耕耘在創(chuàng)新方法的路上

劉成成

他是東北石油大學(xué)電氣信息工程學(xué)院電氣工程系副主任、副教授，石油與天然氣工程專業(yè)博士研究生。上世紀(jì)七十年代中期，他出生在東北這片廣袤的黑土地，大學(xué)畢業(yè)后，進(jìn)入東北石油大學(xué)電氣信息工程學(xué)院工作。多年來，他一直致力于電氣工程領(lǐng)域的教學(xué)和研究生工作，并涉獵油田原油集輸、非接觸電能傳輸、智能控制理論、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及TRIZ理論的研究和實(shí)踐工作，為油田和企業(yè)解決實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)問題，在TRIZ理論的研究與應(yīng)用領(lǐng)域成果顯著。

與TRIZ結(jié)緣

學(xué)者出身的陶國彬有著多年一線的教學(xué)工作經(jīng)歷，加之后續(xù)在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，理論與實(shí)踐相結(jié)合，綜合應(yīng)用能力不斷得到提升。他扎實(shí)篤定，求真務(wù)實(shí)，不斷豐富自我，在本職工作中不斷創(chuàng)造新的成績，從一名普通的教師逐漸成長為理論與實(shí)踐能力兼具的復(fù)合型人才。

近年來，他不斷充實(shí)和完善自身的知識結(jié)構(gòu)，探索TRIZ理論在人才培養(yǎng)方面的應(yīng)用，把TRIZ理論融入學(xué)校課程教學(xué)體系和學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)踐活動之中，探索其在電氣信息工程領(lǐng)域的應(yīng)用，推動電氣信息工程技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新。

談及如何與TRIZ理論結(jié)緣，這還要追溯到2008年—

彼時，陶國彬剛好完成教育部“青年骨干教師訪問學(xué)者計劃”的訪學(xué)任務(wù)，從浙江大學(xué)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力電子實(shí)驗(yàn)中心回到學(xué)校，開始著手黑龍江省教育廳新世紀(jì)教學(xué)改革項目“電工學(xué)課程教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和創(chuàng)新意識的研究與實(shí)踐”的研究工作。該項目是以工科技術(shù)基礎(chǔ)課程“電工學(xué)”為載體，探索如何提高大學(xué)生創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的方法和途徑。通過課程內(nèi)容建設(shè)、青年師資培養(yǎng)、教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)以及多媒體等現(xiàn)代教育教學(xué)手段的引入，能夠有效優(yōu)化電工學(xué)課程體系，提高課程理論與實(shí)踐教學(xué)效果，有效提升大學(xué)生的實(shí)踐動手能力。

然而，如何解決創(chuàng)新意識培養(yǎng)的問題，激發(fā)學(xué)生持續(xù)的創(chuàng)新熱情和創(chuàng)新欲望，使電工學(xué)課程的理論與實(shí)踐學(xué)習(xí)不再是被動的灌輸過程，而是主動探索和應(yīng)用，讓課題組的教師們感到困惑和迷茫。“我們經(jīng)過研討，大家充分意識到在電工學(xué)理論與實(shí)踐教學(xué)過程中迫切需要融入一種行之有效的方法，開啟學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生持續(xù)的創(chuàng)新熱情，使電工學(xué)課程的理論與實(shí)踐學(xué)習(xí)由被動的灌輸轉(zhuǎn)換到學(xué)生們自身主動地去探索?！碧諊蚪榻B說。由此，課題組將重點(diǎn)放在了方法論的探索層面上。

此時，恰逢中國科協(xié)開展TRIZ理論的宣傳、推廣和應(yīng)用工作，黑龍江省TRIZ理論的學(xué)習(xí)推廣工作也正值高峰，在黑龍省政府的統(tǒng)籌布置下，各地市科協(xié)積極配合，大力宣傳和推廣TRIZ理論在實(shí)際工作中的應(yīng)用。一個偶然的機(jī)會，陶國彬從同事手中接過一本講解阿奇舒勒TRIZ理論的宣傳讀本，長期盤踞在腦海中懸而未決的問題一下子有了思路，他受TRIZ理論啟發(fā)，探尋到了培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的有效措施，分外驚喜！

