中铁二院：掌握创新方法 成就创新梦想

文/史晓凌 张广海

中铁二院：掌握创新方法 成就创新梦想

文/史晓凌 张广海

长期以来，总部设在成都的中国中铁二院工程集团有限责任公司（简称中铁二院）有着优良的创新传统，公司结合国家重点工程项目，瞄准国内外先进水平，大力开展科技创新，取得了辉煌的业绩：半个多世纪以来，先后勘察设计了包括新中国第一条铁路成（都）渝（重庆）铁路在内的等铁路重要干线、支线上百条，累计获得国家、省、部级科技进步奖、优秀工程设计奖、优秀工程勘察奖及其他大奖几百项。其中成（都）昆（明）铁路荣获国家科技进步特等奖，南（宁）昆（明）铁路荣获国家科技进步最高奖一等奖，是国内唯一两次荣获国家最高科技进步奖的大型勘察设计企业。

进入新世纪后，中铁二院不断推进理念创新、体制创新、机制创新、科技创新,引入新的创新方法尤其是TRIZ理论与方法，努力把中铁二院建设成为国内一流、国际知名的国际工程公司。

高山深壑 引入TRIZ促创新提速

中铁二院为全国大型综合甲级勘察设计企业，是全国首批获得“工程设计综合资质甲级”的企业，自1992年以来始终位于全国勘察设计综合百强单位排名前列，其中勘察设计收入已连续三年排名第一，2006年被中国勘察设计协会表彰为全国优秀勘察设计企业。依托铁路，业务拓展到公路、地铁、城市轻轨、市政工程、房地产、轮渡码头、工程总承包、工程监理、岩土工程施工等各类工程建设领域。目前是国内铁路行业勘察设计企业唯一获建设部颁发的具有公路勘察设计“四甲”资质证书的企业。

中铁二院现有职工4 000多人。其中：全国工程设计大师1人，四川省工程设计大师1人，四川省工程勘察大师1人，教授级高级工程师54人，高级工程师815人、工程师1 219人，其他各类专业技术人员1 269人；省部级突出贡献专家16人，省部级学术技术带头人及后备人选34人，中铁工程总公司突出贡献专家3人、拔尖人才31人，詹天佑奖获得者6人，专业学术带头人100多人。

“十一五”以来，中铁二院根据战略规划要求，坚持以市场需求为导向，加大科技投入力度，每年下达科研攻关项目200余项，科研经费上亿元。其重点在高速铁路、艰险山区铁路，并注重具有市场前景的前瞻性项目开发。

但长期以来，众多科研项目从立项到研发过程用得最多的是传统的工程类比、专家决策等方法，致使研究人员的思路不宽、信息不全，从而使部分项目成果水平不高，周期长，重复研究，造成人力和资金的浪费。

进入新世纪，一种新的创新方法进入国人视线。TRIZ理论，即“发明问题解决理论”，提供了一种辩证的思考方式，是用于开拓思维，寻找捷径，找出解决发明问题思路的方法。计算机辅助创新（CAI）技术以TRIZ理论为基础，结合本体论、现代设计方法学、专利分析技术、计算机技术等多领域科学知识综合而成的创新技术。能够充分挖掘人才和知识的潜力，缩短研发周期，提高研发效率，从而提高人才及企业的创新能力。韩国三星电子，美国福特汽车公司及国内中兴通讯等世界知名企业，在引入TRIZ理论体系后，都取得了令人惊喜的创新成果。因此作为知识密集型的高新企业，中铁二院不断提高企业核心竞争力，建立自主创新型企业，引进TRIZ创新理论体系，探索提升创新质量和速度的办法。

初步尝试 运用科学方法促技术突破

近日，中铁二院与中铁八局等三个单位共同完成的《遂渝线无碴轨道关键技术研究与应用》、与中铁隧道公司共同完成的《高压富水岩溶深埋特长隧道修建技术》荣获“十一五”期间的十大优秀科技成果。这是中铁二院运用TRIZ等创新方法的结果。

