創新方法在獸醫技術方面的應用

張琳，丁志勇，武軍，丁雅苓（山東省農業科學院畜牧獸醫研究所/山東省畜禽疫病防治與繁育重點實驗室，濟南5000；秦皇島高通生物科技有限公司，河北秦皇島066600；山東省農村科技促進中心，濟南500；齊魯動物保健品有限公司，濟南5000）

創新方法在獸醫技術方面的應用

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

摘要：創新方法是技術和產品創新的一種重要方法，已在農機裝備、農產品加工等農業領域成功的進行了應用。為了探索創新方法能否應用于獸醫研究領域，能否為解決技術難題提供創新資源，本研究以TRIZ為例進行了創新方法在獸醫技術方面的初步應用。結果表明：創新方法能夠為獸醫技術問題的解決提供全新的思路和方案，方案符合技術發展路徑，具有良好的應用前景，方案同時能夠指出技術再創新的關鍵，為技術的持續進步奠定了堅實基礎。可以預見，創新方法與獸醫領域的全面融合能夠提高獸醫行業的自主創新能力，推動技術和產品的創新，促進產業的持續發展。

關鍵詞：創新方法；TRIZ理論；獸醫；技術；結合

0　引言

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

目前，國內的部分獸醫技術已經達到國際領先水平。獸醫技術的發展逐步呈現深度化、精細化、信息化、自動化的特點，直接帶動了技術的革新、新產品研發效率和產品質量的提高、環境污染的減少等。雖然整個獸醫行業正在向可持續、高效的良好方向發展，但目前依然存在很多問題，尤其是技術的原始創新匱乏[3]，使整個行業的進步顯得動力不足。如何解決獸醫技術創新的問題，實現行業的高速可持續發展，滿足人民日益增長的需求，是迫切需要解決的問題。

創新方法是人們在創造發明科學研究或創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]，常用的創新方法有TRIZ、六西格瑪、技術路線圖等。中國在2008年頒布了《關于加強創新方法工作的若干意見》，實施以來，創新方法已成為提升科技、經濟社會發展軟實力和巧實力的重要支撐手段[5-6]。但由于中國農業科技的自身特點，創新方法在此領域的開展起步較晚，目前進行的探索性研究不多，主要集中在農產品加工和農業機械等幾個領域的應用，但已表現出良好的效果——重點體現在技術難題的解決、創新產出的增加、研發效率的提高、研究思路的拓展等方面[7-8]，如中國農機院通過引進和推廣創新方法，縮短了產品的研發周期、增加了專利申報數量，拉動業務實現了20%以上的增長；山東農科院通過引進創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價值[4,9]。這些應用結果表明TRIZ能夠很好的為農業領域服務。但經驗能否適用于獸醫研究領域，創新方法又能提供哪些支撐，相關研究還未見報道。筆者以TRIZ為例在獸醫技術方面進行了創新方法與之融合的首次嘗試，旨在為獸醫技術難題的解決提供新的思路和方法，為獸醫研究領域的發展提供智力支持。

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，技術系統、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的確定開始的，系統根據問題自主確定，但范圍的確定對于問題的分析和解決至關重要。筆者以獸醫病毒學研究中經常出現的病毒滴度過低而影響后續研究的問題為研究對象進行了TRIZ分析，選擇病毒液為技術系統，然后組建組件模型、確定功能關系。技術系統中病毒、培養液、血清、細胞培養瓶（板）為子系統，人、環境、物理作用為超系統。各子系統和超系統之間相互作用形成完整的技術系統：培養液、血清促進病毒增殖，細胞培養瓶（板）給細胞支撐，人、無菌環境、溫度等影響病毒和細胞的生長，物理作用決定病毒滴度的高低。

問題定義和系統分析后進行三軸分析。三軸分析是從因果軸、操作軸和資源軸出發，分析當前技術問題的根本原因和解題資源，以達到以最低成本解決問題的目的。影響病毒滴度的原因很多，如宿主細胞、培養條件等，但在目前研究條件下，通過更新宿主細胞、摸索優化培養條件不是TRIZ所提倡的解決問題之道。而對現有病毒液進行濃縮是較為簡便和高效的解決方式，現行的物理化學方法主要有吸附、沉淀、離心和蒸發，分子生物學方法主要有差減抑制雜交等。相比之下，物理化學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理論進行發明、創新的關鍵，確定技術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，從問題分析當中可以得到兩對技術矛盾——改善了系統物質的量參數，惡化了作用于物體的有害因素和系統的復雜性參數。

