蔡坤：技术背包里的收藏 |《至精至善》

蔡坤，一汽-大众动力总成事业部高级技师，被授予“中国一汽劳动模范”称号。

1976年，蔡坤出生在吉林市蛟河县，1995年考取长春汽车工业高等专科学校工业电气自动化专业，1998年毕业后被分配到一汽-大众发传厂辅助车间，从事设备维护和电气维修工作。他2011年起担任一汽-大众发传厂发动机车间高级技师，2017年至今担任一汽-大众动力总成事业部长春发动机车间高级技师。

作为国家级工作室带头人，蔡坤累计完成GROB图表技术、840D数控安全集成、ASI网关技术等78项难点技术攻关工作；完成EA211发动机PEHV项目、国六发动机排放等9项新产品项目自主改造工作，涉及102台设备，累计节约改造成本1400余万元。

在特种备件维修技术方面，蔡坤团队实现电主轴、淬火感应器、光栅尺、拧紧轴等特种技术的体系化自主维修能力建设，累计节约成本3600余万元。最近3年，他自主开发课程9门，编写技术维修手册36份，每年累计完成内外部培训325人次，远程指导成都发动机车间及兄弟企业修复故障超260项。

在维修数字化方面，他深度参与发动机维修App方案制定和迭代开发工作，实现维修知识管理的数字化和人员培训的定制化。维修App项目荣获“国家科学技术进步奖”。

▍迈出第一步

1976年，我出生在吉林市蛟河县。1995年，我根据父亲建议，高考志愿填报了长春汽车工业高等专科学校机械系。我以为机械系主要学习汽车修理，不太喜欢，就申请转到电子系学习工业电气自动化专业。我对电子电路很感兴趣，是（电子系）电子竞赛小组成员之一。电子竞赛小组共有4人。

毕业前夕，我们到一汽热电厂实习。原本实习期共2周，但2天后我们4人就被叫回学校，在老师的带领下设计宿舍的呼叫系统和计算机房的分屏系统。之后，我们还开发设计出吉林工业大学（现吉林大学）第一批呼叫器。

1998年7月，我从学校毕业，正好一汽-大众到学校招人。当时，一汽-大众在国内汽车行业名气越来越响亮，而且待遇也很好，同学们都认为能进入一汽-大众工作是最好的选择。同班13个同学参加了面试，9人被录取，我是其中之一。同年8月，我到一汽-大众报到，和其他5位同学被分配到发传厂辅助车间，从事设备维护和电气维修工作。

发传厂有维修电工30个人，我主要负责缸体和缸盖的箱体维修。学校的课程主要教的都是维修单片机，但到一汽-大众工厂后，我发现使用的都是国际最先进的数控设备及系统，比我们在学校实习时候使用的领先几个时代，如SIMATICS5逻辑编程控制、SIMATICNC系统、力士乐驱动系统、日本FUNAC系统等。我之前既没听说过，也没接触过，一切都得从零学起。

电气维修和机械操作要求不同，工人必须取得从业资格证书后才能上手工作，所以我前期只能跟着师傅干些杂活儿。虽然有一些实操机会，但我只能进行线下操作，在试验台上简单操作电路，学习分析程序。

1999年，捷达改款新车型产品越来越受用户欢迎，我们动力总成生产线也越来越忙，发传厂开始两班生产。有时夜班遇到问题，我们需要向白班有经验的师傅打电话请教，甚至还需要请工程师和车间领导到现场解决。

1999年，我拿到了电工证，可以上手操作了。那时候实行报修制，生产线工作人员拿来报修单，我们接到报修单后上线维修设备。

我还记得第一次修设备的情景。当时是缸体瓦盖85线一台国产清洗机设备报修，当天老师傅们都外出维修，只剩我自己。清洗机比较小，结构也比较简单，设备上没有显示屏，没有提示信息，只有启动、停止、急停这几个按钮。但是设备越简单，发现问题也越不容易。维修此种设备一看经验，二看思路，关键是有没有发现问题的清晰路径和方法。

我对这台设备没有维修经验，但是有判断故障的方法。我首先根据报警反查变频器，分析程序如何从回路发来报警信息，最后发现是设备后面传感器液位太高所致。经过一番尝试，我终于把设备修好了。这次虽然只是维修了一个小故障，却是我迈出独立维修的第一步。现在看来，我今天的信心，主要来自于一步步解决问题积累的经验，这些经验在书本上是学不到的。

