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时间:2023-05-21 08:29:07
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇技术创新的方法,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
【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
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。
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。
“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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
在农业经济发展过程中,农业机械技术具有特别重要的作用,因此,农业机械技术的创新与培训就显得尤为重要。为做好农业机械技术的创新与培训工作,不但能够有效提高农业资源的使用率,还能够提高农民的综合素质。同时,由于我国农村经济发展比较缓慢,农民使用农业机械技术时间较短,这在一定程度上促进了我国农业机械技术创新与培训的快速发展,为农业机械技术创新与培训提供更好的发展空间,从而不断提高农民的经济收入,促进农业机械技术能够更好的发展。同时,通过对农民进行农业机械技术的创新与培训,能够有效减轻农民朋友的工作压力,提高了农民种植农作物的积极性,为国民科技提供良好的经济支撑。
2农业机械技术在创新与培训中存在的主要问题
在农业机械技术创新与培训过程中,存在很多问题,其中,最主要的问题就是创新与培训人员对其工作没有足够的重视。由于农业机械技术的创新与培训人员知识水平有限,接收新知识的能力较弱,在一定程度上影响了农业机械技术的创新与培训质量,降低农民的工作效率。同时,农业机械技术的创新与培训结构存在问题,技术培训对象主要是农民,由于农民对机械的认识不够全面,并且不同区域的农民对机械技术要求不同,创新与培训人员如果采用统一的培训结构,不能够让农民更好的掌握农业机械技术,影响农业经济发展。除此之外,农业机械技术创新与培训人员在实际工作中,往往忽视了创新与农业机械技术发展的影响,农业机械技术的使用人员主要是农民,创新与培训人员往往按照以往的培训内容进行培训,会让农民产生一种无聊乏味的感觉。因此,农业机械技术创新与培训人员需要不断加入创新因素,并根据农民的实际需求有针对性的培训,从根本上提高农民对农业机械技术的重视,保证农业机械技术创新与培训工作能够顺利进行。
3农业机械技术的创新与培训方法
3.1转变传统的农业机械技术培训观念。在传统的农业机械技术创新与培训过程中,工作人员往往根据自己的培训经验与理念进行培训。由于农民知识水平的不断提高,传统的农业机械技术培训已经不适用于当今。因此,为了有效提高农业机械技术的创新源培训效果,相关工作人员可以根据农民的实际需求,改变传统的农业机械技术培训观念,让农民能够真正掌握农机机械技术的精髓,保证农业机械技术在农村能够更好的发展。例如,农业机械技术培训人员可以定期组织农民进行专业学习,在学习农业机械技术的过程中,鼓励农民提出自己的问题,然后给予针对性解答,从根本上解决农民的实际问题,提高农民的专业技能,帮助农民能够更好的掌握农业机械技术。同时,为了充分调动农民学习农业机械技术的积极性,相关培训人员可以采取奖励措施,对于那些掌握农机技术较好的农民,根据他们的实际需求,给予相应的奖励。当然,对于那些表现较差的农民,应该不断鼓励。通过转变传统的农业机械技术培训观念,根据农民的实际需求选择合适的培训方法,不但能够让农民更好的掌握农业机械技术,保证农业生产质量,还能够让农民真正认识到农业机械技术对农业生产的重要性,保证我国农业经济能够稳定快速的增长。3.2提高农业机械技术培训人员对其工作的重视。在农业机械技术创新与培训的过程中,由于培训人员对其工作没有足够的重视,在一定程度上影响培训效果。因此,农业相关部门需要不断提高农业机械技术培训人员的专业技能,让他们充分认识到农业机械技术培训工作对农村经济的重要性。因此,为了有效提高农业机械技术培训人员对其工作的重视,相关工作人员可以制定相应的管理制度,从而保证农业机械技术培训人员的工作质量,促进农民能够更好的掌握农业机械使用技能。例如,相关工作人员可以根据农业机械技术培训人员的实际工作情况,制定科学合理的管理制度。同时,技术培训人员在实际培训工作中,如果遇到不能完全执行的管理条例,需要及时将情况上报相关部门,不断健全完善相关管理制度,从而保证农业机械技术培训人员能够正常工作。