基于TRIZ理论的校企联动创新能力培养模式构建
赵洁 闻文
摘?要：高职教育是国家培养技术创新型人才的重要途径，如何提高高职学生的创新能力至关重要。基于TRIZ理论科学地将企业真实案例引入到课堂教学当中，开展基于TRIZ理论的校企联动创新能力培养模式构建。从教师的角度将课堂教学作为创新研究的对象，从学生的角度以企业真实案例作为解决技术问题的研究对象，创新性地提出了基于TRIZ理论的校企联动创新能力培养教学法的设计思路和步骤。在分析高职学生创新能力现状的基础上，进一步构建基于TRIZ理论的校企联动高职院校创新能力培养模式。
关键词：TRIZ创新方法;校企联动;专业课程设计思路与步骤
创新型人才是建设创新型国家的基础，创新型人才的培养是职业教育的一项基本任务。将TRIZ创新方法引入到高职院校教师和学生的校企联动双向培养中，让教师将企业工程技术问题带回课堂，将实际生产经验与专业理论课程进行互补，从而实现学生创新思维与创新实践的优质培养。例如《数控加工工艺设计》课程中介绍的理论知识点，是针对常见零件的分析来制定工艺卡片的。然而在生产一线作业的技术人员为了实现高质、高效的生产，所面对的往往是这些被课本所忽略的因素，如果仍按书本的解决办法，不但降低了企业的生产效率，同时也为生产带来诸多难题。可以尝试运用TRIZ创新方法，学生需要对企业真实生产案例进行调研和可行性分析，将所学分散的知识点进行功能模型和因果链绘制，重新梳理知识点，将TRIZ创新方法与专业知识相结合，使用TRIZ创新方法工具来分析企业产生技术难题的根本原因，从而能够更深入了解企业的生产流程和生产要求。
1 TRIZ理论及创新教育中的应用
TRIZ（又称“萃智”理论）创新方法，是近年来企业普及率较高的一种创新方法。它通过分析专利、生产中已有的技术创新成果，总结出技术系统发展进化的客观规律，并形成指导人们进行技术创新、发明创新、解决工程问题的系统化的创新方法。以TRIZ创新设计理论为指导，开展工科高职院校学生创新能力培养具有的重要作用，通过TRIZ创新方法的引导，组织学生下企业做调研并布置大作业，增加机械产品的零件加工、机械设计、弹性有限元、自动化控制等相关知识的运用能力，并要求学生根据自己的思维，运用TRIZ创新方法去进创新产品设计和解决企业技术难题，真正的将企业案例与教学内容有机融合，做到将创新教育融入到专业课程中。
2 TRIZ创新方法引入校企联动课堂
要实现技术创新型人才培养，首先就得从高职院校人才培养新模式入手，实现课堂教学与企业项目分析联动需要解决的一个重要矛盾，就是既要满足专业课教学又要融合TRIZ创新方法的企业案例来进行项目驱动式教学。理论教学与企业案例分析都期望占有更多的学时，这就对融合TRIZ理论的高职院校校企联动项目驱动式教学设计有了很高的要求。从TRIZ的角度来看，理论课堂与企业项目分析形成了一对技术矛盾;而若从高职院校技术技能型人才培养着眼，两者各自又是物理矛盾。因此，打造“设计驱动、专创融合”的校企联动创新型教学模式的构建。应用TRIZ创新理论创新教学模式，改善高职院校传统考核方法，是基于TRIZ理论的校企联动创新能力培养模式构建的关键所在。
下面就以有效解决铝合金轮毂车削加工划伤表面问题的企业案例为例说明TRIZ理论是如何实现教学设计的。
2.1 项目来源及背景
人们对汽车外形美观时尚的追求，造就了铝合金轮毂外形的美观化和时尚化。虽然汽车铝合金轮毂有种种好处，可以减轻重量、提高散热性、减少耗油量、外观赏心悦目。但铝合金轮毂强度、硬度低，易划伤和损坏，在数控车削加工过程中多种因素都有可能造成铝合金轮毂表面划伤的情况出现。可是很多操作者思维定势的加工习惯，让操作过程中划伤情况并未明显改善，是否有哪些参数或工艺安排不合理造成此问题的产生？那又应该怎样改进呢？
2.2 初始问题描述
