中鐵二院：掌握創(chuàng)新方法 成就創(chuàng)新夢想

文/史曉凌 張廣海

中鐵二院：掌握創(chuàng)新方法 成就創(chuàng)新夢想

文/史曉凌 張廣海

長期以來，總部設在成都的中國中鐵二院工程集團有限責任公司（簡稱中鐵二院）有著優(yōu)良的創(chuàng)新傳統(tǒng)，公司結合國家重點工程項目，瞄準國內(nèi)外先進水平，大力開展科技創(chuàng)新，取得了輝煌的業(yè)績：半個多世紀以來，先后勘察設計了包括新中國第一條鐵路成（都）渝（重慶）鐵路在內(nèi)的等鐵路重要干線、支線上百條，累計獲得國家、省、部級科技進步獎、優(yōu)秀工程設計獎、優(yōu)秀工程勘察獎及其他大獎幾百項。其中成（都）昆（明）鐵路榮獲國家科技進步特等獎，南（寧）昆（明）鐵路榮獲國家科技進步最高獎一等獎，是國內(nèi)唯一兩次榮獲國家最高科技進步獎的大型勘察設計企業(yè)。

進入新世紀后，中鐵二院不斷推進理念創(chuàng)新、體制創(chuàng)新、機制創(chuàng)新、科技創(chuàng)新,引入新的創(chuàng)新方法尤其是TRIZ理論與方法，努力把中鐵二院建設成為國內(nèi)一流、國際知名的國際工程公司。

高山深壑 引入TRIZ促創(chuàng)新提速

中鐵二院為全國大型綜合甲級勘察設計企業(yè)，是全國首批獲得“工程設計綜合資質(zhì)甲級”的企業(yè)，自1992年以來始終位于全國勘察設計綜合百強單位排名前列，其中勘察設計收入已連續(xù)三年排名第一，2006年被中國勘察設計協(xié)會表彰為全國優(yōu)秀勘察設計企業(yè)。依托鐵路，業(yè)務拓展到公路、地鐵、城市輕軌、市政工程、房地產(chǎn)、輪渡碼頭、工程總承包、工程監(jiān)理、巖土工程施工等各類工程建設領域。目前是國內(nèi)鐵路行業(yè)勘察設計企業(yè)唯一獲建設部頒發(fā)的具有公路勘察設計“四甲”資質(zhì)證書的企業(yè)。

中鐵二院現(xiàn)有職工4 000多人。其中：全國工程設計大師1人，四川省工程設計大師1人，四川省工程勘察大師1人，教授級高級工程師54人，高級工程師815人、工程師1 219人，其他各類專業(yè)技術人員1 269人；省部級突出貢獻專家16人，省部級學術技術帶頭人及后備人選34人，中鐵工程總公司突出貢獻專家3人、拔尖人才31人，詹天佑獎獲得者6人，專業(yè)學術帶頭人100多人。

“十一五”以來，中鐵二院根據(jù)戰(zhàn)略規(guī)劃要求，堅持以市場需求為導向，加大科技投入力度，每年下達科研攻關項目200余項，科研經(jīng)費上億元。其重點在高速鐵路、艱險山區(qū)鐵路，并注重具有市場前景的前瞻性項目開發(fā)。

但長期以來，眾多科研項目從立項到研發(fā)過程用得最多的是傳統(tǒng)的工程類比、專家決策等方法，致使研究人員的思路不寬、信息不全，從而使部分項目成果水平不高，周期長，重復研究，造成人力和資金的浪費。

進入新世紀，一種新的創(chuàng)新方法進入國人視線。TRIZ理論，即“發(fā)明問題解決理論”，提供了一種辯證的思考方式，是用于開拓思維，尋找捷徑，找出解決發(fā)明問題思路的方法。計算機輔助創(chuàng)新（CAI）技術以TRIZ理論為基礎，結合本體論、現(xiàn)代設計方法學、專利分析技術、計算機技術等多領域科學知識綜合而成的創(chuàng)新技術。能夠充分挖掘人才和知識的潛力，縮短研發(fā)周期，提高研發(fā)效率，從而提高人才及企業(yè)的創(chuàng)新能力。韓國三星電子，美國福特汽車公司及國內(nèi)中興通訊等世界知名企業(yè)，在引入TRIZ理論體系后，都取得了令人驚喜的創(chuàng)新成果。因此作為知識密集型的高新企業(yè)，中鐵二院不斷提高企業(yè)核心競爭力，建立自主創(chuàng)新型企業(yè)，引進TRIZ創(chuàng)新理論體系，探索提升創(chuàng)新質(zhì)量和速度的辦法。

