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哈尔滨九洲电气股份有限公司 周维来
一、案例描述
1. 企业开展技术创新和技术创新方法工作的总体认识
从2008年开始,在黑龙江省科技厅的大力倡导及支持下,九洲电气开始接触TRIZ技术创新方法的知识。公司先后多次参加了黑龙江省科技厅组织的TRIZ理论培训学习,认识了这种全新的创新方法,感觉到这一方法非常先进,对技术创新具有很好的指导意义。相对于传统的创新方法,比如试错法,头脑风暴法等,TRIZ理论具有鲜明的特点和优势。它成功地揭示了创造发明的内在规律和原理,着力于澄清和强调系统中存在的矛盾,而不是逃避矛盾,其目标是完全解决矛盾,获得最终的理想解,而不是采取折衷或者妥协的做法,而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程,而不再是随机的行为。实践证明,运用TRIZ理论,可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。它能够帮助我们系统地分析问题情境,快速发现问题本质或者矛盾,它能够准确确定问题探索方向,不会错过各种可能,而且它能够帮助我们突破思维障碍,打破思维定势,以新的视觉分析问题,进行逻辑性和非逻辑性的系统思维,还能根据技术进化规律预测未来发展趋势,帮助我们开发富有竞争力的新产品。
从应用的角度出发,TRIZ理论更多的是一种科学的思想和方法。它研究进行发明性思维的系统性结构化方法,它阐明了发明或创新是有规律可循的,应用TRIZ理论的直接效益是考察、分析及解决问题方面非常规思考的能力及创造力的全面提升。
TRIZ包括一套完整的理论基础及各类知识库工具,可以帮助人们进行系统性的创建并解决复杂的多元化问题。最常用的工具有基于宏观的冲突矩阵法和基于微观的物场变换法。
TRIZ理论认为发明问题的核心就是解决冲突,冲突主要分为技术冲突和物理冲突。当技术系统某个特性或参数得到改善时,常常会引起另外的特性或参数劣化,这种冲突称作技术冲突。解决这种冲突的传统方法是在多个要求间寻找“折中”,而TRIZ则是努力寻求突破性方法消除冲突;另一类冲突是物理冲突,是指系统同时具有冲突或要求相反的状态。TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理,其前提是要按标准参数确定冲突,然后利用39X39矛盾矩阵和40条发明创造原理解决冲突。人们应该通过大量的实践来掌握它,在实践过程中不断地发现并解决冲突是推动创新的动力。
2. 企业开展技术创新和技术创新方法针对解决的问题
九洲公司是黑龙江省科学技术厅、财政厅、国家税务局和地方税务局认定的高新技术企业和国家科技部火炬高技术产业开发中心认定的国家火炬计划重点高新技术企业,拥有一个国家级企业技术中心。本公司有突出的自主创新能力,公司近三年技术研发人员数占企业员工总人数的比例均超过了20%,每年公司的研发投入不少于销售收入的5%。
在过去几年里,本公司一直坚持开放式的科研机制,并积极引进海内外先进技术,对其进行消化吸收,积极自主开发产品,奠定了很好的技术基础。本公司近期的产品和技术研究开发及需要解决的问题包括:
2.1. 高压变频器
2.1.1. 在现有功率单元串联多电平型高压变频器的基础上进一步提高性能、增加功能、扩大规格型号:全面掌握功率等级达到10,000KW、矢量控制、液冷却、可实现四象限运行的高压变频器技术;研制出同步高压电机高压变频器;研制出可用在空气压缩机、矿井提升机及井下的高压变频器满。
2.1.2. 研制以IGBT为基础的中性点钳位三电平型高压变频器变频技术,为在冶金系统轧机和高压风力发电机上的应用做好技术储备。
2.1.3. 研制舰船推进用大功率变频器,力争满足我国舰船技术升级急需的电动推进变频控制系统。
2.2. 高压软起动器
研制出达到10000千瓦功率等级、可用在同步电机上的高压软起动器;研制出可用于井下的防爆型高压软起动器。
2.3. 高频开关直流电源
2.3.1. 扩展直流操作电源的功能,研制完成具有交流分配、UPS电源、DC/DC变换、有源逆变放电、蓄电池管理等功能于一体的集成供电系统;
2.3.2. 各规格型号的电源模块应用的软开关技术,提高工作频率,成本下降10%。研究电源模块的有源滤波技术,使功率因数提高到0.99 以上。改进直流操作电源系统的结构,提高标准化程度。实现电源模块的带电插拔,提高操作电源的可靠性。实现直流操作电源系统的全数字化。
2.3.3. 研制成功适用核电常规岛和核岛用直流操作电源系统,并取得核安全认证。
2.4. 风力发电
2.4.1. 全面掌握1.5MW、2.0MW、3.0MW双馈型风力发电机用双PWM型变流器的生产制造技术。