2000年，我开始接触数控设备。当时厂里要把西门子数控设备换成840C系统，车间派出6个人到北京进行培训，时长3周。通过学习，我们把西门子数控技术贯穿起来，掌握了程序编写、画面制作和调试数控等技能。

由于车间设备经常因故障而停台，为降低故障率、减少设备停台、提高开动率，领导安排我担任技术带头人，并指派给我3个人，作为四班三倒的其中一个班组，进行全车间设备的维修工作。2003年，发传厂全面开始实行三班倒。经过考核，我被正式任命为电工班班长，开始管理一个班组。班组总共有12个人，都是技术人才，我感到身上的责任更大了。

▲蔡坤（右二）对设备维修图纸进行分析、研讨

带队伍不容易。一方面要让班组成员都能发挥自身作用。进行班组生产线维修时，无论是装配设备、箱体还是轴类设备，任何设备出现故障，都要合理分配人员进行维修。另一方面班长还要具备带队解决技术上难题的能力。白班时有相应工程师负责生产线，但夜班时出现故障，就得自己去解决。

建设EA113发动机生产线时，由于曲轴线设备和工艺比较复杂，有一次一台设备出现故障，检测很久也没找到原因，后来发现是网络下面的一个模块出了问题。但模块又没完全坏掉，只是隔10~20分钟就网络中断。

问题虽然找到了，但没有备件可替换。当时一汽-大众使用的都是新设备，国内还没有其他企业用这种设备。我们只好请供应商西门子公司从国外购买，但对方反馈从德国进口最快也要1个月，而且不保证准时到货。当时一汽-大众正处在生产的紧要关头，生产的曲轴还要返销到德国大众，要真等上一个月，损失就难以想象。

一筹莫展之际，我突然想到，能否用一个程序的数据块取代这个模块，代替托盘载体里的信息读写。尽管有困难，但值得尝试。当时只有一台老编程器，我就使用S7程序样本看指令，对照着说明书分析，寻找元器件的控制逻辑。

整整3天，夜以继日，我一边编程，一边试验，尝试用一套数据块程序取代问题模块。通过不断地尝试，将编写程序上机运行后，竟然一举成功，解决了燃眉之急。

▍与时代同步

2006年，为了提高部门之间的协同工作效率，公司把原有的辅助车间拆散，将相应业务重新调整、划分到不同的车间。我被调到发传厂发动机车间担任电工班班长，管理发动机车间的电气维修。

维修工作总会遇到各种各样的问题。问题的出现，往往是被动的，但求解的过程，一定要创新、主动而积极。每次成功或失败的尝试，其实都是我们放在技术背包里的个人收藏。缸体线西门子805系统改造工作是我维修技术生涯里的一个典型案例。西门子805系统是一款老系统，备件已很难找到。相比之下，西门子840DPL系统要先进很多。同时，这个系统外方也在用，比较成熟。

但购买一套全新西门子840DPL系统设备价格不菲，我就想自己将旧设备进行改造。首先，我进行局部试验，找到一个相像的工位选型制定方案。方案规划包括各时间点、时间段会出现何种问题，问题如何解决，计划如何实施等。其次，我还做了一个进度表报给车间领导，领导同意先改造一个设备看看效果。

我们用最快的速度买来各种备件，搭建试验台，包括控制系统的备件选型、硬件连接和程序转换等。利用春节假期10天时间搭建840DPL系统，再按照设备程序进行试验，结果获得成功。新系统按照我们期望的方式运转了起来。后来和外国工程师交流时得知，如果这个项目在国外，需要多个工程师协作才能完成，我能够自己将设备改造成功，体现了很好的经验和能力。

2007年，一汽-大众产销量成功突破30万辆，并且每年增量都在十几万辆，产能连续翻番。当时，公司提出全员全力保生产。在这样的关键时刻，我们又遇到一次挑战。当时车间RSH装配线的缸体、曲轴和缸盖扫描工位的扫描接口传感器出现故障，而且没有备件。如果请外方维修，一是价格昂贵，二是时间没有保障。

