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【关键词】 疏浚业;技术创新
【中图分类号】 TU674.31 【文献标识码】 C【文章编号】 1727-5123(2009)02-046-02
1 前言
夜上海论坛 我国有大小疏浚企业近百家,各种疏浚船舶上千艘,年疏浚能力约5.3亿立方米,疏浚力量居世界第三位,形成了较大规模的疏浚能力。但是,由于长期处在计划经济体制下,我国疏浚业技术相对落后,效率较低,核心技术仍主要依靠引进和模仿,疏浚企业存在着吃设备、拼设备、设备老化和成本计算不合理现象。近来疏浚工程不断发生变化,规模扩大,致使疏浚设备也不断发展和创新,以满足不断增加的疏浚机具需求。因此,我国要从疏浚大国迈向强国,必须走技术创新的自主发展之路。
2 耙吸挖泥船的设计
近年来,国外疏浚公司技术进步相当迅速,许多新技术、新设备(包括环保疏浚设备)、新工艺不断涌现,最典型的是比利时DI公司自行开发的Dracula系统,其高压冲水水压高达600bar, 可用来辅助耙吸船耙头开挖坚硬的黏土,取代链斗挖泥船和绞吸挖泥船施工。对于疏浚业来说,吹填造陆是其中一个主要业务领域。在世界许多地方,工业园区的需求在不断增加,例如机场、集装箱码头或工业厂房、住宅区等。新加坡吹填工程和阿联酋迪拜棕榈岛Ⅰ、Ⅱ期大型吹填工程就是一些大规模吹填造地的例子。工程必须开挖和运送千百万方砂来填筑吹填区和连接岛屿;现有航道必须浚深以通航更大型船舶;环保、地理和政治因素也可能会导致挖泥船运距加长和必须在更深水域施工等。这些限制条件都要求有更大舱容和更高效率的大型耙吸挖泥船来施工,尤其是当航距不断增加的情况下,大舱容耙吸船比小舱容耙吸船的采砂成本更低。1992年以前,耙吸船的最大舱容都不超过10000m3,其后,舱容则不断增加。
夜上海论坛 3 开沟和开挖深坑开沟是海床管线铺设的预备工作
视土质情况而定,开沟方法夜上海论坛多种多样,其中一项就是采用疏浚方法。
在完成开沟和铺管工作后,有时还需要覆盖,以保护管线。覆盖施工方法很多,例如抛石法、自然海流法和通过耙吸船吸管回埋法。借助吸管将沙从泥舱泵送到沟槽进行回埋作业。
现在,许多大型耙吸船都拥有深水开沟或为保护海上油气开采设备的进行所谓的大深坑开挖功能。
夜上海论坛 “Vasco da Gama”号安装了挖深达160m的深水开挖设备。为达到160m挖深并保证足够的泥泵吸入压力以维持泥泵正常功能,该船的1400mm直径吸管上安装了功率高达6500kW的高效潜水泵。
4 有限元法
在挖泥船设计过程中,有限元法(FE法)是必不可少的。这些计算方法的专业应用可获得强固的船体结构,同时重量却相对较轻,使船船获得更多的装载量。
由于在外海环境下疏浚施工以及连续不断的装舱卸舱过程,耙吸挖泥船的船体要在强侵蚀环境下经受各种周期性荷载。耙吸船的设计特点包括较小的舱容/船长比,这意味着荷载主要集中在船中部,导致较大的船体大梁弯矩和高剪切强度。
夜上海论坛 此外,由于采用大功率挖掘设备以及带舱底泥门的泥舱结构布置,不可避免地要求船体采用大量不连续性设计。
为优化船体的应力重量比以及最大化船体细部结构的强度和疲劳寿命,采用了有限元计算方法。
大型绞吸挖泥船在开敞水域施工时要承受因波浪和开挖岩石时船体振动而产生的大幅波动的荷载。
夜上海论坛 船舶与海床之间以及桥梁耳轴与定位桩台车之间的船体形成(挠性)连接的位置上发生裂纹的概率相对较高。
夜上海论坛 应用有限元计算法可最大限度地减少应力集中出现并提高疲劳寿命。有限元计算法进一步应用于优化绞刀桥梁与定位桩的强度和硬度。为了避免因振动产生的共振或过度变形,目前IHC公司正在建立一个绞刀桥梁与船体的有限元模型以判断这种振动特性。
5 高航行效率船舶的航行阻力取决于船体周围的水流和航行过程中船舶所产生的波浪
夜上海论坛 通过适当的船体设计,可以大大地减少航行阻力并提高船舶的总能量效益。船头设计尤为重要,许多大型船舶在船体水浅处安装了所谓的球鼻(即人工鼻),球鼻改变了船体四周的水流状态,结果减少了波浪造成的航行阻力,因为船舶产生的波浪主要由船头形状决定。精心设计的球鼻船头产生的波浪远小于传统船头的波浪。
夜上海论坛 根据利用CFD计算法获得的船体设汁经验,IHC公司设计出一款形状特别的船尾。船尾设计获得一个进入推进器的理想水流通道,可以减少推进器振动并获得更高的效率。
6 流体动力计算(CFD)
CFD方法可计算出这些船体设计变化的结果。如上所述,船头对航行效率有很大的影响,同样,船体与推进器之间的相互作用可通过CFD方法计算。
夜上海论坛 船体产生的涡流对航行效率有一定影响,并可能产生振动。CFD方法可为优化船舶设计提供数据,并最终获得最佳的水流进入推进器。
对于挖泥船,风、波浪和潮流作用方面的数据对于预测不同天气状况下的船舶操纵性能是必不可少的。通过使用CFD计算方法获得的某些系数可以预测操纵性能。
7 泥泵
IHC公司开发出高效泥泵,在同等安装功率情况下可获得比普通标准泥泵更高的产量。为确保泥泵性能和预测耐磨性,在IHC公司的研究部门(荷兰MTl)进行了由CFD分析方法辅助进行的实验室研究。荷兰MTI有一套可测试泥泵的环路,环路管直径为300mm,可提供可靠的实型泵试验结果。
为了提高产量,现代耙吸挖泥船都装有射流泵,其一般有3项主要功能:①使底土流体化并减少耙头所需切削力。②使泥舱疏浚土在卸舱期间流体化,以缩短卸舱时间。③卸舱后清洗泥舱。
为了防止射流水中有时夹带过多沙粒造成高磨损率,多功能、小型高效泥泵越来越多被用作射流泵。
为了优化疏浚效率,疏浚过程中的泵速必须根据真空度、泥浆流速和泥浆浓度等疏浚参数进行优化凋整。
IHC公司开发的Variblock齿轮箱是一种可连续变速传动齿轮箱,它可在恒定输入功率和速度情况下以最小的功率损失提供输出速度的变化,可实现各种输出速度,例如,在输出速度15%增减幅度内,齿轮箱总效率达94%。Variblock齿轮箱可避除非自航吸扬挖泥船(例如绞吸挖泥船)在不同管线长度情况下对叶轮直径的调整。其投资额远低于一个泥泵电动装置,而且所有液压配件在全球可即时供应。
夜上海论坛 8 耙头耙吸挖泥船的耙头对挖泥船的性能有很大影响,因此其设计、质量和多用途性是至关重要的
夜上海论坛 尽管挖泥产量主要由耙头宽度、开挖厚度和航速决定,而其它因素也起着重要作用。例如所需拖曳力等。耙头设计通常会详细考虑疏浚过程的所有其它主要因素。
夜上海论坛 多年来已经开发出多种类型的耙头。最初,耙头完全根据冲刷原理设计:即在耙头活动挡板与底床之间产生水流。例如,IHC公司的Dutch(荷兰)型耙头,水流主要从挡板后面进入耙头,而Califoenia(加利福尼亚)型耙头的水流则主要从挡板两侧进入。
耙头借助底床上的水流在底床与耙头之间产生的压差,将底土疏松并挖起。最新式的现代耙头则在整个耙头宽度的固定部件装有射流装置,在活动挡板上装有切割刀片或切削齿,借助上述两者的共同作用,可降低耙头所需的压差,同时产量却可大大提高。通过调节挡板后侧的进水瓣,可供给足够的额外用水。
在某些情况下,泥浆浓度和射流水量很高,只需较少的额外供水量。有时,挡板通过液压缸保持在与耙头固定部件与耙头固定部件一定的相对位置,使之能够抵消因切削刀造成的上冲运动,这可采用一个预调切削力完成。
夜上海论坛 在切削十分细密的砂层时,即使采用传统的射流水,刀齿的贯入度还是不足够的,结果导致产量低。为此,最近IHC公司进行了一系列研究和模型试验,在喷嘴相对于切削刀的不同位置进行了测试。尽管目前试验还没有全部完成,但初步结果似乎不错,一个额外的优点就是进一步降低了所需切削力,因此也降低了拖曳力。
夜上海论坛 耙吸挖泥船尺寸的不断增加也可以从耙头的发展看出。最早的第一代耙头只能与直径300mm的吸管相匹配,而最新发展显示,耙头相配套的吸管直径已达到1400mm。
9 装舱过程耙吸挖泥船的效率效益可通过改进泥舱的沉淀过程来改善
夜上海论坛 在开挖细砂时,耙吸船的装舱时间与泥砂沉淀的关系是相当密切的。高效的沉淀过程可缩短装舱时间,从而缩短疏浚周期,结果是提高了施工效益。此外,也许更重要的是泥舱中含砂量增加。考虑到当前所需的投资,更高效率的施工可相当大地提高船舶的收益率。
夜上海论坛 IHC公司为了作进一步深入研究,与国际疏浚公司(DI)合作开始一项广泛的研究计划。为了获取更多经验并能够对实型设备的各种设计方案进行比较,MTI研究院在“Antigoon”号耙吸船上安装了一套大型试验装置。
夜上海论坛 泥砂的沉淀过程不仅取决于泥舱的设计,还与泥舱的进入水流有关。除了泥舱设计外,泥沙的沉淀也是取决于泥舱进入水流的因素之一,例如,选择合适的进入水流流速分布可大大的改善泥沙沉淀过程。这些使用大型试验装置的试验的观测和评估结果使我们在总体上和特定情形下的泥沙沉淀都有了更深的认识。利用根据获得的认识进行的改动将有助于开发出新的设计工具及改进泥舱设计,以提高泥舱沉淀效率,从而提高耙吸船的实际产量。
10 迎接挑战,加快技术进步
摘 要 每一个新的篮球进攻技术的出现,都会带动进攻战术及防守技、战术的进步,而攻防技、战术之间的矛盾,是现代篮球运动发展的内在动力;同时,新的进攻技术都具有实效和观赏的双重属性,这种属性,吸引了越来越多的观众,观众的存在不仅是篮球运动本身的一部分,而且是篮球运动发展的外在动力。
关键词 篮球 进攻技术 创新 原则 方法
一、篮球进攻技术创新的概念
篮球运动诞生百余年来,随着规则的不断修订、技战术的不断创新、竞技水平的不断提高,从最初的一个十分简单的游戏发展成为今天世界上最具影响力的运动项目之一,应归功于篮球进攻技术的创新。
夜上海论坛 篮球进攻技术的创新是指运动员在训练或比赛中,结合自身的身体条件和技术特点,对原有的进攻技术的机理、结构、功能、方法及应用进行合理的改进或改变,以期达到更好的实战效果和更高的观赏价值。
二、篮球进攻技术创新的原则
(一)领先性原则
夜上海论坛 每一个进攻新技术的产生,都是领先设计和领先实践的,新的进攻和技术设计,应首先考虑其在结构、方法等方面有别于其他技术动作,而功能则优于或至少等同于同类进攻技术。这样,进攻技术的多样性,在实践中给防守的一方带来更多的困难。例如被称为“天勾”的贾巴尔,首先设计并在实践中运用了篮下勾手投篮技术,极大的丰富了篮下进攻的内容,提高了中锋的攻击能力。在以强对抗为主体的篮下攻防中,勾手投篮技术已成为不可缺少的杀手锏。
(二)实效性原则
一个创新的进攻技术价值主要是体现在是否具有实际效果,也就是该技术在比赛中能否达到理想的攻击目的,具有较强的攻击能力的主动应变的技术动作就是创新技术。乔丹经典的突破篮下换手投篮,就是这种复杂多变的创新技术,既具有很好的实战效果,又具有极强的观赏价值。
(三)观赏性原则
篮球运动发展到现在,尤其是职业篮球运动的发展,可以说,所做的一切努力,都是为了吸引更多的观众来看比赛,而随着观众对篮球运动技、战术认知能力的提高,假如没有难度大、动作新奇的进攻技术不断出现,篮球运动将失去独特的魅力,也就会失去观众。
三、篮球进攻技术创新的规律
(一)螺旋上升规律
进攻和防守是贯穿于篮球运动始终的一对矛盾。正因为这一对矛盾的相互作用,才有篮球运动的存在和发展,进攻技术的创新发展,势必会促进防守技战术水平的提高。反过来防守技、战术水平进步,又对进攻技术提出了更高的要求,这种交互作用,互相矛盾的过程,在客观上起到相互促进,共同提高的效果。这种从量变到质变的过程实质上是篮球运动在新的水平线上的一次次突破,最终的结果才使篮球运动水平呈螺旋上升,不断提高的趋势。
(二)优存劣汰原则
新出现的进攻技术,并不是都能够在实战中运用或得到发展,只有符合创新技术的基本原则,尤其是具有较强的实用价值或观赏价值的动作才被保存下来,并得以发展。与此相反,有些创新的进攻技术,没有被球员和观众接收,则被无情的淘汰掉。
四、篮球技术创新的方法
夜上海论坛 篮球进攻技术创新的方法归纳起来有单个技术创新法、重组技术创新法和非常规技术创新法几种。
夜上海论坛 (一)单个技术创新法
在不违背进攻技术的一般规律和技术创新的基本原则的前提下,将某一个进攻技术的结构、机理、方法加以改进,使之成为更具攻击力的技术,这种改进即是单个技术创新法。这种创新首先由教练员或运动员进行合理的设计,然后进行针对性的练习,最后运用于比赛中。
(二)重组创新法
根据创新目的,将一定数量的成熟技术或部分结构进行合理的重新组合,就是重组创新法。
夜上海论坛 事实上,在比赛中所有的进攻技术的运用都不是孤立的,而是与别的进攻技术组合或组合使用,但我们不能将所有组合使用的技术都称为重组创新技术。重组创新技术与常规组合技术有着明显的区别:其一,重组创新技术是一种不同寻常的组合技术,体现在难度大,不是每个队员都能完成的,在此前也无人做过。其二,具有明显优于一般组合技术的实战效果,给观众的感觉是自然流畅又出其不意。曾经是NBA国王队后卫的贾森•威廉姆斯的假背传结合真突破就是一个很有新意的重组创新技术。
(三)非常规技术运用创新法
此方法是指在实践中所出现的不符合现有技术动作规范要求,而客观上又具有理想的攻击效果和观赏价值的进攻技术。
随着篮球运动攻、防技术的提高,这种非常规动作的出现是个别高水平运动员对临场突发事件做出的灵活应变的结果,起到了意想不到的攻击效果。这种技术一方面因其违背常理而出人意料,给观众一种赏心悦目,耳目一新的感觉,另一方面因具有理想的效果而备受队员青睐。因此,这是一种名副其实的充满激情的高难度表演。
五、小结
夜上海论坛 综上所述,篮球进攻技术的创新,增加了进攻队员的攻击手段,提高了进攻能力,进攻能力的提高,又导致防守、战术的进步,而攻防矛盾的相互作用,是篮球运动发展的内在动力。另一方面,由于创新的进攻技术往往具有实战效果和观赏价值的双重属性,一些高、难、新的进攻技术的出现,大大的刺激了球迷们的观赏欲望,为职业篮球营造了良好的市场,这种市场正是推动篮球运动向前发展的外在动力。
所以,我们必须借鉴NBA的一些经验,成立创新技术的理论体系,有目的的设计创新技术,大胆推出新人、新技术,有力地推动篮球运动健康、快速地向前发展。
基金项目:湖北师范学院资助项目:项目编号2007F06。
参考文献:
夜上海论坛 [1] 于振峰.论现代篮球对抗技术的训练[J].武汉体育学院学报.2002(4).
