宋锡滨 正心泰山 关于产品放大的问题是一个不论在学校,还是在工厂经常大家讨论,也一直困扰大家的一个问题,我刚开始工作时,也遇到类似的问题,在进行各种放大的试验工作的时候,我发觉那时自己脑子就是一团浆糊,什么也不知道,每天就在问自己:怎么会这样,是什么原因?这些问题一直伴随着我工作的全过程,我也一直思考想用一套理论和系统来解答这些疑问。所以在我工作这20年对材料的研究过程中不停的进行总结和思考,形成了以下逻辑和理论,供大家参考。 一、产业化到底是个什么问题? 其实这个问题可以分为两个部分:一个是学校或者科研院所对放大的需求以及看法,一个是制造业对放大的需求和看法。两个部分有相同,但也有不同。学校院所更注重产品的实现,偏量产的前端多一些,制造业更关注商品的实现,偏量产后端多一些,但不论关注点还是阶段有什么不同,其实量产和放大都是不可回避并希望有效解决的问题。 1、曾对100多个不同单位的科研人员进行了调研,发觉大家对产业化难题认识很不同: (1)政府和国企的科研人员更关心:资金,人才政策,知识产权保护。 (2)学校和院所的科研人员更关心:评价机制,职责定位,服务体系。 (3)企业和实体的科研人员更关心:利益分歧,信任分歧,长久机制。 (4)个人和团队的科研人员更关心:无意识和经验,无精力,风险大。 (5)调查结果的客观因素统一汇总:资金短缺,市场脱节,技术欠成熟。 2、而这些人最关注的问题也进行了统计: (1)产业化是什么? (2)学术研究与产业化研发有什么不同? (3)产业化研发(创新)的逻辑是什么? (4)怎样培养产业化研发思想? 3、其实工业产业化就是在市场经济条件下,以行业需求为导向,以实现效益为目标,实现系列化的商品的一种组织形式或者经营过程。 从定义来看工业产业化就有三要素:以市场为驱动(VOM),以客户为中心(VOC),以应用为基础(BPA),而要想实现工业产业化就要做好4个方面:资金流、项目流、技术流和人才流,这个是经营管理和研发管理的范畴,这里不做更多的赘述。 二、学院研究和产业化研发(量产研发)有什么不同? 关于学院研究和产业化研发(量产研发)有什么不同,这个其实不难理解,但又很难理解的很深刻。其实我们更加关注一些本质的内容就能够想明白。颜水成先生在《视觉智能:从攻坚到闭环》阐述的学院研究和产业化研发的不同是非常有意思的,一方面是很形象的说明了之间的差异,另一方面也风趣的说明了之间的关联,其实我们在寻找事物不同的同时,一定要要首先关注一下它们相同的部分,因为相同部分往往蕴含着一些比较容易发现的本质的内容,而不是先急于求成的先寻找不同点,这既是一种方法,更是一种态度。 而不同点简单的可以阐述为,学校研究的成果:产品可以一次性出来;产品可以百里挑一;可以不考虑工艺和设备工业化的实现;可以不考虑高昂的成本和安环情况……。但产业化研发的成果:产品必须连续稳定生产,产品良率要合理,工艺参数和设备可工业实现,成本要符合市场规律,安全环保实现可控…… 但如果系统的去总结:可以从研究重点、基本动力、目的、特征、价值判断、进度控制和回报等多个方面详细的进行分析,会发现每个方面的不同点都是非常明显的。 有的企业对于以上的相同与不同理解比较透彻,他们就会在工作流程、工作过程、研发类型(产品)、设计类型(商品)……等不同的阶段做好组织设计,高效率、高效果的产业化的过程。而且更细致的做法是在企业的工作流程、工作过程、研发类型(产品)、设计类型(商品)的不同阶段进行有效的分工:企业做什么?学校院所做什么?社会做什么?让各自多赢的基础上实现企业最终利益的最大化。 三、什么是量产研发和技术放大? 1、量产研发分为3个部分:技术放大、精益量产和系统支持。 (1)量产研发都要依据输入进行,那么最基本的输入就是工业产业化就有三要素:以市场为驱动(VOM),以客户为中心(VOC),以应用为基础(BPA),还要有产品性能的需求,可以通过物化指标、功能指标和应用指标进行分类,对于需求会更加明晰。 (2)技术放大是基础,但更是量产研发的本质和根本。