于是，陶國彬開始了長達(dá)9年的TRIZ之旅……

TRIZ理論助力人才培養(yǎng)

陶國彬如獲至寶，如沐甘霖，一頭扎進(jìn)TRIZ理論的研習(xí)之中，并多次主動報名參加中國科協(xié)舉辦的創(chuàng)新方法培訓(xùn)班，獲益良多。在知識不斷得到更新、思維不斷得到開啟的同時，也促使他進(jìn)行了更多的思考—作為教師，他迫切希望將這門行之有效解決問題的方法與學(xué)生分享，讓更多的學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識和技能的同時掌握這門解決實(shí)際應(yīng)用問題行之有效的方法，為日后走向工作崗位打下堅實(shí)而寬厚的基礎(chǔ)。

于是，他投入到了TRIZ理論課程體系的建設(shè)之中。

經(jīng)過緊鑼密鼓的緊張籌備，2008年底，他在東北石油大學(xué)開設(shè)創(chuàng)新思維方法選修課，宣傳和推廣TRIZ理論。這門開啟思維、行之有效的技術(shù)哲學(xué)迅速受到廣大學(xué)生的熱烈歡迎，好評如潮。學(xué)生們?nèi)琊囁瓶实丶橙RIZ理論所帶來的思維智慧，觸類旁通，獲益良多，不同專業(yè)的同學(xué)均能從中找到解決本專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用問題的有效方法，不住地為陶老師課堂教學(xué)點(diǎn)贊。

陶國彬沒有止步，他高瞻遠(yuǎn)矚，組建了東北石油大學(xué)TRIZ協(xié)會，組織學(xué)生參加TRIZ理論興趣愛好小組，定期開展TRIZ理論學(xué)習(xí)研討會，讓學(xué)生們在這里進(jìn)行思維的碰撞、靈感的交鋒，在分享中相互促進(jìn)，共同成長，彼此成就。與此同時，他還在指導(dǎo)大學(xué)生課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、科技創(chuàng)新實(shí)踐等環(huán)節(jié)中積極引入TRIZ理論，進(jìn)行創(chuàng)新選題、創(chuàng)新問題求解以及技術(shù)方案評價，極大地提高了本科教學(xué)工作質(zhì)量和效益，收效甚佳。

通識教育取得了良好的成效，陶國彬開始了專業(yè)縱深領(lǐng)域和系統(tǒng)建設(shè)方面的拓展。

2010年，他將TRIZ理論教學(xué)編入電氣工程及自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案，探索TRIZ理論在電氣工程及自動化專業(yè)人才培養(yǎng)工作中的重要地位和操作方法；

2012年，他主持黑龍江省高教學(xué)會項目“計算機(jī)輔助創(chuàng)新技術(shù)的研究與應(yīng)用”，探索基于計算機(jī)CAI軟件進(jìn)行創(chuàng)新思路引導(dǎo)的應(yīng)用問題；

2014年，他主持黑龍江省教育廳教育教學(xué)改革項目“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐中協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制研究”，探索跨學(xué)科、跨專業(yè)創(chuàng)新協(xié)同機(jī)制以及產(chǎn)學(xué)研結(jié)合推動技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的問題，打破大學(xué)生創(chuàng)新科技活動中的專業(yè)技術(shù)壁壘；

2015年，他開展創(chuàng)新思維方法慕課建設(shè)，打造基于互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模在線開放式課程，提升TRIZ理論的應(yīng)用空間。

一系列TRIZ理論的系統(tǒng)應(yīng)用，為學(xué)校人才培養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐帶來極大益處。因?yàn)閷RIZ理論的執(zhí)著追尋和持續(xù)探索，陶國彬在教學(xué)、科研以及實(shí)際應(yīng)用等領(lǐng)域不斷提升自己、開拓創(chuàng)新，使TRIZ理論在東北石油大學(xué)的課堂實(shí)踐中順利落地，在豐富課程教學(xué)體系的同時，完善了人才培養(yǎng)建設(shè)的手段。

