創(chuàng)新方法在獸醫(yī)技術(shù)方面的應(yīng)用

張琳，丁志勇，武軍，丁雅苓（山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所/山東省畜禽疫病防治與繁育重點實驗室，濟(jì)南5000；秦皇島高通生物科技有限公司，河北秦皇島066600；山東省農(nóng)村科技促進(jìn)中心，濟(jì)南500；齊魯動物保健品有限公司，濟(jì)南5000）

創(chuàng)新方法在獸醫(yī)技術(shù)方面的應(yīng)用

張琳1，丁志勇2，武軍3，丁雅苓4
（1山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所/山東省畜禽疫病防治與繁育重點實驗室，濟(jì)南250100；2秦皇島高通生物科技有限公司，河北秦皇島066600；3山東省農(nóng)村科技促進(jìn)中心，濟(jì)南250101；
4齊魯動物保健品有限公司，濟(jì)南250100）

摘要：創(chuàng)新方法是技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新的一種重要方法，已在農(nóng)機(jī)裝備、農(nóng)產(chǎn)品加工等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域成功的進(jìn)行了應(yīng)用。為了探索創(chuàng)新方法能否應(yīng)用于獸醫(yī)研究領(lǐng)域，能否為解決技術(shù)難題提供創(chuàng)新資源，本研究以TRIZ為例進(jìn)行了創(chuàng)新方法在獸醫(yī)技術(shù)方面的初步應(yīng)用。結(jié)果表明：創(chuàng)新方法能夠為獸醫(yī)技術(shù)問題的解決提供全新的思路和方案，方案符合技術(shù)發(fā)展路徑，具有良好的應(yīng)用前景，方案同時能夠指出技術(shù)再創(chuàng)新的關(guān)鍵，為技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步奠定了堅實基礎(chǔ)?？梢灶A(yù)見，創(chuàng)新方法與獸醫(yī)領(lǐng)域的全面融合能夠提高獸醫(yī)行業(yè)的自主創(chuàng)新能力，推動技術(shù)和產(chǎn)品的創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新方法；TRIZ理論；獸醫(yī)；技術(shù)；結(jié)合

0　引言

近年來，中國獸醫(yī)領(lǐng)域技術(shù)得到了極大發(fā)展，特別是在現(xiàn)代免疫學(xué)、分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的帶動下，水平不斷提升，并且取得了眾多成果[1-2]。隨著社會的不斷進(jìn)步和人民生活水平的提高，人們對動物的健康飼養(yǎng)、畜產(chǎn)品及動物源性食品的安全更加注重，所以對獸醫(yī)領(lǐng)域的技術(shù)研究也提出了更高的要求。

目前，國內(nèi)的部分獸醫(yī)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。獸醫(yī)技術(shù)的發(fā)展逐步呈現(xiàn)深度化、精細(xì)化、信息化、自動化的特點，直接帶動了技術(shù)的革新、新產(chǎn)品研發(fā)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提高、環(huán)境污染的減少等。雖然整個獸醫(yī)行業(yè)正在向可持續(xù)、高效的良好方向發(fā)展，但目前依然存在很多問題，尤其是技術(shù)的原始創(chuàng)新匱乏[3]，使整個行業(yè)的進(jìn)步顯得動力不足。如何解決獸醫(yī)技術(shù)創(chuàng)新的問題，實現(xiàn)行業(yè)的高速可持續(xù)發(fā)展，滿足人民日益增長的需求，是迫切需要解決的問題。

創(chuàng)新方法是人們在創(chuàng)造發(fā)明科學(xué)研究或創(chuàng)造性解決問題的實踐研究中采用的有效方法和程序的總稱[4]，常用的創(chuàng)新方法有TRIZ、六西格瑪、技術(shù)路線圖等。中國在2008年頒布了《關(guān)于加強(qiáng)創(chuàng)新方法工作的若干意見》，實施以來，創(chuàng)新方法已成為提升科技、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展軟實力和巧實力的重要支撐手段[5-6]。但由于中國農(nóng)業(yè)科技的自身特點，創(chuàng)新方法在此領(lǐng)域的開展起步較晚，目前進(jìn)行的探索性研究不多，主要集中在農(nóng)產(chǎn)品加工和農(nóng)業(yè)機(jī)械等幾個領(lǐng)域的應(yīng)用，但已表現(xiàn)出良好的效果——重點體現(xiàn)在技術(shù)難題的解決、創(chuàng)新產(chǎn)出的增加、研發(fā)效率的提高、研究思路的拓展等方面[7-8]，如中國農(nóng)機(jī)院通過引進(jìn)和推廣創(chuàng)新方法，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期、增加了專利申報數(shù)量，拉動業(yè)務(wù)實現(xiàn)了20%以上的增長；山東農(nóng)科院通過引進(jìn)創(chuàng)新方法攻克了糧油冷榨工藝出油率低的難題，既保持了熱榨工藝中的高出油率，又保留了蛋白成分的營養(yǎng)價值[4,9]。這些應(yīng)用結(jié)果表明TRIZ能夠很好的為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域服務(wù)。但經(jīng)驗?zāi)芊襁m用于獸醫(yī)研究領(lǐng)域，創(chuàng)新方法又能提供哪些支撐，相關(guān)研究還未見報道。筆者以TRIZ為例在獸醫(yī)技術(shù)方面進(jìn)行了創(chuàng)新方法與之融合的首次嘗試，旨在為獸醫(yī)技術(shù)難題的解決提供新的思路和方法，為獸醫(yī)研究領(lǐng)域的發(fā)展提供智力支持。

