第89章 水力時代
廣西當地的房屋多是土、木、竹混合結構,若是高級一些的建築,則是磚木混合。無論哪一種檔次,木材都占據著近半的工程量。當時慣用的建築方法是把木頭和竹子運輸到工地上,在現場削皮、鋸木、鑿筍子等加工處置。但是藏寶港的這些房子都是統一的規格,統一的樣式。因此可以在工場中批量生產「預製組件」,最後運輸到現場組裝。
普通軍民的「排屋」結構非常簡單,木為梁、竹為牆,夾層之間夯土的結構。當時百姓對房舍的需求不高,只要四壁不漏風、房頂不漏雨、地面夯實不鑽老鼠就成。工場裡的「預製組件」的房舍完全能滿足他們。
甚至金士麒等三位千戶的府宅,還有英武祠、各官衙處所的公共建築,還有其餘軍將官員的100多間官宅,雖然看上去琳琅滿目變化多端,其實也不過是各種規模的單體建築的組合。營造所提供了從小到大30個規格和檔次的房舍,湊成一張豐盛的菜單,由各位老爺們自行選擇和組合。所有的木材組建也都在工場中統一加工。
譬如金士麒府上的正堂,在「菜單」上就是「甲等二級」,與「甲等一級」的英武祠中軍堂採用同等檔次的建材和裝飾,但長寬各小了幾尺。而他的內書房,則是「甲等四級」,尺寸上又小了許多。
他給莫兒修造的房舍(也是他99%的夜晚裡下榻之處),便是「乙等三級」,比內書房大一些,但使用的樑柱屋檐裝飾則都低調了許多。幾道院牆之外,姚孟陽給他祖母的房舍是「乙等二級」,材料檔次跟莫兒的一致,只是寬大了許多。
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建築的標準化、等級化,這不僅是為了省錢,也是朝廷的指示jing神,大家都要遵守。
對於藏寶港勢力來說,他們最根本的目的,是通過這個「建設新城」的大項目,把山民們訓練為初級的產業工人。
在過去的半個月裡,近千名被篩選出來的「實習工」都接受了「上崗培訓」。內容很簡單:識別「上、下、前、後、一、二、三……」等幾十個基本漢字,還有看圖紙、使用尺規、學習各種木工工具……另外就是有事兒找隊長,不許私下鬥毆之類的紀律教化。
簡單的培訓之後,工人們便上崗了。
對於這些山民出身的工人來說,木材加工是一個非常合適的切入點。這活計上手簡單,每天只生產一種規格的材料,有大量的重複勞動以提高cao作水平。但又要求他們按圖紙製作,又有嚴格的jing準度要求,因此非常鍛鍊人。
通過這半年的工廠式生產,這幫木工(蘇長順反對這個稱呼,稱他們只是一些力工、雜工),將逐漸變成熟練工人。
藏寶港建成之後,金士麒是不會放他們走的——這個秘密暫不能跟那些山大王們透露。到時候藏寶港將誕生一批工場和作坊,這些工人們將很容易轉化到其他崗位上去。因為在工廠化的生產中,所有的任務都被分解為工序、圖紙、原料、規範、進程……最終變成產品。這些工人們今天在造木屋,明天就可以造軍船。他們今天在搓麻繩,明天就去造鳥銃——只是圖紙和難度不同罷了。
這就是南丹衛的工業潛力!