[2] 卢亮球.现代篮球运动攻防技、战术及训练发展新特点的研究[J].成都体育学院学报.2000(3).
随着我国经济的不断深入发展,拼资源式的粗放型经济增长已经很难适应我国现代化的要求。现代经济增长更多地依赖技术创新。技术创新将成为我国现代企业发展的一个重要基础和动力。之前一直倡导的科学技术是第一生产力就来源于此。而实践证明,企业技术创新不仅可以提高经济效益、发展规模经济、实现结构优化,而且有利于节约资源,缓解其它资源方面的“瓶颈”制约,有利于提高生产要素使用效率,从而实现经济的可持续发展。
日前对企业技术创新系统研究有两种方式:一种是把企业技术创新系统作为国家创新系统的一部分,这种研究侧重于对企业与外部创新网络,如企业、科研院所、高等院校、中介机构(包括风险投资、孵化器等)、政府等的内外协同问题的研究:一种是单独地提出企业技术创新系统的概念和结构等等,这种研究侧重于对企业内部研发、营销、生产等部门间的相互协同问题的研究。当然这两种研究方式只是研究的侧重点不同,所有企业技术创新系统的研究都认为系统内外各种因素的相互协同作用是企业技术创新成功的关键,但这些分析大多数还只是停留在对这些影响因素的探讨,对系统具体运行还缺乏深入的研究。
夜上海论坛 项目管理是在有限的资源约束下,通过项目经理和项目组织的努力,运用系统理论和方法对项目涉及的全部工作进行有效地管理,以实现项目的目标。项目管理的建立和运作,能够适应环境的变化,具有最大限度的柔性,符合组织发展战略、流程、结构激励、理念以及文化的整体性要求,能够最大限度地利用外部资源;其运作的灵活性与创造性为组织的进步与发展带来了巨大的机会,项目管理正成为一种管理变化与不确定性的有效管理模式。
二、项目管理的定义
夜上海论坛 项目管理最旱的概念:对项日进行管理就是项目管理,而美国项目管理协会2000年版网中的定义:项目管理把各种知识、技能、手段和技术應用于项目之中,以满足项目的要求。项目管理是通过如下过程进行的:如启动、规划、执行、控制和结尾。项目班子管理项目的工作,项目的这些工作必须满足需求和期望不同的利害关系者在项目的范围、时间、费用、风险和质量等各方面提出此的互相冲突的明确的要求。
三、项目管理的特点
项目管理系统是企业管理系统的子系统,它的特点是它所管理对象的项目的特性和它在企业管理系统中的作用或位置所决定的。
从水平上划分,企业管理系统可分为营销、生产、人力资源、财务、研发、战略管理和项目管理等子系统,这些子系统通过完成各自的职能为企业系统整体的有效运行和实现企业管理系统的目标做出自己的贡献。
从职能作用上讲,项目管理子系统和营销、生产等子系统一样,但由于它所管理的对象“项目”的特殊性,使它与企业系统的其它子系统有明显的不同,表现在:一、其它职能部门管理的对象是作业,只是企业某一业务流程的一部分,而项目管理的管理对象是项目的整体,是项目从开始到结束的整个过程,一个项目是其它任何一个子系统所不能单独完成的,需要这些部门的相互合作才能完成,因为任何一个职能部门都不对整个项目负责,因此需要有一个人或组织为整个项目负责,从项目的整体或系统性出发,对项目进行管理。二、由于项目的一次性和临时性,不可能存在长期的固定的组织,成立这样的组织也是不经济的,为了完成项目它需要企业系统其它子系统为它提供人、财、物等资源,即项目管理具有资源的依赖性,它完成任务所需要的资源要依赖于其它子系统的支持。
夜上海论坛 具体的讲,项目管理主要特征是:
l、项目管理的对象是项目或被当作项目来处理的运作。
2、项目管理的哲学和方法论基础是系统理论,项目管理的全过程都贯穿着系统工程的思想,它把项目看作是由一系列的活动或任务组成的动态系统,依据系统论的“整体——分解——综合”的原理,将项目分解为许多的工作包或责任中心,由责任者分别按要求完成目标,然后综合成最终的成果;同时把项目看成是一个有完整生命周期的过程,把过程和结构统一起来,从系统整体把握整个项目。
夜上海论坛 3、项目管理采用基于团队管理的项目经理个人负责制的组织形式,其中有三层意思:一是与职能部门相比,项目管理有了“组织”的概念,需要围绕项目来组织资源;二是项目管理采用的是团队的组织形式,项目团队成员共同做出决定、共同负责、共同享有回报和荣誉;三是与一般的团队相比,突出了项目经理的作用,项目经理独立地掌握垂直的命令链,这是由项目系统管理的要求决定的。
夜上海论坛 4、项目管理的组织是临时性的,这是由项目的一次性和临时性决定的。项目组织的临时性决定了项目管理具有的依赖性,即项目所需的各种各样的技术和资源都由它的外部组织提供的,需要不同职能部门或外部机构的协同工作。这两个特点使项目管理过程中充满了各种各样的冲突。
夜上海论坛 5、项目管理的组织是柔性的,项目组织打破了传统的固定建制的组织形式,而是根据项目生命周期各个阶段的不同需要适时地调整组织的配置。
6、项目管理是对过程的动态管理,在项目生命周期的不同阶段,工作的性质明显的不同,因而管理的重点也不同,需要项目经理根据项目生命周期不同阶段的特点进行针对性的管理。在项目管理的动态的管理过程中,特别强调其协调和控制的功能。由于冲突和不断的变化是项目管理的固有的特点,处理各种冲突和意外事件是项目管理的主要工作。
夜上海论坛 四、基于项目管理的企业技术创新管理系统分析
夜上海论坛 和其它项目管理一样,企业技术创新项目管理本质上是一个“办事”的过程,从创新概念产生到完成创新成果。要经历几个明显不同的阶段,需要不同的资源(包括人力资源),完成不同的活动,企业内外各种影响技术创新系统因素之间复杂的非线性作用也只有在这个过程当中才能体现出来,这个过程本封也是一个系统,准确的说是一个事理系统,本文把它定义为“技术创新项目管理系统”。
夜上海论坛 技术创新项目的主体或承载者是以企业系统为中心的影响企业技术创新的企业内的研究与开发、产上基于项目管理的企业技术创新管理系统研究产、营销、人力资源、财务等部门和企业外部的科研机构和大学、供应商、销售商、中介机构、政府部门等等,在本文中把所有这些对技术创新项目管理系统产生影响和作用的组织和机构及其相互关系的集合定义为“技术创新项目管理系统”和“环境系统”。
五、总结
本文在查阅了相关文献资料上,在系统理论,特别是事理系统理论和项目管理理论的指导下,分析了技术创新项目及其管理的特性,提出了基于项目管理的企业技术创新管理系统及其信息系统建设的框架。本文的主要结论和观点是:
夜上海论坛 l、企业应从企业战略的高度,即企业的长期竞争优势获得和核心能力的培养和提高的高度构建企业的技术创新管理系统,
关键词:技术创新;煤矿采掘;工艺方法
引言
经济快速发展增长以工业的生产发展为支撑,这就使得我国不可再生资源消耗加快,长此以往便有可能面临资源过度开采、不可再生资源枯竭等问题。因此,我国制定了可持续发展战略,对能源消耗利用提出了进一步要求,相关工作人员必须要进行技术创新,尤其是消耗占比较大、污染较为严重的煤矿采掘行业,更要努力提升采掘工艺方法水平,积极响应国家号召。
夜上海论坛 1露天煤矿采掘工艺基本原则
1.1安全性原则
安全性原则是煤矿采掘工艺方法的首要原则,也是最基本的原则。在进行露天煤矿采掘工作时,无论以什么工艺方法进行采掘作业,保障工作人员的人身安全都必须始终摆在第一位,这也是任何工作开展进行的必要前提。如果工作人员的人身安全不能得到切实的保障,那么煤矿采掘生产作业便不能开展,否则可能会出现一些重大安全事故,危及到工作人员的人身安全。
1.2合理性原则
煤矿采掘还必须要遵守科学合理性原则,有计划、有目标地进行煤矿的采掘工作,合理采掘长久利用,积极响应我国可持续发展战略的号召,减少不可再生资源的浪费和消耗。在进行煤矿采掘作业过程中,相关管理部门要结合煤矿当地的实际情况,根据具体的采掘工作水平和地质环境条件制定科学合理的采掘方案计划,尽可能降低煤矿采掘的难度、减少煤矿采掘过程中的问题,杜绝重大事故的发生[1]。
1.3环保性原则
现阶段环境友好型的生产发展模式还要求煤矿采掘工作要始终秉持环保性原则,尽可能减少采掘工程中对周围生态环境造成的破坏。煤矿采掘工作会产生粉尘污染、噪声污染、空气污染以及废料污染等,除了要对相关采掘工作人员采取必要的保护措施,还需要积极寻求更为环保的施工材料技术、更为科学新颖的施工工艺方法,最大限度地遵循环保性原则,为国家环境友好型模式的发展建设做出贡献[2]。
夜上海论坛 2现阶段我国露天煤矿采掘工艺特点
露天煤矿开采工艺的发展与煤层赋存条件及设备制造能力有直接关系。自20世纪80年代至今,我国的大型露天煤矿开采工艺在发展过程中主要体现出以下5个特点:(1)剥离工作通常以单斗汽车工艺为主要采掘工艺,包括安太堡、元宝山、伊敏河、霍林河及黑岱沟在内的五大露天煤矿均以此工艺进行剥离作业,而后续建成的露天煤矿也纷纷效仿,运用单斗汽车工艺进行剥离作业[3]。(2)在各方面条件合适的情况下,针对表土剥离作业会采用连续工艺系统,这一工艺的应用以元宝山、布沼坝、黑岱沟及哈尔乌素较为著名,在该工艺的应用上较其他露天煤矿有更丰富的应用经验及更完善的处理方法。(3)半连续开采工艺系统的应用具有普遍性,以当前我国露天煤矿开采工艺的应用现状来看,即使是开采深度深入地下超过100m、生产能力达百万吨级以上的露天煤矿,同样广泛应用了半连续开采工艺。(4)大型矿山在开采工艺上的选择具有综合性特点,即应用了综合开采工艺系统。综合开采工艺系统是指单个矿山应用的开采工艺数量达两个及以上且拥有不通开采工艺同时运行的特点。(5)一些生产规模更大、生产条件更好且经济效益更高的矿山在开采运输设备的应用上逐渐显露出大型化的趋势,安太堡与黑岱沟分别于2006年和2007年引入了斗容达50m3以上的单斗挖掘机,这与之前应用的斗容只有3~4m3的单斗挖掘机不可同日而语,运输汽车载重也从20~32t提升到最高可达近200t的水平,在拉斗铲倒堆工艺方面也体现了大型化的发展趋势。综合而言,即使开采设备及开采工艺系统有所发展,我国露天煤矿年采煤量在全国煤矿年采煤量中所占的比重依然不多,造成这一现象的原因有很多。首先是受地质条件的影响,我国煤层赋存条件相对复杂,可以露天开采的煤矿在全国煤矿赋存情况中占比相对较少。其次,我国在生产制造能力方面也受到了一定限制,这主要体现在开采生产设备的制造能力方面,当前我国露天煤矿应用的大型开采设备中,国家自主研发生产的开采设备并不多,多数还是从国外引入的设备。最后则是开采相关决策方面受到的限制。受之前计划经济时代的影响,我国在煤矿开采政策上对露天煤矿开采的重视度明显不足,决策缺少相应的科学化及民主化。关于决策这方面的缺陷也有过实际案例:改革开放初期我国中部某煤田各方面条件均满足露天开采需求,但由于露天开采不受重视,该煤田被划归为地下开采,最后导致煤田资源被大量浪费。由此可见,开采决策的科学化水平也是影响我国露天煤矿开采的关键因素。通过对我国煤矿赋存实际情况的调查来看,已探明适用于露天开采的煤矿储量已达400亿吨以上。为使这部分资源得到充分利用,提升我国煤矿资源的利用率,露天煤矿开采的重视程度及建设速度理应得到加强,尤其是在我国人口基数众多、人均资源占有量远低于世界平均水平的国情下,露天煤矿的建设对提升我国的综合国力更有至关重要的意义[4]。
夜上海论坛 3基于技术创新的露天煤矿采掘工艺
露天煤矿尤其是大型露天煤矿,年煤矿开采量需要达到一个极高的水准,然而煤矿开采的同时也会开挖出数千万立方米的土石方,对土石方的开挖势必会占用煤矿生产的时间,从而导致煤矿开采效率下降。因此,露天煤矿采掘工艺必然需要进行技术创新,同时还要合理安排采矿作业、衔接好工程之间的关系,并确保采矿计划及方案的合理性,以切实提升露天煤矿的开采效率。近年来随着露天煤矿企业的发展,在采掘工艺上的技术革新也获得了一定成效,主要体现在以下3个方面。
夜上海论坛 3.1运用组合台阶开采工艺