通过制定相关管理制度,不但能够有效提高农业机械技术培训人员对其工作的重视,还能够有效保证农民的学习质量,让农民真正掌握农业机械技术。3.3及时更新农业机械技术培训内容。为了能够让农民更好的掌握农业机械技术,应该建立一支综合素质较高的培训队伍,并及时更新农业机械技术培训内容,保证培训质量。农业机械技术培训人员在实际工作中,在保证农民学习质量的同时,需要不断提高自身的综合能力,促进农业机械在农村能够更好的发展。同时,技术培训人员也可以积极采纳农民的建议,让技术培训人员与农民保持良好的合作关系,让农民能够更好的学习农业机械技术。例如,农业机械技术培训人员可以定期将农民组织在一起,然后分组进行讨论,如何提高培训人员的工作质量,讨论结束后,技术人员让每个小组的代表人员进行发言,在发言的过程中,可以将农民提出的意见详细记录下来,然后针对农民的观点,不断引进新的农业机械技术,从而满足农民对农业机械技术的要求。通过及时更新农业机械技术培训内部,培训人员需要不断提高自己的专业技能,只有培训人员掌握良好的专业技术,才能够更好的进行培训工作,让农民能够更好的了解学习农业机械技术。农业机械技术在农村经济发展具有非常重要的作用,相关培训人员需要根据农民的实际需求,采取合理的创新培训方案,让农民能够真正认识到农业机械技术对农业经济的重要性,不断提高农民的工作效率。
4结束语
综上所述,在农业机械技术创新与培训的过程中,相关工作人员应该不断转变之前的传统培训观念,及时更新培训内容,保证培训质量。但是,培训人员在实际工作中,经常会遇到很多困难,这就需要工作人员不断学习国内外先进的农业机械技术的创新与培训知识,提高自身的职业素质,从根本上提高农村经济,提高农民对农机机械技术创新与培训方法的满意度。
作者:苑东明 单位:周口科技职业学院
参考文献
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由于该应用模型基于企业创新流程设计,本文首先对企业创新流程进行确定与分类。美籍奥地利经济学家约瑟夫•熊彼特(J.A.Schumpeter)在其著作《经济发展理论》(1912年)中指出,创新的主体是企业家,创新是企业行为。创新不等于发明,一种发明只有成功应用于经济活动时才能算是创新。创新者不是实验室的科学家,而是有胆识,敢于承担风险又有组织实干才能的企业家。一般认为企业技术创新过程应该包括创新构思产生、研究开发、技术管理与组织、工程设计与制造、用户参与、市场营销等一系列活动。在创新过程中,这些活动相互联系、相互衔接,形成循环交叉或并行的关系。学界对创新流程也有相关研究成果,主要体现为创新流程模型的构建。新产品开发及创新是一个复杂的过程,是敲开未知世界大门的钥匙。创新过程模型的建立基于创新的基本定律,可以解释管理创新流程中的过程、顺序、路径。(1)创新漏斗模型。近年来,创新漏斗(Innovationfunnel)(见图2)是应用较多的创新过程模型。该模型将创新分为模糊前端、新产品开发及商业化等3个阶段。(2)技术创新过程分段。张武城[3]在《技术创新方法概论》一书中提出产品技术创新的3个阶段,即制造前端、生产制造和制造后端(见图3),是从企业生产活动的视角对创新过程的一种阐述。(3)制造业“6+1”模型。郎咸平指出现代制造业可以用“6+1”模式涵盖其整条产业链(见图4)。产业链当中最有价值的部分为大物流环节,包括产品设计、原料采购、仓储运输、订单处理、批发和零售等6个环节,也就是“6+1”中的“6”。谁掌握了这6个环节,谁就掌握了定价权,而这6个环节往往掌控在发达国家手中。“6+1”中的“1”是制造环节。中国玩具业正是因为只掌握了“6+1”中的“1”,即“制造”环节,导致中国完全丧失定价权;而欧美通过定价控制了我国劳动密集型行业的毛利率。所以中国制造业,尤其是传统劳动密集型产业,越辛勤地制造,越使发达国家富裕。参考已有创新流程模型,本文将企业技术创新生产流程分为计划与概念开发、产品设计、测试改进、生产制造等4个阶段(见图5)。如果能够找到有效的方法推动这4个技术创新环节的顺利开展,将能够有效提升企业技术创新效率。
2创新方法应用模型构建
在梳理技术创新方法和工具的基础上,依据各创新流程的需求以及各创新方法的作用,构建基于企业创新流程的创新方法应用模型如下(见图6):该模型通过生产过程与不同类别创新方法一一对应,勾画出创新流程对应的创新方法,及其应用的可能性和效能。(1)在计划与概念开发阶段,一项重点工作是在制定技术创新战略和识别客户需求的基础上,确定产品研发方向,形成产品开发创新。通过有效用户需求分析、技术战略管理等创新方法为企业决策提供高效率的分析工具,辅助企业决策行为。(2)全流程管理方法覆盖创新流程各个阶段。该方法着眼于企业创新全流程的监控和统筹,确保企业生产每一个环节都在为企业创新活动及企业终极目标服务。因此全流程管理方法适用于企业创新的所有环节。(3)逻辑思维方法适用于全流程。