创新方法在兽医技术方面的应用

张琳，丁志勇，武军，丁雅苓（山东省农业科学院畜牧兽医研究所/山东省畜禽疫病防治与繁育重点实验室，济南5000；秦皇岛高通生物科技有限公司，河北秦皇岛066600；山东省农村科技促进中心，济南500；齐鲁动物保健品有限公司，济南5000）

创新方法在兽医技术方面的应用

张琳1，丁志勇2，武军3，丁雅苓4
（1山东省农业科学院畜牧兽医研究所/山东省畜禽疫病防治与繁育重点实验室，济南250100；2秦皇岛高通生物科技有限公司，河北秦皇岛066600；3山东省农村科技促进中心，济南250101；
4齐鲁动物保健品有限公司，济南250100）

摘要：创新方法是技术和产品创新的一种重要方法，已在农机装备、农产品加工等农业领域成功的进行了应用。为了探索创新方法能否应用于兽医研究领域，能否为解决技术难题提供创新资源，本研究以TRIZ为例进行了创新方法在兽医技术方面的初步应用。结果表明：创新方法能够为兽医技术问题的解决提供全新的思路和方案，方案符合技术发展路径，具有良好的应用前景，方案同时能够指出技术再创新的关键，为技术的持续进步奠定了坚实基础。可以预见，创新方法与兽医领域的全面融合能够提高兽医行业的自主创新能力，推动技术和产品的创新，促进产业的持续发展。

关键词：创新方法；TRIZ理论；兽医；技术；结合

0　引言

近年来，中国兽医领域技术得到了极大发展，特别是在现代免疫学、分子生物学、医学的带动下，水平不断提升，并且取得了众多成果[1-2]。随着社会的不断进步和人民生活水平的提高，人们对动物的健康饲养、畜产品及动物源性食品的安全更加注重，所以对兽医领域的技术研究也提出了更高的要求。

目前，国内的部分兽医技术已经达到国际领先水平。兽医技术的发展逐步呈现深度化、精细化、信息化、自动化的特点，直接带动了技术的革新、新产品研发效率和产品质量的提高、环境污染的减少等。虽然整个兽医行业正在向可持续、高效的良好方向发展，但目前依然存在很多问题，尤其是技术的原始创新匮乏[3]，使整个行业的进步显得动力不足。如何解决兽医技术创新的问题，实现行业的高速可持续发展，满足人民日益增长的需求，是迫切需要解决的问题。

创新方法是人们在创造发明科学研究或创造性解决问题的实践研究中采用的有效方法和程序的总称[4]，常用的创新方法有TRIZ、六西格玛、技术路线图等。中国在2008年颁布了《关于加强创新方法工作的若干意见》，实施以来，创新方法已成为提升科技、经济社会发展软实力和巧实力的重要支撑手段[5-6]。但由于中国农业科技的自身特点，创新方法在此领域的开展起步较晚，目前进行的探索性研究不多，主要集中在农产品加工和农业机械等几个领域的应用，但已表现出良好的效果——重点体现在技术难题的解决、创新产出的增加、研发效率的提高、研究思路的拓展等方面[7-8]，如中国农机院通过引进和推广创新方法，缩短了产品的研发周期、增加了专利申报数量，拉动业务实现了20%以上的增长；山东农科院通过引进创新方法攻克了粮油冷榨工艺出油率低的难题，既保持了热榨工艺中的高出油率，又保留了蛋白成分的营养价值[4,9]。这些应用结果表明TRIZ能够很好的为农业领域服务。但经验能否适用于兽医研究领域，创新方法又能提供哪些支撑，相关研究还未见报道。笔者以TRIZ为例在兽医技术方面进行了创新方法与之融合的首次尝试，旨在为兽医技术难题的解决提供新的思路和方法，为兽医研究领域的发展提供智力支持。

1　问题提出与TRIZ模型分析

TRIZ理论在解决问题时有自己的流程，技术系统、资源、矛盾是最重要的组成部分[10]。TRIZ对于问题的解决是从系统的确定开始的，系统根据问题自主确定，但范围的确定对于问题的分析和解决至关重要。笔者以兽医病毒学研究中经常出现的病毒滴度过低而影响后续研究的问题为研究对象进行了TRIZ分析，选择病毒液为技术系统，然后组建组件模型、确定功能关系。技术系统中病毒、培养液、血清、细胞培养瓶（板）为子系统，人、环境、物理作用为超系统。各子系统和超系统之间相互作用形成完整的技术系统：培养液、血清促进病毒增殖，细胞培养瓶（板）给细胞支撑，人、无菌环境、温度等影响病毒和细胞的生长，物理作用决定病毒滴度的高低。