中铁二院对TRIZ理论和CAI技术的认识是从2004年开始的，当时我国高速铁路技术研究处于起步阶段，公司隧道专业研究人员在亿维讯公司技术人员指导下，针对攻关重点课题“减少高速列车进入隧道时的空气压力”，应用创新理论和技术展开研究攻关。当高速列车进入隧道洞口的瞬间，由于类似活塞作用，空气压力瞬间突变，将产生爆破声响及旅客耳胀等，如何减少高速列车进入隧道时的空气压力，是高速铁路技术需要解决的重点难题。为此，课题组选择遂渝铁路隧道开展研究试验，通过应用CAI辅助创新知识库和专利检索等工具，列出15个备选方案，经过梳理，采用在隧道洞口前加设20米缓冲段，在缓冲段壁开设减压孔的解决方案，经时速200公里实车试验验证，洞口微压波峰值控制在允许值范围内，未发生爆破声响，对微压波起到了明显的缓解、削减作用。经专家鉴定，该“项目的研究手段采用了国际先进技术，其研究成果居国内领先水平”。该项成果已在全国高速铁路隧道设计中推广应用。

该项目的初步尝试，使中铁二院对TRIZ创新理论和CAI技术有了一定认识，这种尝试也证明它能使创新者开拓思维、寻找捷径、实现高效创新，是提高创新效果和水平的科学方法。

初步尝试得到较好预期效果后，公司领导更加重视，要求相关部门抓好TRIZ创新理论和CAI技术的推广应用工作。为此，中铁二院先后多次邀请亿维讯公司专家来公司进行讲座和培训，参加培训的有集团公司领导、公司副总工程师、生产院总工及重点研究课题负责人。特别是2007年集团公司在召开的各级“总工程师会议”上，作为重要议题，邀请亿维讯公司专家进行TRIZ理论和CAI技术讲座，得到各级总工程师们的极大关注，从而提高了认识，为进一步推广应用打下了基础。

从2006年开始，中铁二院组织专门人员对市场上基于CAI技术的商品化软件进行调研，如亿维讯公司、爱玛格（IMAG）公司、发明机器公司（IMC）等。经过分析比选，由于亿维讯公司主要研发人员都来自白俄罗斯，与原苏联第一代TRIZ研究者有密切的合作，该公司产品在国际国内得到很高的评价，在中国市场最具影响力，因而中铁二院于2008年购买了该公司的创新软件（Pro/Innovator）和创新能力拓展平台（CBT/NOVA）。

与此同时，中铁二院及时加大推广应用力度，在亿维讯公司技术人员的指导帮助下，选择了高速铁路关键研究课题“控制高速铁路无碴轨道路基沉降”及“新型铁路桥梁减隔震支座”研究等课题推广应用。其中“控制高速铁路路基沉降”是关系到高速铁路能否成功修建的关键性因素之一，而时速250公里，350公里的无碴轨道高速铁路，其沉降标准不得大于2厘米，且要求一次达标，以确保整条铁路刚度的平顺性，乘坐的舒适性，使列车按设计速度平稳运行。为此，课题组通过应用创新知识库，39个技术参数，40个创新原理和专利检索等工具，筛选出多种有新意的加固方法和施工工艺，经浙赣铁路提速改造及遂渝铁路的工程实践，成功满足了时速200公里及以上速度的沉降要求，目前已在其他高速铁路工程项目中广泛推广应用。

同样，“新型铁路桥梁减隔震支座”研究应用CAI技术也取得较好成果，新研制的ZX型减隔震支座已在部分桥梁工程中推广应用。

由于公司积极引进和推广应用CAI创新技术，催生了大批科研成果和专利技术，为将技术优势转化为市场优势，结合轨道市场对新技术、新工艺、新产品、新材料的需求，经充分论证，公司将在成都市金牛区建设“轨道交通高科技产业园区”，最终产业园将建成具有国际一流水平的国家级轨道交通高科技产业创新和服务基地。

