Chương 317: Không tệ

Anh nhìn rất kỹ, ánh mắt dừng lại khá lâu trên những dữ liệu về độ đồng đều lớp mạ phủ và kết quả đo độ nhám bề mặt của vài nhóm. Khu vực này chủ yếu làm nhiệm vụ kiểm tra đầu vào và tái kiểm tra định kỳ cho các linh kiện quang học, tiêu chuẩn và quy trình kiểm tra đều đã khá hoàn thiện, chỉ còn chỗ để cải thiện về độ ổn định công nghệ, nhưng những thứ đó đều dựa vào kinh nghiệm tích lũy của đội ngũ kỹ thuật. Nếu không thay đổi toàn diện ngay từ khâu thiết kế cơ bản thì khó có thể đạt được bước đột phá về mặt kỹ thuật.

Rời khỏi khu thí nghiệm quang học, cả nhóm băng qua hành lang, tiến vào khu điều chỉnh bàn gia công. Khu vực này rộng hơn nhiều so với phòng thí nghiệm quang học vừa rồi, vài chiếc bàn gia công đang chạy các chế độ kiểm tra khác nhau tại từng vị trí riêng biệt. Màn hình giao thoa laser nhấp nháy những con số dịch chuyển cấp nano, trong không khí còn thoang thoảng mùi dầu bôi trơn ray dẫn và mùi tỏa ra từ cuộn dây điện của động cơ.

Cao Trường Bình khẽ giơ tay ra hiệu, người phụ trách theo sau là Đặng Uy lập tức tiến lên giới thiệu:

"Thưa giáo sư Tiểu, tôi là Đặng Uy, phụ trách khu điều chỉnh, tôi xin phép được giới thiệu tiến độ điều chỉnh mới nhất của chúng tôi ạ."

Anh tiến đến bàn điều khiển, gọi ra màn hình giám sát thời gian thực, xuất hiện hai đường cong dịch chuyển màu đỏ và xanh lam. Đường màu đỏ là bàn phơi sáng, đường màu xanh là bàn đo.

Hai đường cong giao nhau trên trục thời gian thật gọn gàng, hầu như không có chồng lấn hay khoảng chờ đợi.

"Đây là chiến lược điều phối xen kẽ hai bàn vừa được chúng tôi tối ưu hóa gần đây. Trước đây, khi chuyển đổi giữa hai bàn, bàn phơi sáng phải đợi bàn đo hoàn toàn rời khỏi vùng phơi sáng mới có thể vào vị trí, thời gian lãng phí chiếm tới mười hai phần trăm toàn bộ chu kỳ phơi sáng. Sau này, chúng tôi đã lập lại toàn bộ trình tự chuyển đổi, để bàn phơi sáng bắt đầu vào vị trí ngay khi bàn đo vừa rời đi, hai bàn sẽ đi ngang qua nhau trên đường ray cao, khoảng trống chuyển đổi đã được rút ngắn từ một trăm hai mươi mili giây xuống còn mười lăm mili giây, năng suất tăng gần mười phần trăm."

Vừa nói, anh vừa phóng to một đoạn đường cong dịch chuyển trong quá trình chuyển đổi trên màn hình. Hai đoạn cong gần như dính sát vào nhau tại điểm giao nhau, khoảng cách mong manh giữa chúng được anh khoanh bằng đầu ngón tay.

"Chỉ riêng đoạn nhỏ này, chúng tôi đã mất gần hai tháng để mài giũa. Hiện nay, năng suất toàn máy đã đạt trên hai trăm tấm mỗi giờ, khoảng cách chênh lệch với các dòng máy chủ lực của nước ngoài cũng chỉ còn trong phạm vi đơn vị phần trăm."

Giáo sư Tiểu nhìn chằm chằm vào hai đường cong dịch chuyển gọn gàng trên màn hình, gật đầu.

Ý tưởng điều phối xen kẽ hai bàn này thực sự rất ổn, tận dụng khoảng thời gian chuyển đổi cực ngắn để nâng cao năng suất theo cấp số tuyến tính, ở cấp độ điều phối kỹ thuật, chúng tôi đã tối ưu gần tới giới hạn lý thuyết rồi.

Thấy giáo sư Tiểu gật đầu, Đặng Uy thoải mái hơn hẳn, lại gọi ra một bộ dữ liệu khác.

Trên màn hình hiện ra phân bố sai số định vị trong đoạn quét đều của bàn gia công, một đường thẳng phẳng gần như nằm sát mặt đất, giá trị sai số trên trục tung luôn nằm trong phạm vi dương hai nano mét.

"Đây là độ chính xác định vị trong đoạn quét đều của chúng tôi," giọng Đặng Uy không giấu nổi sự tự hào, "trong phạm vi dương hai nano mét, độ lặp định vị đã đạt dưới một nano mét. Tần suất lấy mẫu của giao thoa kế laser cũng đã nâng lên mười kilo-héc, độ phân giải dịch chuyển là không phẩy ba nano mét. Nếu chỉ nhìn vào các chỉ số tĩnh và chỉ số đoạn quét đều, chúng tôi đã đuổi kịp trình độ tốt nhất của các dòng máy cùng cấp trên thị trường quốc tế rồi."

Nói xong, anh đưa ngón tay vuốt từ trái sang phải trên đường cong phân bố sai số trên màn hình, toàn bộ đường cong gần như là một đường thẳng hoàn hảo, chỉ có một chỗ nhấp nhô rất nhỏ ở giữa, biên độ không quá một nano mét.

"Chỗ nhấp nhô này chúng tôi đã kiểm tra kỹ, là do rung động vi mô từ mặt đất truyền lên khi máy nén của hệ thống điều hòa khởi động. Sau này, chúng tôi đã lắp thêm đế cách rung cho tổ máy điều hòa, chỗ nhấp nhô đó liền biến mất."