技术放大主要解决可行性的问题,所以对于工艺、设备、检测、测试、表征、应用……进行放大研究,另外还要考虑原料和环境的影响因素,在以上基础技术研究的同时形成通用技术:模型、数据库、机理、规律……。最后你会发现不同的工艺和设备放大原理都不同,例如洗涤工艺和设备最简单,是几何相似放大;合成工艺和设备是动力相似放大;砂磨工艺和设备是能量相似放大;煅烧工艺和设备是流体相似放大;干燥工艺和设备是环境相似放大…… ![]() (3)精益量产是实现,但更是客户需求的体现和验证。精益量产主要解决标准化的问题,所以对于过程、控制、质量、改善……进行放大研究,在以上基础上进行工艺窗口的研发、设备老化的研发、原料波动的研发、测试波动的研发、操作变化的研发、环境变化的研发……。最终形成标准化进行执行,但大部分对于量产研发不熟悉的企业一直把技术放大和精益量产部分进行混淆,不知道如何分工,其实技术放大和精益量产也是分工不分家,因为他们的很多研发原理是相通的,很多数据信息要共享的,很多实验设计是一样的,如何做好关联和分工是每个企业战略规划和组织结构要去仔细考虑的问题。其实很多实验的方法和设计都是质量和统计大师提出来的,而实验设计的发展又让质量管理技术迅速提升,到了一定的阶段任何研发和质量都是相通的,都是数学原理和哲学原理。 ![]() (4)系统支持虽然是补短板,但也是加速器和催化剂。系统支持主要是补短板的,严重点说就是补空白的,所以这些方面往往都是支持内容:知识产权、标准、理论、理念、情报、方法论、研究方法、实验设计、其他支持……。最终对于全面输出进行支持。例如知识产权的分析,可以了解行业状况、技术现状、竞争情况,可以形成行业专利分析的技术路线图,并最终形成专利地图进行支持;理论和理念可以更好为技术放大与精益量产进行支撑,使得方向性和准备性大大提升;情报分析也最终通过数据、信息与知识结合变成才能和逻辑对技术放大与精益量产进行服务;方法论是在技术放大与精益量产过程中形成的,最终还要指导量产研发;研究方法和实验设计就是一种通用工具,而工具是加速器和催化剂的典型代表,会让我们形成思维的习惯和行动的素养,在潜移默化和不知不觉中进行最大的支持……。 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() (5)输入就是为了输出,而技术放大、精益量产、系统支持都是过程,打造过程能力不断的实现有效的输出是非常关键的,而输出一般就会沉淀成为:核心技术、工艺包和核心产品。对于短期、中期、长期都会产生非常大的影响,过程能力越强,这种输出也会越强,对现在、长期和未来影响也会越大,而这种影响要大于企业自己的发展需求才会更有价值,而从另外一个角度也会拉动企业需求的快速提升,但很多企业的经营者往往只看到了结果,而忽略了过程促进和拉动作用。 (6)从输入到输出的过程,会有很多的管理,会有很多的关联,也会产生很多的矛盾,这些都很正常,如果进行就会有这些,只有不动才什么问题都没有的,所以发展的过程中我们要正视这些问题并逐步完善。改善永无止境,最佳团队致胜,这是管理支持的原则,用好了企业的价值才会源源不断的体现,人员活力梯度才会不断提升。 2、如何我们把量产研发和技术放大建立逻辑会分为4个部分:放大阶段和基础,放大思想和原则,放大原理和准则,放大方法和实施。按照作用和产生的价值进行划分是:10%、30%、40%、20%。 ![]() (1)放大阶段和基础(10%),首先要明确放大的阶段,这方面每个公司的定义和标准不同,一般采用Tassey模型结合日本定义的会比较合理: A、预先研发(0.1-1):纯理论、应用基础、可行性或开发基础研究 。内容:(a)确定原料路线;(b)探索反应的可行性;(c)观察现象;(d)获得感性认识;(e)获得样品。 B、小试研发(1-2)A:小型工业模拟试验(初步技术经济评价后)。内容:(a)验证开发方案的可行性、完整性;(b)测定收集物化数据;(c)产品分析方法;(d)整理最佳方案,完成概念设计。 