引言

中國石油勘探開發研究院\\(RIPED\\)成立于1958年,是中國石油天然氣集團公司\\(CNPC\\)面向全球石油天然氣勘探開發的綜合性研究機構,業務領域涵蓋油氣勘探、油氣田開發、油氣井工程、信息與標準化、新能源勘探開發、技術培訓與研究生教育等。在加強自主創新能力和建設國際一流石油研究院的背景下,科技創新成為研究院創新體系的核心和基礎,是推動研究院可持續發展的不竭動力。另外,科技創新在提升研究院競爭力方面表現出越來越重要的作用,也越來越受到重 視。

2009年,中 國 石 油 勘 探 開 發 研 究 院 引 入TRIZ理論,作為技術創新的終極載體,如何將這種高效的技術創新方法引入研究院體系,是所有渴望創新的石油科技人員面臨的一個重要課題。研究院采取先行試點、以點帶面、循環漸進的模式組織建立了適合各系統發展的創新體系,并在實踐中不斷完善,起到了很好的示范和引領作用。

1 TRIZ理論體系核心

TRIZ意為發明問題解決理論,是基于知識、面向人類的發明問題解決系統方法學。

TRIZ理論由前蘇聯發明家根里奇·阿奇舒勒于1946年創立,以后數十年中,阿奇舒勒致力于TRIZ理論的研究和完善,在他的倡導下,前蘇聯數十家研究機構、大學、企業組成了TRIZ研究團體,先后分析了全球近250萬份高水平發明專利,從中總結出各種技術發展所遵循的規律和衍生模式,以及解決各種技術問題和物理矛盾的創新原理和法則,建立了一個由解決技術問題、實現創新多種方法和算法組成的綜合理論體系,并綜合多學科領域原理和法則,建立起TRIZ理論體系。

TRIZ理論核心基于兩點:一是所有產品或技術系統的進化與生物系統一樣,是按照一定規律發展和進化的,并且是可以被人們掌握、遵循和利用的;二是行業創新各有特點和差異,但基本技術原理是相通的,某領域的技術問題往往可以通過借鑒或運用其它領域的原理更經濟地加以解決。

2 TRIZ創新方法應用過程

科技創新,方法先行。為轉變創新理念,提升自主創新能力 和 研 發 能 力,中 國 石 油 勘 探 開 發 研 究 院 將TRIZ理論和CAI技術\\(計算機輔助設計\\)有機結合,實現了由“想不到”到“想得到”,再到“想得妙”的創新模式的飛躍發展。研究院采用引導—培訓—應用模式,循序漸進地將TRIZ理論應用于石油科技創新實踐。

2.1 創新意識引導
對管理人員進行創新意識的宣傳和引導,與企業戰略有機結合,采用集中培訓和專項輔導兩種方式,形成對TRIZ理論重要性的宏觀認識,使管理者認識到持續提升企業技術創新能力項目建設的意義,接受并應用TRIZ理論,清晰地理解TRIZ理論在不增加投入的前提下,使研究院創新能力、科技實力大幅提升。

2.2 普及推廣培訓
針對技術人員,采用現場和視頻會議相結合的方式進行創新方法普及培訓,使技術人員接受TRIZ理論,并理解計算機輔助創新技術與創新能力結合能夠帶給研究院巨大的潛在價值;使技術人員認識到TRIZ理論是集創新方法之大成的《孫子兵法》,是解決產學研關鍵命題的一把鑰匙,能培養創新思維方式和提高創造能力。通過推廣培訓,讓科技人員人人握有創新鑰匙,開啟研究院走出“原字號”局限的大門。

2.3 提高應用能力
在TRIZ理論的指導下,技術人員的思路逐漸清晰和條理化,解決具體問題的能力大大提升,按照TRIZ理論展開在研課題的技術討論,能找到一些行之有效的解決方案。采油采氣裝備研究所在進行石油鉆機動力水龍頭課題攻關時,技術人員通過深入分析,認識到研發基礎就是機械系統替代原理,即在行星減速器內設置一個換檔機構替代增扭器。

TRIZ替代原理使得頂部驅動裝置性能大大優于傳統頂驅,形成了“一種新型頂部驅動裝置”專利。通過對照方法,技術人員厘清了創新過程中的實際創新技術路線,真正感到TRIZ理論是一種實用方法,對其有了新的認識和應用熱情。

3 創新體系建設

創新體系建設是從根本上提升研究院研發能力,進而提高研究院核心競爭力,實現可持續發展的根本途徑。中國石油勘探開發研究院根據各研究所的特點,在全院范圍內以專業研究領域為獨立單元,組織建立了適合不同專業發展的創新體系。