现代技术研发的综合性、系统性和复杂性决定了系统中的问题不会都有最优解,在解决问题过程中会不断形成新的问题。面对任何一类创新问题,都要基于现存状况、逐层分析直到本质问题出现;在实践验证过程中对已有方法的可行性进行分类排序,并对问题解决的程度进行评估,将最优方案应用于系统中;在解决旧问题的过程中,对新问题进行提炼,进入下一个解决问题的循环。因此逻辑思维方法适用于创新各流程。(4)非逻辑思维方法重在对创新问题的思考和解决,在新产品研发初期具有重要作用。创造学方法是对创造性思维活动中成功经验的提炼和总结。创造学方法中的非逻辑思维方法能提升创造性活动的效率,在概念开发、产品设计、测试改进各阶段,可帮助企业高效解决问题。(5)基于创新规律的方法重在探寻技术系统规律,在此基础上找到符合技术系统进化方向的技术难题解决方案,使技术系统进化方向可预期;解决技术难题的方法系统化、可掌握;企业技术难题、技术创新问题的解决,有经验可循、有方法可依,极大地提升企业的技术创新效率。目前,技术难题解决方法的研究逐渐成为一门科学,对企业产品研发、设计和测试改进具有重要意义。(6)创新活动管理方法重在改进与提升常规生产制造活动的效率能够辅助提升创新活动的整体效率。
3验证:全浸液精密数控转台研制中创新方法应用
3.1技术研发背景
北京市电加工研究所主攻研究课题是难加工材料的复杂曲面零件制造问题,课题组通过自主创新,攻克了五轴联动精密数控电火花加工技术及装备关键技术,自主开发出五轴联动精密数控电火花加工系列机床,主要技术参数均达到或超过国际同类产品指标。在技术研发过程中,课题组首先应用TRIZ抽取/分离原理,将所要研制的电火花加工机床分割成6个独立技术系统:①五轴联动电火花加工数控;②难加工材料电火花加工;③高效精微脉冲电源及其控制;④电火花精密数控转轴;⑤全浸液精密数控转台;⑤复杂曲面零件五轴联动精密电火花加工工艺。下面以全浸液精密数控转台研制为例,介绍产品研制过程中技术创新方法的应用,以验证模型效果。
3.2全浸液精密数控转台研制中创新方法应用
3.2.1产品概念生成阶段创新方法应用
在概念生成阶段,课题组依据任务书规定,仔细研究了五轴联动电火花机床的各项考核指标,并对其中涉及专用全浸液数控转台的指标进行提取。在提取过程中,运用“客户心声法”,即聆听客户心声,收集确认客户需求,最终迎合和满足市场需要。通过提取和研究机床考核指标,课题组明确了课题目标、任务和要求。
3.2.2研发设计阶段创新方法运用
研发设计是产品设计的一个重要环节。在此阶段,课题组按照图7所示的流程完成了研制方案的制定。(1)信息收集。在方案调研环节,课题组运用信息收集方法,对国内外同类产品进行了调研,同时通过各种电子数据库搜集相关资料。通过信息收集和整理,课题组了解到目前先进机床主要采用的是力矩电机式数控转台,其结构简单、精度较高,代表了未来转台的发展趋势。根据调研得到的产品信息和实际操作人员的使用反馈,结合电加工所现有电火花加工设备的技术特点,课题组多次召开研讨会,最终确定转台研制方案。(2)运用类比分析和创意十二诀技法开展技术指标设计。国内外数控转台产品很多,课题组首先运用类比分析,对代表国际先进水平、具有广泛应用前景的瑞士3R、日本松本机械、德国JS等国际高端旋转轴附件进行解剖分析、检测及试验,为设计开发具有国际先进水平的全浸液数控转台提供技术指标参考。在降低成本并充分利用有效资源的指导思想下,课题组运用创意十二诀技法中的“加一加”、“学一学”理论,在电加工所现有的三轴、四轴联动机床结构的基础上,通过参考对比分析得出优势指标,设计与现有结构匹配的、增加高端设置又能够满足新要求的全浸液数控转台。(3)应用TRIZ40发明原理进行全浸液数控转台整体开发。全浸液数控转台开发是一个复杂庞大的系统,在制定研制方案的过程中,课题组应用TRIZ抽取/分离原理将需要解决的关键技术进行分解和抽取,将整体研制方案分解为4个相对容易的子难点,分别为:①转台结构设计;②回转工作台密封技术研发应用;③回转工作台高精度零件加工技术研发应用;④回转工作台可靠性技术研发应用。
3.2.3详细设计阶段创新方法运用
在此阶段,课题组着手转台机械结构设计。主要包括:转台采用的整体结构设计;高精度零件加工技术设计;转台密封技术开发。(1)转台整体结构设计中属性列举法应用。课题组成员在确定转台结构的过程中,集中列举了现有转台结构的优势特性,并比较优劣后作出最终选择。第一种:蜗轮蜗杆结构,可承载大型零件加工,具有较高的刚性,但其体积很大,传动效率低,蜗轮和蜗杆的精度制作要求很高。第二种:谐波减速器结构,结构体积小、传动效率高、传动精度高、间隙小,维护保养简单,但刚性较低,不耐冲击。第三种:全闭环力矩电机直接驱动结构,其机械设计简单,运动准确性高;应用力矩电机,对轴承偏摆精度要求小,但是大力矩、大半径的力矩电机很难保证偏摆精度。