华罗庚教授的优选法在湘钢

公常 2025-01-24 19:13:26

这件事说来话长,据《湘钢厂志》记载华罗庚教授于1973年9月带着他的优选法推广小组来湘钢,《冶金报》记者郭圭琮老师当年还给大会摄了影,留下极其珍贵的影像资料。当年也称之为“双法”推广,“双法”指的是优选法和统筹法。华罗庚教授善于用通俗易懂的例子来讲授他那高深的优选法,讲授的方法是先拿出桌上1张纸条,请大家记好一个数字0. 618.举例说:进行某工艺时,温度的最佳点可能在1000℃~2000℃之间。可以隔一度做一个试验,做完一千个试点之后,一定可以找到最佳温度。但要做一千次试验。他取出纸条,假定这是有刻度的纸条,刻了1000℃到2000℃.第一个试点在总长度的0. 618处做,总长度是1000,乘以0. 618是618,也就是说第一点在1618℃做,做出结果记下。把纸条对折,在第一试点的对面,那个点1382℃{1500-(1618-1500)}处做第二试验。比较第一、二试点结果,在较差点处将纸条撕下不要。对剩下的纸条,重复以上处理方法,直到找出最好点。用这样的办法,普通工人一听就能懂,懂了就能用上。

1973年9月,华罗庚教授来湘钢传授优选法会场(郭圭琮摄)

华罗庚的优选法在湘钢运用,取得了很多意想不到的效果。有一位湘钢的老职工谈起优选法,是在一个大房间找一个一分钱的硬币,按照优选法先将大房间一分为二,先在一半个找,找到了另一半就不要找了,没找到再将余下的一分为二,找到了,就不用找,没找到,到余下四分之一去找。这样可以节约二分之一或节约四分之一的时间。从此发现优选法,就是一种节约的方式。从1973年开始,湘钢在事故控制、性能控制和设备运行等方面推广优选法,在轧钢分厂提高高温轴承使用寿命和防止线材小围盘丢尾巴方面取得显著成绩。轴承故障是轧钢企业一大难道,是由于轧钢企业的高温所带来的故障,大家运用华罗庚优选法在油脂方面想办法,既没有使用高价油脂又显著提高了轴承的使用周期,轧钢小围盘减少丢尾巴采用的是“正交试验法”对轧制速度进行匹配,由老工人张明久解决的。

华罗庚的优选法是一套程序的方法,按照步骤一步步做就行了。正交试验法是优选法的一种,正交试验法按四个步骤进行,第一步选择合适正交表,第二步按正交试验方案规定的参数分别进行试验,第三步按规定的数理统计法外理所得数据,第四步分析、总结,形成试验报告。整个过程体现“数据说话”的过程,缺一不可。

华罗庚教授的优选法内容很丰富,其中有一个运用比较多是DOE试验,或称前面提到的《正交试验法》。《正交试验法》是数学家华罗庚教授的研究成果,它是一套独特的数理统计方法,其显著的特点是“用数据说话”,如果能正确、熟练地运用,可避免人为因素的干扰,是简单、实用、方便、快捷的试验工具,自上次解决质量异议以后,我曾多次利用《正交试验法》解决了一些生产实际问题。

文革结束后,华罗庚教授回忆起推广“优选法”那段历史,说:“自己深入工厂、农村推广“双法”(即“优选法”和“统筹法”)的情形,只有科学家们真正以主人翁的姿态干工作,深人生产实际找任务,中国实现四个现代化才有希望。”“毛主席、周总理也都一再支持这方面的工作。特别是周总理做了不少具体布置。”从生产实际找问题,不但不容易,而且有风险。在书斋中从文献到文献,每年写几篇文章没问题,而且即使一篇不写,也混得过去。在实际中,解决了问题与否?容易露底,还是权威学者,解决不了问题是否有失面子,何去何从?如果考虑到是生产中的问题和方法,那就更困难了,何况还有人评头品足呢?华教授的精神是否今天仍有借鉴意义呢?