初步嘗試 運用科學方法促技術突破

近日，中鐵二院與中鐵八局等三個單位共同完成的《遂渝線無碴軌道關鍵技術研究與應用》、與中鐵隧道公司共同完成的《高壓富水巖溶深埋特長隧道修建技術》榮獲“十一五”期間的十大優(yōu)秀科技成果。這是中鐵二院運用TRIZ等創(chuàng)新方法的結果。

中鐵二院對TRIZ理論和CAI技術的認識是從2004年開始的，當時我國高速鐵路技術研究處于起步階段，公司隧道專業(yè)研究人員在億維訊公司技術人員指導下，針對攻關重點課題“減少高速列車進入隧道時的空氣壓力”，應用創(chuàng)新理論和技術展開研究攻關。當高速列車進入隧道洞口的瞬間，由于類似活塞作用，空氣壓力瞬間突變，將產(chǎn)生爆破聲響及旅客耳脹等，如何減少高速列車進入隧道時的空氣壓力，是高速鐵路技術需要解決的重點難題。為此，課題組選擇遂渝鐵路隧道開展研究試驗，通過應用CAI輔助創(chuàng)新知識庫和專利檢索等工具，列出15個備選方案，經(jīng)過梳理，采用在隧道洞口前加設20米緩沖段，在緩沖段壁開設減壓孔的解決方案，經(jīng)時速200公里實車試驗驗證，洞口微壓波峰值控制在允許值范圍內(nèi)，未發(fā)生爆破聲響，對微壓波起到了明顯的緩解、削減作用。經(jīng)專家鑒定，該“項目的研究手段采用了國際先進技術，其研究成果居國內(nèi)領先水平”。該項成果已在全國高速鐵路隧道設計中推廣應用。

該項目的初步嘗試，使中鐵二院對TRIZ創(chuàng)新理論和CAI技術有了一定認識，這種嘗試也證明它能使創(chuàng)新者開拓思維、尋找捷徑、實現(xiàn)高效創(chuàng)新，是提高創(chuàng)新效果和水平的科學方法。

初步嘗試得到較好預期效果后，公司領導更加重視，要求相關部門抓好TRIZ創(chuàng)新理論和CAI技術的推廣應用工作。為此，中鐵二院先后多次邀請億維訊公司專家來公司進行講座和培訓，參加培訓的有集團公司領導、公司副總工程師、生產(chǎn)院總工及重點研究課題負責人。特別是2007年集團公司在召開的各級“總工程師會議”上，作為重要議題，邀請億維訊公司專家進行TRIZ理論和CAI技術講座，得到各級總工程師們的極大關注，從而提高了認識，為進一步推廣應用打下了基礎。

從2006年開始，中鐵二院組織專門人員對市場上基于CAI技術的商品化軟件進行調(diào)研，如億維訊公司、愛瑪格（IMAG）公司、發(fā)明機器公司（IMC）等。經(jīng)過分析比選，由于億維訊公司主要研發(fā)人員都來自白俄羅斯，與原蘇聯(lián)第一代TRIZ研究者有密切的合作，該公司產(chǎn)品在國際國內(nèi)得到很高的評價，在中國市場最具影響力，因而中鐵二院于2008年購買了該公司的創(chuàng)新軟件（Pro/Innovator）和創(chuàng)新能力拓展平臺（CBT/NOVA）。

與此同時，中鐵二院及時加大推廣應用力度，在億維訊公司技術人員的指導幫助下，選擇了高速鐵路關鍵研究課題“控制高速鐵路無碴軌道路基沉降”及“新型鐵路橋梁減隔震支座”研究等課題推廣應用。其中“控制高速鐵路路基沉降”是關系到高速鐵路能否成功修建的關鍵性因素之一，而時速250公里，350公里的無碴軌道高速鐵路，其沉降標準不得大于2厘米，且要求一次達標，以確保整條鐵路剛度的平順性，乘坐的舒適性，使列車按設計速度平穩(wěn)運行。為此，課題組通過應用創(chuàng)新知識庫，39個技術參數(shù)，40個創(chuàng)新原理和專利檢索等工具，篩選出多種有新意的加固方法和施工工藝，經(jīng)浙贛鐵路提速改造及遂渝鐵路的工程實踐，成功滿足了時速200公里及以上速度的沉降要求，目前已在其他高速鐵路工程項目中廣泛推廣應用。

同樣，“新型鐵路橋梁減隔震支座”研究應用CAI技術也取得較好成果，新研制的ZX型減隔震支座已在部分橋梁工程中推廣應用。

由于公司積極引進和推廣應用CAI創(chuàng)新技術，催生了大批科研成果和專利技術，為將技術優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為市場優(yōu)勢，結合軌道市場對新技術、新工藝、新產(chǎn)品、新材料的需求，經(jīng)充分論證，公司將在成都市金牛區(qū)建設“軌道交通高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)”，最終產(chǎn)業(yè)園將建成具有國際一流水平的國家級軌道交通高科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和服務基地。

