精益創新在煤炭綜合利用研發中的應用分析

張艷娜 王連蒙

一、前言

創新是將資源重新排列組合為新的生產方式，以求提高效率、降低成本的經濟過程，企業成長的動力來自創新，每家企業都需要創新。所謂精益創新，精是指少投入、少消耗資源、少花時間，同時又高質量；益是指多產出、高效益。精益創新目前在軟件服務業的應用極其廣泛，但在傳統行業的應用，比如煤炭資源綜合利用研究領域，還存在一定的問題，但其應用優勢不容忽視。

二、精益創新的本質及應用分析

傳統的“火箭發射式”創新認為用戶需求和解決方案是可以預知的，可以精準把握，因此從一開始就要確定目標和解決方案，直到拿到最終完美解決方案后再面向市場。而精益創新認為用戶痛點和解決方案在本質上都是未知的，無法完美預測，需經過不斷驗證和更迭，找到真實的用戶痛點和有效解決方案。精益創新的主要特征就是通過不斷試錯和驗證來逼近真實的痛點，即科學試錯和高速迭代，并形成良性循環。它只關注兩件事，一是用精益的方法優化整個創新的流程，找到浪費的原因并消除，二是設計精益的產品或推出精益的服務。

在應用過程中，精益創新堅持用戶導向原則、行動原則、試錯原則、聚焦原則和迭代原則，也就是從怎樣滿足客戶需求出發，通過頭腦風暴、深入訪談、參與式觀察、換位思考、失敗總結等了解用戶痛點，再用簡單的商業模式（最小可行化產品）科學試錯，聚焦天使客戶，檢驗計劃的可行性，最后通過不斷積累和深化認知，不斷學習和迭代，實現過程軸轉，找到最終的解決方案。

用精益的思想來創新可以極大地減少創新的風險，按流程、按步驟并且快速迭代的創新方式會極大地提高創新的效率。按照精益創業的模式，從最小可行化產品出發，過程中每一次迭代都可以尋找客戶試用，了解客戶對產品的看法，尋找產品的不足和客戶希望增加乃至修改的功能點。在持續遵循客戶的意見進行開發后，項目組不斷糾偏的成果就是產品越來越符合客戶想要的效果，而不是開發團隊閉門想象，通過持續的測試—調整以及快速迭代，創新的成功率能夠大大提升。

三、精益創新在煤炭資源綜合利用研發過程中的應用現狀

煤炭是我國一次能源的主體。煤炭企業為我國經濟高速發展作出了巨大貢獻，但傳統的粗放型開釆模式以及煤炭生產加工中排放的煤矸石、煤泥、礦井水、粉煤灰等，造成了嚴重的資源浪費和環境污染等一系列問題，再加上煤炭的有限性和不可再生性，這些問題決定了煤炭企業的發展問題已經成為一項重要的戰略任務。作為老牌能源企業，神華準能集團公司在煤炭資源綜合利用的研發上一直在努力。該公司最早依托國家鼓勵利用劣質煤和煤矸石發電的有利政策，規劃建設了煤矸石發電廠，消化了本地豐富的煤矸石，并于2011年成立了煤炭伴生資源綜合利用研發及工程示范中心、粉煤灰提取氧化鋁工業化中試工廠，開展粉煤灰高附加值有價元素提取的工藝技術研究，目前各項科研工作仍在繼續開展。

以下是用精益創新的理論對該公司煤炭資源綜合利用研發工作進行的簡要分析：

（一）用戶導向

內蒙古自治區鄂爾多斯高原準格爾地區煤田煤炭地質儲量267.6億噸，煤炭中伴生有豐富的鋁、鎵等資源。煤炭經發電廠鍋爐燃燒后，粉煤灰中的氧化鋁和鎵再次富集，其中氧化鋁含量在50%左右，鎵含量達到82.5g/t，這意味著準格爾煤田蘊含氧化鋁30多億噸、鎵85.7萬噸，是提取氧化鋁和金屬鎵的巨大潛在資源。神華準能集團位于準格爾旗境內，是集煤炭開采、坑口發電、鐵路運輸及煤炭循環經濟產業為一體的大型綜合能源企業，擁有煤炭資源儲量30.98億噸，并擁有年生產能力3400萬噸的黑岱溝露天煤礦和年生產能力3500萬噸的哈爾烏素露天煤礦。因此，該公司本身就是煤炭資源綜合利用研發的用戶，這也就決定了其可以比較容易且準確獲取用戶需求，了解用戶痛點。該公司最早的痛點是對煤矸石的利用，因此其建立了煤矸石發電廠，隨著研究的深入，其痛點轉化為實現煤炭伴生資源中高附加值有價元素的提取及工業化，建立循環經濟發展模式。