Giáo sư Tiểu khẽ gật đầu.

Cao Trường Bình đứng bên cạnh, nụ cười trên mặt anh khó mà giấu nổi.

Mặc dù không phải người theo ngành kỹ thuật, nhưng nghe xong loạt dữ liệu của Đặng Uy, anh cũng biết rằng chiếc bàn gia công này đã đạt tới trình độ quốc tế hàng đầu trong hiệu suất quét thông thường.

Thành quả này đem đi báo cáo ở bất kỳ hội thẩm chuyên môn nào cũng đủ để tự tin giơ ngực tuyên bố.

"Tốt."

Cuối cùng giáo sư Tiểu cũng lên tiếng, lời đánh giá thật trực tiếp:

"Chiến lược điều phối và độ chính xác đoạn quét đều đều đã đạt tới gần giới hạn lý thuyết, không gian tối ưu hóa thêm nữa không còn nhiều."

Nghe xong lời nhận xét này, Đặng Uy mắt sáng lên, vô thức đứng thẳng người hơn.

Được giáo sư Tiểu đánh giá là tốt, trong số những người anh thấy hôm nay, anh là người đầu tiên nhận được lời khen như vậy.

Nhưng ánh mắt của Tiểu Túc nhanh chóng lướt qua hai đoạn đường cong dịch chuyển đều đặn, trơn tru kia, rồi dừng lại ở góc dưới bên phải màn hình kiểm tra - nơi có một cửa sổ nhỏ mà anh vừa bỏ sót lúc nãy.

Đó là đồ thị thời gian thực của quá trình đổi hướng, nhưng trục tọa độ biên độ đã được phóng đại gấp mười lần. Những đoạn dịch chuyển đều mượt mà như gương bỗng đột ngột nhô lên một đỉnh nhọn nhỏ tại điểm đổi hướng, đỉnh nhọn cao khoảng vài nano mét, tồn tại trong thời gian cực ngắn, nhưng lại xuất hiện chính xác mỗi lần trong mỗi chu kỳ đổi hướng.

"Thế còn hiện tượng quá độ trong quá trình đổi hướng thì sao?" Tiểu Túc hỏi.

Nụ cười trên khuôn mặt Đặng Uy chợt lịm đi.

Anh vốn định đưa cho Tiểu Túc xem dữ liệu về độ đồng đều phơi sáng vừa được tối ưu hóa xong, nhưng Tiểu Túc lại nhảy ngay đến phần anh không muốn bàn tới nhất.

Anh ngập ngừng một lát, rồi cũng không tránh né, kéo cửa sổ nhỏ đó ra, phóng to lên màn hình chính.

Đường cong dịch chuyển trong đoạn đổi hướng đột ngột nhảy vọt lên ở điểm uốn, rồi nhanh chóng hạ xuống, hai bên đỉnh nhọn là hai đường cong tắt dần trái phải, tạo thành một đỉnh nhọn gần như đối xứng hoàn hảo.

"Cái này chính là trở ngại lớn nhất của chúng ta hiện nay." Đặng Uy chỉ vào đỉnh nhọn, giọng nói mất đi phần lớn sự tự hào.

"Biên độ rung động quá độ trong đổi hướng tuy chỉ vài nano mét, nhưng trong trạng thái quét tốc độ cao, mỗi lần đổi hướng đều xảy ra một lần. Trung bình mỗi tấm wafer phải trải qua hàng nghìn lần đổi hướng, tích lũy lại khiến độ nhám cạnh đường phơi sáng vượt tiêu chuẩn.

Chúng tôi đã thử không ít thuật toán điều khiển rồi, nhưng, nếu tăng hệ số khuếch đại PID thì sẽ sinh ra nhiễu tần số cao, điều chỉnh nhỏ thì không kiềm chế được đỉnh nhọn. Còn điều khiển trượt thì rung giật trên bề mặt chuyển đổi quá lớn, bộ quan sát mở rộng chống nhiễu tự kháng lại có độ trễ theo dõi đối với loại nhiễu xung dạng này, khi bộ quan sát bắt kịp thì đỉnh nhọn đã vụt qua lâu rồi.

Những phương pháp có thể dùng đều đã thử hết rồi, nhưng đều vô hiệu.

Chúng tôi còn thử điều khiển học tập lặp đi lặp lại, nhưng khi điều kiện công việc thay đổi, tốc độ hội tụ của hệ số học tập quá chậm. Mỗi khi đổi lô sản phẩm mới là phải học lại từ đầu, hoàn toàn không theo kịp nhịp độ sản xuất hàng loạt."

Nói xong đoạn này, anh thấy mình như đang than thở, nhưng biểu cảm của Tiểu Túc chẳng thay đổi mấy, chỉ chăm chú nhìn đỉnh nhọn đó trong vài giây.

Trong đầu anh đã lần lượt điểm qua những đặc điểm của các thuật toán điều khiển mà Đặng Uy vừa nói.

Thực sự những phương pháp họ đã thử đều có hạn chế khá lớn. PID là bộ điều khiển tuyến tính, vốn dĩ không phải sở trường để xử lý nhiễu dạng xung. Rung giật của điều khiển trượt ở độ chính xác định vị nano mét cũng là khuyết điểm chí mạng. Còn bộ quan sát chống nhiễu tự kháng có băng thông hạn chế, độ trễ theo dõi là cấu trúc vốn có.

Thêm vào đó, học tập lặp đi lặp lại trong bối cảnh điều kiện công việc thay đổi có tốc độ hội tụ quá chậm, hoàn toàn không phù hợp với sản xuất hàng loạt.