试论TTRRIIZZ理论在校企合作中的应用
2012-09-07吴云才
文/吴云才
试论TTRRIIZZ理论在校企合作中的应用
文/吴云才
TRIZ理论可以帮助研究人员快速发现问题本质,激发创新思维,打破知识领域的界限,实现技术突破。TRIZ理论对推进苏联的军事、工业、航空航天等领域科技的发展起到了巨大的作用。推进创新方法的研究和应用是我国自主创新战略的重要组成部分,受到全社会的高度重视。温家宝总理2007年7月做出“自主创新、方法先行”的重要指示。TRIZ理论的引入符合我国深入贯彻“科学发展观”的要求,具有增强自主创新能力的作用。
2008年4月,国家发改委、科技部、教育部、中国科协四部委联合发文,要求在全国推广TRIZ理论与方法。根据国家的总体规划与部署,TRIZ理论的推广与应用需分层次、有针对性地推进,本文着重论述TRIZ理论如何在高等院校、企业和科研院所三个群体中推广与应用。
TRIZ理论
TRIZ意为“发明问题解决理论”。前苏联科学家根里奇·阿奇舒勒(Genrich S Ahshuller)对20万个发明专利进行了研究,特别在对其中4万个他认为发明程度很高的专利进行深入研究的基础上,得出了三基本认识:发明专利虽数量庞大,但有一个共同点,就是应用了数目不多的一般性原理;像社会系统一样,技术系统可以通过解决矛盾而得到发展。因此,真正的创新是解决矛盾,妥协的解决方案最多只能算优化;技术系统的进化遵循一定的模式和规律。这就是说,技术系统的发展(在一定限度内)是可以预测的。
阿奇舒勒以这三个基本认识为出发点,根据辩证法、认识论和系统论的思想,总结出了技术系统进化法则和构建在基本原理基础上的求解发明问题的技术、方法和工具体系,创立了TRIZ。
TRIZ的核心概念有两个:技术矛盾和物理矛盾。运用TRIZ解决发明(创新)问题的关键就是找出矛盾是技术矛盾还是物理矛盾,然后利用不同的TRIZ工具,通过类比思考的方式,找到解决矛盾的思考方向。
根据上述基本认识和思路,TRIZ创立者设计了一套工具来解决发明问题,因而很有操作性。TRIZ理论包含着许多系统、科学而又富有可操作性的创造性思维方法和发明问题的分析方法。经过半个多世纪的发展,TRIZ理论已经成为一套解决新产品开发实际问题的成熟的九大经典理论体系:①TRIZ的技术系统八大进化法则;②最终理想解(IFR);③40个发明原理;④39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵;⑤物理矛盾和四大分离原理;⑥物一场模型分析;⑦发明问题的标准解法;⑧发明问题解决算法(ARIZ);⑨科学效应和现象知识库。
推广层面及模式
1.TRIZ理论在高等院校的推广
高等院校拥有雄厚的师资力量、先进的教学手段、齐备的基础研究条件以及思维活跃的学生群体,是我国传播先进科学技术、培养高级专门人才的主要场所。同时,高等院校具有人才汇聚、研究能力强的特色,在创新理论研究方面有着不可估量的作用。高等院校学科门类多、学术氛围自由,有利于交叉性和创新性科学的发展与传播。
优秀TRIZ师资队伍的建立对于TRIZ理论的推广和发展具有先导性作用。通过聘请国内外TRIZ理论领域知名学者讲学,举办TRIZ师资力量培训班,经验交流和科研活动等途径可以在高校率先形成强有力的TRIZ师资团队,为TRIZ理论在高校的推广起到源头作用。