领导要求我们必须在检修期完成改造，否则将直接影响到总装进度，可谓时间紧、任务重。如何解决这个问题？通过仔细分析和研究，我发现转换接口功能是用于实现扫描枪和CPU之间的数据通信。由此，我们确定了维修思路——采用西门子的通用数据转换接口DP-LINK代替之前的扫描接口。

事实证明，我们不仅保住了产量，而且西门子通用件DP-LINK价格便宜，性能稳定，备件统一后，大大降低了维修成本。慢慢我也感觉到，进口设备其实是对自主能力的检验，能力强、能吸收，就能把先进的技术转化为自己的知识储备。这种经验花钱买不来，只能通过自己的实践和摸索来获取。

后来，这项改进技术被逐步推广应用到一汽-大众其他生产线上，如RSH缸盖分装的缸盖和凸轮扫描工位。改造前，生产线为防止混件，要求操作者对每个缸盖和凸轮仔细检查；改造后，利用扫描枪对每台缸盖扫描，再与实际机型对比，符合的放行，不符合的报警。这样，既提高了生产质量，又提高了生产效率。

▲蔡坤（右）改造设备，加装照相监控系统

2008年，我开始进行临时替代曲轴AF260MOBY接口板的攻关工作。AF260是曲轴终检环线设备，也是发动机生产线最后把关检验的关键设备。整个环线共有5个工位，20个托盘循环工作，每个托盘的信息通过MOBY进行读取。

当时3个工位的MOBY接口板出现故障，而我们没有备件，从德国紧急订货需要2周，生产线面临停产。我通过仔细分析设备工作原理及PLC程序后，在PLC程序中建立了一个数据（DB块）存储来替代硬件的存储功能，从而解决了停产危机。

电气设备更新速度非常快，这对维修人员的技术能力是巨大的考验，也带来了强大的拉动力。

以数控设备为例，因原有数控系统备件停产，数控系统需要升级，2009-2010年，车间进行过两次大型系统改造：一是缸体线AF200/03B数控系统改造，将西门子805系统升级为840DPL系统；二是缸体线AF240/24A数控系统改造，将西门子S5+IP266配置模块升级为840DPL配置模块。这两次改造都是利用春节假期完成的。

对我们来说，不仅要积累维修经验，还要不断提升技术能力，做到与时代同步。2014年3月，为推进EA211发动机新产品项目，我被提拔为代理工程师。项目共有4条生产线，所有机加线一期，从技术任务书到选型标准再到设备验收，都由我牵头组织。

通过完成这个项目，我已经清楚地知道一个设备如何选型、如何主持技术会谈、如何通知会签、设备验收的关键节点以及要求最终达成的目标等。比如在设备选型阶段，设备和机床进厂后，我负责机床和电气技术要求的撰写。电气的选型，包括传感器、编码器、伺服系统、控制系统、反馈测量系统等。

我在整理设备备件时发现，为了节约维修成本，很多部件都可以进行替代，但如何替代、谁替代谁、如何在不压库存的情况下做到设备出故障时还有备件可用，就需要把所有备件的技术参数、功能进行归纳分析。

我一直在考虑如何在维修的阶段用最合理的成本解决设备存在的问题。但是工作经历越丰富，我就越认识到一个项目要降低成本，需要从规划阶段就开始设计。在项目筹备期间，在零部件选型上，包括硬件、软件，维修成本意识就要融入其中。做规划时，硬件和软件应尽量统一。

后来我就在自己负责的项目中，开始这方面的具体实践。比如，设备都使用德国西克（SICK）系列，使用巴鲁夫（BALLUFF）传感器等，在项目初期就定好型，既降低库存，又降低备件成本，还能提高维修效率。

▍兵行险招

2009年，一汽-大众导入很多新车型，EA111发动机开始发力，设备迎来更新升级。就在企业提高产量保市场时，连杆线出现AF20马波斯编译循环丢失故障，我们整整抢修了2天也没能修复。

刚好德国ALFING集团派来的工程师在长春调试设备，我们请他们帮助维修。但是对方连续工作了24小时，也没找到原因。由于签证即将到期，德国工程师急需回国。在这种情况下，生产绝对不能停，我们选择自主攻关。

经过又一轮检测分析，我认为原因很可能是编译文件丢失导致编译程序失效。当完成检测分析、形成故障原因判断时，已过午夜。我立即向领导请示，要求停掉另一台设备，把PCMCIA卡里的程序拷贝出来，复制到出问题的设备里，类似于恢复到出厂设置。