1　問題提出與TRIZ模型分析

TRIZ理論在解決問題時有自己的流程，技術(shù)系統(tǒng)、資源、矛盾是最重要的組成部分[10]。TRIZ對于問題的解決是從系統(tǒng)的確定開始的，系統(tǒng)根據(jù)問題自主確定，但范圍的確定對于問題的分析和解決至關(guān)重要。筆者以獸醫(yī)病毒學(xué)研究中經(jīng)常出現(xiàn)的病毒滴度過低而影響后續(xù)研究的問題為研究對象進(jìn)行了TRIZ分析，選擇病毒液為技術(shù)系統(tǒng)，然后組建組件模型、確定功能關(guān)系。技術(shù)系統(tǒng)中病毒、培養(yǎng)液、血清、細(xì)胞培養(yǎng)瓶（板）為子系統(tǒng)，人、環(huán)境、物理作用為超系統(tǒng)。各子系統(tǒng)和超系統(tǒng)之間相互作用形成完整的技術(shù)系統(tǒng)：培養(yǎng)液、血清促進(jìn)病毒增殖，細(xì)胞培養(yǎng)瓶（板）給細(xì)胞支撐，人、無菌環(huán)境、溫度等影響病毒和細(xì)胞的生長，物理作用決定病毒滴度的高低。

問題定義和系統(tǒng)分析后進(jìn)行三軸分析。三軸分析是從因果軸、操作軸和資源軸出發(fā)，分析當(dāng)前技術(shù)問題的根本原因和解題資源，以達(dá)到以最低成本解決問題的目的。影響病毒滴度的原因很多，如宿主細(xì)胞、培養(yǎng)條件等，但在目前研究條件下，通過更新宿主細(xì)胞、摸索優(yōu)化培養(yǎng)條件不是TRIZ所提倡的解決問題之道。而對現(xiàn)有病毒液進(jìn)行濃縮是較為簡便和高效的解決方式，現(xiàn)行的物理化學(xué)方法主要有吸附、沉淀、離心和蒸發(fā)，分子生物學(xué)方法主要有差減抑制雜交等。相比之下，物理化學(xué)方法更適合病毒粒子的濃縮，但容易影響病毒活性。

找出問題存在的矛盾是運用TRIZ理論進(jìn)行發(fā)明、創(chuàng)新的關(guān)鍵，確定技術(shù)矛盾或物理矛盾后再運用TRIZ的解題工具找出解決矛盾的思考方向[11-12]。要找到簡便高效的濃縮病毒液的方法，從問題分析當(dāng)中可以得到兩對技術(shù)矛盾——改善了系統(tǒng)物質(zhì)的量參數(shù)，惡化了作用于物體的有害因素和系統(tǒng)的復(fù)雜性參數(shù)。

2　問題的解決方式

找到技術(shù)問題出現(xiàn)的根本矛盾后，即可利用TRIZ工具設(shè)計解決思路和方案[13]。TRIZ理論的創(chuàng)新原理、標(biāo)準(zhǔn)解和分離原理會給研究人員提供創(chuàng)新性的解決思路和應(yīng)用實例，此時科研人員依據(jù)工具指明的方向，結(jié)合自身的技術(shù)問題，充分借鑒實例中所用的思路和工具，同時發(fā)揮獸醫(yī)領(lǐng)域知識和實際研發(fā)經(jīng)驗，從而獲得具有創(chuàng)造性或者改善性的解決方案。在創(chuàng)新方案的提出和確定階段，研究人員通過借鑒其他領(lǐng)域的思維、方法和工具，實現(xiàn)本領(lǐng)域與其他領(lǐng)域的融合，拓展知識邊界，制定問題解決方案。

