基于TRIZ理論的校企聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式構(gòu)建

趙潔 聞文

摘?要：高職教育是國(guó)家培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新型人才的重要途徑，如何提高高職學(xué)生的創(chuàng)新能力至關(guān)重要?；赥RIZ理論科學(xué)地將企業(yè)真實(shí)案例引入到課堂教學(xué)當(dāng)中，開(kāi)展基于TRIZ理論的校企聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式構(gòu)建。從教師的角度將課堂教學(xué)作為創(chuàng)新研究的對(duì)象，從學(xué)生的角度以企業(yè)真實(shí)案例作為解決技術(shù)問(wèn)題的研究對(duì)象，創(chuàng)新性地提出了基于TRIZ理論的校企聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)教學(xué)法的設(shè)計(jì)思路和步驟。在分析高職學(xué)生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)建基于TRIZ理論的校企聯(lián)動(dòng)高職院校創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：TRIZ創(chuàng)新方法;校企聯(lián)動(dòng);專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)思路與步驟

創(chuàng)新型人才是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的基礎(chǔ)，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是職業(yè)教育的一項(xiàng)基本任務(wù)。將TRIZ創(chuàng)新方法引入到高職院校教師和學(xué)生的校企聯(lián)動(dòng)雙向培養(yǎng)中，讓教師將企業(yè)工程技術(shù)問(wèn)題帶回課堂，將實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與專(zhuān)業(yè)理論課程進(jìn)行互補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新實(shí)踐的優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)。例如《數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)》課程中介紹的理論知識(shí)點(diǎn)，是針對(duì)常見(jiàn)零件的分析來(lái)制定工藝卡片的。然而在生產(chǎn)一線作業(yè)的技術(shù)人員為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效的生產(chǎn)，所面對(duì)的往往是這些被課本所忽略的因素，如果仍按書(shū)本的解決辦法，不但降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也為生產(chǎn)帶來(lái)諸多難題。可以嘗試運(yùn)用TRIZ創(chuàng)新方法，學(xué)生需要對(duì)企業(yè)真實(shí)生產(chǎn)案例進(jìn)行調(diào)研和可行性分析，將所學(xué)分散的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行功能模型和因果鏈繪制，重新梳理知識(shí)點(diǎn)，將TRIZ創(chuàng)新方法與專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合，使用TRIZ創(chuàng)新方法工具來(lái)分析企業(yè)產(chǎn)生技術(shù)難題的根本原因，從而能夠更深入了解企業(yè)的生產(chǎn)流程和生產(chǎn)要求。

1 TRIZ理論及創(chuàng)新教育中的應(yīng)用

TRIZ（又稱(chēng)“萃智”理論）創(chuàng)新方法，是近年來(lái)企業(yè)普及率較高的一種創(chuàng)新方法。它通過(guò)分析專(zhuān)利、生產(chǎn)中已有的技術(shù)創(chuàng)新成果，總結(jié)出技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化的客觀規(guī)律，并形成指導(dǎo)人們進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)明創(chuàng)新、解決工程問(wèn)題的系統(tǒng)化的創(chuàng)新方法。以TRIZ創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論為指導(dǎo)，開(kāi)展工科高職院校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有的重要作用，通過(guò)TRIZ創(chuàng)新方法的引導(dǎo)，組織學(xué)生下企業(yè)做調(diào)研并布置大作業(yè)，增加機(jī)械產(chǎn)品的零件加工、機(jī)械設(shè)計(jì)、彈性有限元、自動(dòng)化控制等相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用能力，并要求學(xué)生根據(jù)自己的思維，運(yùn)用TRIZ創(chuàng)新方法去進(jìn)創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和解決企業(yè)技術(shù)難題，真正的將企業(yè)案例與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合，做到將創(chuàng)新教育融入到專(zhuān)業(yè)課程中。

