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。基于TRIZ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)問題帶回課堂，將實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與專業(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)常見零件的分析來制定工藝卡片的。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)新方法與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，使用TRIZ創(chuàng)新方法工具來分析企業(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“萃智”理論）創(chuàng)新方法，是近年來企業(yè)普及率較高的一種創(chuàng)新方法。它通過分析專利、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，就是既要滿足專業(yè)課教學(xué)又要融合TRIZ創(chuàng)新方法的企業(yè)案例來進(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削加工劃傷表面問題的企業(yè)案例為例說明TRIZ理論是如何實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的。

2.1 項(xiàng)目來源及背景

人們對(duì)汽車外形美觀時(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)控車削加工過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題的產(chǎn)生？那又應(yīng)該怎樣改進(jìn)呢？

2.2 初始問題描述

汽車鋁合金輪轂的產(chǎn)生與發(fā)展過程，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削加工時(shí)的結(jié)構(gòu)組成。鋁合金輪轂端面車削系統(tǒng)是由主軸定位夾具、精車刀桿、精車車片、切削液、液壓系統(tǒng)、車輪、鋁屑等幾部分組成，數(shù)控車床鋁合金輪轂端面車削系統(tǒng)是將汽車鋁合金車輪轂裝卡在數(shù)控車床專用夾具上，當(dāng)主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，精車刀車削鋁合金輪轂來提高輪轂的端面的表面質(zhì)量，將車輪正面原鋁合金本色呈現(xiàn)出來。在加工過程中，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、精車刀片、切削液、鋁屑、加工參數(shù)等方面的問題引起的。下面我們就一起先來認(rèn)識(shí)一下造成鋁合金輪轂出現(xiàn)劃傷問題的各因素。

3 系統(tǒng)分析

3.1 功能分析

分析鋁合金輪轂端面車削系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，有助于我們找到問題存在的原因。在TRIZ理論中，我們把這一過程稱之為系統(tǒng)功能分析，在功能分析過程中先進(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)存在問題的地方。為解決汽車鋁合金輪轂精車端面劃傷問題，我們可以嘗試運(yùn)用TRIZ理論中系統(tǒng)功能分析的方法來構(gòu)建鋁合金輪轂端面車削系統(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)問題

4.1 運(yùn)用技術(shù)矛盾得出問題解

解決技術(shù)矛盾我們可以把問題參數(shù)化，通過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)矛盾來解決一下劃傷的問題?？梢酝ㄟ^改變加工程序、轉(zhuǎn)速，使得汽車鋁合金輪轂精車表面不會(huì)出現(xiàn)劃傷，從而避免汽車鋁合金輪轂的合格率受到影響。降低主軸轉(zhuǎn)速的方案帶來的問題就是生產(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)用物理矛盾得出問題解

現(xiàn)在很多轎車品牌會(huì)選擇“亮面”鋁合金輪轂來提高汽車的炫酷感。這時(shí)，我們就想到鋁合金輪轂劃傷的問題是否能更好的解決，來保證產(chǎn)品出廠合格率。在精車加工過程中，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)致汽車鋁合金表面劃傷嚴(yán)重。也就是說對(duì)于精車時(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)新方法中稱之為物理矛盾，物理矛盾可以通過時(shí)間分離、空間分離、條件分離和系統(tǒng)級(jí)別分離來尋找解決方案。通過（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

通過對(duì)有效解決數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)課程——汽車鋁合金輪轂表面劃傷問題的教學(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)模型等工具將專業(yè)知識(shí)分析、歸納、總結(jié)、解決問題的能力。讓TRIZ創(chuàng)新方法在學(xué)生分散、枯燥的專業(yè)課學(xué)習(xí)過程中最大限度地發(fā)揮作用。選擇尋求適合學(xué)生專業(yè)和知識(shí)水平的校企資源，通過校企聯(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。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉小蘭.基于TRIZ創(chuàng)新方法的伸縮式雨傘[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2018.

[2]邱立，曹成，鄧長(zhǎng)征.基于團(tuán)隊(duì)與個(gè)體并重的高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)機(jī)制初探.高教學(xué)刊，2019.

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。