趙潔 聞文

摘?要：高職教育是國家培養(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)新研究的對象，從學(xué)生的角度以企業(yè)真實案例作為解決技術(shù)問題的研究對象，創(chuàng)新性地提出了基于TRIZ理論的校企聯(lián)動創(chuàng)新能力培養(yǎng)教學(xué)法的設(shè)計思路和步驟。在分析高職學(xué)生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進一步構(gòu)建基于TRIZ理論的校企聯(lián)動高職院校創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：TRIZ創(chuàng)新方法;校企聯(lián)動;專業(yè)課程設(shè)計思路與步驟

創(chuàng)新型人才是建設(shè)創(chuàng)新型國家的基礎(chǔ)，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是職業(yè)教育的一項基本任務(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，將實際生產(chǎn)經(jīng)驗與專業(yè)理論課程進行互補，從而實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新實踐的優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)。例如《數(shù)控加工工藝設(shè)計》課程中介紹的理論知識點，是針對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)人員為了實現(xiàn)高質(zhì)、高效的生產(chǎn)，所面對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，同時也為生產(chǎn)帶來諸多難題?？梢試L試運用TRIZ創(chuàng)新方法，學(xué)生需要對企業(yè)真實生產(chǎn)案例進行調(diào)研和可行性分析，將所學(xué)分散的知識點進行功能模型和因果鏈繪制，重新梳理知識點，將TRIZ創(chuàng)新方法與專業(yè)知識相結(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)展進化的客觀規(guī)律，并形成指導(dǎo)人們進行技術(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)，增加機械產(chǎn)品的零件加工、機械設(shè)計、彈性有限元、自動化控制等相關(guān)知識的運用能力，并要求學(xué)生根據(jù)自己的思維，運用TRIZ創(chuàng)新方法去進創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計和解決企業(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)動課堂

要實現(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，實現(xiàn)課堂教學(xué)與企業(yè)項目分析聯(lián)動需要解決的一個重要矛盾，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)案例來進行項目驅(qū)動式教學(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，這就對融合TRIZ理論的高職院校校企聯(lián)動項目驅(qū)動式教學(xué)設(shè)計有了很高的要求。從TRIZ的角度來看，理論課堂與企業(yè)項目分析形成了一對技術(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)計驅(qū)動、專創(chuàng)融合”的校企聯(lián)動創(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理論是如何實現(xiàn)教學(xué)設(shè)計的。

2.1 項目來源及背景

人們對汽車外形美觀時尚的追求，造就了鋁合金輪轂外形的美觀化和時尚化。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)進化的微觀級進化法則。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，帶動車輪轉(zhuǎn)動，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行系統(tǒng)組件分析，根據(jù)系統(tǒng)組件之間的相互作用，進而構(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

針對鋁合金輪轂劃傷問題運用根原因分析法（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為鋁屑劃傷、刀具磨損造成的。

針對這三方面原因，確定了問題的關(guān)鍵點：（1）鋁屑黏附在刀尖形成積屑瘤。（2）斷屑不良。（3）切削液冷卻、潤滑不足。然后針對問題的關(guān)鍵點，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個技術(shù)參數(shù)中的矛盾矩陣表查出對應(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。可以通過改變加工程序、轉(zhuǎn)速，使得汽車鋁合金輪轂精車表面不會出現(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)速降低隨之進給量也會降低，生產(chǎn)效率降低、產(chǎn)量下降。

4.2 運用物理矛盾得出問題解

現(xiàn)在很多轎車品牌會選擇“亮面”鋁合金輪轂來提高汽車的炫酷感。這時，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需要加快主軸轉(zhuǎn)速，縮短加工時間，提高工作效率;加工鋁合金輪轂耳緣部位時又要降低轉(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。也就是說對于精車時的轉(zhuǎn)速我們既希望它高，又需要它低。這種對系統(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間分離、空間分離、條件分離和系統(tǒng)級別分離來尋找解決方案。通過（圖3）可以看出，該物理矛盾中對參數(shù)的相反要求是在不同的空間里，得知可以運用空間分離原理。

5 結(jié)語

通過對有效解決數(shù)控加工工藝設(shè)計課程——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際問題進行分析，可看出TRIZ理論是一種可以解決企業(yè)實際生產(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)中的項目模塊為學(xué)生提供一個完整的企業(yè)真實案例，培養(yǎng)學(xué)生運用TRIZ創(chuàng)新方法中的因果鏈、功能模型、S曲線、進化法則、物質(zhì)場模型等工具將專業(yè)知識分析、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)和知識水平的校企資源，通過校企聯(lián)動共同設(shè)計教學(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：

[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，2018.

[2]邱立，曹成，鄧長征.基于團隊與個體并重的高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)機制初探.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)研究項目（融合TRIZ理論的高職院校校企聯(lián)動項目驅(qū)動式教學(xué)模式構(gòu)建）編號：NJSY20164

作者簡介：趙潔（1984—?），女，漢族，黑龍江拜泉人，本科，講師，工程師，研究方向：機械設(shè)計制造。