C、小试研发(1-2)B:模型试验(对工业生产中的某些重要过程作放大的工业模拟试验,重要过程一般指对应用产生成败的过程要素,例如催化剂活性),一般比实验室研究规模大并具有工业设备的仿真性质。内容:(a)考察化工过程运行的最佳条件;(b)考察设备内传热、传质、物料流动与混合等工程因素对于化工过程的影响;(c)观察设备放大后出现的放大效应;(d)寻找产放大效应的原因,测定放大所需的有关数据或判据等等;(e)从总体看,模型试验考查的重点是工艺和工程问题。 D、中试产业化(2-3):中试是”中间工厂试验”的简称,它是在小试或模试之后并行的半工业化规模的模拟试验。中试结果可作为基础设计的依据。(日本很多可以放大到自动化或者连续生产前都可以叫中试产业化)。内容:(a)检验小试确定的工艺方案和工艺条件;(b)考察工艺系统连续运转的可靠性;(c)考察设备放大后所产生的放大效应的程度,分析产生的原因,寻找消除的办法;(d)确定检测方法;(e)考察物料对设备材质等情况的影响;(f)提供一定量的产品供应用试验;(g)考察“三废’”的生成量、危害程度和治理方法;(h)为估算投资和成本,以及建立生产工作岗位的操作规程提供资料。 ![]() (2)放大阶段和基础(10%),还要了解放大基础的问题,例如物化指标、功能指标和应用指标怎么来划分。对于已知物化指标、功能指标、应用指标之间有哪些关联,物化指标对功能指标、和应用指标影响程度有多大?是否有矩阵对照表?是否已经建立了模型?以上这些都要使用应用关联法的逻辑进行相关的建立。 ![]() ![]() (3)放大思想和原则(30%),首先解决放大思想的4个逻辑: A、以市场为驱动:以符合客观规律和发展趋势的市场应用方向、产品性能方向、设备工艺方向、应用评价方向等进行量产研发和技术放大的做法。 B、工业化思想:从预先研发开始就要有技术放大的思考和意识,例如放大的原则、放大的方法、放大的准则等,并有意识建立之间的关联、矩阵、模型等,甚至在研发的工艺、设备以及放大后产品的要求上都要所有考虑。 C、成本意识:从预先研发开始就进行成本方面的计算,量产研发和技术放大等要把成本计算作为考核依据并量产可行性评估因素。 D、为客户快速提供深化其竞争的解决方案:要从产品应用的角度去了解客户的工艺,并思考我们如何进行产品设计能够让客户基本性能不减少的前提下工艺窗口更宽,成本更低,性能更稳定,或者在其他条件基本不变的情况下,性能符合客户推广和应用其产品的竞争力。 ![]() (4)放大思想和原则(30%),还要解决放大原则的问题: A、工艺:放大过程中工艺是否发生变化和调整,工艺参数范围和中值是否需要进一步变化? B、设备:放大过程中同样设备功能的设备原理和类型是否发生变化和调整,设备参数精度和稳定性是否需要进一步变化? C、产品:放大过程中产品指标范围以及批次间稳定性是否发生变化和调整? D、操作:放大过程中操作方式和自动化程度是否发生变化和调整? E、对标:放大过程中对标样品或者对标后提出指标是否发生变化和调整? F、成本:放大过程中原料、设备、制造等成本变化的情况是否进行调整? G、评价:放大过程中评价的方法和控制指标是否发生变化和调整? ![]() (5) 放大原理和准则(40%), 首先解决放大原理的问题:你会发现不同的工艺和设备放大原理都不同,例如洗涤工艺和设备最简单,是几何相似放大;合成工艺和设备是动力相似放大;砂磨工艺和设备是能量相似放大;煅烧工艺和设备是流体相似放大;干燥工艺和设备是环境相似放大……,如果我们以合成工艺放大为例: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() A、首先需要了解合成设备的组成部分:设备由主要由釜体部分、搅拌装置、轴封、传热装置和传动装置五大部分组成。(a)釜体部分包括筒体,上、下封头以及各种接管口等。(b)筒体的直径和高度决定釜容积的大小,应根据工艺要求确定其长径比。