精益创新在煤炭综合利用研发中的应用分析

张艳娜 王连蒙

一、前言

创新是将资源重新排列组合为新的生产方式，以求提高效率、降低成本的经济过程，企业成长的动力来自创新，每家企业都需要创新。所谓精益创新，精是指少投入、少消耗资源、少花时间，同时又高质量；益是指多产出、高效益。精益创新目前在软件服务业的应用极其广泛，但在传统行业的应用，比如煤炭资源综合利用研究领域，还存在一定的问题，但其应用优势不容忽视。

二、精益创新的本质及应用分析

传统的“火箭发射式”创新认为用户需求和解决方案是可以预知的，可以精准把握，因此从一开始就要确定目标和解决方案，直到拿到最终完美解决方案后再面向市场。而精益创新认为用户痛点和解决方案在本质上都是未知的，无法完美预测，需经过不断验证和更迭，找到真实的用户痛点和有效解决方案。精益创新的主要特征就是通过不断试错和验证来逼近真实的痛点，即科学试错和高速迭代，并形成良性循环。它只关注两件事，一是用精益的方法优化整个创新的流程，找到浪费的原因并消除，二是设计精益的产品或推出精益的服务。

在应用过程中，精益创新坚持用户导向原则、行动原则、试错原则、聚焦原则和迭代原则，也就是从怎样满足客户需求出发，通过头脑风暴、深入访谈、参与式观察、换位思考、失败总结等了解用户痛点，再用简单的商业模式（最小可行化产品）科学试错，聚焦天使客户，检验计划的可行性，最后通过不断积累和深化认知，不断学习和迭代，实现过程轴转，找到最终的解决方案。

用精益的思想来创新可以极大地减少创新的风险，按流程、按步骤并且快速迭代的创新方式会极大地提高创新的效率。按照精益创业的模式，从最小可行化产品出发，过程中每一次迭代都可以寻找客户试用，了解客户对产品的看法，寻找产品的不足和客户希望增加乃至修改的功能点。在持续遵循客户的意见进行开发后，项目组不断纠偏的成果就是产品越来越符合客户想要的效果，而不是开发团队闭门想象，通过持续的测试—调整以及快速迭代，创新的成功率能够大大提升。

三、精益创新在煤炭资源综合利用研发过程中的应用现状

煤炭是我国一次能源的主体。煤炭企业为我国经济高速发展作出了巨大贡献，但传统的粗放型开釆模式以及煤炭生产加工中排放的煤矸石、煤泥、矿井水、粉煤灰等，造成了严重的资源浪费和环境污染等一系列问题，再加上煤炭的有限性和不可再生性，这些问题决定了煤炭企业的发展问题已经成为一项重要的战略任务。作为老牌能源企业，神华准能集团公司在煤炭资源综合利用的研发上一直在努力。该公司最早依托国家鼓励利用劣质煤和煤矸石发电的有利政策，规划建设了煤矸石发电厂，消化了本地丰富的煤矸石，并于2011年成立了煤炭伴生资源综合利用研发及工程示范中心、粉煤灰提取氧化铝工业化中试工厂，开展粉煤灰高附加值有价元素提取的工艺技术研究，目前各项科研工作仍在继续开展。

以下是用精益创新的理论对该公司煤炭资源综合利用研发工作进行的简要分析：

（一）用户导向

内蒙古自治区鄂尔多斯高原准格尔地区煤田煤炭地质储量267.6亿吨，煤炭中伴生有丰富的铝、镓等资源。煤炭经发电厂锅炉燃烧后，粉煤灰中的氧化铝和镓再次富集，其中氧化铝含量在50%左右，镓含量达到82.5g/t，这意味着准格尔煤田蕴含氧化铝30多亿吨、镓85.7万吨，是提取氧化铝和金属镓的巨大潜在资源。神华准能集团位于准格尔旗境内，是集煤炭开采、坑口发电、铁路运输及煤炭循环经济产业为一体的大型综合能源企业，拥有煤炭资源储量30.98亿吨，并拥有年生产能力3400万吨的黑岱沟露天煤矿和年生产能力3500万吨的哈尔乌素露天煤矿。因此，该公司本身就是煤炭资源综合利用研发的用户，这也就决定了其可以比较容易且准确获取用户需求，了解用户痛点。该公司最早的痛点是对煤矸石的利用，因此其建立了煤矸石发电厂，随着研究的深入，其痛点转化为实现煤炭伴生资源中高附加值有价元素的提取及工业化，建立循环经济发展模式。