在實踐學習過程中,研究院將更適合TRIZ理論應用的采油采氣裝備研究所作為試點單位,將研究所的技術創新活動逐步轉變為有意識、持續不斷、統一管理的有組織行為,建立了以技術創新戰略、企業文化、組織結構、制度和人員為要素的創新體系,并起到了很好的示范作用。

3.1 技術創新戰略
技術創新是研究院基業長青的關鍵要素。采油采氣裝備研究所將技術創新戰略納入全院發展戰略,并根據油氣鉆采裝備發展狀況和發展趨勢制定了明確的短期、中期和長期技術創新戰略,將技術創新逐步融入日?？蒲谢顒又?使之成為一種常態行為,形成了適合油氣裝備發展的創新模式。

\\(1\\)培養創新意識,深化創新理念。采油采氣裝備研究所通過多年的鉆采裝備研發實踐,厘清了創新就是打破固有思維定勢,兼收并蓄,形成新的思維發展觀,只有這樣,企業才能活力涌現,保持可持續發展。為此,采油采氣裝備研究所統一部署,設立階段目標并按計劃執行。定期對所領導、項目長、技術人員進行創新意識宣傳,開展創新理論和創新方法系統培訓,通過掌握創新方法的核心思想和技術創新方法的最新研究進展,形成獨具特色的創新方式,突破傳統思維定勢,使其對創新以及創新理論和方法有了更為深入的認識,科研人員的思路逐漸清晰和條理化,系統掌握了一套解決科研難題的思路與方法。

\\(2\\)實施創新保障措施。具體表現在:①充分發揮科研人員的主體作用。在推廣和使用創新方法過程中,采油采氣裝備研究所充分發揮科研骨干的帶頭作用,引領大家形成一種積極學習的創新氛圍,整體提升了科研人員的創新能力,使之成為研究所的發展動力;②組建創新團隊。采油采氣裝備研究所組建了科研創新團隊,并根據實際情況,將創新團隊分為幾個創新小組。創新小組以技術骨干為組長,其他參加創新理論和方法培訓的成員為骨干,創新小組每兩周進行一次技術研討,討論內容涉及課題遇到的問題、專利的提出和展示、技術新突破等;③加強學術交流。采油采氣裝備研究所逐步拓展學術交流形式,開辦技術沙龍、學術講座、創新點子會、專題研討會等多種形式的學術活動,將學習交流常態化,增強了創新學習的參與性、吸引性和實效性,努力打造學習型創新團隊;④建立激勵保障制度。采油采氣裝備研究所將專利申報和發表學術論文數量與個人獎勵、職級晉升、福利休假、英模評選等掛鉤,鼓勵多勞多得,對創新突出人才進行物質和精神的雙重獎勵。

\\(3\\)創新理論實踐應用。具體表現在:①繼承和發展前人研究成果,形成創新理論新認識。在應用創新理論過程中,科研人員通過對前人科研成果及專利技術進行收集和梳理,將之與TRIZ理論中的創新原理相對應,初步形成了對TRIZ理論創新原理的直觀認識;②掌握創新方法技巧,擴大技術創新應用。在課題研發過程中,系統掌握創新方法的實施步驟,明確發現問題、定義問題及解決問題的概念,在此基礎上加深技術創新在科研項目中的具體應用和改進。

3.2 組織結構
為了使技術創新戰略相關內容得到有效執行,在培訓的基礎上,采油采氣裝備研究所設計了與之相對應的組織架構,提升了創新組織的靈活性和應變能力,使新組織滿足了技術創新的各種要求。

\\(1\\)縱向結構。創新組織實行統一領導和分級指揮相結合的體制。采油采氣裝備研究所下設綜合研究室、仿生工程研究室、完井技術研究室、井筒控制研究室、采油機械研究室,其中綜合研究室負責協調各研究室之間的分工與合作,其它研究室組成相對獨立的科研創新團隊,依據研究領域將創新團隊細劃為幾個創新小組,創新小組成員以技術骨干為主。創新小組定期組織內部技術討論或組與組之間的交叉討論,溝通研究進展和超前儲備項目。

\\(2\\)橫向結構。各研究室之間既相互聯系,又相互獨立。研究室技術創新組織根據自身專長和課題研發的行動路線及方式方法,組織各具特色的創新活動,并根據項目研究進展情況隨時調整路線和方法,形成高度靈活且具有較強應變能力的橫向分工協作系統。室與室之間是一種相互獨立又相互合作的關系,最終實現攻關目標的整合與集成。