(c)强度、稳定性计算按前述方法进行。(d)搅拌装置是为了使各种物料混合均匀,常用搅拌器如桨式、涡轮式、推进式等各有不同的尺寸和范围,可根据被搅拌物料的粘度、搅拌器转速等选择。(e)搅拌器通常用可拆连接固定在搅拌轴上。(f)传热装置的作用是控制反应过程中的热量传递。常用外置式夹套或内置式蛇管。(g)加热介质常选用蒸汽,有时用有机载热体,冷却介质通常用冷却水或盐水。(h)传热面积要满足工艺所需传热量的要求。(i)传动装置一般由电机、减速器、联轴器等组成。(j)搅拌轴用联轴器与减速器相联,传递来自电机的动力。为保证反应釜筒体空间的密封,在搅拌轴穿过封头处要有密封装置即轴封。(k)电机、减速器重量不大时可利用机架支承在封头上。 ![]() B、反应器(合成釜)放大: 就是在中试或模拟反应器(合成釜)研究的基础上运用化学工程原理(热力学和动力学)进行工业级反应器(合成釜)设计的技术。其要求是工业反应器(合成釜)中重现中试或模拟反应器的重要过程结果。在放大过程中也可以对中试或模拟反应器中的配方和工艺作一定程度修改。影响过程结果的主要因素有温度、浓度、反应时间、和剪切率四个变量。对于低分子反应,浓度和反应时间之间有一定的函数关系, 所以二者之间有一个独立变量。对于高分子或者复杂反应来说, 反应时间直接影响聚合物的分子量, 浓度和反应时间都可能成为独立变量。 注意:许多情况并不要求工业级反应器重现中试或模拟反应器的所有过程结果, 也有些反应并不对上述四个变量都很敏感, 这就使得放大工作得以简化。所以在放大之前明确哪些是必须重现的过程结果, 相应地建立定量的检验手段, 并通过一定规模的模拟, 弄清影响主要过程结果的主要变量是使放大工作顺利进行的基础。 ![]() C、几何相似:如果一个体系中的尺寸比与另一个体系中的相应尺寸比相等时, 这两个体系就被称为几何相似。因此, 两个形状相同而几何尺寸不同的设备间存在几何相似性。如果两个体系不仅几何相似, 而且每个体系相应点间的速度比也一样时, 则这两个不同几何大小的体系间存在运动学上的相似。如果两个体系除了几何相似和运动学相似外, 每个体系相应点间力的比值也相等, 则这两个体系间存在动态学上的相似。事实上, 如前所述, 极少可能实现放大所要求的各种各样的全部或大部相似, 尤其难以满足与传热及化学反应无因次数群(准则)有关的相似要求。完全几何相似的可能性: (a) 如果试图满足反应器的全部限制,则发现只有当两个装置的所有尺寸都相同时才可能实现, 结果显然无放大可言。(b) 实际上不可能得到完全的几何相似, 若有相同的长径比, 则不能有相同的表面积与体积比, 由于该比例的确定对传热很重要, 因此,两种不同尺寸的完全几何相似是不可能的。所以几何相似也是要确定准则的体积相似。反应器的放大若按最简单的几何相似放大原则, 放大结果使得放大后换热面积远远满足不了工艺要求, 常用的传热方式有: 夹套传热、反应器内传热和反应器外传热。夹套传热结构简单,但放大后换热面积的增加不能满足工艺要求, 常与其他换热方式配合使用, 而且在处理高粘度物料时传热系数不高。反应器内装冷却管传热, 易导致结垢, 清除困难。反应器外传热是反应气相物料或液相物料移到反应器外进行热交换, 虽可提高传热效率, 但结构复杂, 增加辅助设备较多, 有时会影响反应的正常进行。故就传热因素考虑, 几何相似放大并不可取。反应器放大对化学反应与传质的影响是个复杂的过程。就其实质则主要集中在对化学反应速率、速度分布、转化率、选择性及物料的扩散等几方面。 ![]() D、几何相似放大准则:几何相似放大法其实只回答一个问题:在直径为D1的中试釜中,当转速为N1时能获满意结果;则在直径为D2的工业釜中,转速N2为多少时能重复中试釜的结果?几何相似法可归结为:(N2/N1)~(D2/D1)-b ,故求取b值是几何相似放大的核心。所以以搅拌目的不同时的几何相似可作为放大准则。 ![]() E、几何相似≠动力相似。