夜上海论坛 组合台阶开采工艺的创新与运用,是在连续工艺系统的基础上被开发出来的。该技术的优势之一在于有效增加了轮斗挖掘机的采掘量,在开挖露天煤矿上部覆盖的黄土时就用到了轮斗挖掘机,并辅以胶带运输机形成挖掘—输送的连续工艺。这种工艺在运用到剥离作业中之后取得了较为显著的效果,原本煤矿上方土层采用的是单斗—卡车的剥离工艺,而该工艺在施工过程中具有间断性,且近年来煤矿上方土层受煤炭销售情况、采场推进速度的影响,整体数量并不多,如果以电铲采掘上方土层,不仅需要重新架设运输道路,其作业成本也更高,在经济方面会为采场造成严重负担[5]。因此,矿场提出以轮斗直接剥离上方土层的构想,并配备了两台皮带车,从而实现了组合台阶开采,由轮斗挖掘机采掘上方土层的组合台阶开采方式,不仅有效提升了轮斗的开采量,还减小了单斗剥离的负担。在此基础上,还可根据实际情况增减胶带移设步距,从而提升生产效率。
3.2进一步优化采排关系
采排关系的优化是露天煤矿采掘工艺技术创新的又一个方向。要优化采排关系,通常需要考虑到不同阶段采掘剥离量的综合调整,以及排土运距的长短。排土运距越长,露天矿的剥离成本就越高;不同阶段剥离量的差异越大,则施工难度及工作量就越大。采排关系优化的关键是不能拘泥于原有的设计原则,应根据采掘深度的增加重新调整排土机的下排高度,使之能够符合生产及作业需求,但需要建立在技术及安全性能够得到可靠保障的前提下[6]。运距是指采场到排土场的运输距离,作为优化采排关系中的重要内容,运距的合理调整能够有效节省剥离运输成本,还能缩短运输时间,从而提升生产效率。原则上运距的数值越短,生产成本的控制及生产效率的提升效果就越明显,但随着露天矿场开采量的增加,剥离量也会逐渐上升,因此采场与排土场的运距应有一个尽量详细的设置及控制,保证排土场不会影响采场的开采,而运距的控制也要在此基础上进行。
3.3以抛掷爆破技术结合吊斗铲倒堆工艺改扩建露天矿
抛掷爆破技术是指形成抛掷漏斗的爆破,也有扬弃爆破的说法。在进行爆破时,被破碎的岩石因爆破造成位移从而爆破漏斗,该技术是由国外引进的,在与吊斗铲倒堆工艺进行结合后能将大量的剥离物填入采空区,这就可以大幅削减剥离量,从而实现剥离成本的大幅下降。此外,抛掷爆破技术具有大幅缩短工期的优势,因而能够加快工程进度。在对露天矿进行改扩建时有效应用该技术,能使露天矿改扩建的成本大幅降低,如1956年甘肃白银场露天矿利用1.5万吨炸药进行的大爆破,就属于抛掷爆破技术的应用典范。在应用抛掷爆破技术时需要控制炮制方向、爆堆形状、大小、密集程度及抛掷块度组成等因素,对施工技术有很高要求。而且抛掷爆破技术属于爆破技术的一种,具有较高程度的危险性,因此需要进行详细设计,并做好相应的安全保护措施。一旦抛掷爆破技术应用得当,再加上与吊斗铲倒堆技术的配合,就能够大幅提升露天矿的采掘量。
夜上海论坛 4露天煤矿采掘工艺技术创新的方向
结合上述内容及国内露天煤矿实际生产情况来看,露天煤矿采掘技术的创新应明确创新的方向,而方向的确定具体包括以下3方面的内容。
4.1圈定开采程度
夜上海论坛 开采程度的圈定是技术创新的理念基础。对于煤矿而言,其赋存条件、开采深度应作为圈定开采程度的主要参考依据,有的煤田很可能存在部分储量适合露天开采,另一部分储量适合井下开采的情况(不满足露天开采条件的一般都适用井下开采),因而需要对煤矿赋存成分进行划分。当前普遍认为露天开采在技术要求、开采成本及安全系数上均优于井下开采,因此在圈定开采程度时,应优先进行露天开采程度的确定。然而开采程度的圈定并不是一成不变的,如果开采的深入及市场的变化使得露天煤矿部分开采成本下降,那么就可以按照比例扩大露天开采的程度,为给后期开采程度的提升创造基础条件,对地面设施及排土场的布置应将露天采掘程度扩大的可能性作为考虑条件之一[7]。
夜上海论坛 4.2深入研究采掘工艺
夜上海论坛 露天矿的采掘工艺主要包含剥离、采煤两方面,因此采掘工艺的研究也需针对这两方面进行。露天矿采掘工艺会在很大程度上影响到煤矿企业的经济效益,所以对采掘工艺的研究与优化应当引起企业的重视。通常对采掘工艺的研究主要围绕以下几点开展:工艺与煤层赋存条件是否匹配;工艺技术难度;主要开采设备的动力支持;运输系统能否充分优化;开采、运输、排土设备的选型;主要设备与气候之间的适应性及新工艺所带来的性价比等。这些特点最终将体现在矿场的运营费用及总成本方面。采掘工艺应当具有灵活性,能够随露天煤矿的开采而加以调整,以适应不同开采阶段的不同要求。
夜上海论坛 4.3运输系统的调整
运输系统的调整及优化需要在确定采掘工艺之后进行,不同运输系统具有不同的特点及适应性,如单斗—汽车的间断式运输系统就具有较强的适应性与可塑性,但在效率上并不是最突出的;而运用运输胶带机系统效率更高,但是否选用又取决于运输距离、移设的方便程度(随着采掘深入,采场剥离作业运输地点也会发生变化)。总之,需要根据露天矿场实际需求及经济性等因素,综合考量运输系统的选用,使之在保证生产效率的同时尽可能降低矿场整体运营成本。
夜上海论坛 5提高露天煤矿采掘工艺方法的建议
夜上海论坛 5.1加强煤矿开采技术创新
夜上海论坛 科技是第一发展力,在以后的煤矿采掘工作中,相关技术研发人员要积极努力进行新工艺方法的创新,有针对性地解决煤矿采掘工作中遇到的难题,不断提高我国煤矿采掘行业的效率和水平,从而减少不可再生能源在开采过程中由工艺技术原因造成的损耗和浪费,促进我国煤矿能源行业稳定长久的发展。
5.2提升工作人员综合素质
相关煤矿采掘工作人员作为主要采掘工作的执行者,其综合素质的高低直接决定着煤矿采掘效率的快慢。因此,必须加强煤矿采掘工作人员的培训,提升其综合素质和专业能力,使采掘工作人员掌握相应的知识和技法,快速高效地进行煤矿挖掘工作。同时,提升煤矿采掘人员的综合素质,有助于使其在具体工作过程中规范作业、安全生产,减少问题的出现,杜绝事故的发生。
夜上海论坛 5.3进行合理有效的施工监管
此外,在实际的劳动生产过程中,煤矿采掘工作强度较大、工作内容机械重复,很容易会使煤矿采掘相关工作人员滋生反感厌工情绪,也会有些自制力不强的工作人员偷懒懈怠,不进行安全规范的生产作业。这时候就需要相关管理部门进行合理有效的施工监管,一方面要严格遵守煤矿采掘生产工作原则,坚决不能松懈偷懒,严格规范作业,杜绝安全事故的发生;另一方面,管理人员也需要站在煤矿采掘工作者的角度看待问题,尽可能科学合理地安排工作时常和工作内容,使相关采掘工作人员能够劳逸结合,始终以饱满的工作状态投入工作生产中。
【关键词】技术创新能力;技术创新能力评价指标;技术创新能力评价方法
夜上海论坛 一、技术创新概念的提出及发展
夜上海论坛 “技术创新”(Technological Innovation)亦有称作技术革新的,是技术变革过程中继发明之后的 一个阶段,是一个改造世界的实用阶段。早在1776年古典经济学家亚当·斯密出版的《国民财富的性质和原因》一书中就明确指出:国家的富裕在于分工,而分工之所以有助于经济增长,一个重要原因是它有助于某些机械的发明,实际上对技术创新的来源做了初步的探讨。技术创新是由“创新”一词演变而来的。最早提出“创新”一词演变而来的。最早提出“创新”(Innovation)的是著名经济学家熊彼特(J.A.Schumpeter),于1921年在《经济济发展理论》一书中提出,认为创新是指经济中的某种“新的组合”,它包括以下五种情况:引用一种新的产品或提供一种产品的新质量;采用一种新的生产方法;开辟一个新的市场;获得一种原料或半成品的新供给来源;实施一种新的组织形式。
夜上海论坛 继熊彼特之后,索罗(S.C.Solo)在1951年发表的《在资本化过程中的创新:对熊彼特理论的评论》一文中对技术创新理论重新进行了比较全面的研究,他提出技术创新成立的两个条件,即新思想的来源和以后阶段20世纪80年代穆尔塞(R.
夜上海论坛 Muese)做了比较系统的整理分析,基于此基础他吧技术创新定义为:“技术创新是以其构思新颖性和成功实现为特征的有意义的非连续性事件。”
徐庆瑞(2000)在《研究、发展与技术创新管理》一书中指出:“技术创新是为了满足社会需要而对现有知识的新综合,是新技术的第一次商业性应用,也是科学转化为直接生产力的阶段。笔者通过文献资料的研究对技术创新的基本模式做了以下总结。
二、国内外学者关于技术创新能力的研究
夜上海论坛 随着世界经济一体化的不断发展和各国经济开放程度的不断提高,技术创新能力(Technological Innovation Capability)的强弱也已经成为提升经济水平和社会地位的重要因素。因此,技术创新能力也成为国内外学者研究的热点问题。尽管目前为止,关于技术创新能力涵义没有形成统一的界定,但是究其实质是一致的。
夜上海论坛 赛文穆勒(1992)认为,技术创新能力是产品开发的能力、改进生产技术的能力、储备能力、组织能力的综合;巴顿(1992)认为,技术创新能力的核心是掌握专业技术人才、技术系统、管理系统的能力。侧重揭示了技术创新能力的核心内容。
夜上海论坛 我国学者中,曹崇延、王准学(1998)解释,技术创新能力实际上是企业整体系统的能力,并且是以产品创新能力、生产技术创新能力以及管理技术创新能力为主体,协调发挥以实现经济利润的能力。他们技术创新的过程,将其分为7个方面,即研究与开发能力、生产能力、组织管理能力、投入能力、营销能力、财务能力、产出能力;傅家骥等(1998)将技术创新能力分解为创新资源能力、创新管理能力、创新倾向能力、研究开发能力、制造能力和营销能力。
夜上海论坛 综合各学者的观点,我个人认为技术创新能力一个由若干要素构成的综合性的能力系统。只是由于不同学者的视角不同,对技术创新能力要素的分解方式也各有差异而已。技术创新能力评价指标及其方法鉴于技术创新能力在企业等部门发挥着极其重要的作用,与此同时,技术创新能力的衡量问题也就是十分重要的,一直受到理论界、企业以及政策制定者的关注。
夜上海论坛 较早评价技术创新能力的是斯替尔(Steele),他曾经用核对表的形式对研究开发活动进行了评价,随后黑尔(Hill)则用4种间接指标来反映工业技术创新活动。直到20世纪90年代初期,国内外关于技术创新能力测度的理论依旧比较缺乏,使用的指标也没有统一标准。
20世纪90年代中期后,国内对技术创新能力测度的研究开始活跃起来,研究方法也日趋丰富。魏江等对技术能力和技术创新能力进行区分并建立了相应的指标体系,通过与行业先进水平进行比较来评价技术能力的高低。史晓燕提出了对技术创新能力进行综合评价的AHP法。赵奥等应用DEA模型族对我国高技术产业技术创新能力效率进行了相应指标建立和度量。
三、技术创新能力研究的新进展
(一)技术创新能力的评价方法日趋丰富
夜上海论坛 王慧运用BP神经网络构造了评价指标体系,对高技术企业技术创新能力进行了评价。侯玉君综合应用数据包络分析(DEA)和主成分分析评价了我国区域技术创新能力。徐晟等提出了应用灰色模型测度技术创新能力效率的实证。此外还有学者运用模糊数学方法进行了此方面的研究。
(二)技术创新能力的新视角
夜上海论坛 此外由于技术创新能力是一个最终面向市场的、面向用户的需求转化过程,笔者认为技术创新能力还受到市场、技术体制等方面的影响。在技术创新的不同阶段,对技术创新能力的要求也是不尽相同的。
四、总结
夜上海论坛 从上述分析可以得知,国内外学者对技术创新能力发展与评价的研究取得了一定的进展,但仍然不够全面,有些问题依旧处于空白。比如对于技术创新能力评价指标体系的建立,迄今为止尚未出现统一的选择标准,此外,关于指标体系权重的确定也没有统一的认识,甚至分歧较大。虽然近期把环境、时间、市场、政策等因素也逐步纳入了对其影响因素的考虑范畴,但现在依旧没有学者把它们纳入实证的范畴,从而使评价结果的使用价值大打折扣。
因此,对于技术创新能力的研究依旧需要进行深入而全面的研究,以提高其的实际应用的意义,指导技术创新能力快速稳定的发展,为企业、政策制定者以及理论界提供有效的方法,这也是技术创新能力研究的必然趋势。
参 考 文 献
夜上海论坛 [1]袁庆明.技术创新的制度结构分析[M] .2002(9):1~2
[2]徐博英.技术创新能力及其评价方法的发展变化[J].科技和产业.2006(11):2~3