2.4.2. 全面掌握1.5MW、2.0MW、3.0MW全功率(适用于直驱、半直驱、垂直轴型)风力发电机用变流器生产制造技术。
2.5. 光伏发电
研制成功单机功率等级100KW光伏(太阳能)发电并网逆变器,并实现多机并联。
2.6. 高压动态无功补偿器
2.6.1. 掌握35KV,TCR型全数字风冷、水冷的高压动态无功补偿技术。
2.6.2. 研制以IGBT(或IGCT)为基础的串联多电平技术路线的静止型高压无功补偿技术(SVG)。
所有以上研究内容,都离不开科技创新,需要用创新的思维、创新的方法来引领新产品的研发工作。
3. 企业开展技术创新和技术创新方法工作主要的方法和步骤
3.1. TRIZ理论推广应用情况:
3.1.1. 理论先行,派出去学习先进的TRIZ理论
在黑龙江科技厅的号召和支持引导下,先后派出多人次参加TRIZ理论培训班。接受包括俄罗斯专家维克多、鲍里斯等教授、国内著名TRIZ理论专家在内的专家学者的理论传授。
3.1.2. 内部培训
通过出去学习先进的,回来对研发设计人员进行了多次TRIZ理论宣讲,以理论指导实践,在企业中形成TRIZ理论的研究、应用风气。
3.1.3. TRIZ实践
通过不断学习,再反过来指导实践。在新产品研发过程中主动应用TRIZ理论中的方法,启迪思路,完善研发过程。
3.1.4. TRIZ理论应用与研发人员绩效挂钩
对于采用TRIZ理论指导写出实用新型专利、外观专利、发明专利的给予奖励。
3.1.5. TRIZ理论应用与研发人员考核挂钩
将专利、论文作为技术人员绩效考核指标按时间段进行考核,完成指标的及时兑现绩效奖金,鼓励员工积极投身技术创新的事业,并以此推动企业技术创新工作的发展,提高产品技术含量,掌握核心竞争力,拥有自主知识产权。
二、成效和经验
1. TRIZ理论推广应用成效
1.1通过不断的学习和实践,2008年共申请实用新型专利9项, “兆瓦级风力发电用全功率并网变流器”等共5项专利获授权,其中发明专利2项,实用新型专利3项。2009年截止到10月份授权专利12项,其中发明专利3项,实用新型专利9项。
1.22009年截止到10月共申报“风电变流器电能测量装置”等34项专利方案,已获受理专利申请16项,其中发明专利2项,实用新型专利14项。
截至目前获得“PowerSmart高压大功率变频调速装置软件控制系统”等软件著作权7项。
2. TRIZ理论推广应用经验
国外在上世纪50年代就开始了发明方法的研究,前苏联科学家阿奇舒勒对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,总结出技术系统的进化遵循的模式和规律,并以此指导人们的发明创造活动。
2007年,科技部倡导的涵盖科学思维、科学方法和科学工具创新方法工作正式启动。2008年4月,科技部等四部委联合发布了《关于加强创新方法工作的若干意见》。部分省市开展了创新方法工作试点,结合各地实际,突出区域特色,积极开展创新方法推广应用工作,取得了一定的成效。
TRIZ创新方法对于我们绝大多数人来说都是新事物,毕竟我们刚刚开展这方面的工作。通过政府的引导,尤其是科技厅等部门所做的大量工作,使我们入了门,逐渐有了一些效果。我们在TRIZ理论推广应用的做法如下:
2.1 派出去带回来
派人多次参加科技厅组织的TRIZ培训、讲座、报告会,学习先进TRIZ理论,尤其是参加黑河市主办的TRIZ理论培训课程,聆听俄罗斯专家的精彩讲解,使我们对TRIZ理论有了更深入的体会。
2.2 内部培训
组织企业内部培训,把在外面学到的理论给更多一线研发设计人员讲解,让他们掌握TRIZ理论以及使用的方法,并应用到实际发明创造中去。
2.3 与绩效考核挂钩
将学习使用TRIZ理论并在工作中应用写到每个人的工作目标中去,以此推进TRIZ理论的学习与推广应用。
2.4 奖励
对于通过学习掌握TRIZ理论并成功应用到自己发明创造中去的人员给与奖励,从而引导学习与创造形成一种风气。
三、下一阶段工作设想
目前的TRIZ推广工作取得了一定成效,但前面的路还很长,要把TRIZ理论完全融入企业的研发设计过程中,使其成为一种自然的行动,我们还要进行不懈的努力。为此目标,我们下一步要做的工作有:
1. 派出去
继续加大学习培训力度,更多地派一线研发设计人员出去学习,到各种培训班、讲座进行交流。学习掌握其他人在学习理论应用理论发面的心得,更好地为自己的工作服务。
2. 请进来
邀请国内外专家,到企业来现场培训,用TRIZ理论现场解决所遇到的难题。
3. 加大制度保证措施
在现有基础上加大绩效考核及奖励的力度,更科学地设计考核项目,使TRIZ理论学习与应用成为工作的一部分,抓住TRIZ理论推广应用契机,使理论与企业产品研发设计、企业技术创新工作融为一体,把企业的创新工作推上一个新台阶。
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