反应器选型与设计强烈依赖经验和实验,对其的优劣很难用理论预测。逐级放大来以达到搅拌设备被要求的传质、传热和混合,周期长、耗费大。所以几何相似放大的缺陷:几何相似条件下若Re(雷诺准数)和Fr(弗劳德准数)都相等,则动力相似。然而,Re = d2 N r / h ,Fr = d N2/g,除非(h/r)2/(h/r)1=(D2/D1)3/2,否则不可能Re和Fr同时相等。但实际是我们要保持相等:单位体积传热面积的下降,反应器内热传导距离增加;单位体积传质界面的减少,传质路径增加;仅单一特征混合参数的相同。(a)相似关联:反应器依据体积相似和动力相似的不同,可以进行非常多的相似的放大原理和准则的确定,而这个要与反应机理紧密结合,如果拿水热法来进行说明,水热法的机理也是很多,但一般无机材料以溶解结晶为主,那么温变点和压变点的影响就非常重要,而我们也就要依据反应机理进行准则的确定,所以水热法的准则很多在颗粒反应的表面速度上或者在结晶析出的表面能上,而这样的热量传质因为工业化会有2-7度的影响,那如何调整传质在2度以内就成为了关键。(b)当选用的前驱体是在常温常压下不可溶的固体粉末、凝胶或沉淀时,在水热条件下,所谓“溶解”是指水热反应初期,前驱物微粒之间的团聚和联接遭到破坏,从而使微粒自身在水热介质中溶解,以离子或离子团的形式进入溶液,进而成核、结晶而形成晶粒;“结晶”是指当水热介质中溶质的浓度高于晶粒的成核所需要的过饱和度时,体系内发生晶粒的成核和生长,随着结晶过程的进行,介质中用于结晶的物料浓度又变得低于前驱物的溶解度,这使得前驱物的溶解继续进行。如此反复,只要反应时间足够长,前驱物将完全溶解,生成相应的晶粒。 ![]() ![]() ![]() ![]() F、几何相似放大举例(容积放大):取不同的放大准则可使过程能耗相差很大,必须予以重视。保持Qd/V 恒定(即翻转次数恒定)的放大法是最耗能的放大法。而保持Re恒定,一般不能重现过程结果。实用的放大法是保持Pv恒定或Nd恒定,或取二者之间。 ![]() G、几何相似放大举例(反应器传热能力):一般情况下, 提高搅拌转数可提高流体对传热面的传热系数, 使反应器传热能力增加, 但增幅有限, 尤其对高粘度流体, 转数增加, 搅拌功耗激增, 体系的热负荷相应增加,故靠提高转数以强化传热一定程度上受到限制。 ![]() H、动态相似:以一定必要的过程结果所对应的参数以及变量进行确定,可据此参数和变量确定需要何种相似和准则(几何相似),而以上所有新确定的准则以及以新的相似都会归为一大类叫做非几何相似或者动态相似。 (6) 放大原理和准则(40%), 还要解决放大准则的问题: A、放大准则:放大过程中需保持恒等的量叫准则,或者重现的过程结果所对应的参数以及变量就是我们设计需要明确的准则,所以寻找出重现的过程结果以及这些结果的主要变量是非常关键的。根据中试或模拟反应器操作的结果, 将其放大到工业化生产是一项复杂的任务, 要根据具体对象来选定放大准则, 掌握何者是控制的步骤后, 才可据此确定需要何种相似, 以满足这一要求。对于其他要求便可放松。 B、放大准则选择:分为两类:(a)选择小、大反应器之间某些参数保持一致, 如搅拌Re、传热系数、混合时间等。选择某一依据, 也就表明所侧重的方面。而这些参数对应的主要过程结果相同。(b)选择过程结果中必须保持原理的工艺因素进行推导,例如反应能量(温度和时间的函数)、传质能量(剪切率和物料本质性质的函数)。 ![]() (7)放大方法和实施(20%),首先要明确放大方法的问题: A、理论放大法:(a)原理: 建立及求解反应系统的动量、质量和能量平衡方程。对于复杂反应器的理论放大,主要的问题是无法了解反应系统中的动量衡算方程,所以理论放大法只能用于简单的系统。例如固定化生物反应器。(b)放大的基本理论基础:相似理论。相似理论的基本点:两个反应系统可用统一微分方程描述,在其中一系统中同步存在动量、热量及质量传递和许多生化反应。