通過查找矛盾矩陣對應(yīng)的創(chuàng)新原理有8個，分別為物理或化學(xué)參數(shù)改變原理、勻質(zhì)性原理、氣壓和液壓結(jié)構(gòu)原理、多孔材料原理、反向作用原理、局部質(zhì)量原理、廉價替代品原理和預(yù)先作用原理，其中物理或化學(xué)參數(shù)改變原理為本技術(shù)系統(tǒng)提供了全新的思路。為了提升病毒液的單位濃度，目前最直接的方法是進(jìn)行超速離心，使用特定設(shè)備，在低溫(4℃)、高速(>20000 r/min)條件下長時間離心，即經(jīng)物理作用達(dá)到預(yù)期目的。經(jīng)TRIZ分析后，本研究設(shè)計確定了利用電場代替離心力的創(chuàng)新方案，對病毒進(jìn)行濃縮。

3　結(jié)果與分析

TRIZ理論能夠?qū)夹g(shù)解決方案進(jìn)行評價，對方案的評價不單單是給出好與壞的結(jié)論，而是在解決問題的同時，指出為了解決問題而惡化的其他因素以及方案在技術(shù)進(jìn)化中的位置。

針對動物病毒研究中存在的病毒滴度過低的問題，本研究運用TRIZ的解題流程對其進(jìn)行了模型建立、問題分析、方案設(shè)計，最終確定了利用電場代替離心力對病毒進(jìn)行濃縮的方案。

病毒本身屬于生物極性物質(zhì)，在其內(nèi)部存在正負(fù)電荷，在電場作用下會產(chǎn)生偶極矩而發(fā)生定向移動。所以，以電場濃縮病毒具備理論基礎(chǔ)。方案的具體內(nèi)容（圖1）如下：（1）在廢液貯存池2和連接通道3上加滿含電解離子的常用緩沖液（如TAE）；（2）在分析物貯存池中加入病毒液分析物，接通直流電源和交流電源；（3）病毒液分析物在直流電場的作用下慢慢移動，直至到達(dá)疊加電場區(qū)；（4）病毒液分析物在兩電場的作用下停止往前運動，在疊加電場中停滯，形成極性物質(zhì)的富集區(qū)；（5）微孔玻璃板位于疊加電場處，其下為生物半透膜，在重力作用下病毒液分析物會逐步透過微孔玻璃板，進(jìn)入微孔玻璃板與生物半透膜形成的空間；（6）生物半透膜只允許水、離子等小分子通過，此時的病毒液分析物液體中的水和離子慢慢通過生物半透膜，而病毒物質(zhì)留在生物半透膜之上，進(jìn)一步完成病毒的濃縮過程。

方案確定之后，利用TRIZ對方案進(jìn)行了進(jìn)一步的評價。TRIZ的進(jìn)化分析是根據(jù)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律而總結(jié)的分析工具，對發(fā)展中的技術(shù)系統(tǒng)具有前瞻性的評價作用。雖然本研究方案解決了病毒滴度低的問題，但增加了技術(shù)系統(tǒng)的復(fù)雜性和作用于物體的有害因素，對于研究中成本的控制和選取電場對病毒的影響還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究和評價。進(jìn)化分析結(jié)果顯示，該方案符合技術(shù)進(jìn)化的路徑，具有很好的應(yīng)用前景。

圖1　利用電場濃縮病毒示意圖

4　討論

利用TRIZ解決獸醫(yī)具體技術(shù)問題時也要遵循其解題流程，即首先要確定技術(shù)問題的存在系統(tǒng)，把問題轉(zhuǎn)化成為TRIZ工程問題；其次進(jìn)行三軸分析，最大限度的理清因果、操作關(guān)系，挖掘可用資源；最后將分析的問題轉(zhuǎn)化為技術(shù)矛盾或者物理矛盾，利用TRIZ工具——創(chuàng)新原理、標(biāo)準(zhǔn)解、分離原理確定問題解決思路和方案[14-15]。運用過程中有幾點是決定應(yīng)用是否成功的關(guān)鍵。一是技術(shù)系統(tǒng)的選擇，系統(tǒng)的選擇無固定模式，可大可小，但范圍的選擇至關(guān)重要，如系統(tǒng)選擇過小，則系統(tǒng)內(nèi)子系統(tǒng)過少或者沒有，相互之間的關(guān)系和功能缺乏，造成解決方法過少；如系統(tǒng)選擇過大，則系統(tǒng)內(nèi)子系統(tǒng)過多而超系統(tǒng)少，內(nèi)部關(guān)系復(fù)雜難以完整分析。二是技術(shù)矛盾或物理矛盾的提出，矛盾的提出必須是準(zhǔn)確的，而決定準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵又在于問題的分析是否找到了根本原因，所以要求研究人員對于問題的出現(xiàn)和選擇系統(tǒng)的各個部分有深入了解，能夠準(zhǔn)確描述系統(tǒng)的工作狀況和問題出現(xiàn)的原因。在獸醫(yī)技術(shù)中結(jié)合應(yīng)用TRIZ的同時，促進(jìn)了研究人員對從事技術(shù)及涉及知識的補充，實現(xiàn)了知識的縱深發(fā)展。