华罗庚是上世纪自学成才的科学巨匠、蜚声中外的数学家。他写的课外读物曾是中学生打开数学殿堂的神奇钥匙。在中国广袤大地上,到处都留有他推广优选法与统筹法的艰辛足迹。1958年,华罗庚被任命为中国科技大学副校长兼应用数学系主任。在继续从事数学理论研究的同时,他努力尝试寻找一条数学和工农业实践相结合的道路。经过一段实践,他发现数学中的统筹法和优选法是在工农业生产中能够比较普遍应用,可以提高工作效率,改变工作管理面貌。于是,他一而在科技大学讲课,一面带领学生到工农业实践中去推广优选法。他编写了《统筹方法平话及补充》、《优选法平话及其补充》,亲自带领中国科技大学师生,到一些企业工厂推广和应用“双法”,为工农业生产服务。行业有句话:搞一个理论分支三四年可以达到一定的水平,而搞应用,同时又不放弃理论研究,20年可能才略窥门径。人的一生,有一个理论被广泛运用,就是大贡献了。管理往往是“恰好与原来想法一致”就草率下了是“xx低(高)了一点”结论,而这个结论是否与现实相符不知道。“先入为主,凭印象下结论”是十分有害的,因为这“xx是低了一点”的结论是缺乏依据的,正确的是做法是按照正交试验的程式进行数据处理,不犯先人为主,凭印象下结论的错误。优选法强调在整个过程中“用数据说话”,过程中每一步都要这样,后面的步骤还没有做,不能得出正确的答案,更不能说是“用数据说话”了。优选法或者正交试验法也不是不要分析,对于试验的结果还需要进行有效的分析,要确认原因,有一点可以肯定通过正交试验确认原因就不是什么难事了,这就是华罗庚的优选法奇妙之处了。华罗庚优选法,由于有一整套独特的数理统计方法,可以用少量的试验,甚至可以不做专门试验,只对优选法的优选出的试验方案进行数据的分析,就能取得令人满意的结果,将此结果运用到生产实践中,能够取得事半功倍的效果。湘钢技术人员运用华罗庚优选法的项目团队运用这种“简单、实用、方便、快捷”的试验工具,首先解决一些生产中棘手的实际问题。

华罗庚优选法中的《正交试验法》在研究不同化学成分与钢的性能关系方面很有用,而且用起来极其方便,不需要增加任何成本,数据的分析,能够很快得出正确的结论。早几年,高线厂进行了风冷辊道的风机开启组合的优选法,迅速得出了结论,对改善线材产品的组织性能起得了很好的作用。华罗庚的优选法,今天我们很多人是不自觉的运用到生产低成本高强度钢实践中去了。使用尽量低的合金生产高强度钢是我们工作方向,通常,我们添加一定量的合金元素可以提高钢的性能指标,然而这种通过合金强化的钢材,其成本较高,这种钢材已不适合于企业的大生产了,而通过优选法,采用少量的合金,还是一些廉价的合金,一样达到钢材产品所需的性能,这种组合拳十分有效。选择适当的强化技术,会收到意想不到的效果,是大家的共识。随着湘钢信息技术的普及和应用,企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)等两化融合技术的广泛运用,关键工艺流程数控化率达到95%以上,让华罗庚优选法的使用变得十分简单了,如提钛降锰的合金钢板,加铌降合金成本并提高韧性的钢板生产实践。技术人员用不着带个一个本子到现场去收集数据了,而是直接从系统中倒出数据进行分析就可以了,这也许就是智能化生产的“雏形”吧?“工业4. 0”和“中国制造2025”,让华罗庚优选法“智能化”了,这是优选法的正在进行时。

获得低成本高性能钢,是所有材料科技工作者追求的目的,而强化机制运用的组合拳,正是华罗庚优选法的精髓所在,在湘钢向高质量企业迈进征程中,用好这个诺亚方舟,将给我们的工作带来许多便利。

(本文与陈定乾先生合作完成)

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公常

简介:刚退休的花甲老头,以写小小说、散文和纪实文学为主。