问题定义和系统分析后进行三轴分析。三轴分析是从因果轴、操作轴和资源轴出发，分析当前技术问题的根本原因和解题资源，以达到以最低成本解决问题的目的。影响病毒滴度的原因很多，如宿主细胞、培养条件等，但在目前研究条件下，通过更新宿主细胞、摸索优化培养条件不是TRIZ所提倡的解决问题之道。而对现有病毒液进行浓缩是较为简便和高效的解决方式，现行的物理化学方法主要有吸附、沉淀、离心和蒸发，分子生物学方法主要有差减抑制杂交等。相比之下，物理化学方法更适合病毒粒子的浓缩，但容易影响病毒活性。

找出问题存在的矛盾是运用TRIZ理论进行发明、创新的关键，确定技术矛盾或物理矛盾后再运用TRIZ的解题工具找出解决矛盾的思考方向[11-12]。要找到简便高效的浓缩病毒液的方法，从问题分析当中可以得到两对技术矛盾——改善了系统物质的量参数，恶化了作用于物体的有害因素和系统的复杂性参数。

2　问题的解决方式

找到技术问题出现的根本矛盾后，即可利用TRIZ工具设计解决思路和方案[13]。TRIZ理论的创新原理、标准解和分离原理会给研究人员提供创新性的解决思路和应用实例，此时科研人员依据工具指明的方向，结合自身的技术问题，充分借鉴实例中所用的思路和工具，同时发挥兽医领域知识和实际研发经验，从而获得具有创造性或者改善性的解决方案。在创新方案的提出和确定阶段，研究人员通过借鉴其他领域的思维、方法和工具，实现本领域与其他领域的融合，拓展知识边界，制定问题解决方案。

通过查找矛盾矩阵对应的创新原理有8个，分别为物理或化学参数改变原理、匀质性原理、气压和液压结构原理、多孔材料原理、反向作用原理、局部质量原理、廉价替代品原理和预先作用原理，其中物理或化学参数改变原理为本技术系统提供了全新的思路。为了提升病毒液的单位浓度，目前最直接的方法是进行超速离心，使用特定设备，在低温(4℃)、高速(>20000 r/min)条件下长时间离心，即经物理作用达到预期目的。经TRIZ分析后，本研究设计确定了利用电场代替离心力的创新方案，对病毒进行浓缩。

3　结果与分析

TRIZ理论能够对技术解决方案进行评价，对方案的评价不单单是给出好与坏的结论，而是在解决问题的同时，指出为了解决问题而恶化的其他因素以及方案在技术进化中的位置。

针对动物病毒研究中存在的病毒滴度过低的问题，本研究运用TRIZ的解题流程对其进行了模型建立、问题分析、方案设计，最终确定了利用电场代替离心力对病毒进行浓缩的方案。

病毒本身属于生物极性物质，在其内部存在正负电荷，在电场作用下会产生偶极矩而发生定向移动。所以，以电场浓缩病毒具备理论基础。方案的具体内容（图1）如下：（1）在废液贮存池2和连接通道3上加满含电解离子的常用缓冲液（如TAE）；（2）在分析物贮存池中加入病毒液分析物，接通直流电源和交流电源；（3）病毒液分析物在直流电场的作用下慢慢移动，直至到达叠加电场区；（4）病毒液分析物在两电场的作用下停止往前运动，在叠加电场中停滞，形成极性物质的富集区；（5）微孔玻璃板位于叠加电场处，其下为生物半透膜，在重力作用下病毒液分析物会逐步透过微孔玻璃板，进入微孔玻璃板与生物半透膜形成的空间；（6）生物半透膜只允许水、离子等小分子通过，此时的病毒液分析物液体中的水和离子慢慢通过生物半透膜，而病毒物质留在生物半透膜之上，进一步完成病毒的浓缩过程。

方案确定之后，利用TRIZ对方案进行了进一步的评价。TRIZ的进化分析是根据技术发展的规律而总结的分析工具，对发展中的技术系统具有前瞻性的评价作用。虽然本研究方案解决了病毒滴度低的问题，但增加了技术系统的复杂性和作用于物体的有害因素，对于研究中成本的控制和选取电场对病毒的影响还需要进行进一步的研究和评价。进化分析结果显示，该方案符合技术进化的路径，具有很好的应用前景。