由于电火花加工属于非接触加工,没有切削力,对承载能力要求不高,专用数控转台只要能满足工件质量与动静态性能要求即可,因此最终选用力矩电机直接驱动结构的小型号(直径≥100mm)专用数控转台。(2)信息交合法(魔球理论)在转台设计中的应用。在转台设计过程中,课题组运用信息交合法思路,从以下5个方面对机床转台的设计进行了研讨:①有无类似的转台结构,原有结构与新设计转台结构在原理、结构、性能、制造工艺、材料、用途、价格、寿命和经济效益等方面是否有耦合或超越;②该结构被成功采用后,其经济价值和社会价值对企业的贡献如何;③完成结构革新需要涉及哪些知识和技术,哪些技术是关键性的;④产品设计完成后,根据国内生产加工水平,能否完成机床主机的加工制造;⑤研究确定产品开发的近期任务和长期计划。(3)转台密封技术中组合法应用。全浸液数控转台密封问题是方案中的关键问题,课题组成员利用组合创新方法,将基于气室加压静密封和多层复合动密封、磁流体动密封等多种密封方案相结合,提出了满足全浸液数控回转工作台密封要求的设计方案(见图8)。
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。
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]。
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]。
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。
3.1运用组合台阶开采工艺
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。
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
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]。
4.2深入研究采掘工艺
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。
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。
5提高露天煤矿采掘工艺方法的建议
5.1加强煤矿开采技术创新
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。
5.3进行合理有效的施工监管
一、引言
在日益讲求创新绩效的今天,技术创新的最终目标不仅仅是技术上的成功,而且是要将研究成果推广和应用,取得经济上的成功,即市场回报。技术创新需要各种资源的投入,这些投入要面对技术风险、市场风险和经济风险。因此,对技术创新效率问题的研究,具有深远的理论意义和现实意义。
技术创新效率是指技术创新资源的投入产出之比,技术创新效率实质是技术创新投入产出转化效率,它反映某单位技术创新资源对技术创新产出的贡献程度,也就是技术创新资源的配置效率。本文将通过建立辽宁省区域技术创新效率的评价指标体系,运用数据包络分析(DEA)方法对辽宁省及辽宁相关层次的技术创新效率进行分析和比较,有针对性地提出了提高技术创新效率的建议。
二、辽宁省技术创新效率的DEA基本模型
DEA方法使用数学规划模型进行评价具有多个输入,多个输出的部门或单位间的相对有效性。辽宁省技术创新效率评价具有多项输入指标和多项输出指标的复杂问题,DEA方法相对于其他评价方法有很大的优势。
本文应用DEA中的C2R模型如下:
该模型的经济意义:若θ+=1,并且Si-*= Sr+*=0时,称DMU DEA有效,其形成的有效前沿面为规模收益不变,且DMU为规模且技术有效;若θ+
三、辽宁省技术创新效率的评价指标体系
1.评价指标的选择
根据评价指标体系设计的原则,参考科技效率评价方面相关文献,首先对辽宁省整体科技水平进行分析测评,选取辽宁省主要投入及产出指标(如表1所示)分别进行投入及产出模糊聚类分析,得到投入及产出树图如图1、图2所示。这样可以得到辽宁省科技效率评价指标体系:选取X1科技活动人员,X2R&D人员,X3科技经费筹集,X5R&D经费,X6政府资金为投入指标;选取Y1专利申请受理量,Y2专利申请授权量,Y3中文科技论文数,Y4技术市场成交额为产出指标。
然后按辽宁省科技项目技术创新效率来源的主要构成及所占份额,对辽宁省区域经济的技术进步贡献率较高的辽宁省大中型工业企业、高等院校、政府科研机构、高新技术企业等层次展开测评,对辽宁省科技效率及各个层再次运用SPSS进行聚类分析,最后根据查询的相关指标数据得到辽宁省科技效率评价指标体系。
2.数据来源
本文数据来源于全国统计年鉴(2002-2008年)、辽宁省统计年鉴(2002-2008年)以及辽宁省科技统计信息网。
四、基于DEA的辽宁省技术创新效率实证研究