例如流体相似、动力相似、环境相似…… B、半理论放大法:对理论放大法中的动量、质量和能量平衡方程进行简化,只考虑最主要的20%的因素或者影响成败的因素进行放大。原理和放大基础与理论放大没有本质的区别。 C、因次分析法:在放大过程中,维持系统参数构成的无因次群(准数)恒定不变。(a)原理:把反应系统的动量、质量、热量恒算以及有关的边界条件、初始条件以无因次的形式写出,用于放大过程这就是因次分析放大法。(b)例如:雷诺准数相等:Rem=Rep (ρNDi2/μ)m= (ρNDi2/μ)p ;弗劳德准数相等:Frm=Frp (N2Di/g)m =(N2Di/g)p;对于全挡板条件,传递特性与Fr准数基本无关。只要Re相等。但是,混合时间与P/V有关, 若按Rem=Rep放大,则大型反应器的P/v很低,但是混合时间就太大了。所以,大型反应器放大时,往往以(P/V)m=(P/V)p准则放大,但必须满足Re>104 。例如几何参数D、H、dp,物理化学参数ρμσ,过程变量N、P0 、VL,常数g、R。 D、经验放大法:通过以往数据或者信息等,对于应用的影响比例可以通过经验表征出来,而通过这些经验放大比例进行放大的方法。有时与半理论放大有关联的地方。 ![]() E、逐级放大法:(a)原理:逐级经验放大法是从实验室规模的小试开始,经逐级放大到一定规模试验的研究,最后将模型研究结果放大到生产装置的规模。(b)实施:这种放大方法,每放大一级都必须建立相应的模型装置,详细观察记录模型试验中发生的各种现象及数据,通过技术分析得出放大结果。而每一级放大设计的依据主要是前一级试验所取得的研究结果和数据。逐级经验放大法是经验性质的放大,因此放大倍数一般在50倍以内,而且每一级放大后还必须对前一级的参数进行修正。缺点:经验放大的开发周期长,人力、物力消耗较大。(c)步骤:①设备选型:设备选型一般都在小试中进行。采用不同形式和结构的反应器,在实验室对所开发的反应过程进行研究。试验时主要考察设备的结构和形式对反应的转化率和选择性的影响。因此又称为“结构变量试验”。②优化工艺条件:在设备选型试验后,就在选定的小试试验设备中进行优化工艺条件试验。试验时主要考察各种工艺条件对反应的转化率和选择性的影响,并从中筛选出最佳工艺条件。以改变工艺操作条件,观察指标的变化,故又称之为“操作变量试验”。③反应器放大:逐级试验放大法的反应器放大研究是采用模型装置的方式进行逐级放大的。每放大一级都必须重复前一级试验确定的条件,考察放大效应,并取得设备放大的有关数据和判据。重点考察反应器的几何尺寸对反应转化率和选择性的影响。故又称之为“几何变量试验”。 ![]() 通过以上三种独立的变量试验,基本上可以取得化工过程开发所需要的设备形式、最佳工艺条件,以及放大的判据和数据,为建立生产装置提供可靠的数据。 四、量产研发和技术放大是技术本质的一部分 其实量产研发和技术放大是个系统工程,这个过程本身可以说是一门学科,也可以说是一套理论,更可以说是一项宝库,我也一直在进行这方面的研究,也时常发现不知道知识会越来越多,但无论如何,我们只有不断的去钻研,才有可能窥探到一点点门径,这项研究永远没有止境,就像我经常讲的生命不止,激情不止,研发不止!另外关于这项研发过程中我也推倒了一些理念,供大家参考: 1、科学的交叉点就是技术的迸发点 当我研究水热工艺时,我在仔细解读水热结晶学时,看到那些公式像袅袅硝烟不停的升起,我一直不明白也不理解科学知识和技术实现到底区别在哪里?当我发觉所有的公式指向两个支点:一个是颗粒溶解的点,一个是结晶析出的点,那这两个科学知识支点与技术是什么关系?就定义了这两个技术点:压变点和温变点,而让所有的设备工艺参数与这两个技术点进行关联,发觉不仅全部能够关联,而且还可以依据这两个点的相互变化而整体的调整参数,那再做试验的过程中,又调皮的调整参数、原料等把这两个支点进行拉近,拉远,重合、反向……,神奇的事情发生了,颗粒大小、形貌、状态均发生了变化,有的中空,有的片状,有的针状……,也因此产生了非常多看似“错误的数据”让我建立起了一个模型,依据压变点和温变点就可以计算,可以调整。