3.3 制度
研究院制定了與戰略思想相一致的制度體系,并不斷加以完善,以防止制度的不配套、不協調,避免出現背離戰略的制度,并使技術創新融入企業血脈,保障技術創新的日?；统掷m化發展,不斷激發科研人員的創新熱情和主能動性,從體制、制度、精神、物質等方面營造創新環境。在技術創新戰略實施過程中,研究院積極參與國家重大課題研究,推進自主立項制;推進行政與技術雙序列職級體系建設;結合創新規劃,完善和實施創新激勵機制。

3.4 企業文化
采油采氣裝備研究所將技術創新融入企業文化,使創新活動變為主動的、有意識的、持續不斷的群眾活動,推進目標管理,塑造優秀文化,同時構建了“三簡三寬”的良好環境?！叭啞笔侵竸撛旌唵蔚墓ぷ鳝h境,提倡簡潔的工作方式,形成簡樸的工作作風;“三寬”是指營造寬松的學術環境,倡導寬厚的學術風范,弘揚寬忍的學術風格,并實現三者的有機結合,達到人人想創新的目的。

\\(1\\)構建軟硬件環境,營造良好的創新文化氛圍。通過為科研人員配備專業實驗設備、設計軟件和管理軟件,營造優質的軟硬件研發環境,為科技人員提供良好的工具和實驗手段,激發科技人員的創造力。同時,為科研工作創造一種積極向上、勇于拼搏的文化氛圍,營造創新軟環境。

\\(2\\)加強人文精神建設,使科學精神與人文精神相統一。采油采氣裝備研究所不僅重工具理性,同時還注重價值理性,通過在全所范圍內營造鼓勵創新、尊重人才、學術民主、寬容失敗的氛圍,不斷培養科研人員具備參與市場競爭的經濟思維和應有的奉獻品格。

3.5 人員
人力是技術創新戰略實施的關鍵,人才是從事技術創新的能動主體,隊伍建設是技術創新的基礎。采油采氣裝備研究所在做好組織設計的同時,組建了符合戰略思想需要的科研隊伍,為他們分配最適當的工作,使不同層次的研發人員都樹立了與研究院戰略相適應的思想觀念和工作作風。

采用梯形培養技術骨干人員模式來加強人才隊伍建設,有重點地培養一批技術骨干,提倡傳幫帶,并將青年新員工送到油田現場一線學習。

4 成果體現

采油采氣裝備研究所作為TRIZ理論與CAI技術應用試點單位,根據采油采氣裝備的特點,對采油裝備、鉆采機械、井下工具等特色技術及科研成果進行了收集和梳理,制定了采油采氣裝備研究所獨具特色的創新理論體系,加速了TRIZ創新理論及CAI技術在油氣開采裝備研發中的創新應用。

4.1 TRIZ理論在膨脹管技術開發中的應用
通過實踐TRIZ理論膨脹管技術,有效解決了尾管懸掛、側鉆、大通徑等關鍵技術問題,開發了裸眼膨脹管完井配套技術和系列工具,見圖1。該技術已在11個油氣田進行套損井修復/調層封堵作業100多口井,申報和獲得國家專利20余項,其中發明專利5項?！緢D1】


4.2 TRIZ理論在油田完井中的應用
應用TRIZ理論對完井工具進行創新設計和優化,取得了顯著效果,完成了層間控制閥、自膨脹封隔器、多級流量控制閥等一系列先進工具的創新設計,申報和獲得國家專利10項,其中發明專利5項,現場累計完成30多口井現場應用,形成了水平井裸眼分段完井技術、選擇性生產控制技術與防砂節流控水\\(ICD\\)技術3項新技術和11種、32套新型完井工具,見圖2?！緢D2】

5 結語

實踐表明,不同領域的問題解決都遵循著共同規律。TRIZ創新原理具有普遍性創新規律,可以廣泛應用于多個技術領域。TRIZ理論與CAI技術成功結合,凸顯了創新理論的重要性。研究院采油采氣裝備研究所提高了對這套理論的認識,起到了很好的示范和推動作用,在油氣裝備科研創新中取得了明顯成效,這對進一步拓寬創新渠道、提升創新理念具有重要意義。同時,油氣裝備研發取得的創新成果為提升研究院的自主創新能力作出了重要貢獻,也為中國石油工業的可持續發展提供了更重要的技術支撐。

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