1.辽宁省技术创新效率有效性和规模收益分析
(1)辽宁省整体情况2002-2009年除2004年为非DEA有效,辽宁省其他年份为DEA有效,在其他年份说明技术创新效率高,资源得到了有效的利用。但是2004年辽宁省DEA值仍高达0.96,在2002-2009年辽宁省科技情况均为规模效益递增;
(2)辽宁大中型工业企业2002-2009年中2002、2006、2008、2009年为DEA有效,其他年份为非DEA有效,其中辽宁大中型工业企业科技情况2003、2004年DEA值为0.93,2005年DEA值为0.96,2005年DEA值为0.83。在2002-2009年辽宁大中型工业企业科技情况均为规模效益递增;
(3)辽宁高等院校2002-2009年中各年份均为DEA有效,且均为规模效益递增;
(4)辽宁政府科研机构2002-2009年中各年份均为DEA有效,2004年出现规模效益递减,其他年份规模效益均递增;
(5)辽宁高技术企业2002-2009年中除2002年均为DEA有效,2004年为非DEA有效,说明了现有投入水平下产出不足,或在现有产出水平下,投入闲置,但其DEA值高达0.99,规模效益均为递增。
2. 辽宁省技术创新效率DEA有效单元的分析
(1)DEA有效单元分析
①辽宁省整体科技活动情况,均符合DEA有效定义,说明辽宁科技活动整体情况在2002-2009年科技运作效率高,资源得到了最优配置,全部投入要素(科技活动人员、科学家和工程师、R&D人员、科技经费筹集额、政府资金、科技经费内部支出、R&D经费)发挥了最大限度的效用,在此基础上所获得的产出(专利申请受理量、专利申请授权量、中文期刊科技论文数、技术市场成交额)达到最优水平。此时的生产规模处于相对最佳状态。
②辽宁省大中型工业企业科技活动情况,均符合DEA有效定义,说明辽宁大中型工业企业科技活动整体情况在2002-2009年科技运作效率高,资源得到了最优配置,全部投入要素(科技活动人员、R&D人员、科技经费筹集额、科技经费内部支出、R&D经费)发挥了最大限度的效用,在此基础上所获得的产出(工业增加值率、R&D项目数、企业专利申请数、企业专利获准数)达到最优水平。此时的生产规模处于相对最佳状态。
③辽宁省高等院校科技活动情况,除2008年均符合DEA有效定义,说明辽宁省高等院校科技活动在2002-2009年(除2008年)科技运作效率高,资源得到了最优配置,全部投入要素(科技活动人员、R&D人员、科技经费筹集额、科技经费内部支出、R&D经费)发挥了最大限度的效用,在此基础上所获得的产出(科技著作、学术论文、技术转让成交金额、专利成交额)达到最优水平。此时的生产规模处于相对最佳状态。
④辽宁省政府科研机构科技活动情况,除2006年、2007年、2008年均符合DEA有效定义,说明辽宁省高等院校科技活动在2002-2009年(除2006年、2007年、2008年)科技运作效率高,资源得到了最优配置,全部投入要素(科技活动人员、R&D人员、科技经费筹集额、科技经费内部支出、R&D经费)发挥了最大限度的效用,在此基础上所获得的产出(科技成果登记数、应用技术成果、净利润)达到最优水平。此时的生产规模处于相对最佳状态。
(2)弱DEA有效单元分析
①辽宁省高等院校科技活动情况,2006年为弱DEA有效。
2006年科技经费内部支出冗余量达到0.3408亿元、R&D经费支出冗余量达到0.7757亿元、科技著作不足量达到17.4部、合同技术成交金额不足量达到815.9万元、专利成交额不足量达到96.4万元。
②辽宁省政府科研机构科技活动情况,2006年、2007年、2008年为弱DEA有效。2006年净利润不足量为844.8万元;2007年净利润不足量为3466.8万元;2008年净利润不足量为1866.4万元。
3.辽宁省技术创新效率非DEA有效单元分析
(1)辽宁省非DEA有效单元分析
辽宁省除2004年为非DEA有效,从科技技术创新活动投入和产出两个方面,分别对辽宁省2004年非DEA有效的投入量和产出量的配置问题进行研究。辽宁省在2004年科技经费筹集发挥了充分的效用,国内中文期刊的科技论文也达到了较为满意的产值,技术市场成交额同样也达到了满意的产值,说明技术成果的转化能力较强。辽宁省在其他方面投入虽然出现闲置,但是闲置率都很低,比如科技活动人员闲置率为0.098,R&D人员的闲置率为0.092。产出方面虽然部分指标出现了产出率不足的情况,但是同样辽宁2004年产出率不足的值很低,比如专利申请受理量为0.034,专利申请授权量为0.12。不论闲置率还是产出不足率都非常低,这说明了2004年辽宁科技活动技术创新效率是非常高的接近DEA有效。
(2)辽宁各层次中非DEA有效单元分析