這沒什麼不可能的!金士麒曾經熟知一個故事:了不起的「拉沃什金」,那是二戰時期蘇聯最大的飛機設計團隊,並生產了數以萬計的飛機。它在戰前也不過是一家家具廠,因為椅子造型好看、沙發解釋耐用,就被工業管理機構接管了。安插了幾個設計師和政委,把正在生產的鞋櫃什麼的從生產線上推開,就開始造飛機。
可惜這個故事不能講給那些兄弟們聽。
這些工人的另外一個價值也很吸引人。當戰爭來臨時,他們很容易被訓練成軍人。山民經過長期的產業化生產之後,將更習慣於聽從命令,保持秩序,還有對南丹衛的認同感和忠誠度,還有漢話和算術技能也會提升。他們今天在挖土,明天就可以去埋地雷。他們今天在砍木頭,明天就可以去砍人。
這就是南丹衛的戰爭潛力。
負責整個營造和生產體系的,是新設立的兩大機構——「藏寶港營建所」和「遷江機械所」。
「藏寶港營造所」由查應才親自掛帥。它是整個新城建設和生產的主管結構。所有的人力、物資、銀兩都歸營造所統轄。新開設的木材場、磚瓦場,還有柳州商戶們來此開設的鐵工場、纜繩作坊等一切機構也都歸營造所直轄。
「遷江機械所」的主管是金士麒,這是一個研發機構,負責技術攻關和機械研發。它目前只擁有一家綜合xing的生產場,製造各種新式機械設備。
總而言之,「藏寶港營造所」是一個「實施者」。而「遷江機械所」是一個「技術提供者」。
此外,「遷江機械所」還直轄了一個「規範局」。這個機構負責監督各工場作坊的生產質量,還負責發布「標準規格」——所有的產品尺寸都不再由設計者和工匠隨意制定,而是在「規範局」中統一籌劃。
譬如規範局宣布的一份文件,規定了各種「磚」的尺寸。具體分為:城牆磚、房屋磚、地磚三大類,總計10幾組數值。
這些尺寸都不是憑空而來。有一些數據本有朝廷宣布的規則,譬如官員主宅的尺寸、車軸的長度、一袋漕運米的重量;也有一些數值是社會約定俗成,譬如一匹布的長寬。但古代的產品尺度往往很模糊,比如布幅寬度有2尺的,也有1尺8的可以便宜一些……這種狀況是金士麒所無法容忍的!
「以後在咱藏寶港生產的布匹,寬度標準是2尺,正負0.2寸!」金士麒拍板敲定了新標準,然後又費了很多口舌向大家解釋什麼叫「正負」。
也有一些規範完全由金士麒來決定,這個最好玩了。比如半年之後,他將制定藏寶港兵工廠的火炮口徑標準:包含一系列的鉛彈丸重量與火炮口徑對照值。那套數值最後變成了整個東亞的軍備標準,影響到永遠,直至2146年第四次世界大戰時期的等離子雷射炮的口徑也源於此。
但在天啟六年的夏天,「遷江機械所」的主要工作還是設計製作各種水力機械,都是用於和平建設。
感謝上蒼,賜予南丹衛一條寬闊湍流的紅水河。它是金士麒目前能使用的主要能源。
臨來南丹衛之前,金士麒獲得了孫元化所傳授的限量版《泰西水法》,那書中詳盡的歐洲水利機械。其實中國古代的農、工學資料也很繁多,沒必要崇洋媚外。比如傳世的《王禎農書》、《農政全書》、《天工開物》之類(後兩本書問世於崇禎朝),在當時的營造機構中還藏有更詳細的製作圖典。金士麒的「資料庫」非常完善。
總體而言,「古代勞動人民」幾千年來已經在水力機械上用盡了腦筋,發明了五花八門的機械。譬如翻車、水車、筒車、水碓、水排和水磨之類。可以說,一切可以發明的東西,至少在概念上都已經存在了。但那些技術往往在記錄時便帶有隨意xing、不嚴謹xing、猜測xing、扯淡xing;另一方面,古代的成果也不斷流失,因此留下的資料大多粗糙而模糊。
金士麒領悟到:他要做的工作,並不是「發明」什麼,而是盡一個工程師的職責——把「概念設計」進行規範化和實用化,使之成為真正可行的產品。
他的最初的一批設計稿在赴廣西的海路上就已經設計好,他並沒有把全部體力都耗在莫兒身上,他也幹了很多正事。當大批工匠抵達了遷江之後,金士麒便帶領他們詳細設計、繪圖。還「開班授課」指導他們畫分解圖、三視圖、剖面圖、組裝示意圖等等。他給工匠們講述「比例尺」的概念,講述「標準化設計」、「防錯」設計和「人體工程學」的概念。