关键词 矿山地面测量;准备工作;技术方法;安全
夜上海论坛 中图分类号TD1 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)83-0166-02
0引言
夜上海论坛 随着科学技术的不断进步和采矿业的发展,对矿山地面的测量的工作要求也越来越高,要保证矿山地面测量的精准性、工作中的安全性、提高经济效益性以及对矿产资源合理的开发利用起着重要的作用。由于我国矿山地面测量过程中矿山基础不够完善、工作上的不够认真等各种原因造成测量过程中产生误差的事故经常发生。因此,如何充分发挥先进的科学技术、有效的、精确的能够保障矿山生产过程中人员的安全,矿山地面测量工作成为关注的焦点。
1 对矿山地面测量前的准备工作
夜上海论坛 矿山地面测量过程中环节较多而且要制定严密的工作计划。对矿山地面测量前的准备大致从两个方面面入手:1)认真细心检验所有仪器工具。矿山地面测量是矿山建设时期和生产时期的重要步骤,然而对仪器工具的检验是关键。矿山地面测量准备,是指在测量前必须对仪器进行认真细心的检验、校正、对测绘仪器、工具应加强管理,定期检验、校正和维修。在进行测量前,要对所使用的仪器、工具进行反复检验和校正,要保证测量结果的准确无误;2)认真检查核对测点 。加强对测点认真仔细的检查,有利于提高矿山地面测量的工作效率。在进行矿山地面测量时要认真的检查核对测点必须在延长导线前对之前测量的最后水平角及边长进行相应的测角精确度检查,如有不符合要求的应向后继续核实,直到符合才可向前延长导线。
2 矿山地面测量的技术创新方法
在进行各种山地地面测量时,要根据采矿区域地形的性质、精确度、主观客观的条件等情况来选定测量技术的仪器、方法,必要的时候还需要加工专用设备工具。目前,可供选用的主要测量技术方法和手段如下:
夜上海论坛 1)特殊的测量方法和手段
针对不同的矿山区域的性质、地形的变化等情况运用相应的仪器设备。该方法和手段测量的优点是实现了连续性和自动化的检测,这种工具对矿山地面的测量只能提供局部点位测量,如:对地面的倾斜变化、钻孔中进行的应力、重力等相关信息的检测提供了有利的条件。
当前,测量仪器种类繁多如:伸长仪、应变仪、倾斜倥、重力仪等可供选购,而且精确度较高。
2)传统地面的测量方法
夜上海论坛 在进行地面测量时,可运用光学经纬倥、钢尺和经纬仪、水准仪等等,进行测量地面的角度与高差,为了让测量出来的角度更为精准,可以使用陀螺经纬仪定向技术进行辅助,这种是较为传统的测量方法。根据现状来看,传统的测量法的精准度较高,其优点是灵活性强、易学,可以适用各种环境的测量,对于矿山地面测量任务来说是可以满足要求的。但也有作业时间长、工作量大、不能连续监控等等缺点,这些缺点让测量的区域范围缩小。所以在和空摄影测量相比,传统测量法更适合区域范围较小的工程。
3)现代定位技术
GPS卫星全球定位系统的性能、价格等都在不断的提高,对数据后的处理及平差的计算软件都在不断完善,它们在矿区地形测量、扩建、地表沉陷等在各种形变监测中得到广泛应用,其优点:价廉、轻便、效率高等。
夜上海论坛 4)摄影测量和航空遥感
航空摄影测量是矿区测量测绘比例尺地形图最常用的技术手段之一。能够满足比例尺地形测绘的精确度要求,尤其是在观测人员很难进入的困难的、特殊的区域等,近景摄影测量对地面摄影测量等方法广泛应用于露天矿区测量、地表变形、沉陷力度监测、边坡稳定性监测中发挥特殊的效用,彰显出更大的优越性能。
航空遥感信息测量的范围广,其优点是可见光列红外、微波、紫外波段的光谱等信息的监测。对多段遥感器充分的利用可以极大地提高了人们对地物特性的认识和探测能力。随着图像扫描输入、数字图像处理技术的发展和推广,矿区地面测量和环境灾害监测等方面的应用潜力将会逐渐发挥出来。
5)卫星遥感技术
夜上海论坛 卫星遥感技术具有良好的发展空间,在未来卫星遥感影像的时闻分辨率、空闻分辨率和光谱分辨率将会有很大的提高。卫星遥感将在矿山地质、地形测绘、生态环境和灾害监测等领域得到日益广泛的应用。
还有水探涮量和水下地形测量、综合测量技术、方向准直或测量等矿山地面测量的技术在工作中节约了时间、提高了工作效率。
3 矿山地面测量技术创新的革新理念
夜上海论坛 各种测量手段、新型测量仪器的出现,对测绘工程技术人员的要求高,而且也对传统测绘技术造成了巨大冲击,因此,在矿山测量中要巩固传统的应用领域的同时,还要不断开拓有潜力的和新的应用领域,这就要求在其应用领域、模式上不断进行创新。只有不断的创新才能使矿山测量处于不断发展进步当中。如:在矿山测量中,针对土方工程量验收测量时,为了减少数据转抄、输入等中间环节,要利用GPS配合成图软件形成管理化数据链,这样才能实现CAD一体化。在采用传统技术矿山测量的同时,还要运用先进的技术或配合使用的仪器,如:CORS系统能实现在没有人员值守的情况下测量;VRS是GPS的基础,是为GPS测量提供了数据服务,同时还满足了一些测量仪器不能完成大型露天工程验收和非隐蔽地区测量等项目的任务。现在不少的矿山区建立了网络信息化、处理、数据库系统等先进的技术。
总之,技术的创新和应用不仅提高了工作效率,定向精确度高、方便、快捷,而且也解决了传统定向测量中的技术缺陷。同时在地面测量和井下测量中均全面提高了测量的精度和效率。
夜上海论坛 4 矿山安全测量是地面测量的基础保障
矿山地面测量在矿山安全生产中起着重要的指导作用。如果矿山测量工作不到位的话,就会在矿山开采的过程中不能及时有效准确的测量出不同地域的变化空间、地质现象等信息,且不能及时的绘制图形,就会误导人员开采时的盲目性,从而导致开采过程中的损失及人员伤亡。例如:新疆雅满苏铁矿在开采过程中经历了露天的地面区域开采到井下矿产的开采,因在开采中露天的挖的坑没有及时的填补上,可能引起塌方等安全隐患。因此,为了避免在矿山开采生产过程中地面出现积水、淤泥等造成事故的发生,就必须及时的对塌陷的地区进行测量填充等。一旦引发矿山事故即可通过事先绘制的采掘平面图确定事故地点,并安排相应人力实施营救,确保工作人员的生命安全,即事故的最小危害。
参考文献
夜上海论坛 [1]吕雄峰,刘翔宇.浅析矿山测量技术的创新[J].城市建设理论研究,2011.
夜上海论坛 [关键词]技术创新项目 风险 测度方法
夜上海论坛 在激烈的市场竞争条件下,技术创新是企业获得竞争优势的根本源泉,是企业求得生存和发展的重要基础。一项成功的技术创新,经过技术扩散后,通常会导致产业结构、市场结构的变化,刺激新的市场需求,同时也为更高层次的技术创新奠定了基础,从而形成一种良性循环,推动企业竞争力的不断增长。但技术创新项目总是高收益与高风险并存的,一项技术创新成果,从其创意、构思到研究开发以至进入市场的过程中,需要经过许多环节,几乎每个环节都有失败的可能。企业在决定是否投资技术创新项目之前,需要对它的风险性进行全面的分析与评价。风险的测度是风险分析的核心内容,对风险问题的处理决策必须建立在对风险的科学度量基础上。在这种情况下,如何运用科学的风险测度方法建立有效的技术创新项目风险测度体系,对企业和投资者来说就变得尤为重要。
夜上海论坛 风险测度方法的选择主要取决于项目的规模、类型、性质以及可供信息的多少和可靠性。对于像技术创新这样具有高风险―高收益特点的项目而言,其风险测度方法的选择绝对不是简单而为之的,必须根据风险特点,在全面分析风险因素的基础上,建立科学的项目风险测度指标体系,运用合理的测度方法,权衡利弊,优化项目投资结构,提高项目投资效益。目前,技术创新风险测度的方法很多且各有特点,通过对国内外相关研究的分析,常用的几种方法如下。
夜上海论坛 一、层次分析法
夜上海论坛 层次分析法是美国运筹学专家T.L.Satty于20世纪70年代初期提出来的一种多目标综合评价方法。这是一种整理和综合人们主观判断的方法,通过分析复杂系统所包含的所有因素及其相关关系,将问题分解为若干个互不相同的组成因素,根据各组成因素的隶属关系,把各组成因素归并为不同的层次,从而形成多层次的分析结构模型。运用层次分析法计算的结果反映的是各方案的相对风险大小,不能直接反映具体方案的真实风险程度。同时,应用层次分析法在确定各层次不同因素相对上一层各因素重要性权数时,利用了两两比较的方法,需要衡量判断矩阵的一致性。当不满足一致性指标时,则需对判断矩阵作一定调整但调整又没有固定的方法,而是凭着大致估计来调整。这样处理带有很大的盲目性,不能排除经过多次调整才能通过一致性检验的可能性,而且在解决群体专家权重评价时,没有剔除个别偏差很大专家意见的干扰从而使结果出现较大的失真,往往只因为一两个较大的离异意见而使最后的综合权重面目全非。
二、模糊综合评价法
1965年,美国控制论专家查德(L.A.Lazadch)创立了模糊数学方法。模糊综合评价方法,是利用模糊数学原理,建立相对标准和切实可行的数学模型对影响风险的诸多风险因素进行综合考虑,从每一个因素对风险的影响大小(或影响程度)以及就每一个因素风险所处的现状来进行全面评价,从而得出风险的评价结果。模糊数学的优势在于:它为现实世界中普通存在的模糊,不清晰的问题提供了一种充分的概念化结构,并以数学的语言去分析和解决它们,它特别适用于对具有大量模糊信息的对象进行评价。目前模糊综合评价法已广泛应用于各种经济评价中。由于创新项目中潜含的各种风险因素很大一部分难以用数字来准确地加以定量描述,但都可以利用历史经验或专家知识,用语言生动地描述出它们的性质及其可能的影响结果。这种性质最适合于采用模糊数学来解决问题。但是当专家评判不一致时,用模糊综合评价法计算得出的风险结果是非常值得怀疑的。
夜上海论坛 三、灰色综合评价法
灰色系统理论是我国著名学者邓聚龙教授在1982年创立的一门新兴横断学科。它以“部分信息已知,部分信息未知”的“小样本”,“贫信息”不确定性系统为研究对象,主要通过对“部分”已知信息的生成,开发,提取有价值的信息,实现对系统运行行为的正确认识和有效控制。灰色系统理论可以广泛运用于机制复杂、层次较多、难以从定量角度建立精确模型的系统研究工作中。同时,由于灰色系统理论的数学方法是非统计方法,它尤其适用于系统数据较少和条件不满足统计要求的情况。由于技术创新项目的复杂、信息残缺、难以定量化等特点,故可以采用灰色系统理论方法对其风险进行测评。灰色综合评判几乎可以完全利用各个专家关于具体指标的全部信息,但运用该方法在获取各评价指标的灰色评价权向量时,它是根据全体专家对该指标相对于某一灰类的隶属度之和与相对于全体灰类的隶属度之和的比值确定,这种处理方法也从无法衡量专家评判的一致性,导致最终评价结果的不精确。
四、人工神经网络法
夜上海论坛 人工神经网络法是一种交互式的评价方法,它可以根据用户期望的输出不断修改指标的权重,直到用户满意为止。它主要克服了模糊综合评价中指标权重依据主观方法取得的缺点,因此,一般来说,人工神经网络评价方法得到的结果会更符合实际情况。但是,人工神经网络评价的缺点是需要的训练样本数据较多,模型的性能在很大程度上取决于训练样本的数量和质量,即不是所有的神经网络都具有高的泛化性能,这在技术创新领域是很难做到的。同时,人工神经网络模型难以解释和给出实际的物理意义,特别是无法回答“why”和“how”等问题,加上由于技术创新风险的模糊性、难以定量性,运用神经网络方法必须与专家系统结合起来,这又使整个系统过于复杂。在微观方面,网络结构的选择,各层节点数,尤其是隐含层节点数的选择,到目前为止还没有很好的解决。另外,网络收敛速度慢也极大地影响着评价工作的效率。需要指出的是,人工神经网络计算结果的准确性也依赖于样本数据的可靠性,如果采用没有经过一致性检验的样本数据进行人工神经网络训练,其得出的结果也是值得怀疑的。
参考文献:
夜上海论坛 [1]陈红川.高新技术企业技术风险研究.西南金融,2008,(7):59-60.
[2]赵凯.企业风险度量方法的选择.商业文化,2007.9.
夜上海论坛 [3]郑冲.若干风险度量方法的评介与比较.中国保险管理干部学院学报,2003,(3).