（二）聚焦和行動

該公司下屬的露天煤礦、發電廠、煤炭資源綜合利用研發機構是同級單位，國有企業的組織結構和管理模式決定了該公司在研發過程中能夠直面客戶，直接并隨時可與客戶和相關管理人員溝通，研發團隊主要研發人員或有多年的露天礦工作經驗，或在火力發電廠工作多年，這就決定了他們能夠從用戶的角度來思考用戶痛點，并提出可能的解決方案。而客戶是其本身，因此，客戶對新產品的使用意愿、反饋意愿都能夠得到很好的掌握，研發機構能夠及時獲得用戶信息并進行產品升級，這在一定程度上能夠提高研發效率，加速產品迭代。

（三）試錯和迭代

該公司煤炭伴生資源綜合利用研發工作目前已開展了近16年，該過程是一個不斷完善、優化、試錯的過程。2004年至2005年，研發團隊完成了粉煤灰提取氧化鋁技術路線論證工作，確定了減量化的酸法工藝；2006年至2008年，完成了實驗小試及中試研究；2008年至2010年，完成了工藝優化工作，形成了“一步酸溶法”工藝技術，并以該工藝設計循環流化床粉煤灰生產4000t/a氧化鋁中試裝置。該中試裝置作為最小化的產品組合，旨在驗證其能否實現煤炭伴生資源資源綜合利用的工業化，即驗證能否滿足客戶需求，是否形成了與客戶痛點相匹配的解決方案。目前，該中試裝置經過了7次全流程試驗運行，通過無數次工藝、設備、材料優化，生產出冶金一級品標準氧化鋁和4N鎵產品，驗證了不同工況條件下設備及材質的適應性以及中試裝置的安全性、穩定性和可靠性、環保等各項指標。

用戶痛點的大小以及與其對應的解決方案是否匹配，決定了一個創新項目可以達到的高度；用戶痛點的持續性以及與其相對應的解決方案的匹配程度，則決定了一個創新項目能走多遠。該企業的用戶痛點從行業的角度來說是普遍存在的，我國在山西北部、淮南、七臺河等地區都擁有大量高鋁煤炭資源，積極推進循環經濟產業項目建設是國家戰略規劃的需要，符合國家產業發展政策的需求。以“一步酸溶法”粉煤灰提取氧化鋁技術為核心建立的循環經濟項目，不僅是治理粉煤灰污染、改善環境的一種新途徑，還可緩解我國鋁土礦資源緊缺的局面，改變鋁行業戰略格局，具有十分重要的社會效益；對企業來說經濟效益可觀，可增強企業的發展后勁，延長企業的產業鏈，實現對煤炭資源的充分綜合利用，提高企業經濟效益。

四、存在的問題

（一）自身即用戶的優劣雙重性

綜合性能源企業的特點決定了其自身即煤炭資源綜合利用研發的用戶之一，擁有能夠直接、快速獲取用戶信息和用戶反饋的優勢，但同時也存在一定的局限性，例如用戶痛點的某些方面可能僅適用于本企業，其后續推廣應用還需要進行新的試錯和產品升級；另外，由于科研單位和用戶是同一集團公司下屬的同級單位，可能存在密切關系、經濟利益等因素，不能準確反饋試用效果，同時也對用戶參與人員和科研人員的客觀性、發現問題的能力提出了更高的要求。

（二）精益創新意識不強的問題

在煤炭資源綜合利用的研發過程，還存在傳統的“火箭式”創新方法，精益創新理念還沒有深入人心，科研人員有時容易由于自身業績和課題數量考評等多種因素，將還沒有經過深入調查、挖掘用戶痛點過程的項目列為研發課題，不能有效利用外部創新資源，在立項時由于客觀需要將預期研發成果固定化，導致產品迭代和升級未能持續，研發成果的實用性達不到理想狀態。