辽宁省高新技术企业2004年为非DEA有效,但从总体上看,在2004年辽宁省高新技术企业无论是投入指标的闲置率,还是产出指标的不足率都非常低。投入指标科技经费支出、投入指标中间投入的闲置率为0,说明该指标投入得到充分的利用,未造成该指标的相对闲置;产出指标总收入、产出指标工业增加值的产出不足率为0,说明了高新技术企业在2004年该产出指标达到了预期的效果,高新技术企业产值较高;其他投入及产出指标的闲置率或产出不足率虽然不为0,但最高值也没有超过0.004,说明辽宁省高新技术企业2004年投入和产出效率相对较高,虽然处在非DEA有效,但是整体水平基本达到DEA有效。
五、结论
结合对辽宁省技术创新效率的评价结果不难看出,辽宁省近年来的技术创新活动基本处于相对有效状态,技术创新综合能力呈增长趋势。但同时也发现,辽宁省的技术创新潜力并没有完全挖掘出来,创新效率不稳定,创新资金的利用、科技人员的素质以及创新成果的转化等方面还需要改善。而财政科技投入的增长率和科技三项费用占财政总支出的比重明显偏低,财政资金的杠杆作用没有得到有效利用,财政支出结构也亟待调整。
DEA评价模型并不只从最后的输出指标的高低来评价技术创新效率,而是从影响效率的各个环节综合考虑,客观地对技术创新效率进行综合评价;运用此评价模型,不仅可以科学合理的评价企业的技术创新效率,而且有利于管理者采取有效的技术创新策略。
参考文献:
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[2] Ahuja G, Katila R. Technological acquisition and the innovation performance of acquiring firms: a longitudinal study [J]. Strategic Management Journal, 2001, 22(5):197-220
[3] Griliches Z. Patents statistics as economic indicators: a survey [J]. Journal of Economic Literature, 1990, 28(4):1661-1707
信息技术的飞速发展为我们的教育教学改革提供了重要机遇,利用信息技术创新教学方法是教育教学改革的重要方向。数学新课标(2011版)也明确指:“现代信息技术的发展对数学教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术,大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具,致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。”
现状与问题
1.数学是一门抽象的科学,具有逻辑思维严密的特点,没有太多的实体展示。数学学习是一个需要多种认知过程参与的活动,特别需要具有良好的推理、分类、组合、抽象、概括等能力。几何是数学的一个重要组成部分,所以几何学习困难是数学学习困难在某一方面的具体表现,集中表现为对图形空间感知以及推理证明的学习困难。大部分学生在识图时观察图形不够仔细,学生对图形的认知能力有待提高;三视图、展开图、旋转图的选择和画图中仍存在一些问题;空间问题的想象中,考察问题不全面、想象能力差,并且不能在短时间内准确地想象出完整的图形。
2.信息技术在解决数学学习困难的过程中不仅带来了一些积极作用,同时也给数学的教与学带来了一些消极的影响。
(1)教师应用信息技术进行教学只是为了装门面,过分追求课件的外部包装而忽视了其真正的功能和目的。这样会冲淡课堂教学的主题,分散学生的注意力,以至于遏制学生的思维活动。由于教师应用信息技术的不恰当,还会造成信息技术支持下新的“填鸭式”教学――企图将所有涉及的内容压缩到一节课中,这样整合分散教学重点,学生难以建构数学知识,不利于对数学的学习。
(2)信息技术支持数学学习的工具不断更新、发展,但是大多数还是以教师的讲授为主,忽视了学生的自主探究过程,使他们不能充分发挥学习的自主性,也大大限制了其空间想象力的发散。
解决方法
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。
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。
一、层次分析法
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。
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
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:
[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.