关键词:TRIZ理论;创新方法;战略性新兴产业;技术创新
中图分类号:F124.6 文献标识码:A 文章编号:1003-3890(2014)06-0065-07
夜上海论坛 目前,我国战略性新兴产业已经取得较为迅速的发展,部分技术领域取得了重要突破,然而与国外同类产业相比,我国战略性新兴产业的层级仍然偏低,产业技术自主创新能力较弱,其发明专利、关键技术与核心技术拥有量较少,国际竞争力并不强[1]。面对这种状况,在战略性新兴产业发展中如果继续采取传统模式,将会落入“引进―落后―再引进―再落后”的恶性循环陷阱,技术依赖的羁绊将难以摆脱。因此,技术创新是培育发展新兴产业的核心条件和根本要求[2]。
技术创新是技术在创新过程中产业化的过程,是一项复杂的系统工程,传统的创新方法以心智经验为基础开展大量试验,适用于解决简单、随机的问题,对于战略性新兴产业而言,由于其具有高技术性、高风险性、复杂性、不确定性高等特征,实践中缺乏一种能够提供系统的思维方式、规范的问题解决程序的创新方法与工具,因此,本文将TRIZ创新思维与战略性新兴产业的技术创新方法研究结合起来,把TRIZ分析解决问题的方式嵌入到产业技术创新系统过程中,从制约技术创新的瓶颈、路径分析、创新方案确立等方面探索战略性新兴产业技术创新问题,为我国战略性新兴产业创新资源的配置提供更高层级的思路。
一、文献综述
TRIZ是俄文Teoriya Resheniya Izobreatatel-skikh Zadatch的缩写,意即发明问题解决理论,是1946年由前苏联发明家Genrich Altshuller创立的一套完整的由解决技术问题和实现创新的各种方法、算法组成的综合理论体系。目前国内外学者对于TRIZ理论的研究大致分为以下几个方面。(1)TRIZ理论体系研究。Petrov[3]、Fey和Rivin[4]、Domb[5]等对TRIZ理论进行了深入的研究,先后发展出技术进化理论、技术进化引导理论、定向进化理论、技术进化定律等新兴TRIZ技术进化理论,来研究技术系统创新问题。就研究模式而言主要有四种:III(Ideal Inter nation Inc)模式、IMC(Invention Machine Corp)模式、SIT(Systematic Inventive Thinking)模式、RLI(Renaissance Leadership Institute)模式[6]。郑称德[7]、龚益鸣和丁明芳[8]、熊开封和张华等[9]系统归纳了TRIZ 的产生与发展、理论基础、基本原理和常用工具,着重阐述了TRIZ理论的应用与发展、不足与完善。(2)TRIZ理论应用方法研究。Bergek、Jacobsson和Carlsson等[10]基于TRIZ原理,介绍了一个反映创新系统的特征和动力、影响创新技术开发、传播和应用过程的推动力的技术创新框架;Cavallucci和Weill[11]、Mann[12]则认为,TRIZ理论提供了独特的系统化的创新方法,大部分的TRIZ工具、方法可以直接或稍加修改应用于非技术领域;李萌[13] 、邵云飞等[14]部分学者提出将TRIZ和QFD、CPS、DEA等其他方法集成产品设计方法和创新问题解决流程;易加斌、董丛文[15]运用TRIZ理论创新性的复杂技术问题解决模式,构建起由管理创新原理、管理创新标准解和管理创新效果库构成的基于TRIZ的企业管理创新理论与方法体系。(3)TRIZ理论与技术创新方法推广的研究。Zhang,etc.[16]、Chan[17]利用TRIZ理论讨论了切割技术的进化问题,并将TRIZ技术进化理论引入到技术创新过程中;林艳、王宏起[18]将TRIZ理论推广到高新技术企业创新管理方法中,设计了基于TRIZ理论的链式创新管理方法;王克奇、于江涛等[19]将TRIZ理论中的一些先进原理和方法应用于现有的专利检索系统当中,提出基于TRIZ理论的专利检索系统模型。
通过对现有文献梳理可以发现,关于TRIZ系统化理论研究体系较为完善,主要集中于TRIZ理论方法推广战略研究及微观层面企业应用TRIZ 理论取得技术成果介绍[20],但缺乏将TRIZ应用于产业技术创新层面的方法与机制研究。
二、TRIZ理论――创新工具及创新流程
(一)创新工具
夜上海论坛 作为一种新的创新工具,TRIZ已经形成了一套成熟的创新理论与方法体系。它以技术系统进化论作为理论基础,以矛盾矩物-场分析、ARIZ发明问题解决算法、冲突分析和功能分析等作为分析工具,将矛盾矩阵、标准解决方法等作为知识数据库,解决发明、创新问题[21]。
TRIZ运用知识工具来分析问题,TRIZ知识库工具包含40条创新原理,76个标准解和科学效应库。在解决问题的过程中,知识工具指出系统转换的方式,而分析工具用于改变问题陈述[22]。40条创新原理用于指导TRIZ使用者找出有效的用于创新的解决方案。每一种解决方案都是一条建议,应用该建议可以使系统产生特定的变化以消除技术冲突。76个标准解用于解决基于技术系统进化模式的标准问题。效应知识库是TRIZ中最容易使用的一种工具[23]。
(二)创新流程
在利用TRIZ解决问题的过程中,首先将待设计的产品表达成为TRIZ问题,然后利用TRIZ中的工具,如发明原理、标准解等,求出该TRIZ问题的模拟解(Analogous solution);最后设计者再把该解转化为某领域的解或特解。图1为TRIZ解决问题流程。
夜上海论坛 如图1所示,TRIZ理论在进行创新问题研究时,遵循的思路为:首先需要将实际问题表达成为TRIZ标准问题,如技术矛盾、物理矛盾等;其次,需要利用如矛盾矩阵、分离方法等相关工具和方法求解不同类型问题,以获得TRIZ标准解决方案;最后,结合实际情况,将TRIZ标准解转化为领域解,从而获得创新问题的实际解决方案。
夜上海论坛 三、产业技术创新的TRIZ理论分析
(一)产业技术创新系统S曲线
夜上海论坛 TRIZ中的技术系统进化理论是TRIZ理论的基础,也是其核心[24]。Altshuller认为,技术的性能随着时间变化的规律呈现S曲线,进化过程依靠创新推动,新技术的引入使其不断沿着某些方向进化。TRIZ将“S”曲线简化为分段线性曲线。图2(a)为技术进化过程中单周期S曲线,其中横轴代表时间,纵轴代表技术系统的某个重要性能参数。图2(b)为技术进化过程中的多周期S曲线。当一个技术系统计划到一定程度,出现衰退以后,将会有另一个新的系统替代它。新的系统在各个方面都将优于前面的系统,即会有一条更高阶段的S曲线产生,使得技术系统不断演变和进化,最终形成S曲线的跃迁。
夜上海论坛 S曲线描述了一个技术系统的完整生命周期和技术系统各项重要性能参数的发展变化规律。技术系统与生物系统一样要经以下四个阶段,每个阶段呈现出不同特点:
当系统处于婴儿期,尽管可以提供新功能和性能新的改进,但由于各种问题和矛盾众多,系统性能难以得到本质的提高,存在着效率低、可靠性能差或者一些尚未解决的问题等不确定的风险。处于成长期,由于关键矛盾被解决,效率和产品的可靠性能得到较大程度的提升,其价值和发展潜力开始显现,从而吸引了大量的人力、物力和财力,大量资金的投入推进技术系统的高速发展,此阶段系统性能开始快速增加,经济收益加速上升并凸显出来。在大量资源的推动下,系统很快进入第三阶段,即成熟期。处于成熟期的系统性能达到最优,系统已经趋于完善,产品已经进入大批量生产,并获得了巨额的利益,这时会产生大量的专利,但专利级别更低,利润也呈现出下降趋势。当技术系统发展达到一定极限,很难有新的突破时,进入第四个阶段:即衰退期。该系统因为不再有需求的支撑而面临市场的淘汰。此阶段的系统性能参数、专利等级、专利数量、经济收益均呈现出快速下降的趋势[25]。
夜上海论坛 (二)产业技术创新成熟度预测
夜上海论坛 技术成熟度预测是TRIZ技术进化理论的重要研究内容,通过判断产品在S曲线上所处的位置来判断产品技术的发展程度。TRIZ技术进化理论采用“时间与性能参数”、“时间与利润”、“时间与产品专利数”、“时间与专利级别”四组曲线,综合评价产品的发展规律和在进化过程中所处的位置。四个指标随着技术进化而变化的曲线形状如图3所示。在开始阶段,专利数量较少,但专利级别较高,产业的利润和性能都处于较低水平;当进入成长阶段以后,专利数量出现拐点后上升,而专利级别处于不断下降中,产业的利润和性能继续保持上升;而进入成熟期后,专利数量大幅度上升,专利级别继续较快下滑,产业的利润上升到最高点开始出现下滑,产业性能继续上升速度减慢;当发展到衰退期后,技术的性能已经达到极限,成本也达到极限,表明该产业将会被新的更高技术层次的产业代替。
正确预测技术发展方向和程度是进行产业技术创新的基础,其原理是通过产品四个方面的数据所建立曲线的形状与图3中四条曲线的形状比较,即可确定当前产品的技术成熟度。技术成熟度预测后可以产生两种结果,如果产品处于婴儿期或者成长期,则需要对产品进行持续创新和优化,改善已有的S曲线;反之,如果产品有突破性的创新,产生新的核心技术,则技术创新实现跃进式的发展,将会产生新的S曲线,进入到新的更高一级的创新阶段[26]。技术成熟度预测运用到产业技术创新中,可以减少在技术系统进化过程中解决问题时“试错”带来的资源浪费,从而大大提高技术创新的效率。
四、基于TRIZ理论的战略性新兴产业技术创新方法设计
夜上海论坛 将TRIZ分析解决问题的方式嵌入到产业技术创新方法过程中,可以对战略性新兴产业的技术瓶颈、技术轨道以及技术创新方案进行全新的设计[27]。其研究思路为:首先,根据TRIZ的问题和矛盾分析原理,用TRIZ语言描述战略性新兴产业技术创新过程中出现的瓶颈问题;其次,选择合理的技术进化定律,确定技术进化方向;最后,运用TRIZ基本原理、方法、分析工具和知识库,制定出合理的创新方案,以提高技术创新效率。
夜上海论坛 (一)创新问题的分析与描述
夜上海论坛 科学定义创新问题是战略性新兴产业应用TRIZ理论开展创新的首要工作,在创新过程中任何环节出现问题,都会影响创新效果,甚至导致创新的失败。因此,战略性新兴产业在技术创新中应加强创新的过程管理,抓住创新过程控制的关键点,并采取适宜的创新管理方法加以解决或控制[28]。战略性新兴产业在创新之初和创新过程中不断出现新技术问题,可以概括为:(1)技术范式不确定,核心技术和关键技术较欠缺;(2)知识产权及科研管理机制不健全;(3)资源配置机制不合理。上述问题用TRIZ语言可以描述为技术冲突、管理冲突、资源冲突,将特定的语言体系与TRIZ原理和方法相结合,可以形成理想或满意的解决方案来解决创新过程中出现的问题。
1. 技术冲突。技术冲突涉及系统的两个基本参数,通常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。从整体上来看,战略性新兴产业缺乏核心技术和关键技术,很多技术创新以模仿为主,缺乏技术创新。现有产业技术创新系统研究,究竟能够为技术创新研究的发展带来何种具体的战略范式,产业技术创新战略应该如何实施,这些问题还不清晰[29]。因此在发展过程中应利用TRIZ提供的解决问题的程序和方法,针对产业最核心的技术环节,整合多方力量突破技术瓶颈。
2. 管理冲突。TRIZ所提供的工具不能直接求解管理冲突,但却提供了多种有效分析问题的方法,通过对问题的分析,有可能获得问题的矛盾,从而解决问题。针对战略性新兴产业知识产权及科研管理机制不健全的问题,在创新解集中寻找对应问题的解,解决知识产权管理系统与子系统之间不协调的矛盾,完善科研成果管理机制,提高创新产出的效率和效益。
3. 资源冲突。TRIZ理论认为任何未达到理想状态的系统都应该具有改善产品系统的可用资源,设计中的可利用资源对创新起着重要的作用,问题的解越接近理想解,系统资源就越重要。从我国战略性新兴产业空间分布可以看出,由于缺乏总体设计与统筹安排,各省市在战略性新兴产业发展方向的选择上,出现产业同构和重复建设现象,部分产业甚至出现严重的产能过剩问题,造成严重的资源浪费。结合TRIZ理论可将战略性新兴产业资源分为内部资源和外部资源,对应不同的矛盾体系,设计合理的资源配置结构,提高资源利用的效率和效益。
夜上海论坛 (二)产业技术创新系统设计
TRIZ提供了多种进化模式,多种进化模式可同时选择,在此我们选择第一种模式与第三种模式,即S曲线法则与不均衡法则[30]。将战略性新兴产业的技术系统分为萌芽阶段、成长阶段、成熟阶段、衰退阶段,根据不同的发展阶段采取相应的措施,避免在产业发展初期的资源投入不足,以及在成熟期和衰退期的过度投入。由于系统的每个组成元件和每个子系统都有自身的S曲线,且发展存在不均衡,因此可以结合战略性新兴产业子系统所处的发展阶段设计出不同的技术路线,并对每个不均衡的单系统进行调节,最终达到整个系统的协调。图4中,给出了多条进化路线方法,任何一种技术进化路线都是从状态1开始到状态4结束,四个状态分别为萌芽状态、成长状态、成熟状态、衰退状态。按照该进化路线分析产业的技术进化水平,如果发展处于萌芽状态,则此状态为当前状态,后面三种状态则为潜在的理想状态。
技术进化路线指出了技术系统从一种核心技术移动到另一种核心技术的思路。在选择进化路线时,要根据其技术结构特点,对比所有进化路线,确定最合理性的路线。图4中,结合战略性新兴产业发展的阶段特点及不均衡性,设计了四条典型的技术进化路径:
夜上海论坛 路径1:产业升级。利用传统产业较好的要素优势,将传统产业的内涵拓展外延拉伸,利用高新技术产业的生产技术、管理模式代替原有落后的生产方式,通过工艺升级、产品升级、技术升级的多种形式,实现产业的升级调整,转型成为高技术产业,经过不断发展后最终转型为战略性新兴产业。
路径2:产业重组。部分劳动密集型和资源消耗型产业,无法适应新兴产业的发展模式,依据国家政策“有序退出”落后的产业领域,通过对人力、资金、物资等生产要素的重新调整实现了“要素重组”,重新组合成为新兴产业,在经过不断调整发展后,演变为战略性新兴产业[31]。
路径3:产业集聚。高新技术产业拥有较高的技术水平和发展潜力,经过不断技术溢出、演化发展、集聚发展,完善产业链建设、配套设施建设、人才培育、制度、创新网络等创新体系,使相关企业和部门共享集群内市场、基础设施和研发机构,带来规模经济收益,最终形成信息产业、生物产业、海洋产业等战略性新兴产业。