作出这个决定面临很大压力，当时这台设备已经停产几天，即将无法供总装装车，而想要修好故障，还要停掉另一台正常运转的设备。更何况，克隆还有一定危险性，有可能损坏PCMCIA卡。所以，这一步也算是兵行险招。

经过和领导沟通确定，这是在不寻求设备厂家支持的情况下，我们唯一可行的措施。

我复制了设备里的文件，将其导入故障设备系统，重新编程、组态、调试，然后重启运行设备。设备终于恢复正常运转，确保了52万辆产能的完成。

早在2014年，我们就在维修区域建立了一个电气实验室，自主测试一些外围修复件。新技术引进后，我们搭建了一些试验台，同时对实习生进行培训。

2016年，我向中国一汽申请建立职工工作室，经过考核，成功获得批准。工作室占地面积280平方米，资产额近900万元。2018年，工作室被吉林省评为首席技师工作室，2019年被授予为国家级技能大师工作室。

工作室依托维修基地建立，是集难点故障攻关、技术创新、试验维修及人才培训于一体的综合性基地。目前由首席技师、维修专家等14人组成，希望通过工作室这个平台能培养更多技术能手，把工作室建成工匠的摇篮，进行技术输出和人才输出，全力支撑一汽-大众和中国一汽的战略发展。

工作室承担着技术攻关的重任。2017年，发动机车间成立备件再制造中心，目的是降低维修成本。在EA211项目攻关中，工作室负责所有电气备件优化及成本控制。我们通过对电气备件进行技术分析、参数化、图示化，对电气备件系统进行优化和替代，大幅降低备件库存量，同时又对EA111的呆滞报废备件进行改造再利用，降低备件成本。

EA211装配线和缸盖线节拍提升就是工作室输出的成果。连杆线改造由工作室完成。改造中涉及一些我方没有的硬件，我们按照外方图纸进行加工，加辅具、改夹具、加开关、改程序等。有段时间，珩磨网络总掉线，我们就对网络进行自主改造，所有程序都由工作室编写完成。

▲蔡坤（右三）团队设备改造成功

工作室的另一项工作是对生产线员工进行培训。培训内容包括PLC程序、数控、单轴驱动等生产线操作；手持操作面板和机器人操作，工作室有机器人试验台，可以进行机器人编程培训；数控培训和照相培训，后者主要是装配线照相识别培训；技术难点分析。

2018年，车间领导对工作室提出新要求。一是车间自动化改造和设备机型改造由工作室完成。二是备件、光栅尺、伺服电机、扫描枪、Mayer抱闸、GROB红宝石测头等设备部件的自主维修由工作室承担。当年，工作室组织完成22个大类、242项大额备件自主维修工作，为企业节约维修成本600多万元。

此外，工作室还对一汽-大众成都发动机工厂进行技术支持。成都发动机工厂投产后，当遇到一些生产上的问题时，我和其他同事就会到现场进行指导和培训。

▍攻关与创新

在现场维修时，我们会遇到各种各样的问题，有些有解决方案，有些则没有可以借鉴、参考的案例。我们需要对各种可能性进行尝试、攻关和创新。

解决CF卡复制问题就是一次创新。有段时间，无论是老设备还是新设备，CF卡里的程序文件总会莫名其妙地丢失。Etxe-tar、Boehringer、GROB等品牌的机床设备都出现过类似问题，厂家也不知道原因何在。

厂家通过与系统供应商西门子沟通，怀疑可能是版本升级导致的障碍，提供给我们一个补丁文件，让我们每次发生设备停机丢程序时就运行一次。后来，厂家更新了这个文件，问题得到解决。我们通过分析认为，问题可能与外网的电压有关。第二条生产线上来后，我们在工厂服务科变电间新增加了一个变压器，变压器带电能力提高后这类问题再也没发生过。

修复和测试光栅尺也是一个创新。以前设备上的光栅尺坏了就只能扔掉，既可惜，又非常浪费，我们决定自主进行维修。光栅尺修复后的难点是测试。根据经验，我做了个试验台，自己编写程序，让修复的光栅尺在上面快速移动，进行测试。通过观察光栅尺的波形，就能测试出是否已经修好。