TRIZ理论的创立虽然已有半个多世纪之久,但是由于其理论主要建立在对大量专利文献研究的基础之上,专利文献始终在不断地涌现,因此TRIZ理论本质上是一门发展的科学,需要不断地充实与提高。另一方面,TRIZ理论起源于国外,在中国传播的时间尚短,如何将TRIZ理论“中国化”,使其符合中国发展的需要也是TRIZ理论研究的重要课题。高等院校应组织各学科专家学者对TRIZ理论进行深入探讨和研究,同时与中国实际、自身的研究领域相结合,编制出版一批符合中国国情的TRIZ理论专著和培训教材,推动TRIZ理论的可持续发展,满足TRIZ理论教育的需求。
对青年大学生进行TRIZ理论教育,将TRIZ理论融汇于大学生的知识结构之中,可为TRIZ理论的推广应用打下坚实的基础。高等院校可通过多种形式对青年大学生进行TRIZ理论教育,比如开设TRIZ必修和选修课程,聘请专家学者进行TRIZ理论学术讲座,举办TRIZ理论论坛和学术沙龙,进行TRIZ理论知识竞赛,构建TRIZ大学生创新能力评价体系,建立TRIZ青年基金等,都可以促进青年大学生学习和掌握TRIZ理论。
TRIZ理论是一门实践性科学,单纯依靠理论教育是不够的,必须将TRIZ理论与高等院校的科研活动相结合。为此,高等院校应投入必要的人力物力进行创新方法理论特别是科学思维、科学方法、科学工具的研究与应用。同时,结合院校实际,资助一批TRIZ相关课题的研究,将TRIZ理论贯彻到各学科的学术研究之中。尤其应注重将TRIZ理论与高等院校重点学科、强势学科相结合,促进重大研究成果的出现,为TRIZ理论在高等院校科研事业中的推广应用起到带动作用。
由上述可见,高等院校在TRIZ理论推广过程中主要起到人才培养与创新理论再研究的作用,是完善和发展TRIZ理论的重要场所之一。
2.TRIZ理论在企业的推广
TRIZ起源于工业界,是一门面向工程领域的发明创造理论。TRIZ理论的价值体现在能够缩短产品研发周期、迅速为企业提供解决技术问题的创新方案,从而为企业减少开发成本,获取更大效益。因此,TRIZ理论能否获得普遍推广应用,主要依赖于在企业的实际应用是否成功。
让企业了解和掌握TRIZ理论的内容是在企业推广TRIZ理论的前提。为此,首先应当深入企业,广泛开展TRIZ理论宣传活动,使企业员工,尤其是企业研发人员充分了解TRIZ理论的基本内容和潜在应用价值。其次,应为企业人员举办各种等级、各种形式的TRIZ理论培训班,并对合格受训人员授予不同级别的TRIZ认证证书。
优选出一批具有代表性的企业进行TRIZ理论试点,建立行之有效的TRIZ理论推广工作机制,逐步引入相关软件及研发工具。根据TRIZ理论的特点,选择的试点企业应为具有代表性的生产型企业,确保所取得的经验具有较强的推广价值。为了保证试点工作的顺利推进,所选择的试点企业本身还应具有一定的研发实力,建有自己的科研团队,能迅速形成TRIZ研发中心,为产品升级服务。鼓励试点企业与科研院所开展广泛的合作,积极申报TRIZ科研项目,以项目为契机推动企业TRIZ理论的应用。定期召开TRIZ理论推广总结会,总结经验、部署下一步工作,确保试点工作不断深入进行。
案例一:中国工程物理研究院在大口径光学元件冷加工工艺改进项目中,对光学元件冷加工工艺流程开展系统分析,存在问题开展三轴分析(因果轴、系统轴、操作轴),利用知识库查询已有解决问题的方案,并运用创新原理和分离方法解决存在的技术矛盾和物理矛盾,最后寻找到部分有效的解决方案。
实施效果:大大降低了元件的亚表面缺陷,提高了工艺稳定性和成功率。