每種技術(shù)都有各自的缺點，所以才有不斷創(chuàng)新的余地。創(chuàng)新方法就指出要改善目前矛盾的一個因素，肯定會惡化另一因素，所以在給出解決方法的同時也指明了造成的不良結(jié)果，使得研究人員能夠明確系統(tǒng)中存在的隱患或者不足，為技術(shù)的二次創(chuàng)新和再次創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。

5　創(chuàng)新方法在獸醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用前景

通過創(chuàng)新方法與獸醫(yī)技術(shù)的初步結(jié)合研究，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新方法能夠拓寬研究思路，提高科研效率，解決技術(shù)中棘手的問題，對于整個行業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展都有促進(jìn)和帶動作用。具體到研究過程中，有益效果首先是對研究人員思維的改善，具體表現(xiàn)為打破固有思維模式，針對問題不再局限于原有的經(jīng)驗解題模式，而是從根源入手，拓寬知識邊界，注重借鑒和交叉融合。其次，創(chuàng)新方法鼓勵技術(shù)、學(xué)科融合，圍繞獸醫(yī)技術(shù)問題，最大限度的搜集解題資源和思路，選擇合適的方法和工具實現(xiàn)問題的解決，從而產(chǎn)出原技術(shù)領(lǐng)域未曾有過的創(chuàng)新成果。所以，將創(chuàng)新方法與獸醫(yī)技術(shù)相融合，能夠?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)域內(nèi)更多技術(shù)難題的解決，促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。初步研究的結(jié)果作為獸醫(yī)技術(shù)首次應(yīng)用創(chuàng)新方法的一次有益嘗試，也為創(chuàng)新方法在獸醫(yī)領(lǐng)域的全面融合提供了思路和參考。

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Application of Innovation Method in Veterinary Technology

Zhang Lin1, Ding Zhiyong2, Wu Jun3, Ding Yaling4
(1Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences/ Shandong Key Lab of Animal Disease Control and Breeding, Jinan 250100, Shandong, China;
2Qinhuangdao Gaotong Bio-tech Co., Ltd, Qinhuangdao 066600, Hebei, China;
3Shandong Province Rural Science and Technology Promotion Center, Jinan 250101, Shandong, China;4Qilu Animal Health Products Co., Ltd, Jinan 250100, Shandong, China)

Abstract:Innovation method, an important innovative approach of technology and product, has been successfully used in agricultural machinery engineering and agricultural product processing. In order to explore whether innovation method could be used in veterinary medicine and support its development, TRIZ was introduced and preliminarily applied to veterinary technology in this study. The results showed that innovation method could provide both new thinking and projects for solving technique problems. New projects were conformed to the development trend and could point out the key for technical innovation and promote the progress of technique. It could be concluded that the complete combination of veterinary medicine and innovation method could enhance the independent innovation ability, promote the innovation of technology and products and sustained the development of industry.

Key words:Innovation Method; TRIZ Theory; Veterinary Medicine; Technology; Combination

中圖分類號：S-03

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號：cjas15050020

基金項目：科技部創(chuàng)新方法研究專項“創(chuàng)新方法在農(nóng)業(yè)科技計劃中的應(yīng)用研究”(2013IM030700)；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年基金“鴨病毒性肝炎病毒CTL表位篩選及其免疫識別研究”(2015YQN55)。

第一作者簡介：張琳，男，1984年出生，河南開封人，助理研究員，碩士，研究方向為獸醫(yī)病毒學(xué)與免疫學(xué)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新方法的應(yīng)用。

通信地址：250100山東省濟(jì)南市歷城區(qū)桑園路8號山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所209，E-mail：lzhang3406@163.com。

收稿日期：2015-05-29，修回日期：2015-09-14。