审交付会，但产品改版后的外壳上午才寄到，大家都有种惊心动魄的感觉。”他激动地说。
一个团队的战斗力，不仅取决于每一名成员的能力，也取决于成员与成员之间的相互协作、相互配合，这样才能均衡、紧密地结合形成一个强大的整体。
“来到拓斯达，我愈发明白，无论是个人的梦想，还是公司的愿景，都必须依靠团队的力量来实现。团队的力量不是1+1=2，而是1+1>2。”王志成认真地说，“与一群志同道合的人一起，做一件有意义的事，就是我心中最理想的工作。”
作者 | 王子
编辑 | 龚主
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