這些東西,只是藏於後世的理工科男生腦袋中的一些常識,但在明代卻是金玉良言。
金士麒的手工活一團糟,但繪畫技能卻鶴立工匠群。至於授課能力,他更是專業水平。
「舉一個『人體工程學』的例子。」金士麒進入角se,「記得我在覺華島上設置的那座浮橋嗎?每一塊橋板的寬度正好是一步,這是我隨便設定的數值嗎?我是個隨便的人嗎?沒錯,那寬度與人步行跨度一致。你勻速走,每一步都會踩在橋板上,不會卡在縫隙里,這就是人體工程學最好的體現!」
「再看看你,黃木匠,你畫的這個門把手長度是6寸。這個尺寸很尷尬:一個手拉門嫌大,雙手拉又嫌小,這就是反面典型,下次注意。」
七月中旬那些天,金士麒好好地回味了一番「教師」的感受。
金士麒在七月里的「創造xing」發明只有一個,就是「圓鋸」——能高速旋轉切割木頭的那種恐怖東西。
在之前的世界中,圓鋸這東西本應在19世紀才出現。金士麒在推出設計稿之前也很有顧慮,擔心當前的鋼材質量不合格。但藏寶港的施工量巨大,有數萬棵樹木要鋸開,他只得硬著頭皮上馬。
小常識:世界上第一片圓形鋸,於天啟六年七月十四ri誕生於廣西南丹衛藏寶港的鍛鐵作坊中。它直徑10寸,有64顆鋸齒,使用水力帶動。
在具體施工期間金士麒才發現,這東西最大的問題不在於鋸子的鋼材質量,也不在於水車的建造和安置,而是「傳動機構」。紅水河水勢兇猛,但常年的沖刷導致河床下陷,兩側的河岸比水面高出了3丈。要把水車轉動的力量從河面傳遞到河岸上的工場,橫向和垂直的跨度都很大。
這個時代還沒有橡膠皮帶,暫時也無法打造合格的金屬鏈條,若使用纜繩……金士麒又看不上它。因此全靠著傳動杆的硬xing連接:使用一根又長又直又硬的木桿,一頭穿在水車上,一頭連在圓鋸下面的齒輪組上。
開動機關,釋放水車的閘板!現場幾百名工匠和看熱鬧的山民們聚攏在現場,等待著動人的一幕。只聽一聲嘶鳴,鋸子真轉了起來!
現場有掌聲。
測試期間,安全第一。兩個工匠穿著罩甲、戴著鐵盔、舉著藤牌,推著木板緩緩接近那高速旋轉的圓鋸,隨著一陣刺耳的嗡鳴,木板旋即被割斷!
掌聲雷動!
試驗還在進行,一根根、一片片木料被鋸開。銀光閃閃、鋸末紛飛。鋸子的表現超乎金士麒的想像。現場歡聲沸騰,尤其是那些木工們更是感動涕零。「你娘的!長條鋸變圓形,省了多少力氣啊!」「以後再也不用啃樹幹了!」「那聲音好聽啊!」「金千戶,魯班附體啊!」
現場正沉浸在喜悅之中,卻只聽「砰」地一聲,圓鋸不動了。下面的齒輪正發出咔咔的怪聲,遠處的水車也停了。最後又是「轟」地一聲,好像有什麼零件飛了出去……
經過了一番檢查,最後的確定是圓鋸的力道還是不夠,無法鋸斷整根的木料。因此圓鋸抱死,導致整個機械結構被卡住。來自河神賦予的巨大扭力作用下,傳動杆末端一個木頭連接栓斷裂,最後導致脫軸。
工匠們現場會診,都說要重造一個最強悍的鐵質連接栓。
金士麒卻否決了這一策略,提出替換一個更單薄的連接栓。
「問題的關鍵是什麼?」金士麒現場開課,「這整套系統還很脆弱,無法鋸斷厚木料。若是增強了這個連接處,那各個部件還是會卡死,最後受損的就是圓鋸、齒輪組,那東西更貴。」
木匠們紛紛提出:應該制定規範,限定木料的厚度云云。
這幫人已經接受了「規範化」的思想,金士麒感到很欣慰。
但金士麒卻說規範是必需的,但工人cao作中情況多變:譬如木料強度變化,或者水流速度變化,或者工人心情不好,都會導致這種鋸片抱死的現象。
「總而言之,錯誤是不可避免的,那麼就準備應付這個錯誤。」金士麒指著剛才斷裂的部件,說之所有在這裡安裝一段「脆弱」的連接栓,就是把它當作「保險」。它斷裂之後再換上新的就可以,不會損傷那些貴重的部件。
最後金士麒總結道:「這個概念,叫『容錯設計』,快記下來!」<dd>
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