（三）最小產品組合的投資問題

雖然煤炭資源綜合利用的研發過程經歷了無數次的技術路線論證、實驗室小試、中試，但由于其技術的首創性以及苛刻的工況條件，在放大過程中設備材料的適用性需要經受巨大的考驗，不能直接將實驗室的成果作為最小產品組合直接投放市場。因此，神華準能集團公司進一步建立了4000噸/年粉煤灰提取氧化鋁、鎵工業化中試裝置，該套裝置的投資及后續7次全流程試驗運行費用達數億元，據估計，進一步放大的30萬噸/年高鋁粉煤灰綜合利用工業化示范項目投資額近30億，投資額對一般中小企業而言難以負擔。

（四）容錯能力問題

國家中央政府國務院強調以管資本為主加強國有資產監管、有效防止國有資產流失的要求，并明確對在經營投資中造成國有資產損失或其他嚴重不良后果的，要依法依規嚴肅問責。因此，煤炭資源綜合利用研發投資過大，可能會造成管理者不能堅持善意對待研發過程中的合理失敗，造成部分管理人員對研發過程中的不斷試錯產生懷疑和畏難情緒，不敢或者不愿意放開推進研發進程。

五、煤炭資源綜合利用研發過程中推行精益創新的意見與建議

（一）強化精益創新意識，加強用戶與研發人員的客觀交流，使研發方向真正從用戶出發

產品迭代過程中的后續功能研發，要由用戶催生，不能簡單堆積，要推行開放創新，公司不僅要做好內部自己的研發，同時要有效利用外部創新資源，打破企業的邊界。在煤炭企業中，研發機構要和煤炭開采利用企業充分溝通和交流，必要時可實現人員的交叉使用，以充分獲取最準確的用戶需求和痛點。

（二）建立科學合理的精益創新評價體系，善意對待科研過程中的合理失敗

建立精益創新全過程實時評價體系，包括內部自評、外部評價等，如有偏離精益創新原則的隨時進行糾正。在煤炭企業研發過程中，項目課題立項之初，就要從精益創新的角度進行評價和審核，符合精益目標的再予以立項研究。而由于煤炭行業自身的特點，其研發投資必然遠遠大于普通的服務行業，只有大型央企、民企才有能力承擔相關研究，良好的評價體系有助于支持和鼓勵研發團隊大膽創新。同時制定煤炭伴生資源綜合利用指標評價體系，借助各項量化指標，通過數值比對，找出存在的問題，并針對問題提出改進的對策，這也有利于煤炭企業正確評價煤炭資源循環經濟發展水平，為企業管理者制定決策提供更加科學的依據。

（三）重視人的作用，打造精益創新的環境

精益創新旨在營造一種文化氛圍，使盡可能多的部門和人員參與到創新活動中，增強創新效果。在了解客戶需求的階段，在創意生成的階段，在評估創意、實施創新的階段，跨部門的合作對創新的成功至關重要。精益創新鼓勵參與創新的每個人都要動手參與，打破管理層、市場營銷人員、研發人員、技術人員和操作者之間的障礙和級別，使每個人在實際創新的過程中都能獲得經驗和理論知識。著名的管理大師德魯克認為，創新是組織的一項基本職能，是管理者的重要職責。創新團隊需要具有開拓精神又兼具戰略管理能力的領導者和管理者，在精益創新的過程中，無論是用戶痛點調研還是產品迭代升級，都需要管理者能夠進行總體控制和外部協調，為精益創新打造良好的發展環境。

（四）強化創新過程的精益管理，真正發揮精益創新成本低、質量高的優勢

通過減少非增值時間、減少多任務工作、重復使用現有知識、快速建立模型、實施閃電創新、降低變異量等多種方法減少創新過程中的浪費，縮短創新的周期，提高創新的成功率。同時，加快成果轉化。科研是將資本轉化為知識的過程，創新是將知識轉化為資本的過程，僅停留在實驗室的研究成果不能為企業帶來經濟效益，對于能夠達到預期目的的精益創新項目要積極推動成果轉化，真正實現創新推動發展的效果。