（二）聚焦和行动

该公司下属的露天煤矿、发电厂、煤炭资源综合利用研发机构是同级单位，国有企业的组织结构和管理模式决定了该公司在研发过程中能够直面客户，直接并随时可与客户和相关管理人员沟通，研发团队主要研发人员或有多年的露天矿工作经验，或在火力发电厂工作多年，这就决定了他们能够从用户的角度来思考用户痛点，并提出可能的解决方案。而客户是其本身，因此，客户对新产品的使用意愿、反馈意愿都能够得到很好的掌握，研发机构能够及时获得用户信息并进行产品升级，这在一定程度上能够提高研发效率，加速产品迭代。

（三）试错和迭代

该公司煤炭伴生资源综合利用研发工作目前已开展了近16年，该过程是一个不断完善、优化、试错的过程。2004年至2005年，研发团队完成了粉煤灰提取氧化铝技术路线论证工作，确定了减量化的酸法工艺；2006年至2008年，完成了实验小试及中试研究；2008年至2010年，完成了工艺优化工作，形成了“一步酸溶法”工艺技术，并以该工艺设计循环流化床粉煤灰生产4000t/a氧化铝中试装置。该中试装置作为最小化的产品组合，旨在验证其能否实现煤炭伴生资源资源综合利用的工业化，即验证能否满足客户需求，是否形成了与客户痛点相匹配的解决方案。目前，该中试装置经过了7次全流程试验运行，通过无数次工艺、设备、材料优化，生产出冶金一级品标准氧化铝和4N镓产品，验证了不同工况条件下设备及材质的适应性以及中试装置的安全性、稳定性和可靠性、环保等各项指标。

用户痛点的大小以及与其对应的解决方案是否匹配，决定了一个创新项目可以达到的高度；用户痛点的持续性以及与其相对应的解决方案的匹配程度，则决定了一个创新项目能走多远。该企业的用户痛点从行业的角度来说是普遍存在的，我国在山西北部、淮南、七台河等地区都拥有大量高铝煤炭资源，积极推进循环经济产业项目建设是国家战略规划的需要，符合国家产业发展政策的需求。以“一步酸溶法”粉煤灰提取氧化铝技术为核心建立的循环经济项目，不仅是治理粉煤灰污染、改善环境的一种新途径，还可缓解我国铝土矿资源紧缺的局面，改变铝行业战略格局，具有十分重要的社会效益；对企业来说经济效益可观，可增强企业的发展后劲，延长企业的产业链，实现对煤炭资源的充分综合利用，提高企业经济效益。

四、存在的问题

（一）自身即用户的优劣双重性

综合性能源企业的特点决定了其自身即煤炭资源综合利用研发的用户之一，拥有能够直接、快速获取用户信息和用户反馈的优势，但同时也存在一定的局限性，例如用户痛点的某些方面可能仅适用于本企业，其后续推广应用还需要进行新的试错和产品升级；另外，由于科研单位和用户是同一集团公司下属的同级单位，可能存在密切关系、经济利益等因素，不能准确反馈试用效果，同时也对用户参与人员和科研人员的客观性、发现问题的能力提出了更高的要求。

（二）精益创新意识不强的问题

在煤炭资源综合利用的研发过程，还存在传统的“火箭式”创新方法，精益创新理念还没有深入人心，科研人员有时容易由于自身业绩和课题数量考评等多种因素，将还没有经过深入调查、挖掘用户痛点过程的项目列为研发课题，不能有效利用外部创新资源，在立项时由于客观需要将预期研发成果固定化，导致产品迭代和升级未能持续，研发成果的实用性达不到理想状态。