公司通過引進和推廣應用創(chuàng)新方法，科研項目周期明顯縮短，每年完成的科研項目和成果水平大幅度提高，特別是在高速鐵路核心技術如精密測量、無碴軌道、控制路基沉降、綜合接地、四電集成、聲屏障、隧道空氣動力學及車橋耦合計算分析等領域取得了大批創(chuàng)新性成果，居國內(nèi)領先水平。

取得經(jīng)驗 培育技術骨干造就種子團隊

在以往的研究創(chuàng)新中，中鐵二院通常采用工程類比、專家決策、試錯法和頭腦風暴法等處理遇到的各種問題。這些傳統(tǒng)方法對專業(yè)人員的素質(zhì)要求很高，同時效率卻很低。如高速鐵路建設過程中遇到一些無標準，難以參照的工程實際問題，或一些前人沒有遇到或解決的問題，曾經(jīng)屢試不爽的工程類比、專家決策等方法，由于無據(jù)可依讓專家難以抉擇。運用TRIZ理論，針對工程中需要經(jīng)濟高效解決的實際問題，通過不同行業(yè)的專利比較，梳理思路，以及圖形化的理論指引，提供多種解決現(xiàn)有問題的方案，解決了大部分工作中的創(chuàng)新問題，在這個過程中，大家突破思維定勢的束縛，拓寬思路，在TRIZ理論各種原理和方法的指導下，以全新的視角和思路分析問題，極大地提高了解決工程技術難題的效率。中鐵二院在運用中還總結出了經(jīng)驗。

經(jīng)驗之一：應用CAI技術生成問題解決方案的過程會受到用戶本身知識背景、專業(yè)技能以及工作經(jīng)驗的影響。CAI技術應用的關鍵首先需要用戶準確地描述問題，全面查詢“創(chuàng)新知識庫”，進而系統(tǒng)利用別的企業(yè)、別的行業(yè)、別的國家和別人已有的知識和技術。應用CAI技術有助于提高企業(yè)的科技創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品研發(fā)，利用CAI平臺還可以建立企業(yè)知識庫，有利于企業(yè)技術成果的積累和再利用，提高企業(yè)的核心競爭力，有利于企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

經(jīng)驗之二：大力開展創(chuàng)新方法培訓，要分層次分對象區(qū)別對待，注重培養(yǎng)技術人員的創(chuàng)新意識，提高他們的科學思維和能力，以適應新時期科技創(chuàng)新工作的要求。培養(yǎng)一批熟練掌握創(chuàng)新方法、具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的企業(yè)技術骨干，為促進企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展發(fā)揮應有的作用。

經(jīng)驗之三：要實現(xiàn)公司科技發(fā)展戰(zhàn)略，就要緊密地聯(lián)系實際，在科技研究和重大技術難題上，充分運用TRIZ理論，以科學邏輯的方式在最短時間內(nèi)解決工程上的各種問題，讓創(chuàng)新方法理論的應用為科研帶來成果，提高科研效率，并研發(fā)出具有突破性的新產(chǎn)品，進而提升企業(yè)的自主創(chuàng)新力和市場競爭力。

經(jīng)驗之四：公司主要領導要十分重視學習推廣應用TRIZ理論及CAI技術工作，親自帶領班子成員參加培訓，并責成有關部門抓好各級領導及主研人員的培訓工作，同時選擇重大攻關課題積極推廣應用，從而取得較好效果。

經(jīng)驗之五：TRIZ理論是一種為各類技術問題提供創(chuàng)新性解決思路的強大理論工具，然而由于其體系復雜內(nèi)容繁多，要全面學習和掌握它需花費較長時間，如果要求全員培訓，全員掌握，難度較大。因此，有側(cè)重地培養(yǎng)一批技術骨干，形成種子團隊，再由各專業(yè)骨干去指導研發(fā)人員是推廣應用的有效方法。

歷經(jīng)風雨洗禮的中鐵二院，目前正以全新的形象，開始了新的征途。半個世紀的歷史證明：他們在艱苦卓絕的惡劣環(huán)境，創(chuàng)造了屢建功勛的傳奇；他們在高山深壑之間披荊斬棘，書寫了驚心動魄的故事；在幾代人前仆后繼里，譜寫了可歌可泣的樂章……相信在未來的無邊歲月里，他們一定會在運籌帷幄，決勝千里，充滿睿智與謀略，虛懷若谷的領導團隊領導下，依靠一群謙虛謹慎，吃苦耐勞，勇于攻關，善于創(chuàng)新，團結協(xié)作的科技精英，把企業(yè)打造成一個與時俱進，銳意進取，勇于跨越，不懈追求卓越的“國內(nèi)一流、國際知名的工程公司”。