1.引言
作为财富创造的重要部门,制造业不仅在经济增长和促进就业方面发挥着重要作用,而且在我国建设创新型国家中同样发挥着重要作用。制造业是我国城镇就业的主要渠道,它直接体现了一个国家的生产力水平。目前我国能源资源呈现出日益严重的紧张状况,而要从根本上缓解经济社会发展所面临的资源约束矛盾和巨大的环境压力,加强技术创新提升产业技术能力是根本途径。作为经济社会发展重要依托的制造业更应该首当其冲。影响制造业产业技术创新的因素很多,研究成果可以为政府职能部门制定相应的政策提供必要的数据支持和科学依据。
2.基于DEMATEL方法的制造业产业技术创新影响因素分析
2.1怎样选择制造业产业技术创新的影响因素
本文从制造业内外部因素的不同层面选择两大类共2 0个因素进行产业技术创新的影响因素进行辨识,这些因素都直接或间接地影响到产业技术创新[1]。
1.内部影响因素:(F1)企业家的技术创新精神;(F2)组织学习能力;(F3)R&D投入水平;(F4)制造企业技术创新能力;(F5)制造业产业整体技术水平;(F6)制造业专利统计量;(F7)制造业规模;(F8)产权制度;(F9)产业结构;(F10)制造业生命周期。
2.外部影响因素:(F11)政策环境;(F12)技术创新机制;(F13)中介机构;(F14)大学和科研机构;(F15)需求规模;(F16)市场结构;(F17)法律环境;(F18)风险投资机制;(F19)金融市场环境;(F20)技术市场环境。
2.2基于DEMATEL方法的制造业产业技术创新影响因素分析模型建立
DEMATEL(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory)法,如果直译为决策试行与评价实验室。这种方法充分利用专家的经验和知识来处理复杂的社会问题,尤其对那些要素关系不确定的系统更为有效[2]。如果某因素Fi对因素Fj有直接影响的关系,则相应的第i行第j列元素为1;如果某因素Fi对因素Fj没有直接影响关系,则相应的元素为0。例如,政策环境(F11)直接影响到产业技术创新水平(F5),所以矩阵的第11行第5列的元素是1,组织学习能力(F2)对R&D投入水平(F3)没有直接影响关系,所以矩阵的第2行第3列的元素为0。
通过直接影响矩阵,利用DEMATEL方法计算得到的因素间综合影响矩阵及中心度、原因度。行和与列和之差称为该因素的原因度,表示该因素与其他因素的因果逻辑关系程度,原因度>0,表明该元素对其它要素影响的大,称为原因要素;原因度
2.3结果分析
通过对综合影响矩阵中的行和结果的对比分析,政策环境(F11);技术创新机制(F12)、需求规模(F15)、金融市场环境(F19),通过对以上因素的对比分析 它们对制造业产业技术的革新与发展起着举足轻重的作用。通过以上的比较分析我们知道,主要因素政策环境(F11)、需求规模(F15)和技术创新机制(F12)是制造业产业技术革新与发展的的主要的因素。通过对各个因素对比,制造业整体技术水平(F5)、企业技术创新能力(F4)、政策环境(F11)的中心度较高,分别为1.4049、1.3053,1.1636,表明这些元素在系统中的位置比较重要,所起作用大。
3.制造业产业技术创新的主要影响因素分析
3.1政策环境
政策环境是制造业产业技术创新的主要影响因素,是维系和促进技术创新的非常重要的保障因素。一般而言,政策环境包括国家和地方的金融政策、财税政策、产业政策,科技政策等。例如,宽松积极的产业政策对于制造业的发展起到了很好的引导和支持作用,对于制造业技术创新也有很大的影响。因此,大力提升制造业产业技术创新能力,客观上要求国家政策与之相适应。
3.2技术创新机制
技术创新机制是一个复杂系统,它由有利于制造业产业技术创新的一系列动力、规则、程序和制度安排组成。概括起来,制造业技术创新机制主要包括开展技术创新活动的运行、协调、保障及评价机制,是保证整个产业技术创新有效进行的关键因素。从技术创新主体构成的角度而言,制造业产业技术创新机制包括宏观调控机制、企业机制、科技体制三部分[4]。因此,制造业产业技术创新必须有不断完善的技术创新机制作为支持和保证。
3.3需求规模
产业需求是消费者对某一行业向市场所提品或服务的购买性需求,一定时期内的购买总量构成需求规模。而作为介于企业技术创新与国家技术创新体系的中间层次,制造业产业技术创新的核心目标是满足用户需求以创造市场化收益。制造业产业技术创新通过新功能和低价格效应诱导市场需求,另一方面市场需求依靠提高预期收益、激励研发投入等机制拉动制造业产业技术创新。制造业产业创新能力越强,产品性能越高,销售额就越多;反之,市场需求规模越大,研发投入越多,越有利于制造业产业技术创新能力的提升。