（三）最小产品组合的投资问题

虽然煤炭资源综合利用的研发过程经历了无数次的技术路线论证、实验室小试、中试，但由于其技术的首创性以及苛刻的工况条件，在放大过程中设备材料的适用性需要经受巨大的考验，不能直接将实验室的成果作为最小产品组合直接投放市场。因此，神华准能集团公司进一步建立了4000吨/年粉煤灰提取氧化铝、镓工业化中试装置，该套装置的投资及后续7次全流程试验运行费用达数亿元，据估计，进一步放大的30万吨/年高铝粉煤灰综合利用工业化示范项目投资额近30亿，投资额对一般中小企业而言难以负担。

（四）容错能力问题

国家中央政府国务院强调以管资本为主加强国有资产监管、有效防止国有资产流失的要求，并明确对在经营投资中造成国有资产损失或其他严重不良后果的，要依法依规严肃问责。因此，煤炭资源综合利用研发投资过大，可能会造成管理者不能坚持善意对待研发过程中的合理失败，造成部分管理人员对研发过程中的不断试错产生怀疑和畏难情绪，不敢或者不愿意放开推进研发进程。

五、煤炭资源综合利用研发过程中推行精益创新的意见与建议

（一）强化精益创新意识，加强用户与研发人员的客观交流，使研发方向真正从用户出发

产品迭代过程中的后续功能研发，要由用户催生，不能简单堆积，要推行开放创新，公司不仅要做好内部自己的研发，同时要有效利用外部创新资源，打破企业的边界。在煤炭企业中，研发机构要和煤炭开采利用企业充分沟通和交流，必要时可实现人员的交叉使用，以充分获取最准确的用户需求和痛点。

（二）建立科学合理的精益创新评价体系，善意对待科研过程中的合理失败

建立精益创新全过程实时评价体系，包括内部自评、外部评价等，如有偏离精益创新原则的随时进行纠正。在煤炭企业研发过程中，项目课题立项之初，就要从精益创新的角度进行评价和审核，符合精益目标的再予以立项研究。而由于煤炭行业自身的特点，其研发投资必然远远大于普通的服务行业，只有大型央企、民企才有能力承担相关研究，良好的评价体系有助于支持和鼓励研发团队大胆创新。同时制定煤炭伴生资源综合利用指标评价体系，借助各项量化指标，通过数值比对，找出存在的问题，并针对问题提出改进的对策，这也有利于煤炭企业正确评价煤炭资源循环经济发展水平，为企业管理者制定决策提供更加科学的依据。

（三）重视人的作用，打造精益创新的环境

精益创新旨在营造一种文化氛围，使尽可能多的部门和人员参与到创新活动中，增强创新效果。在了解客户需求的阶段，在创意生成的阶段，在评估创意、实施创新的阶段，跨部门的合作对创新的成功至关重要。精益创新鼓励参与创新的每个人都要动手参与，打破管理层、市场营销人员、研发人员、技术人员和操作者之间的障碍和级别，使每个人在实际创新的过程中都能获得经验和理论知识。著名的管理大师德鲁克认为，创新是组织的一项基本职能，是管理者的重要职责。创新团队需要具有开拓精神又兼具战略管理能力的领导者和管理者，在精益创新的过程中，无论是用户痛点调研还是产品迭代升级，都需要管理者能够进行总体控制和外部协调，为精益创新打造良好的发展环境。

（四）强化创新过程的精益管理，真正发挥精益创新成本低、质量高的优势

通过减少非增值时间、减少多任务工作、重复使用现有知识、快速建立模型、实施闪电创新、降低变异量等多种方法减少创新过程中的浪费，缩短创新的周期，提高创新的成功率。同时，加快成果转化。科研是将资本转化为知识的过程，创新是将知识转化为资本的过程，仅停留在实验室的研究成果不能为企业带来经济效益，对于能够达到预期目的的精益创新项目要积极推动成果转化，真正实现创新推动发展的效果。