路径4:产业关联。一些主导产业和支柱产业,例如石油、煤炭、能源、机械等产业与战略性新兴产业之间存在着较强的关联度。主导产业或支柱产业可以利用关联优势向战略性新兴产业过渡,例如能源产业可以结合国家相关政策支持,开发出水能、风能、核能等战略性新兴产业。
夜上海论坛 (三)产业创新方案设计
由于战略性新兴产业的发展阶段与发展水平的差异,形成了并非单一的创新模式,结合TRIZ资源、问题的分析与描述,以及潜在的理想状态,针对战略性新兴产业技术创新过程中存在的矛盾冲突可以设计出合理的创新方案。
1. 萌芽期:政府干预发展方案。在战略性新兴产业产生的初期,出现较多的新技术突破或者新材料应用的产业,这些产业中大部分存在着高风险和产业发展的不确定,无明确的主导设计,各种技术路线并存,直接影响到产业的未来发展方向。此时政府是推动战略性产业发展的主要力量,政府应结合战略性新兴产业发展的内在属性和发展规律,及萌芽阶段的特殊性,根据不同的产业基础和技术条件做好相应的规划,重点开展应用研究和实验开发,知识产权保护等引导市场的发展,选择正确的主导设计方向,来降低战略性新兴产业发展的不确定性。新能源、生物产业、物联网等产业基本处于萌芽初步发展阶段,其产业技术体系已经初步形成,但主导设计还不明确,专利级别较高,而专利数量较少。在此阶段,政府应发挥主导作用,加大财政资金投入力度和研发的支持力度,积极引导产业明确主导设计方向。
2. 成长期:产、学、研相结合方案。战略性新兴产业在关键核心技术以及产业创新水平不断提高的推动下,逐渐进入成长期,此时产业技术路线基本确立,主导设计明确。但由于产业投资大、风险高、市场的不确定性高,且产业链不完善,产品没有形成规模经济,产业发展程度不高。该阶段,市场的调节作用居于主要位置,政府的主要作用在于做好规划,营造良好的发展环境,协调大学、科研院所与产业的合作,将教育、科技和经济有机结合,降低企业的交易成本,完善产业配套体系建设。新材料、节能环保、高端装备制造、新能源汽车等产业处于成长期阶段,进入技术研发向产业化的转化,要注重在主导设计选择、培育经济规模、构建产业环境等方面努力。
夜上海论坛 3. 成熟期:政府引导和市场主导方案。在战略性新兴产业经过不断发展进入成熟期后,主导产品和技术相对成熟,产业结构较为完善,产业布局较为合理,基本形成完整的产业链。产业间的竞争已经基本定型,进入市场竞争阶段。产业发展的重点在于提高技术、降低成本、寻找新材料,在原有技术创新的基础之上实现产业跃进式的发展。此阶段,政府应充分发挥引领作用,为产业的转化升级及向更高层次的创新做好保障,市场在该阶段逐步过渡为主导地位,充分发挥资源配置和提高效率的作用[32]。新一代信息技术产业已经发展到了较高的水平,产业体系较为完善,产业链完整,此时应避免在科技、资金等方面的过度投入,建立良好的产业环境,积极构建产业生态系统,为产业向更高层次的升级转化提供发展空间。
五、结论
夜上海论坛 TRIZ技术进化系统理论为战略性新兴产业的技术创新提供了一种有效的模式和方法。本文将TRIZ理论引入到战略性新兴产业技术创新研究中,根据TRIZ的问题和矛盾分析原理,对战略性新兴产业技术创新过程中出现的问题进行分析,设计出适合战略性新兴产业发展的技术创新系统,并运用TRIZ基本原理、方法、分析工具和知识库,制定出合理的创新方案。
此外,TRIZ理论还可以应用到战略新兴产业技术创新的很多方面:(1)产生新的市场需求。TRIZ的技术系统进化法可以从进化趋势判断产业的未来发展路径,抢占未来市场。(2)合理的专利申请。技术系统的进化法可以有效确定未来的技术系统走势,对于当前还没有确定的市场需求的技术,在产业发展的不同阶段合理安排专利层次与数量的申请。(3)选择产业发展战略制定的最佳时期。S曲线法则对于战略性新兴产业发展战略制定时机的确定具有积极的指导意义,当产业依据现有发展战略进入成熟期后,要及时调整发展战略,避免直接进入衰退期,积极促使产业顺利进入下一个S曲线阶段,实现产业跃进式的发展。
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Technology Innovation Method Research of Strategic Emerging Industry Based on the TRIZ Theory
夜上海论坛 Huang Haixia
(School of International Business, Shaanxi Normal University, Xi'an 710062, China)
夜上海论坛 [基金项目]冯岑明(1967-),女,浙江余姚人,河南科技大学经济管理学院硕士生,研究方向为管理信息系统;方德英(1964-),男,河南南阳人,河南科技大学经济管理学院教授,博士,研究方向为信息管理,系统工程。
夜上海论坛 [摘要]随着世界经济一体化的不断发展和各国经济开放程度的不断提高,企业技术创新能力的强弱已经成为决定企业生存和发展的关键要素。应从规范与实证结合的角度来研究企业技术创新能力的确定问题,探求构建企业技术创新能力的一般途径。
[关键词]技术创新能力;企业;神经网络
[中图分类号]F403.6 [文献标识码]A [文章编号n003-3890(2006)05-0031-03
夜上海论坛 一、企业技术创新能力评价指标体系的构建
夜上海论坛 目前,企业技术创新能力评价已引起了国内外有关学者的广泛关注。然而,由于技术创新能力涉及的因素众多,其评价理论和方法尚处在探索之中。国内外有不少学者提出用层次分析法、密切值法、灰色系统理论等方法进行多指标评价,但这些方法还存在计算量大、评价指标的确定准确度较低且无法进行大规模评价的缺陷。为此,笔者将神经网络模型引入到企业技术创新能力评价中。
夜上海论坛 根据系统论的思想与企业技术创新的内涵,将其逐级分解,形成各有侧重,又相互联系,能系统、综合反映企业技术创新活动的评价指标体系[4-6],作为评价和优化企业技术创新活动的依据,根据企业技术创新活动所包括的主要内容,遵循指标体系设计原则,提出包括企业技术创新管理能力、投入能力、研发能力、创新能力和实施能力5个方面,共20个评价指标的评价指标体系(详见表1)。
二、基于神经网络的企业技术创新能力评价方法
综合评价的方法有很多种,每种方法都基于一定的模型假设和数据结构,都有其适用范围和优缺点。鉴于上述企业技术创新能力评价指标体系是一个多层次多目标的复杂系统,同时也为了提高综合评价结果的有效性和可靠性,减少单一方法可能造成的偏差,避免主观随意性,笔者选用人工神经网络方法对企业的科技创新能力进行综合评价和分析。因为这种方法适用于多层次的数据结构,同时能客观地确定各个指标的权重且信息损失较少[7-10]。
(一)人工神经网络方法
夜上海论坛 人工神经网络是对人脑功能作某种简化、抽象和模拟,是―个高度复杂、非线性动力学系统,它具有学习、记忆、联想、归纳、概括和抽取、容错以及自学自适应的能力。BP网络是―种单向传播的多层前项网络,具有三层或三层以上的神经网络,包括输入层、中间层(隐层)和输出层。上下层之间实现全连接,而每层神经元之间无连接。BP网络的学习过程是由正向传播和反向传播两部分组成的,其算法描述如下:
第一步:设置初始参数ψ和θ,(ψ为初始权重,θ为临界值,均随机设为较小的数)。
第二步:将训练样本集和相应的目标样本集进行预处理,然后随机选取一组输入和目标样本加到网络上。
第三步:根据输入样本,利用下式算出它们的输出值。Yyj
第五步:随机选取下一个学习样本提供给网络,返回第三步,直到m个训练样本训练完毕;
第六步:重新从m个学习样本中随机选取一组输入和目标样本,返回第三步,直到网络全局误差小于预先设定的一个极小值,即网络收敛。
夜上海论坛 (二)评价指标的归一化
夜上海论坛 由于评价指标体系中,既有定性指标,,又有定量指标,为了使各指标在整个系统中具有可比性,必须对各指标进行归一化处理,处理后的指标值才能作为神经网络的学习样本。因此,对于评价指标体系中的定量指标,在综合评价前必须把指标的实测值按某种隶属度函数将其归一化到某一无量纲区间。对于定性指标,可采用评价等级隶属度的方法确定,如1,0.75,0.5,0.25,0,分别对应很好,好,一般,较差,差。
夜上海论坛 从上述转换可以看出,对于效益型指标来说.当实测值Xij大于平均值时,转换后其隶属度函数值大于0,实测值越大,隶属度函数值越大,当原始值达到一定数值时,隶属度函数值接近“饱和”。这样处理是为了防止某一指标隶属度函数值过大,从而影响整个综合指标。对于成本型指标,当Xii,越大,隶属度函数值反而越小,取负值;Xii越小,其隶属度函数值越大,取正值。
夜上海论坛 (三)BP神经网络模型评价程序
1.企业技术创新能力评价模型网络构建。基于BP神经网络的评价模型由数据预处理器和BP网组成。数据预处理器将评价指标体系中各个指标的实测值,按―定规则进行归一化。BP网的输入层单元数量由数据预处理器产生的向量维数决定,这里就是指标的个数;输出层单元一个,即评价结果;隐含层的神经元数目选择是一个十分复杂的问题,往往需要根据设计者的经验和多次实验来确定,因而不存在一个理想的解析式来表示。隐单元的数目与问题的要求、输入/输出单元的数目都有着直接关系。隐单元数目太多会导致学习时间过长、误差不一定最佳,也会导致容错性差、不能识别以前没有看到的样本,因此一定存在一个最佳的隐单元数,可以用下列公式作为选择最佳的隐单元数的参考公式:
n1=log2n (11)
夜上海论坛 式11中,n为输入单元个数;n1隐含层单元个数。
2.对企业技术创新能力进行评价的步骤。(1)根据以上构建的BP网络模型进行网络学习。即选取―定数量的样本(不同企业的指标值),进行归一化处理,输入网络,选用适当的学习算法,对网络进行训练、验证,确定出各指标隐含在网络中的权重。(2)对需要评价企业指标值进行归―化处理。(3)将处理过的指标值输入训练好的网络,网络会给出―个合理的输出。
(4)根据输出对企业技术创新能力作出客观的评价。
夜上海论坛 三、实例验证
笔者以洛阳市的8家国有大型企业进行实例验证(过程略)。用检验样本仿真评价结果与专家对企业技术创新能力评价结果相比,结果基本相同。该应用实例表明,该网络具有较强的泛化能力,能够通过样本学习掌握专家知识,可用于对其他待评价的企业进行技术创新能力的评价。
夜上海论坛 四、结论
企业技术创新能力是企业发展的根本动力,能有效地评价企业的技术创新能力,可以为企业的发展提供依据。由于企业技术创新能力涉及的因素较多,评价中存在较多的主观性和模糊性。笔者在建
夜上海论坛 立企业技术创新能力评价指标体系的基础上,提出基于神经网络的综合评价方法,并通过仿真试验,取得了较为满意的结果。神经网络不仅可以模拟专家对技术创新能力进行定量评价,而且避免了评价过程中的人为失误。
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关键词:技术应用创新;层次性;课程设计方法;设计案例
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)44-0138-03
经典创新理论TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)的创始人G. S. Altshuller通过对250万个专利的研究分析,根据创新程度不同,将技术创新划分为五个层次。第一层次是用行业内熟知的常识来解决常规设计问题;第二层次是用行业内已知方法来解决问题,给现有系统功能带来一定的提高;第三层次是用其他领域的知识来解决本行业的问题,让系统功能从根本上得到改善。以上三个层次的创新都是采用已有的技术,通过合理应用解决现实问题,这种技术应用的创新大约占了95%的设计工作。第四和第五层次的创新需要重大的技术和理论突破,总量不超过5%[1]。
一、技术应用创新型人才培养的层次性
夜上海论坛 1.不同层次创新型人才培养的差异性描述。行业和企业需要不同类型、不同层次的技术创新人才。一般情况下,第四和第五个层次的创新型人才主要应由研究型大学培养;第三个层次的创新型人才主要应由工程型大学培养;第一和第二个层次的创新型人才主要应由技术型大学培养。其中第一到第三层次的技术创新人才只是在应用知识的宽度和深度、能力和效果上存在不同,在实际技术工作中界限相对模糊,可以认为是不同层次的同一种类型。不同层次的技术应用创新型人才培养,在培养目标定位、培养侧重、技术岗位执业能力的差异见表1,三个层次的技术应用创新人才在责任、技术能力和素质上存在一定的梯度。因此,其职业定位和培养的侧重点存在不同。
2.不同层次创新型人才共同特质描述。虽然三个层次的技术创新型人才的培养存在着上述差异,但本质上都是属于同一种类型,具有如下共同特质:(1)从事工程技术类工作,涉及了设计、技术实现、运行的全过程岗位领域。(2)理解技术基础知识和经验,包括技术原理和技术实现过程,特别是在不同特例或环境下对知识的应用能力,能有步骤的在全生命周期技术领域中解决相关的技术问题。(3)由于大多数工作是在集体环境中完成,团队合作与沟通交流(书面、口头和聆听)能力极为重要。(4)具有系统思维、技术推理和实践的能力,有一定的批判精神。(5)具有较高的职业道德标准。
二、基于“技术应用创新型人才培养”的课程设计方法
在大学阶段,“技术应用创新型人才”是通过有针对性的课程训练出来的。根据针对三个层次的创新型人才的共同特质和差异性描述,要达到培养的效果,课程的设计应遵循以下原则。
1.核心知识的选择与组织。核心知识的选择应该面向工程技术工作。由于一般情况下,产品、系统或工程技术工作本身就是多种技术的集成,因此知识也相对综合化。表2为支持技术应用创新的核心知识内容,一般包括理论工具、基础技术概念和技术实现三个方面。对于上述第一到第三个层次的技术应用创新人才,对核心知识掌握和理解的深度和宽度由低到高,侧重不同。在课程中这些核心知识需要按技术逻辑和认知逻辑进行合理的组织,根据课程目标,区分知识的优先次序,有利于各种知识的融合。
夜上海论坛 2.贯彻技术推理和系统思维能力。解决问题的关键策略包括设计和分析。根据当前的状态,确定性能和制约条件,然后展开目的―实现途径的关系。这需要在理解核心知识与经验的基础上,重点训练技术推理能力和系统思维模式。其中系统思维包括:整体思维,明确系统的界限和相互作用,确定主次与重点以及解决问题时的妥协、判断和平衡等。