公司通过引进和推广应用创新方法，科研项目周期明显缩短，每年完成的科研项目和成果水平大幅度提高，特别是在高速铁路核心技术如精密测量、无碴轨道、控制路基沉降、综合接地、四电集成、声屏障、隧道空气动力学及车桥耦合计算分析等领域取得了大批创新性成果，居国内领先水平。

取得经验 培育技术骨干造就种子团队

在以往的研究创新中，中铁二院通常采用工程类比、专家决策、试错法和头脑风暴法等处理遇到的各种问题。这些传统方法对专业人员的素质要求很高，同时效率却很低。如高速铁路建设过程中遇到一些无标准，难以参照的工程实际问题，或一些前人没有遇到或解决的问题，曾经屡试不爽的工程类比、专家决策等方法，由于无据可依让专家难以抉择。运用TRIZ理论，针对工程中需要经济高效解决的实际问题，通过不同行业的专利比较，梳理思路，以及图形化的理论指引，提供多种解决现有问题的方案，解决了大部分工作中的创新问题，在这个过程中，大家突破思维定势的束缚，拓宽思路，在TRIZ理论各种原理和方法的指导下，以全新的视角和思路分析问题，极大地提高了解决工程技术难题的效率。中铁二院在运用中还总结出了经验。

经验之一：应用CAI技术生成问题解决方案的过程会受到用户本身知识背景、专业技能以及工作经验的影响。CAI技术应用的关键首先需要用户准确地描述问题，全面查询“创新知识库”，进而系统利用别的企业、别的行业、别的国家和别人已有的知识和技术。应用CAI技术有助于提高企业的科技创新能力和新产品研发，利用CAI平台还可以建立企业知识库，有利于企业技术成果的积累和再利用，提高企业的核心竞争力，有利于企业的持续发展。

经验之二：大力开展创新方法培训，要分层次分对象区别对待，注重培养技术人员的创新意识，提高他们的科学思维和能力，以适应新时期科技创新工作的要求。培养一批熟练掌握创新方法、具有创新意识和创新能力的企业技术骨干，为促进企业创新发展发挥应有的作用。

经验之三：要实现公司科技发展战略，就要紧密地联系实际，在科技研究和重大技术难题上，充分运用TRIZ理论，以科学逻辑的方式在最短时间内解决工程上的各种问题，让创新方法理论的应用为科研带来成果，提高科研效率，并研发出具有突破性的新产品，进而提升企业的自主创新力和市场竞争力。

经验之四：公司主要领导要十分重视学习推广应用TRIZ理论及CAI技术工作，亲自带领班子成员参加培训，并责成有关部门抓好各级领导及主研人员的培训工作，同时选择重大攻关课题积极推广应用，从而取得较好效果。

经验之五：TRIZ理论是一种为各类技术问题提供创新性解决思路的强大理论工具，然而由于其体系复杂内容繁多，要全面学习和掌握它需花费较长时间，如果要求全员培训，全员掌握，难度较大。因此，有侧重地培养一批技术骨干，形成种子团队，再由各专业骨干去指导研发人员是推广应用的有效方法。

历经风雨洗礼的中铁二院，目前正以全新的形象，开始了新的征途。半个世纪的历史证明：他们在艰苦卓绝的恶劣环境，创造了屡建功勋的传奇；他们在高山深壑之间披荆斩棘，书写了惊心动魄的故事；在几代人前仆后继里，谱写了可歌可泣的乐章……相信在未来的无边岁月里，他们一定会在运筹帷幄，决胜千里，充满睿智与谋略，虚怀若谷的领导团队领导下，依靠一群谦虚谨慎，吃苦耐劳，勇于攻关，善于创新，团结协作的科技精英，把企业打造成一个与时俱进，锐意进取，勇于跨越，不懈追求卓越的“国内一流、国际知名的工程公司”。