2 TRIZ創(chuàng)新方法引入校企聯(lián)動(dòng)課堂

要實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，首先就得從高職院校人才培養(yǎng)新模式入手，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與企業(yè)項(xiàng)目分析聯(lián)動(dòng)需要解決的一個(gè)重要矛盾，就是既要滿足專(zhuān)業(yè)課教學(xué)又要融合TRIZ創(chuàng)新方法的企業(yè)案例來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)。理論教學(xué)與企業(yè)案例分析都期望占有更多的學(xué)時(shí)，這就對(duì)融合TRIZ理論的高職院校校企聯(lián)動(dòng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)設(shè)計(jì)有了很高的要求。從TRIZ的角度來(lái)看，理論課堂與企業(yè)項(xiàng)目分析形成了一對(duì)技術(shù)矛盾;而若從高職院校技術(shù)技能型人才培養(yǎng)著眼，兩者各自又是物理矛盾。因此，打造“設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)、專(zhuān)創(chuàng)融合”的校企聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新型教學(xué)模式的構(gòu)建。應(yīng)用TRIZ創(chuàng)新理論創(chuàng)新教學(xué)模式，改善高職院校傳統(tǒng)考核方法，是基于TRIZ理論的校企聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式構(gòu)建的關(guān)鍵所在。

下面就以有效解決鋁合金輪轂車(chē)削加工劃傷表面問(wèn)題的企業(yè)案例為例說(shuō)明TRIZ理論是如何實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的。

2.1 項(xiàng)目來(lái)源及背景

人們對(duì)汽車(chē)外形美觀時(shí)尚的追求，造就了鋁合金輪轂外形的美觀化和時(shí)尚化。雖然汽車(chē)鋁合金輪轂有種種好處，可以減輕重量、提高散熱性、減少耗油量、外觀賞心悅目。但鋁合金輪轂強(qiáng)度、硬度低，易劃傷和損壞，在數(shù)控車(chē)削加工過(guò)程中多種因素都有可能造成鋁合金輪轂表面劃傷的情況出現(xiàn)?？墒呛芏嗖僮髡咚季S定勢(shì)的加工習(xí)慣，讓操作過(guò)程中劃傷情況并未明顯改善，是否有哪些參數(shù)或工藝安排不合理造成此問(wèn)題的產(chǎn)生？那又應(yīng)該怎樣改進(jìn)呢？

2.2 初始問(wèn)題描述

汽車(chē)鋁合金輪轂的產(chǎn)生與發(fā)展過(guò)程，也是遵循TRIZ理論中關(guān)于解決技術(shù)難題的一般流程和技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的微觀級(jí)進(jìn)化法則。首先讓我們先了解一下鋁合金輪轂端面車(chē)削加工時(shí)的結(jié)構(gòu)組成。鋁合金輪轂端面車(chē)削系統(tǒng)是由主軸定位夾具、精車(chē)刀桿、精車(chē)車(chē)片、切削液、液壓系統(tǒng)、車(chē)輪、鋁屑等幾部分組成，數(shù)控車(chē)床鋁合金輪轂端面車(chē)削系統(tǒng)是將汽車(chē)鋁合金車(chē)輪轂裝卡在數(shù)控車(chē)床專(zhuān)用夾具上，當(dāng)主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，精車(chē)刀車(chē)削鋁合金輪轂來(lái)提高輪轂的端面的表面質(zhì)量，將車(chē)輪正面原鋁合金本色呈現(xiàn)出來(lái)。在加工過(guò)程中，造成鋁合金輪轂表面出現(xiàn)劃傷的因素主要有主軸定位夾具、精車(chē)刀片、切削液、鋁屑、加工參數(shù)等方面的問(wèn)題引起的。下面我們就一起先來(lái)認(rèn)識(shí)一下造成鋁合金輪轂出現(xiàn)劃傷問(wèn)題的各因素。

3 系統(tǒng)分析

3.1 功能分析

分析鋁合金輪轂端面車(chē)削系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，有助于我們找到問(wèn)題存在的原因。在TRIZ理論中，我們把這一過(guò)程稱(chēng)之為系統(tǒng)功能分析，在功能分析過(guò)程中先進(jìn)行系統(tǒng)組件分析，根據(jù)系統(tǒng)組件之間的相互作用，進(jìn)而構(gòu)建系統(tǒng)的功能模型，在功能模型中即可反應(yīng)系統(tǒng)存在問(wèn)題的地方。為解決汽車(chē)鋁合金輪轂精車(chē)端面劃傷問(wèn)題，我們可以嘗試運(yùn)用TRIZ理論中系統(tǒng)功能分析的方法來(lái)構(gòu)建鋁合金輪轂端面車(chē)削系統(tǒng)的功能模型（圖1）：

3.2 根原因分析

針對(duì)鋁合金輪轂劃傷問(wèn)題運(yùn)用根原因分析法（圖2），初步分析的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，精車(chē)鋁合金輪轂端面劃傷的原因主要是因?yàn)殇X屑劃傷、刀具磨損造成的。