3.“工程化”的课程支撑环境设计。构思―设计―实施―运行是全生命周期的四个阶段,以此作为课程实施的背景环境,可以将理论与实践一体化,有助于对技术基础知识的深层次理解,有助于学生自主构建知识和经验,有助于学生建立职业意识和培养职业道德。构思阶段主要是概念的设计,包括明确客户需求、考虑技术、企业战略,并不断的进行概念、技术和商业方面的改进;设计的重点是创建一个设计,给出将要实现的产品、过程和系统所需要的各种计划、图纸和算法;实施是把设计转变为产品的过程,包括硬件制造、软件编程、测试、检查和验证;运行是把已实现的产品、过程和系统的价值表现出来,包括系统的维护、优化和淘汰[2]。
夜上海论坛 关键词:小学数学;学案导学;创新教学方法
一、什么是“学案导学”教学模式
夜上海论坛 所谓“学案导学”指的是教师在教学过程中以教学的学案为载体,以教师的指导为主导,以学生自主学习和探究为教学的主体,师生协同合作,共同完成教学任务的一种教学模式。它颠覆了传统的以教师为中心的填鸭式课堂教学模式,充分注重培养学生的学习能力、探究能力、思维意识,更符合学生发展的需求和新课程标准的要求。
夜上海论坛 二、教师应该如何创新课堂的教学方法
在“学案导学”教学模式应用的情况下,教师应该采取什么样的教学方法来进行教学呢?我们就小学数学的教学做一下探讨,希望能够对各位教师有所帮助。
(一)采用以学生为主体的教学方法
夜上海论坛 “学案导学”的教学模式更注重的是教师提前设计好的教学方案,然后引导学生进行学习而不是把知识全部灌输给学生,它更加强调学生在课堂上的重要性和自主学习能力的培养,因此,在“学案导学”教学模式开展的前提下教师必须在教学中以学生为教学的主体。如,在学习四则混合运算并进行学习目标和学习内容的制定时,教师可以设计出一套教学方案,并询问学生这一节课应该学到什么,有的学生可能会觉着这一节课的重点是学会混合运算的计算规则,有的学生则认为这一节课应该学会把四则运算运用到平时的生活中。教师让学生把自己认为应该学到的知识列举出来,然后和学生一起来制订学习的目标和计划,这样的教学模式才更加符合“学案导学”教学模式和新课程标准的要求。
夜上海论坛 (二)利用信息技术来帮助学生自主学习和开展复习
夜上海论坛 近几年来,信息技术迅猛发展,多媒体也越来越多地运用到了我们的教学过程中,无论是利用多媒体来创建教学的情境还是利用它来保证教学的有效性,教师们都做了很多的研究。那么如何把信息技术辅助教学的方法与“学案导学”模式进行有机融合呢?我们拿《圆柱与圆锥》来进行举例,学生在对知识进行自主探究的时候肯定不可能人手一个模型,而且学生也不可能将图形拆开来计算它的周长。因此,教师这个时候就可以利用信息技术来创建教学情境,教师首先从网络上搜集一些圆柱、圆锥以及他们的图形展开之后的样子,让学生针对这些图形进行自主探究、学习。这样的教学模式使学生学习起来更加形象、直观。同时利用信息技术也可以帮助学生有效开展复习的工作,教师在学生课程结束之后把学生总结、讨论来的知识做成教学视频或PPT,学生在课下针对有疑问的地方可以返回来继续学习,这样既能保证课堂的教学质量,又能在学生开展复习工作时利用信息技术清晰地还原数学课堂。所以,在“学案导学”模式开展的前提下,教师可以借助信息技术使我们的课堂更加丰富多彩,让学生学习起来更轻松。
(三)利用信息技术来帮助学生进行系列训练、拓展延伸
在“学案导学”教学模式开展的过程中,对学生进行系列训练、扩展延伸是教学内容完成之后的一个重要步骤,它能够帮助学生更深刻地理解教学内容以及应用。在传统的教学模式中,教师往往采取的是题海战术来对学生进行训练,让学生陷入无数道题目的轰炸中只会使学生对学习的兴趣越来越低。那么教师就可以利用信息技术创新对学生的系列训练,例如,在学习完“不同分母的分数的四则运算”之后,教师可以提前在电脑上录入一些题目,然后在课堂上这样来告诉学生“我们今天学习了不同分母分数的计算,现在大家来做一个游戏,你们自己喊开始和停,随机抽取自己要做的一组题目好吗?”学生对这种形式肯定充满了好奇心,如果能够借助信息技术以这种形式来吸引学生的兴趣帮助学生进行系统训练、拓展延伸的话,那么学生对数学知识的学习兴趣肯定会更浓烈一些。
总之,进入21世纪之后,信息技术发展越来越迅猛,我们的教学改革的步伐也越来越坚实,那么在这种环境下教师如何利用信息技术来实现课堂教学方法的创新,以此来帮助教学改革的推进呢?今天我们就新形势下最受广大师生喜爱的“学案导学”的教学模式在小学数学中的运用做了探讨,也就信息技术环境下教师如何开展“学案导学”教学模式做了探究,以上只是个人在教学中的几点建议,希望能够对各位小学数学教师有所帮助,也希望我们的数学课堂教学效率能够有所提升,能够越来越受到学生的喜爱。
参考文献:
[1]刘红侠.浅析信息技g在小学数学课堂教学中的应用[J].中国科教创新导刊,2012(36).
关键词:新疆支柱产业;共性技术问题;创新方法模式;企业技术推广;产业进步;产业升级 文献标识码:A
中图分类号:F124 文章编号:1009-2374(2015)32-0001-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.32.001
产业关键共性技术是指能够在多个行业或领域广泛应用,并对整个产业或多个产业产生最大影响和“瓶颈”制约的技术。产业共性技术在产业技术体系构成中占据着重要地位,对产业技术的进步与升级发挥着基础支撑作用。产业关键共性技术的研发是一项长期的基础性工作,其研究难度大、周期长,特别是在基础材料、关键工艺、核心元部件、系统集成等方面的关键共性技术方面,而这方面的工作长期不足,已经成为制约我国产业持续健康发展的关键。新疆维吾尔自治区由于地处西北,辖区内的高新技术产业及战略支柱性产业普遍存在创新人才培养体系不健全、自主创新动力不足、核心竞争力弱等问题。
夜上海论坛 在项目《应用创新方法解决新疆战略支柱产业、新兴产业关键共性技术问题》的资助下,充分发挥政府、企业、高校及科研院所的产学研用联动机制,集聚国内优秀的行业专家、创新方法专家,面向我区五大支柱产业征集到的技术难题进行筛选,解决一批共性关键技术问题,突破产业“技术瓶颈”,并构建产品技术路线图谱,提升企业对产品布局规划和前瞻性能力,从而将创新方法模式推广应用到我区支柱产业关键共性技术问题解决和产品技术发展路线设计中,为企业的自主创新能力提升,支柱产业的升级和结构调整提供技术动力。
1 新疆技术创新方法应用模式
技术创新方法应用模式成果以国家科技部创新方法专项项目为依托,从新疆的石油化工产业、煤化工产业、新能源产业、装备制造业等产业中遴选关键共性技术问题,研究和建立了新疆技术创新方法应用的模式,即“三阶段、五步走”的实施途径。“三阶段”指的是引入产学研单位、科技型企业典型试点、战略新兴产业关键共性技术突破的三个阶段。其中在关键共性技术突破阶段,凝练了产学研团队构建、难题征集与筛选、难题解决、方案优化、跟踪(方案验证及转化)五个环节;五步骤指的是“方法引进平台建设企业试点推进组织产品验证”的五个步骤,其中关键共性技术突破是应用模式研究的核心。
1.1 团队组建与技术问题的征集筛选
夜上海论坛 对新疆五大战略支柱产业技术问题进行调研及需求征集,形成技术问题池。首先需要对技术系统范围的界定、技术系统功能的描述,提出各个产业中的关键技术问题。为做好技术难题征集,确保征集到的技术难题具有行业代表性,项目组联合新疆自治区“火炬”计划办公室,面向我区五大支柱行业领域的企业、科研院所。经过前后4个多月的努力,共征集技术难题217项。
在开展技术难题征集活动的同时,项目组面向我区企业、科研院所、大专院校开展了行业专家征集活动,重点围绕石油化工、装备制造、煤化工、新能源、农产品深加工等领域的技术专家,为组建新疆支柱产业共性难题解决咨询专家组集聚了一批技术力量。征集到的技术专家63名。在行业技术问题征集和行业专家组建的基础上,项目组制定了针对不同产业技术难题,制定了共性问题筛选方案,组织成立了由相关行业专家、TRIZ理论专家组成的专家组,组织召开专家咨询会,采用德尔菲法对技术问题进行认真细致地分析、归纳与筛选,运用KE进行统计分析,由此筛选出行业的关键共性技术问题。通过问题筛选,共筛选出五大行业关键技术问题80个,筛选出关键共性技术问题15个。
图1
1.2 关键共性技术问题的攻关
组建由行业专家、TRIZ专家、技术问题提出人组成的专家咨询组,参照TRIZ一般解题模式,制定共性问题的解决模式,并将模式、流程和方法的研究成果应用于具体技术难题的解决。TRIZ问题模型,在一定程度上说已经是一个具有抽象普遍性的问题,而共性问题模型的构建需要应用更具抽象性和普遍适用性的建模方法,才可以通过该共性问题的解决指导同领域围绕该核心技术点的具体问题甚至其他领域的类似问题进行解决。发明问题解决理论TRIZ依靠于技术系统进化的规律来指出解决问题的方向,其一般解题模式为:对一个实际问题进行抽象凝练,形成问题模型;然后应用TRIZ工具对该问题进行分析和攻克,从而获得解决方案模型;最后将解决方案模型进行落地实例化,得到实际问题的解决方案。
夜上海论坛 图2 技术矛盾解题模式及流程
项目实施过程中,对五大支柱行业筛选出的15个关键共性技术问题进行分阶段的创新方法应用咨询,结合参加过创新方法培训的科研人员和行业领域的资深专家的优势,通过系统分析、问题分解和难题转化,运用创新方法,最终得到备选解决方案。与此同时,通过创新方法在不同行业的关键共性技术难题中的应用,综合考虑创新方法应用特点、不同行业创新实践活动特点等各个因素,梳理出带有一定普适性的结题模式。通过应用创新方法对筛选出的五大支柱行业15个关键共性技术问题进行解决,共得到创新方案163个。
1.3 方案优化
对应用创新方法形成的所有方案进行评价,找到在企业现有条件下切实可行的最终理想方案。常用的方法包括S曲线、层次分析法AHP、决策分析等。
1.4 方案验证及转化
为使关键共性技术问题和其创新方案具有前瞻性和实践性,项目组对15个关键共性技术问题进行了查新,对所产生的163个创新方案进行了企业验证。首先,我们选取了34个创新方案到12家进行了转化成产品和成果的验证。其验证路径为:验证创新方案说明验证企业确定企业实地检验验证报告样机报告(图片、图纸)知识产权证明(专利证明、经济效益证明)等;其次,对15个关键共性技术问题委托中国科学院新疆科技查新咨询中心、新疆国际信息检索咨询中心等查新机构进行了技术查新,确定15个问题中有国内首创8项、疆内首创7项。
夜上海论坛 2 新疆创新方法与技术综合服务平台的建设
2.1 创新平台建设的调研
为做好地州创新平台搭建工作,2011年10月至2012年9月,项目组先后赴乌鲁木齐、巴州、克拉玛依、昌吉、吐鲁番、和田、克州、阿克苏、喀什九个地区进行创新平台建设的基础条件调研,走访了部分企业,就当地科技创新的需求情况、人才情况、基础条件、企业创新需求进行了深入细致的了解,同时对当地进行了创新方法知识的宣贯。2012年4月18日,项目组联合新疆创新方法与技术推进生产力促进中心、新疆科技干部培训中心又下发了《关于建设新疆创新方法应用综合服务网络平台的通知》;截至2012年6月,项目组收到19家单位的申报,并对申报单位和企业的条件和设施进行了分析和调研。经过调研,拟定在乌鲁木齐、巴州、克拉玛依、昌吉、吐鲁番、和田、克州、阿克苏、喀什九个地区的地州科技局、生产力促进中心和试点企业搭建创新方法服务平台。
夜上海论坛 2.2 新疆创新方法应用服务平台的设计
针对新疆各地区、各企业的创新需求,结合任务目标,项目组在调研、分析的基础上,设计了由远程视频会议系统和创新助手两大平台集成,由远程技术创新方法培训、技术咨询、视频答疑、信息录播五大模块构建的“新疆技术创新方法培训、咨询远程视频服务平台”,并依托地州科技局、地区生产力促进中心、地州行业性明显的企业作为平台搭建的合作单位。
2.3 相关地州、企业创新服务平台的搭建
2012年底至2013年,中心会同平台搭建单位,完成了乌鲁木齐、昌吉、巴州、库尔勒、克拉玛依等地区相关单位、企业的平台搭建工作,各平台引入了创新辅助设计软件,配置了相关基础设施和设备,并培训了部分平台应用人员。与此同时,各平台将在今后和即将建成的新疆协同创新综合服务平台中形成区域协同的共享创新服务平台
3 创新方法工作成果及技术转化情况
新疆创新方法与技术推进生产力促进中心针对在新疆84家企业提出的190项技术难题,项目组通过创新方法培训、咨询、创新辅助设计软件支持,共产生创新方案1541个,共产生专利意向244个,已申请专利77个,其中发明专利10个,实用新型专利67个,已授权43项。这些创新方案在各个企业陆续得到应用,产生了较好的成效,为企业带来6000多万元经济效益。例如:新疆厚拾生物科技有限责任公司带来的“对马鹿椎骨加工设备的改进”的技术问题,通过创新方法培训、咨询,共产生创新方案19项,专利意向4项。在后续工作中,该企业选取了合适的创新方案进行了实际应用,对生产流程进行了优化。通过应用,将马鹿椎骨的加工效率提高了40%,加工生产时间缩短,节约直接人工成本每年约25万元。在解决的190项技术难题所形成的1541个创新方案中,有11家企业运用创新方案形成了30多项企业的成果或产品,其中石油化工行业8项、装备制造业5项、煤化工与新材料2项、新能源6项、农产品深加工9项,产生直接及间接经济效益达6000多万元,促进了企业拥有自主知识产权的创新方案转化为产品。
4 结语
夜上海论坛 创新方法能够解决行业技术难题,提高企业自主创新能力,在未来的推广应用也必将更加广泛和深入。通过项目实施,在我区不同产业领域的关键共性技术问题筛选与解决,探索和总结了许多宝贵的成功经验,为今后树立行业示范、进行大规模推广应用奠定了基础。
本文提出的创新方法模式在进行企业服务时取得了显著的效果,受到了企业、高校的普遍认可,并获得自治区科技成果鉴定。为了使得该成果发挥更大经济社会效益,将其应用于支柱产业共性技术问题解决技术图谱构建,推广内容主要依托前期模式研究中产业共性技术突破的成果以及在整个创新方法推广应用过程中积累的方法、经验、平台、团队和企业基础。
参考文献
[1] 吴贵生,李纪珍,等.国家创新系统中发展共性技术的对策研究报告[R].国家科技部市场经济条件下国家创新系统的建设分课题之一,1999.