案例二:中铁二院利用CAI技术辅助解决既有路堤修建无碴轨道路基技术研究。课题组针对既有路堤在稳定、沉降和路桥等过渡段平顺性方面影响高速列车行车运营的几个方面,通过利用创新知识库、创新原理和专利检索等工具以及Pro/Innovator软件的分析,筛选出了一些有一定新意的加固方法和施工机械设备等。如利用“地基延缓固结处理法”来延缓固结时间、控制地基沉降以满足路基沉降和工后沉降要求;利用“热等离子体电弧焊炬”加热土壤来改善松散土壤的物理特性以控制路基本体的沉降;利用“冲击碾压补强结合封闭排水”填筑加固;利用“压入式一次成孔器”打桩巩固路基;利用注射石碳酸树脂材料提高路基基床的承载力;利用水、碱金属硅酸盐与硅酮物、蓝绿海藻或钙化菌等材料来强化土壤加固路基;利用“阶梯型协调结构”、“钢制宽梁替代部分枕木”、“混凝土大枕木”、“软枕木”或“浮动床结构”来实现路桥过渡段的刚度匹配和平滑过渡等技术措施或设备工艺,使其更经济合理地进行既有路堤适应高速行车的加固补强。
浙赣线时速200千米/时电化提速改造工程对路堤基础要求很高,而我国幅员辽阔,很多地区合格填料缺乏,中铁二院根据Pro/Innovator软件的分析,在众多的加固方法中,选取了红色粉砂岩“冲击碾压补强结合封闭排水”加固方案。对红砂岩水泥改良进行了室内物理性质与力学特性研究,并进行了现场填筑试验,研究成果可以直接用于高速铁路路基施工,对高速铁路设计和施工具有重要的指导意义,该技术成果已经应用于浙赣线200千米/时提速改造工程,取得了良好的社会和经济效益,具有较高的应用和推广价值。
实践证明:创新方法在企业的推广及应用,为企业缩短开发周期、提高创新效率起到了绝对催化剂作用。
现阶段TRIZ理论在企业的推广应抓好试点企业的深度培训、计算机辅助创新、软件引进培训及重点项目的推进工作,在实践中不断总结经验,以点带面,逐步推广到所有企业。
3.TRIZ理论在科研院所的推广
科研院所是我国从事科学研究和技术推广的重要机构,具有科技力量雄厚、工程经验丰富、与企事业单位联系紧密等特点。科研院所可对TRIZ理论的推广应用起到强大的技术支撑作用。
科研院所应根据自身实际,制定出切实可行的TRIZ推广应用规划。培养一批掌握和应用TRIZ原理的专业性研发人员,普遍提高科研人员创新能力,并开展相关创新方法的集成与创新研究,还应鼓励院所引入TRIZ理论及相关软件,掌握科学工具,将之应用到科研和产品开发活动中,以缩短研究开发周期,提高科技成果产出率和专利申请量,为企业创新提供技术支撑。
科研院所应积极构建面向企业的TRIZ服务平台,及时了解企业需求,为企业开展形式多样的技术创新服务。科研院所应注重科学工具的研究开发,提高整体创新实力。定期召开科研院所与企业的交流研讨会,互相通报工作进展,实现科研院所与企业在TRIZ推广过程中的联动。科研院所还应重视获取政府管理层面的支持,争取获得国家及省的政策、项目、资金支持。科研院所还可设立TRIZ专利申请服务机构,为企事业单位的TRIZ相关专利申请提供咨询服务。省科研院所还应广泛开展与省外科研院所的交流合作,互相取长补短,不断总结经验,促进TRIZ理论及应用技术的完善和发展。
与此同时,科研院所应搭建面向社会公众的TRIZ理论推广普及信息网,积极开展TRIZ理论的科教宣传活动,广泛收集各界的意见和建议。科研院所可结合自身特点建立和充实TRIZ网站,出版TRIZ理论相关刊物,在已有的出版刊物上开辟TRIZ理论专栏,为企业和社会各界提供持续、广泛、多层次的TRIZ理论服务。依托科技实力雄厚、工程实践经验丰富两大优势,科研院所可设立TRIZ认证中心,依据TRIZ相关标准,为企业和社会各界人士提供TRIZ资质认证服务,促进TRIZ理论向规范化、系统化方向发展。
总之,科研院所在TRIZ理论推广应用过程中与企业联系最为紧密。科研院所应依托自身优势,周密部署,按照点面结合的方针,以提升企业核心竞争力为主线,注重实效,稳步推进TRIZ理论的应用工作。科研院所还应积极做好TRIZ理论的科普工作,为国家的TRIZ理论推广工作当好宣传员。