2　問題的解決方式

找到技術問題出現的根本矛盾后，即可利用TRIZ工具設計解決思路和方案[13]。TRIZ理論的創新原理、標準解和分離原理會給研究人員提供創新性的解決思路和應用實例，此時科研人員依據工具指明的方向，結合自身的技術問題，充分借鑒實例中所用的思路和工具，同時發揮獸醫領域知識和實際研發經驗，從而獲得具有創造性或者改善性的解決方案。在創新方案的提出和確定階段，研究人員通過借鑒其他領域的思維、方法和工具，實現本領域與其他領域的融合，拓展知識邊界，制定問題解決方案。

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

3　結果與分析

TRIZ理論能夠對技術解決方案進行評價，對方案的評價不單單是給出好與壞的結論，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進化中的位置。

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的解題流程對其進行了模型建立、問題分析、方案設計，最終確定了利用電場代替離心力對病毒進行濃縮的方案。

病毒本身屬于生物極性物質，在其內部存在正負電荷，在電場作用下會產生偶極矩而發生定向移動。所以，以電場濃縮病毒具備理論基礎。方案的具體內容（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，直至到達疊加電場區；（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，形成極性物質的富集區；（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，而病毒物質留在生物半透膜之上，進一步完成病毒的濃縮過程。

方案確定之后，利用TRIZ對方案進行了進一步的評價。TRIZ的進化分析是根據技術發展的規律而總結的分析工具，對發展中的技術系統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，但增加了技術系統的復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行進一步的研究和評價。進化分析結果顯示，該方案符合技術進化的路徑，具有很好的應用前景。

圖1　利用電場濃縮病毒示意圖

4　討論

利用TRIZ解決獸醫具體技術問題時也要遵循其解題流程，即首先要確定技術問題的存在系統，把問題轉化成為TRIZ工程問題；其次進行三軸分析，最大限度的理清因果、操作關系，挖掘可用資源；最后將分析的問題轉化為技術矛盾或者物理矛盾，利用TRIZ工具——創新原理、標準解、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用是否成功的關鍵。一是技術系統的選擇，系統的選擇無固定模式，可大可小，但范圍的選擇至關重要，如系統選擇過小，則系統內子系統過少或者沒有，相互之間的關系和功能缺乏，造成解決方法過少；如系統選擇過大，則系統內子系統過多而超系統少，內部關系復雜難以完整分析。二是技術矛盾或物理矛盾的提出，矛盾的提出必須是準確的，而決定準確與否的關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和選擇系統的各個部分有深入了解，能夠準確描述系統的工作狀況和問題出現的原因。在獸醫技術中結合應用TRIZ的同時，促進了研究人員對從事技術及涉及知識的補充，實現了知識的縱深發展。

每種技術都有各自的缺點，所以才有不斷創新的余地。創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果，使得研究人員能夠明確系統中存在的隱患或者不足，為技術的二次創新和再次創新奠定了基礎。

5　創新方法在獸醫領域的應用前景

通過創新方法與獸醫技術的初步結合研究，發現創新方法能夠拓寬研究思路，提高科研效率，解決技術中棘手的問題，對于整個行業乃至產業鏈的發展都有促進和帶動作用。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，具體表現為打破固有思維模式，針對問題不再局限于原有的經驗解題模式，而是從根源入手，拓寬知識邊界，注重借鑒和交叉融合。其次，創新方法鼓勵技術、學科融合，圍繞獸醫技術問題，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問題的解決，從而產出原技術領域未曾有過的創新成果。所以，將創新方法與獸醫技術相融合，能夠實現領域內更多技術難題的解決，促進技術的發展。初步研究的結果作為獸醫技術首次應用創新方法的一次有益嘗試，也為創新方法在獸醫領域的全面融合提供了思路和參考。

參考文獻

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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

文獻標志碼：A論文編號：cjas15050020

基金項目：科技部創新方法研究專項“創新方法在農業科技計劃中的應用研究”(2013IM030700)；山東省農業科學院青年基金“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，研究方向為獸醫病毒學與免疫學、農業領域創新方法的應用。

通信地址：250100山東省濟南市歷城區桑園路8號山東省農業科學院畜牧獸醫研究所209，E-mail：lzhang3406@163.com。

收稿日期：2015-05-29，修回日期：2015-09-14。