汽车铝合金轮毂的产生与发展过程，也是遵循TRIZ理论中关于解决技术难题的一般流程和技术系统进化的微观级进化法则。首先让我们先了解一下铝合金轮毂端面车削加工时的结构组成。铝合金轮毂端面车削系统是由主轴定位夹具、精车刀杆、精车车片、切削液、液压系统、车轮、铝屑等几部分组成，数控车床铝合金轮毂端面车削系统是将汽车铝合金车轮毂装卡在数控车床专用夹具上，当主轴高速旋转时，带动车轮转动，精车刀车削铝合金轮毂来提高轮毂的端面的表面质量，将车轮正面原铝合金本色呈现出来。在加工过程中，造成铝合金轮毂表面出现划伤的因素主要有主轴定位夹具、精车刀片、切削液、铝屑、加工参数等方面的问题引起的。下面我们就一起先来认识一下造成铝合金轮毂出现划伤问题的各因素。
3 系统分析
3.1 功能分析
分析铝合金轮毂端面车削系统的结构组成，有助于我们找到问题存在的原因。在TRIZ理论中，我们把这一过程称之为系统功能分析，在功能分析过程中先进行系统组件分析，根据系统组件之间的相互作用，进而构建系统的功能模型，在功能模型中即可反应系统存在问题的地方。为解决汽车铝合金轮毂精车端面划伤问题，我们可以尝试运用TRIZ理论中系统功能分析的方法来构建铝合金轮毂端面车削系统的功能模型（图1）：
3.2 根原因分析
针对铝合金轮毂划伤问题运用根原因分析法（图2），初步分析的结果可以发现，精车铝合金轮毂端面划伤的原因主要是因为铝屑划伤、刀具磨损造成的。
针对这三方面原因，确定了问题的关键点：（1）铝屑黏附在刀尖形成积屑瘤。（2）断屑不良。（3）切削液冷却、润滑不足。然后针对问题的关键点，从而可以寻找该系统的最终理想解。
4 TRIZ工具解决技术问题
4.1 运用技术矛盾得出问题解
解决技术矛盾我们可以把问题参数化，通过39个技术参数中的矛盾矩阵表查出对应的参数和发明原理，利用发明原理产生相应的解决方案，下面我们就利用技术矛盾来解决一下划伤的问题。可以通过改变加工程序、转速，使得汽车铝合金轮毂精车表面不会出现划伤，从而避免汽车铝合金轮毂的合格率受到影响。降低主轴转速的方案带来的问题就是生产效率降低，低的转速可以减少刀具磨损以及积屑瘤的产生，但转速降低随之进给量也会降低，生产效率降低、产量下降。
4.2 运用物理矛盾得出问题解
现在很多轿车品牌会选择“亮面”铝合金轮毂来提高汽车的炫酷感。这时，我们就想到铝合金轮毂划伤的问题是否能更好的解决，来保证产品出厂合格率。在精车加工过程中，加工铝合金轮毂正面轮辐部位时需要加快主轴转速，缩短加工时间，提高工作效率;加工铝合金轮毂耳缘部位时又要降低转速，防止刀片与车轮摩擦严重，铝屑断屑不良的情况出现，最终导致汽车铝合金表面划伤严重。也就是说对于精车时的转速我们既希望它高，又需要它低。这种对系统中同一参数的相反要求，TRIZ创新方法中称之为物理矛盾，物理矛盾可以通过时间分离、空间分离、条件分离和系统级别分离来寻找解决方案。通过（图3）可以看出，该物理矛盾中对参数的相反要求是在不同的空间里，得知可以运用空间分离原理。
5 结语
通过对有效解决数控加工工艺设计课程——汽车铝合金轮毂表面划伤问题的教学案例，应用TRIZ理论解决精加工的铝合金轮毂遇到的工艺实际问题进行分析，可看出TRIZ理论是一种可以解决企业实际生产中遇到的技术难题有规律可循的创新方法。教学中的项目模块为学生提供一个完整的企业真实案例，培养学生运用TRIZ创新方法中的因果链、功能模型、S曲线、進化法则、物质场模型等工具将专业知识分析、归纳、总结、解决问题的能力。让TRIZ创新方法在学生分散、枯燥的专业课学习过程中最大限度地发挥作用。选择寻求适合学生专业和知识水平的校企资源，通过校企联动共同设计教学内容，培养具有创新能力的企业真正能用得上的技术技能型人才。
参考文献：
[1]刘小兰.基于TRIZ创新方法的伸缩式雨伞[J].内蒙古科技与经济，2018.
[2]邱立，曹成，邓长征.基于团队与个体并重的高校研究生创新能力培养机制初探.高教学刊，2019.
基金：内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目（融合TRIZ理论的高职院校校企联动项目驱动式教学模式构建）编号：NJSY20164
作者简介：赵洁（1984—?），女，汉族，黑龙江拜泉人，本科，讲师，工程师，研究方向：机械设计制造。