TRIZ理論推進(jìn)科學(xué)研究

在學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)之外，陶國彬還將TRIZ理論應(yīng)用于課題研究，他不斷將TRIZ理論與現(xiàn)場工程實(shí)際問題相結(jié)合，利用TRIZ理論指導(dǎo)科研創(chuàng)新實(shí)踐，在實(shí)際應(yīng)用中不斷獲得驚喜與收獲。

2008年，他在與大慶油田鉆井工程技術(shù)大隊合作開發(fā)“脫氣器位置自動跟蹤檢測裝置”時，在課題研究中遇到井口泥漿噴濺導(dǎo)致泥漿液位測量不準(zhǔn)確的問題，在運(yùn)用TRIZ理論因果鏈分析的基礎(chǔ)上，成功查找到是系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題“泥漿飛濺使電極產(chǎn)生誤導(dǎo)通檢測信號”影響了系統(tǒng)的測量精度。他進(jìn)而將問題的分析轉(zhuǎn)向如何有效區(qū)分誤導(dǎo)通信號，依據(jù)TRIZ理論40發(fā)明原理中的“未達(dá)與過度作用原理”提出了冗余檢測技術(shù)，成功提取出真實(shí)液位信號，實(shí)現(xiàn)了液位的精確測量與脫氣器位置的自動跟蹤操作。

2011年，他領(lǐng)導(dǎo)技術(shù)團(tuán)隊參與大慶油田鉆井研究院科研項目“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)非接觸供電單元供電效率”的研究工作，帶領(lǐng)項目組成員結(jié)合TRIZ理論40發(fā)明原理中的“嵌套原理”設(shè)計非接觸供電單元鐵芯結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用“周期性作用原理”改變周期性作用頻率提升非接觸供電單元供電效率，結(jié)合運(yùn)用“一物多用原理”，不但將松耦合變壓器作為電能傳輸通道，還將其設(shè)計為信號傳輸通道，實(shí)現(xiàn)電力線載波信號傳輸，提高系統(tǒng)的集成度，降低系統(tǒng)成本。

此外，他還先后與大慶油田慶新油田開發(fā)有限責(zé)任公司合作完成“數(shù)字化采油虛擬現(xiàn)實(shí)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)”、“轉(zhuǎn)油站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)研制”、“聯(lián)合站模擬操控系統(tǒng)開發(fā)”以及“基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的采油集輸崗位培訓(xùn)系統(tǒng)研究”等研發(fā)項目，充分利用慶新油田數(shù)字化建設(shè)資源提出“學(xué)員自己完成崗位技術(shù)培訓(xùn)”的最終理想解，并運(yùn)用TRIZ理論的功能分析和裁剪工具，獲得基于互聯(lián)網(wǎng)的崗位技術(shù)培訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)思路，進(jìn)而建立了基于虛擬現(xiàn)實(shí)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的虛擬原油集輸工藝仿真培訓(xùn)系統(tǒng)—將真實(shí)原油生產(chǎn)設(shè)備、工藝?yán)锰摂M技術(shù)“復(fù)制”到網(wǎng)絡(luò)空間，通過模擬實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行工況，使學(xué)員在虛擬環(huán)境中進(jìn)行沉浸式學(xué)習(xí)與操作，從根本上解決了學(xué)員培訓(xùn)主動性差、培訓(xùn)效果不佳、受時間空間限制以及事故流程無法培訓(xùn)等問題。

“創(chuàng)新是理念，創(chuàng)新是實(shí)踐，創(chuàng)新更是過程?！碧諊蛉缡钦f。多年的持續(xù)研究與系統(tǒng)推進(jìn)，陶國彬?qū)RIZ理論應(yīng)用到高校人才培養(yǎng)和油田生產(chǎn)實(shí)際問題之中，取得了不凡的成績。在創(chuàng)新的道路上，他開拓進(jìn)取，銳意革新，通過完善、更新自身的知識結(jié)構(gòu)，不斷提高技術(shù)系統(tǒng)的理想化程度，向著最終理想解的目標(biāo)邁進(jìn)。