針對(duì)這三方面原因，確定了問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)：（1）鋁屑黏附在刀尖形成積屑瘤。（2）斷屑不良。（3）切削液冷卻、潤(rùn)滑不足。然后針對(duì)問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)，從而可以尋找該系統(tǒng)的最終理想解。

4 TRIZ工具解決技術(shù)問(wèn)題

4.1 運(yùn)用技術(shù)矛盾得出問(wèn)題解

解決技術(shù)矛盾我們可以把問(wèn)題參數(shù)化，通過(guò)39個(gè)技術(shù)參數(shù)中的矛盾矩陣表查出對(duì)應(yīng)的參數(shù)和發(fā)明原理，利用發(fā)明原理產(chǎn)生相應(yīng)的解決方案，下面我們就利用技術(shù)矛盾來(lái)解決一下劃傷的問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)改變加工程序、轉(zhuǎn)速，使得汽車(chē)鋁合金輪轂精車(chē)表面不會(huì)出現(xiàn)劃傷，從而避免汽車(chē)鋁合金輪轂的合格率受到影響。降低主軸轉(zhuǎn)速的方案帶來(lái)的問(wèn)題就是生產(chǎn)效率降低，低的轉(zhuǎn)速可以減少刀具磨損以及積屑瘤的產(chǎn)生，但轉(zhuǎn)速降低隨之進(jìn)給量也會(huì)降低，生產(chǎn)效率降低、產(chǎn)量下降。

4.2 運(yùn)用物理矛盾得出問(wèn)題解

現(xiàn)在很多轎車(chē)品牌會(huì)選擇“亮面”鋁合金輪轂來(lái)提高汽車(chē)的炫酷感。這時(shí)，我們就想到鋁合金輪轂劃傷的問(wèn)題是否能更好的解決，來(lái)保證產(chǎn)品出廠合格率。在精車(chē)加工過(guò)程中，加工鋁合金輪轂正面輪輻部位時(shí)需要加快主軸轉(zhuǎn)速，縮短加工時(shí)間，提高工作效率;加工鋁合金輪轂耳緣部位時(shí)又要降低轉(zhuǎn)速，防止刀片與車(chē)輪摩擦嚴(yán)重，鋁屑斷屑不良的情況出現(xiàn)，最終導(dǎo)致汽車(chē)鋁合金表面劃傷嚴(yán)重。也就是說(shuō)對(duì)于精車(chē)時(shí)的轉(zhuǎn)速我們既希望它高，又需要它低。這種對(duì)系統(tǒng)中同一參數(shù)的相反要求，TRIZ創(chuàng)新方法中稱(chēng)之為物理矛盾，物理矛盾可以通過(guò)時(shí)間分離、空間分離、條件分離和系統(tǒng)級(jí)別分離來(lái)尋找解決方案。通過(guò)（圖3）可以看出，該物理矛盾中對(duì)參數(shù)的相反要求是在不同的空間里，得知可以運(yùn)用空間分離原理。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)有效解決數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)課程——汽車(chē)鋁合金輪轂表面劃傷問(wèn)題的教學(xué)案例，應(yīng)用TRIZ理論解決精加工的鋁合金輪轂遇到的工藝實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析，可看出TRIZ理論是一種可以解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中遇到的技術(shù)難題有規(guī)律可循的創(chuàng)新方法。教學(xué)中的項(xiàng)目模塊為學(xué)生提供一個(gè)完整的企業(yè)真實(shí)案例，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用TRIZ創(chuàng)新方法中的因果鏈、功能模型、S曲線、進(jìn)化法則、物質(zhì)場(chǎng)模型等工具將專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析、歸納、總結(jié)、解決問(wèn)題的能力。讓TRIZ創(chuàng)新方法在學(xué)生分散、枯燥的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)過(guò)程中最大限度地發(fā)揮作用。選擇尋求適合學(xué)生專(zhuān)業(yè)和知識(shí)水平的校企資源，通過(guò)校企聯(lián)動(dòng)共同設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的企業(yè)真正能用得上的技術(shù)技能型人才。

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基金：內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（融合TRIZ理論的高職院校校企聯(lián)動(dòng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式構(gòu)建）編號(hào)：NJSY20164

作者簡(jiǎn)介：趙潔（1984—?），女，漢族，黑龍江拜泉人，本科，講師，工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造。