后来我得出了一个结论科学指向的点就是技术迸发的点,那么我们找到科学指向的点并依据技术进行实践化,那很多问题就会简单化。后来在研究砂磨机时,同样发觉所有的科学知识都是作用在颗粒的表面时,所以就按照颗粒表面的科学支点进行技术分解,就有了瞬间破碎力,综合粉碎能和分散矢量3个技术点,依据这几个技术点,所有砂磨机参数都与这几个技术点想关联,设计就变得十分的简单了,喷雾干燥机技术点在料液分配盘上技术点,煅烧炉截面的传热上的技术点……,之前很多复杂的东西都变得十分简单,有效,实用,那些繁冗的公式实际上都变成了你所要应用的附属品,而设备不容易通过人直接想象的原理也变得生动起来。所以科学与技术的交叉点并不简单是一种连接,而是原理和实践的一种交汇。所以技术和科学之间的关系就变得既复杂又简单,没有找到交汇点前很复杂,找到交汇点后很简单,后来我又依据这个技术点推理出任何材料的研发都有1~2条主线,就是无数个技术点的连线,而这个主线就是本质分割线,使得在尊重科学规律的前提下,减少了不必要的研发,提升了研发效率。 依据这个科学和技术的关系,当我把各种科技进步史、人类发展史、多种材料的发展史进行关联分析时,你就会发现有非常多的交汇点,而单看这些交汇点没有什么规律,但却发现这些交汇点实际上是一段时间和面积,但这段时间有在高点,有在低点,而把这些交汇点和面积进行按照时间范围,按照材料类型,按照变化的程度进行关联分析时,奇迹就发生了,就会得到很有意思的规律,我把这个规律叫做材料摩尔定律,大自然的规律永远都在那里,等待的是你的发现,而这个规律会得出结论:各个材料各领风骚数十年,而高潮和低潮就是你要行动的节拍……,而科学与技术的交汇点成为行业甚至科技迸发的“万佛朝宗”!这个交汇点让我意识到有更多的规律可以去寻找,我又在开始研究各个生产工艺,各个设备……的摩尔定律,其乐无穷,大自然的规律真的令人向往,不知不觉中你不仅融入到技术的世界中,而是在这个世界中去与自然最亲密的接触,眼里有光,因为你看得到光,眼里有泪,因为你看得到感动……。所以后来我又对技术和科学的关系进行了新的补充(新关系): (1)技术和科学有时是共同体,科学单独作用有时会发生,但更多的是技术单独作用或者技术和科学共同作用,而此时产生的能力和逻辑更加能够获得肯定、认可和实践应用。 (2)技术和科学互为副产品,而更多的时候科学是技术的副产品,因为技术驱动力往往大于科学驱动力,只是人们有时更重视科学成果而已,因为技术成果有时作用不能让人有敏感性。 (3)技术和科学的发展都有其固有的路径,不论多久以及多长都能够通过路径了解到技术本质和科技起点,而他们相互作用的支点和交叉点,也会在路径中有效的体现出来。 所以科学与技术的交叉点并不简单是一种连接,而是原理和实践的一种交汇。所以技术和科学之间的关系就变得既复杂又简单,没有找到交汇点前很复杂,找到交汇点后很简单,后来我又依据这个技术点推理出任何材料的研发都有1~2条主线,就是无数个技术点的连线,而这个主线就是本质分割线,使得在尊重科学规律的前提下,减少了不必要的研发,提升了研发效率。 (4)科学只有作用力,而技术有作用力和反作用力,所以科学只有通过技术实现才会产生意义,而技术也会影响科学发展,直到新的科学知识的产生。 (5)技术之间可以相互作用,并且能够实现自我进化,进化过程中会带动、引导和超出人类的需求。 (6)科学和技术始终都有交汇点,而科学指向的点就是技术迸发的点。 ![]() 2、工业文化是工业进步最根本的思想源泉,对推动工业由大变强具有基础性、长期性、关键性的影响。 (1)改革开放以来,我国工业发展迅速,但工业文化的研究和实践一直滞后于经济文化的发展,存在认识不够、力度不大、效果不突出等问题,与工业发达强国相比,与我国建设社会主义工业强国和文化强国的目标要求相比,还存在一定差距。 (2)1955年日本就有“人间国宝” 的评定,现在已经有114人, “国宝”的称呼远比“重要文化财产”易懂且更贴切,更能反映并提高“身怀绝技者”的社会地位,甚至不仅仅是“技艺”得到承认,更多的是可以感到其本身具有的高尚人格。被认定的“重要无形文化财产”,必定是值得传承的“艺之精华”,因此,即使身怀绝技,取得了很高社会地位的人,如果不收弟子,艺不外传,最终也不会成为“人间国宝”。 (3)1967年设立的“现代名工”,现在已经有149人,在“日本奇迹”的主要创造者——420余万家中小企业中,有超过3万家百年以上的老铺企业,而它们的主要支撑是几十万名职人。 (4)1960年的《鞍钢宪法》,四十多年过去了,《鞍》经历了“墙里开花墙外香”的过程,先是日本,随后是欧洲和美国,许多工业管理学家渐渐认识到了它的价值。 日本人对中国的《鞍》大胆地加以吸收。《鞍》 核心内容是“干部参加劳动,工人参加管理;改革不合理的规章制度;管理者和工人在生产实践和技术革命中相结合。”《鞍》后来被美国麻省理工学院一个叫罗伯特·托马斯的管理学教授评价说:这是“全面质量管理”和“团队合作”理论的精髓。日本人主要吸收了《鞍》中的“两参一改三结合”的管理思想,如20世纪70年代日本的丰田管理方式,日本的全面质量管理和团队精神实际上就是《鞍》所倡导充分发挥劳动者个人主观能动性、创造性的《鞍》精神。日本倡导敬业、进取、追求极致等工业精神。 (5)冈野工业——“无痛注射针头”公司总裁冈野雅行被视为是世界级名匠并被人称为“金属加工魔术师 ”。Hard Lock工业—— “防松螺母”日本最大的铁路公司的全面使用,而国外企业要使用这小小的螺母只能进口只有45名员工的Hard Lock的螺母。小林研业——“iPod镜面加工”并使“iPod”背板的镜面要求最终与真正的镜子一样达到1000号级别。 ![]() 工业文化是一直在推动着工业进步,而很多企业都不注重工业文化,所以很难出首席科学家和首席技师,这些以匠人精神为基础的工业文化是制造业的关键,这个不能跨越,是需要花时间和资源进行一点点积累,而这些积累也是我们制造业要向日本好好学习的地方。 五、总结 其实量产研发和技术放大也都是技术创新重要组成部分,要创造一种创新逻辑让更多的人参与其中才能把量产研发和技术放大做好,其实创新逻辑真正的竞争不是在与他人竞争,事业部竞争、分公司竞争、竞争对手竞争、客户竞争,而是要与行业进步竞争,与未来发展竞争、与自然进化竞争、与技术迭代竞争、与自己格局提升竞争……,这样的机制和体系才是最好的系统,但想做到这一点又是非常非常难的,人性的弱点和社会的不公始终存在,我们都要时时面对的,所以我们要记住一些法则、定律和效应: 1、墨菲定律 : 越害怕的事情越会发生。 2、吉德林法则 : 把问题清楚的写下了就已经解决了一半。 3、基尔伯特定律 : 工作中的最大问题就是没人跟你说该如何去做。 4、福克兰定律 : 没必要做出决定时就不要做出决定。 5、莫斯科定理: 你得到的第一个回答不一定是最好的回答。 6、罗伯特法则:人生可以没有很多东西,却唯独不能没有希望。没有人因倒下而失败,除非他们一直倒下或消极。 7、蓝斯登法则:相比低谷与磨难,更应警惕的是前行路上的巅峰与顺境。 8、南风效应:在处理问题时,一定要注意方式方法。 9、绿灯效应:持一种开放的态度面对和接纳所遇到的人和事。 10、飞轮效应:坚持和努力的力量始终存在。 技术的本质是一种信仰,它与产品、教育、科学、市场和生命都有非常多的关联和交叉点,之间也是相关作用,相互促进,甚至相互进化,技术既能带来新的生命体,而本身也是生命体,未来技术一定会在合适的时间和空间人类化,那将是另外一种世界的存在,而我们所有的创新人员要明白以上他们之间的关系,并运用好他们之间的交汇点,更多的创造对于这个社会有价值的东西,而我们需要从自身做起,需要有战略思维,一切都是做好的安排,一切都是最好的年代! |
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