[2] 李纪珍.产业共性技术供给体系研究[D].清华大学,2001.
夜上海论坛 [3] 李纪珍.产业共性技术供给体系[M].北京:中国金融出版社,2004.
[4] 李纪珍.产业共性技术发展的政府作用研究[J].技术经济,2005,(10).
【关键词】高中信息技术 创新 教学方法
夜上海论坛 中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2017.10.032
随着当今科学技术的发展和社会的进步,以多媒体和互联网为核心的信息技术在高中教学中所受重视程度越来越大,信息技术作为一种较为新兴的学科,其教学方法不能只是延续传统的教学方法,更应加入网络技术等新型教学元素,根据其特点创新教学方法。通过对信息技术这门课程的学习,学生们的获取、处理和应用信息的能力将得到增强,除了能学习到丰富的信息技术知识和技能,更能把信息技术作为支持学习和生活的手段。信息技术的教学方式多式多样,教师应“因材施教”,根据当堂课的内容选择最佳的教学方案,注重学生的应用、实践与创新能力。为使信息技术的知识和能力更好的传递给学生,提高教学效率,创新信息技术的教学方法是关键。本人根据对高中信息技术的教学实践进行研讨、分析和总结的基础上,提出了以下几点建议。
一、清晰教学流程,精心设计课堂
夜上海论坛 (一)明确教学目标,做好课前准备
高中的信息技术教育的主要目标是使学生在信息的获取、处理与运用的过程中,学习信息技术知识,掌握信息技术,感受信息文化,增强信息意识和素质。
夜上海论坛 信息技术的教学有一定的开放性,但课前的准备工作必不可少,这关系到一堂课的完整性和充实性,能很大程度上影响教师的教学进程。在做备课工作时,教师必须对当堂课的教学目标和课程任务有深刻的认识,认真学习课程标准、钻研教材、翻阅教学参考资料等,并根据不同学习能力层次的学生的学习特点准备不同的课堂作业等。教师还需考虑到知识的重难点等因素,做好时间的分配工作。
(二)有效组织教学
夜上海论坛 兴趣是学生最好的老师,对信息技术的学习兴趣是学生学好这门课程的重要因素,而激发学生学习兴趣的一个有效的方法就是营造和谐而有吸引力的课堂氛围,调动学生探索知识的积极性和主动性。在正式行课前,教师可借助现代多媒体技术引入当堂内容,例如:讲到Excel的学习和运用时,可先向同学们展示一些利用Excel表格做出的精美数据统计、信息比对等,使同学们了解到Excel在现实生活中运用的普遍性和重要性。
夜上海论坛 传授信息技术知识和能力时,作为信息技术这门课的教师,更应熟练掌握多媒体技术,通过制作精美的教学PPT、Flas等现代教学手段吸引同学们课堂注意力,加深对知识的印象,提高课堂效率。
教师还可采用任务驱动的形式使教学更加完整,以Excel表格的教学为例,教师讲授了表格的基本制作流程和各个工具的使用方法后,可趁热打铁的为同学们布置一个或多个制作表格的练习,要求同学们在确保表格内容准确性的前提上,自行设计表格的外观、配色等,使学生们在学习知识的同时感受到创造的乐趣。又或者,在一个小练习的基础上,教师继续讲解下一个更高层次一点的内容,循序渐进,使知识更易接受和记忆。
一个知识点过后,教师还应给出相应的时间用于学生的提问,及对问题的解答,这不仅是一个梳理疑难问题的方法,也是再次帮助学生巩固知识的过程。
(三)勤于课后总结和反思
教学反思,是教学后的回顾和总结,是一种通过提高教师自我觉察水平来促进教学水平和能力能力发展,提升教师专业素质的重要手段和途径。教师反思的途径很多,但终究要围绕教师和学生两个中心,一堂课后,通过审查学生们的作业,教师可以从中发现同学们存在的问题,及时总结出共同问题,查明原因,分析学生心理的同时更要反思自己在教学上的问题,并寻求改进的对策,为自己积累丰富的教学经验教学理论,从而有助自己形成具有个人特色的教学风格。
夜上海论坛 二、重视和发挥多媒体网络在信息技术教学中的作用
(一)丰富教师教学形式
当今的教育越来越偏向网络教育,高中阶段的学生和教师对网络教学的需求也越来越大,要求也更高。信息技术的学习更是和多媒体网络分不开。创新高中信息技术的教学方法,多媒体网络可以起到的作用不可小觑。通过网络教学的方式,教师能将教材中的信息技术知识和技术更加生动形象、直观易懂地展现出来,也能确保和拓展信息的来源。
(二)提高学生动手和实践能力
任何课程的学习都需要学生们参与实践,网络为学生提供了相对自由的学习空间,也为学生完成信息技术作业提供了便捷,网络为学生提供了更多丰富的素材,在找寻素材和完成作业的过程中,可以一定程度上启发同学的探索能力和创造力,激发学生学习信息技术的主动性,也锻炼了学生的动手能力。
(三)拓展了信息技术的适用范围
有效的使用网络,不仅可以促进信息技术和其他学科的学习,也能拓展学生的视野和知识面,激发学生的创造潜力,当学生们需要完成一些需要自己制作PPT之类的作业时,就可利用上所学的信息技术知识,寻找网络上的图片、音乐、视频等,使自己制作的PPT更加美观、丰富和实用。
夜上海论坛 网络在信息技术和其他教育领域的使用,顺应了当下的教学标准和规律,能够有效提高教学效率,也能有效加强学生对于学校知识与生活的联系。网络作为一种极为便捷和突破了时空限制的工具,应受到每位教师的重视和学习应用,帮助学生学习的同时,也增强自己的教学自信和经验。
关键词:信息技术;教学设计;创新思维;兴趣
夜上海论坛 中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)19-149-01
在新课程改革的形势下,如何使中学信息技术教学真正体现基础性、趣味性、应用性和理论性,落实中学信息技术的基础知识和基本技能,开阔学生视野,打开学生思路,帮助学生提高智力、发展能力,成为信息技术教师亟需探讨的新课题。对此,我谈几点自己的想法与体会:
一、以学生为中心,合理组织学习
夜上海论坛 教师上信息技术课时,一定要以平和的语气,以朋友的身份与学生共同学习,而不是高高在上,做学生学习的指挥者、讥讽者。
夜上海论坛 教师还要学会赞赏学生,赞赏往往起到意想不到的效果,关于这样的事例枚不胜举,赞赏每一位学生所取得的哪怕是极其微小的成绩,赞赏每一位学生所付出的努力,赞赏每一位学生的兴趣、爱好、专长,不断激发学生的学习兴趣,逐步培养学生的创新意识,创新精神和自学能力。 大纲规定学生上机时间不少于总学时的70%,这就是说本门课程的学习多半时间是在学生自学中进行的,上好本课程,教师的组织引导起关键作用,为全面提高教学质量,可以根据学生素质情况进行分组,通常每小组安排有一两名接受能力较强的学生,教师可以单独辅导这部分素质较好的学生,他们接受速度快,然后由他们再去指导他们小组的同学学习,学生中有部分计算机基础较好的同学也可以选出作为班级辅导员。
夜上海论坛 多给学生相互讨论的机会与时间,同时多教他们解决问题的方法,如优先讲怎样使用软件自带的帮助系统。学生机器里多装些学习软件,供学生学习时选用,如果机房机器内部连成局域网,并运行起多媒体电子教室,要充分利用,精讲普遍性、易出错的问题。应该看到学生们是有种种兴趣倾向的,在组织教学时,应有所侧重,喜欢音乐的同学可以给他们布置MIDI制作方面的任务,有美术特长的同学可以给他们学习图像处理的机会,喜欢编程的同学可以单独为他们讲点编程。总之,要充分发挥学生的作用,挖掘他们潜在的能力,并给他们创造一个广阔的空间让其充分施展自己的才能。
夜上海论坛 二、设置任务,明确目标
课堂教学目标应遵循实践性原则、自主性原则、创造性原则,任务明确学而有趣。如在教word时教师先出示自己用word制作的一份黑板报,开始上课,就给学生展示本节课要用word完成的效果,学生看了很吃惊:"我们也能做出这样的作品?"接着讲述并演示本节课要达到的目标和任务,激发学生的求知欲望。
三、任务驱动,达成训练
任务驱动教学模式,就是给学生布置相应难度的任务,要求学生在一定时间内完成,并组织学生之间相互交流、讨论,提高学生运用知识解决问题的能力。在教学实践中,教师充分利用教材上或师生共同收集的一些富有趣味性的信息处理内容,由教师巧妙设置任务,把教学内容溶于实际任务中去,让学生在实际上机操作中学习新知识,感受新方法,形成新技能,从而培养学生的观察能力、动手能力和思维能力。在学生完成任务的过程中,教师的任务则是指导学生如何去完成任务,并适时的向学生介绍需要了解、掌握的概念、思想、方法。
夜上海论坛 四、利用CAI软件进行辅助教学,提高学生的学习兴趣
夜上海论坛 目前,许多软件公司都研究出了很多优秀的CAI教学软件。有些软件具有很好的音像效果,并配有一定的动画。我们应该充分发挥这些软件的作用,使其物尽其用。我发现用CAI教学软件教学时,会取得意想不到的效果。看来,我们应该充分利用各种资源,充实到我们的教学中,而不能只是一味的讲授、填鸭式的灌输,这样才能取得较好的教学效果,学生也才能真正对这门学科产生浓厚的兴趣。
夜上海论坛 五、将生活实践与信息技术教育结合起来
夜上海论坛 中学信息技术教育不仅要让学生掌握基本的理论知识,更要提高学生应用信息技术的能力,培养学生的信息素养。将学生在生活与学习中遇到的问题与计算机信息技术教育结合起来,通过信息技术来解决学生日常生活中所遇到的问题。比如说:黑板报设计,我们就以此为学习内容,让学生通过电脑来设计黑板报,学生要实现制作一张漂亮的黑板报版面,就需要掌握word文字输入与设置、排版,还需学会到网上去查找、下载图片等信息,这样学生不仅可以在信息课上学习信息技术的知识,而且在遇到出黑板报的时候,也可以学习信息技术,这就把信息技术教育溶入到学生平时的生活,使信息技术教育日常化,激发学生学好信息技术的兴趣,丰富学生的知识,培养学生的创造能力,从而将实现信息技术教育与其他学科与校本课程的整合,更好地提高学生的信息技术水平。
夜上海论坛 六、鼓励学生自主的学习信息技术知识
首先,在工业技术方面,计算机的应用很普遍,很多大型机器都是通过计算机来操作的;其次,在科技研究中,一些精细的测量、计算也是通过计算机来完成的;再次,信息技术还广泛应用于我们的教学中,应用计算机可将教师要讲的内容全部呈现在投影仪上,使教师不必大篇幅地在黑板上书写,不但节省了教学时间,还增加了教师与学生的互动,留给学生充足的交流、思考时间。除此之外,信息技术还给我们的生活增添了乐趣,如我们可以通过计算机去欣赏视频、倾听音乐等。所以,教给学生必要的信息技术知识是非常必要的,只有这样才能适应社会的发展,培育出更多的新型人才。
夜上海论坛 二、信息技术教学中学生创新能力的培养
夜上海论坛 我们应合理地利用学生的这种心理,营造出和谐的学习氛围,使学生轻松地学到知识。在辅导学生时,教师方法要正确,要让学生充分体会到信息技术的伟大和神奇之处,让学生对其产生强烈的好奇感和学习兴趣,从而深入地去了解信息技术。另外,我们要紧跟形势,不断地开发新的选题,并与实际生活相联系,让学生知道信息技术与生活息息相关;让学生有意识地把信息技术应用到现实生活中,不断地想出新的想法;让学生分组讨论与信息技术有关的问题,小组讨论中难免会产生争鸣,争鸣可以让学生发现新的创意、发展新的想法。
有益的争鸣,值得提倡和肯定。其次,使学生学会比较。在学习过程中,有了积累的材料,还要对其进行多方面、多角度的比较。把不同的想法进行对比,可以起到贯通思想的作用,并有助于搞清信息技术的特征,掌握的信息技术的知识与内涵,从而引出新的想法,培养学生的创新能力。
夜上海论坛 三、信息技术的自主学习