4.高等院校、科研院所与企业的联动(TRIZ推广互动模式)
TRIZ理论在高等院校、科研院所与企业三个群体分别推广应用的基础上,加强三方的联动和合作,相互支撑、相互促进,是全面推进TRIZ等创新方法,提升全社会创新能力特别是企业核心竞争力的有力措施。为此,本文总结出互动模式如图。
(1)校—企合作:高等院校应注重与企业保持沟通,了解企业需求,结合自身实际制定出具有较强针对性和可操作性的人才培养计划。企业应深入高等院校,共同完成人才的培养。这种高等院校和企业共同参与的“订单式”人才培养模式既可以增强人才培养的针对性,解决毕业生就业问题,也可以为企业节约新员工培训成本,提高经济效益。高等院校也可根据自身优势与企业开展形式多样的项目合作,为企业进行产品开发和技术更新;组织专家队伍深入企业,为企业提供TRIZ理论讲座和理论培训课程,帮助企业构建创新体系,解决技术难题。
河南部分高校已初步建立了面向企业、高等院校、科研机构的创新设计平台,可为用户提供创新理论释疑、典型创新案例分析、协同创新设计工具、多层次Web搜索引擎、基于Web的科学效应库等具体的服务,并提供创新设计理论、方法及工具使用培训,为各种产品设计提供创新方法指导以及创新工具试用。
(2)校—所合作:高等院校可以和科研院所在人才培养、项目共建方面开展多层次全方位的合作。高等院校是科研院所可靠的后备人才库,科研院所也可充分利用高等院校“知识库”的特点加速自身的知识更新和项目建设。科研院所为高等院校的人才培养提供理论联系实际场所,引导高等院校的理论研究深入工程实际,推动TRIZ理论的发展。
将计算机应用于TRIZ的辅助设计可以起到拓展开发思路,提高研发效率的作用,研究与开发新型计算机TRIZ辅助设计系统已成为TRIZ研究的热点之一。目前国内外虽然已出现一些TRIZ辅助设计软件,但还处在探索性阶段,系统功能还较为单一,应用也不很广泛。依托高等院校的人才优势和科研院所的科研实力,紧密联系企业的生产实际,研究开发新一代功能强大、使用方便的计算机TRIZ辅助设计系统具有重大意义。该类软件的研制成功不但能创造巨大的经济价值,还对TRIZ理论的研究和推广起到良好的促进作用。为此,可组织高等院校、企业、科研院所三方进行联合攻关,积极开展计算机TRIZ辅助设计系统的开发工作。
(3)院所—企业合作:科研院所应将自身的研发工作与企业的产品研发结合起来,建立面向企业的创新设计服务平台,提供创新设计工具、创新设计技术咨询等服务。大力推进科技与经济紧密结合,为经济社会持续快速健康发展提供强有力的科技支撑。
总之,高等院校、企业、科研院所三者各有特点,TRIZ理论及创新方法的推广最终目的是培养新型创新人才、提升科研人员的创新思维和创新意识、提升企业核心竞争力。因此,鼓励三个层面开展联动,对于TRIZ理论的推广应用和建设创新型河南将起到不可估量的作用。
结论
高等院校、科研院所与企业是推广TRIZ理论的重点对象。高等院校是进行TRIZ理论系统教育的主要场所,承担着为社会各界提供掌握TRIZ理论的高素质人才的重任。企业是应用TRIZ理论创造社会生产力的主要场所,TRIZ理论的成功主要取决于企业应用的成效。科研院所科研力量雄厚,是支撑企业应用TRIZ理论进行技术改造和创新的重要科技机构。
为提高TRIZ理论在全社会的推广应用效率、尽快建设创新型河南,需要在作为创新主体的高等院校、科研院所与企业中针对不同的接受主体采用不同的推广方法。更需要充分整合三者资源,发挥三个创新主体的优势,采用互动模式,加强联动效应,提高TRIZ推广应用的有效性,从而带动全社会的创新方法推广应用。
(作者单位:南阳理工学院)