此外，光栅尺上有个配件叫读触头。这个配件我们修不了，通常是购买空备件，再找厂家写程序。但厂家收费很贵，我们就通过自己研究，读写里面的参数，节省了一大笔费用。用这种方式，我们通过线下修复和测试光栅尺，安全、快速、高效，又不耽误生产。一年下来，我们修复了20多根光栅尺。后来，这种方法被分享到成都分公司和大连发动机厂。

2018年，EA211发动机车间计划生产1.2T型发动机，需要对设备进行改造，其中涉及一台连杆小头孔滚压工序设备。但是生产该设备的厂家已破产，且由于设备用到一些特殊功能，其他设备厂家也无法进行改造。

关键时刻，车间决定由我来完成改造任务。改造时间只能在春节假期期间，这也是全年唯一一次停产改造。如果改造不成功，将影响1.2T型发动机的装机。可以说，这是没有退路，只能成功的一战。春节期间，经过连续6天作业，我终于完成了硬件和软件的改造任务，确保了1.2T机型顺利生产。

我们在特种备件维修攻关方面也有不少成果。

一汽-大众动力总成事业部作为国内投资最大、产能最高、技术最复杂的发动机生产制造基地，共有253台套机加工设备，涉及“电主轴”“中频感应圆角淬火”“曲轴随动磨削”“缸体珩磨”“湿式清洗机器人”等56项特种技术和特种设备。这些特种设备的备件单价高、消耗量大，又受独家原厂供货制约、供应商只提供返厂维修或不建议维修的方案等因素的影响，备件成本居高不下，现场只能采用换新的方式进行。

我带领团队对动力总成库房10991种大额备件（5000元以上）逐件进行攻关，采取以下措施：一是梳理备件可修复性，探索制定标准修复流程；二是寻找国产化替代产品；三是寻找备件修复所需的最小化的零件包；四是优化标准流程，实现低成本、高效率的修复；五是组织维修人员培训，实现专人专项维修能力提升。

最近3年，工厂通过在感应器维修、光栅尺维修、电主轴维修等高精密备件上建立自主修复的工艺路径，提升自主维修能力，降低维修成本超过3600万元。通过培训，80名维修工人均具备了一项特种设备备件维修专业能力。2019年和2020年，工人共计维修电主轴48根和59根，节约成本395万元。

2018年，动力总成事业部自主研发的发动机维修App开始投入使用，我们工作室深度参与了App方案制定和迭代开发。此软件最大用处就是能够快速响应，对故障作出分析。

2019年，维修App又增加了一些功能，设备管控模块中植入的经过解析后的NC程序、机床参数及PLC程序由工作室翻译完成，实现了快速维修和快速现场质量控制。维修App项目荣获“国家科学技术进步奖”。

公司提出了全面数字化转型，其中生产领域数字化转型是重头戏。我们正在启动将维修App与数字化库房互联，先期通过对6台设备局部联网和数据采集试点，探索设备预防性维修的数据化管理模式。目的是实现维修成本管理的设备化，实现以设备为单位的维修成本考核体系。

动力总成事业部现有2条缸盖线、2条缸体线、3条曲轴线、2条装配线和2条连杆线，其中1条连杆线已投产，1条连杆线正在调试。数字化库房完成后，将在整个车间应用。接下来，我们将把更多时间和精力放在机器人和AGV（自动导引运输车）视觉方面。机器人、AGV视觉是现代化企业的重要组成部分。

在一汽-大众数字化转型大背景下，结合动力总成事业部未来3年新产品项目开展情况，我们已经规划了15项重点任务举措。其中，2021年将重点关注以下三个方面。

一是1.5TEVO机型曲轴线设备自主改造（包括Guedel、Etxe-tar、Duerr共30台设备）及相应新技术攻关。二是维修数字化转型升级。三是人才培育和新能源维修技术积累。分别建立两个青年创新工作室，通过开展课题的形式，提升青年员工自主创新和自主研发的能力。同时，针对新能源领域维修技术人员力量薄弱的情况，通过建立新能源维修技术角，提升新能源领域维修人员的技术能力。

企业数字化转型大势所趋，这也是我喜欢并擅长的领域。工作多年的经验告诉我，我对传统产业实现数字化转型有信心，也感到很开心。