4.结论
影响制造业产业技术创新的方方面面很多,经过使用这种方法,可以知道是什么方面影响了它,认为其主要影响因素有政策环境、技术创新机制、需求规模。这种定性与定量相结合的分析方法可以为政府有关部门制定政策提供科学依据。(作者单位:长春工程学院)
参考文献:
[1]吕锋,杨晓英,邵继峰等.影响我国物流装备制造业发展的因素辨识与分析[J].物流科技,2007(12):119-121
中图分类号:F127.1 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)002-1631-02
1 引言
民营科技企业技术创新能力是指民营科技企业作为行为主体能够实践并完成技术创新行为的内在条件和因素所构成的综合性动态能力系统。“十一五”以来,在江苏省委、省政府的关心和支持下,江苏民营科技企业作为其中一支科技含量高、技术人才集聚,发展潜力巨大的重要队伍,凭借良好的创新环境,企业整体水平和综合竞争力不断增强,成为全省民营经济的重要组成部分和竞争主体。
2 近年江苏民营科技企业技术创新能力现状
“十一五”期间,全省民营科技企业发展迅猛,截止2010年底,全省民营科技企业数量达25865家,同比增长5.9%;全省民营科技企业吸引从业人员328.8万人,同比增长12.1%,其中企业科技活动工作人员42.4万人,占企业从业人员总数的12.9%,比上年同期增长5.2个百分点。全省民营科技企业全年完成产值21546.6亿元,同比增长15.0%。全省企业研发投入512.5亿元,占全省研发费用61.0%,占企业总收入的2.5%。全年民营科技企业共申请专利11.4万件,其中发明专利2.1万件;授权专利6.1万件,其中发明专利0.4件;累计拥有有效专利19.3万件,其中发明专利1.6件。
3 江苏各市民营科技企业技术创新能力评价模型构建
3.2 江苏民营科技企业技术创新能力评价指标体系构建
近年江苏省各市民营科技企业技术创新能力发展迅速,成绩显著,但各市还存在着地域间的差异。本文运用DEA数据包络方法,通过建立基于投入的C2R模型进行定量分析,旨在研究各市间不平衡性的程度,为各市以后的发展提供参考。本文构建了民营科技企业技术创新能力评价指标体系。
在该评价体系中,江苏民营科技企业技术创新能力投入方面确立了从事科技活动人员数X1、R&D经费支出X2、科研企业总数X3等三个指标;产出方面确立了新产品研发项目数Y1、发明专利授权数Y2、申请专利总数Y3、净利润总额Y4等四个指标。
笔者考虑到科技企业技术创新产出有一定滞后性,当年产出数据不能清晰反映当年投入的达效情况。因此,笔者选取2009年数据作为投入数据,2010年数据作为产出数据。
4 江苏民营科技企业技术创新能力评价
下面本文以南京市为例进行非DEA有效性分析,从投入和产出两个方面进行冗余分析,来讨论提高南京市民营科技企业技术创新能力的有效途径。
南京市所有科技企业技术创新效率只有0.622,即在该段时期内南京所有科技企业可减少37.8%的投入而不会改变现有产出量。该比例与投入要素的径向缩减比例一致,径向比例是指DEA无效决策单元到其在DEA前沿的投射点距离,所代表的含义是技术无效,同时表明如果要达到技术有效,则投入量需要减少的百分比。通过对松弛变量分析,我们可以进一步知道资源投入使用的情况,从而找出没有效率的来源和其对应指标值应该调整的大小程度。通过分析可以看出投入项中只有R&D经费支出(X2)出现严重浪费现象,高达30%。这些分析是以不改变现有产出为前提,采用缩减投入项的方法来达到DEA有效。同时可以维持现有投入支出不变,而申请专利总数(Y3)增加3.6%,这样也可以达到DEA有效的目的。
参考文献:
[1] 周霞,何健文.民营科技企业技术创新能力评价模型与实证研究――基于模糊理论的视角[J].科技管理研究,2011(13):39-43.
[2] 魏权龄.数据包络分析[M].北京:科学出版社,2004.
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
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。
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。