图1　利用电场浓缩病毒示意图

4　讨论

利用TRIZ解决兽医具体技术问题时也要遵循其解题流程，即首先要确定技术问题的存在系统，把问题转化成为TRIZ工程问题；其次进行三轴分析，最大限度的理清因果、操作关系，挖掘可用资源；最后将分析的问题转化为技术矛盾或者物理矛盾，利用TRIZ工具——创新原理、标准解、分离原理确定问题解决思路和方案[14-15]。运用过程中有几点是决定应用是否成功的关键。一是技术系统的选择，系统的选择无固定模式，可大可小，但范围的选择至关重要，如系统选择过小，则系统内子系统过少或者没有，相互之间的关系和功能缺乏，造成解决方法过少；如系统选择过大，则系统内子系统过多而超系统少，内部关系复杂难以完整分析。二是技术矛盾或物理矛盾的提出，矛盾的提出必须是准确的，而决定准确与否的关键又在于问题的分析是否找到了根本原因，所以要求研究人员对于问题的出现和选择系统的各个部分有深入了解，能够准确描述系统的工作状况和问题出现的原因。在兽医技术中结合应用TRIZ的同时，促进了研究人员对从事技术及涉及知识的补充，实现了知识的纵深发展。

每种技术都有各自的缺点，所以才有不断创新的余地。创新方法就指出要改善目前矛盾的一个因素，肯定会恶化另一因素，所以在给出解决方法的同时也指明了造成的不良结果，使得研究人员能够明确系统中存在的隐患或者不足，为技术的二次创新和再次创新奠定了基础。

5　创新方法在兽医领域的应用前景

通过创新方法与兽医技术的初步结合研究，发现创新方法能够拓宽研究思路，提高科研效率，解决技术中棘手的问题，对于整个行业乃至产业链的发展都有促进和带动作用。具体到研究过程中，有益效果首先是对研究人员思维的改善，具体表现为打破固有思维模式，针对问题不再局限于原有的经验解题模式，而是从根源入手，拓宽知识边界，注重借鉴和交叉融合。其次，创新方法鼓励技术、学科融合，围绕兽医技术问题，最大限度的搜集解题资源和思路，选择合适的方法和工具实现问题的解决，从而产出原技术领域未曾有过的创新成果。所以，将创新方法与兽医技术相融合，能够实现领域内更多技术难题的解决，促进技术的发展。初步研究的结果作为兽医技术首次应用创新方法的一次有益尝试，也为创新方法在兽医领域的全面融合提供了思路和参考。

参考文献

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Application of Innovation Method in Veterinary Technology

Zhang Lin1, Ding Zhiyong2, Wu Jun3, Ding Yaling4
(1Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences/ Shandong Key Lab of Animal Disease Control and Breeding, Jinan 250100, Shandong, China;
2Qinhuangdao Gaotong Bio-tech Co., Ltd, Qinhuangdao 066600, Hebei, China;
3Shandong Province Rural Science and Technology Promotion Center, Jinan 250101, Shandong, China;4Qilu Animal Health Products Co., Ltd, Jinan 250100, Shandong, China)

Abstract:Innovation method, an important innovative approach of technology and product, has been successfully used in agricultural machinery engineering and agricultural product processing. In order to explore whether innovation method could be used in veterinary medicine and support its development, TRIZ was introduced and preliminarily applied to veterinary technology in this study. The results showed that innovation method could provide both new thinking and projects for solving technique problems. New projects were conformed to the development trend and could point out the key for technical innovation and promote the progress of technique. It could be concluded that the complete combination of veterinary medicine and innovation method could enhance the independent innovation ability, promote the innovation of technology and products and sustained the development of industry.

Key words:Innovation Method; TRIZ Theory; Veterinary Medicine; Technology; Combination

中图分类号：S-03

文献标志码：A论文编号：cjas15050020

基金项目：科技部创新方法研究专项“创新方法在农业科技计划中的应用研究”(2013IM030700)；山东省农业科学院青年基金“鸭病毒性肝炎病毒CTL表位筛选及其免疫识别研究”(2015YQN55)。

第一作者简介：张琳，男，1984年出生，河南开封人，助理研究员，硕士，研究方向为兽医病毒学与免疫学、农业领域创新方法的应用。

通信地址：250100山东省济南市历城区桑园路8号山东省农业科学院畜牧兽医研究所209，E-mail：lzhang3406@163.com。

收稿日期：2015-05-29，修回日期：2015-09-14。