完整创新流程的四个关键步骤：从技术研发到产业化

创新虽说是与以往不同的创造性行为，但也是有步骤可循的，一个完整的创新流程可以按照下边的四个步骤展开。

（一）挑战现实问题

案例

烟台万华：“逼出来的技术创新突破”

第一步：挑战现实问题

案例

改写传统能源历史的

美国页岩气革命

第一，要牢固树立“但儿现实存在的，都是可以改变的”的思想方法和辩证唯物主义观点。

第二，挑战现实问题还需要有勇气。

第三，挑战现实问题还需要有勇于面对失败的心理准备。◎烟台万华案例：“逼出来的技术创新高地”

1978年，为了解决中国10多亿人口的穿鞋问题，国务院决定从日本引进一套合成革生产线，配套引进了一套年产1万吨MDI^[1]的装置。当时，日本并未告知我们MDI的技术属于英国ICI公司，日本不具备核心技术。这套属于20世纪60年代的落后技术装置，自1984年投产以来始终处于极不稳定的状态，物料堵塞、泄漏时有发生，现场经常能闻到苯胺、盐酸、氯苯的味道，一个月停车三四次，每月停车至少要抢修3天，历经10年，装置从未达产，整套装置工艺落后、消耗大、成本高、质量差，企业运营十分困难。

面对核心技术无法引进的困难局面，烟台万华成立了MDI技术攻关小组，凭着一股子拼劲和不服输的精神，对引进装置进行技术消化，使用最原始的手工核算方式，经过艰苦的实践和探索，积累了大量的第一手数据，终于找出了装置运行不稳定的原因。在此基础上，他们与有关高校和科研机构开展产学研合作，对装置进行了多项改造。1988年，烟台万华MDI产量终于达到了8000吨，技术改造取得了初步成效。

20世纪80年代末，中国MDI市场出现了井喷式的增长，产品供不应求。跨国公司为了抢占和垄断中国市场，加快在中国布局，严重威胁到烟台万华的生存和发展。跨国公司具有技术优势和规模优势，再加上其生产的MDI产品质量好、成本低、竞争力强，占据了中国市场90%以上的份额。

为了摆脱生存的困境，提高产品的竞争力，烟台万华首先想到的还是继续引进技术。他们首先找到原来转让技术的日本公司，提出再次引进技术的愿望。日本公司明确表示，新技术不会转让，可以考虑帮助进行老技术改造。其实，日本公司根本就不想转让技术，并以天价的技术改造费紧紧关上了转让技术的大门。

遭到日本公司拒绝后，烟台万华又把目光转向了欧美的跨国公司，先后多次谈判引进技术，包括采取与中石化合资的方式，邀请中石化出面，以提高谈判的筹码，但均被回绝，甚至连烟台万华的技术人员看一看设备装置的要求都不允许。当有一家跨国公司提出，如果烟台万华能拿出一份中国市场的研究报告，就可以考虑合作的要求时，烟台万华真可谓是喜出望外，上下振奋。他们十分认真的组织了一个20多人的团队，花费巨资，耗时半年，跑遍了大江南北进行了一项详尽的国内市场调研。但对方拿到中国市场调研报告后，却因为看到了中国市场的巨大潜力，决定单独在中国建厂，烟台万华引进技术的路子彻底被堵死了。历时5年的技术引进经历，不仅让烟台万华饱尝屈辱，而且也让他们深刻认识到：核心技术是引不进来的！

1993年，10多年前引进的生产装置寿命已到，新技术又引进无门，烟台万华陷入了前有堵截、后有追兵、进退维艰的境地。但此时的形势非但没有让万华人气馁，反倒逼出了“与其等待跨国公司把自己扼杀，不如自主创新闯出一条新的生路”的共识。面对现实的严峻挑战，他们义无反顾地走上了一条自主创新之路。

1996年起，烟台万华先后投资1500万元，经过两年的艰辛探索，终于在光气化制造、DAM制造、粗MDI制造和粗MDI精制等重大关键技术方面取得了全面突破。其中，缩合和光气化两项关键技术达到了国际先进水平。在自主创新的实验中，不少技术人员几乎付出了生命的代价。核心技术的突破，使烟台万华走上了一条“凤凰涅槃”的新生之路。1999年，烟台万华光气化增容系统改造完成，MDI产量突破2万吨。2000年，年产4万吨MDI制造技术通过专家论证，产品质量达到国际先进水平，标志着我国完全打破了跨国公司在该领域的垄断封锁，成为世界上第5个拥有MDI制造技术自主知识产权的国家。2007年，烟台万华自主研发的“年产20万吨大规模MDI生产技术及产业化”获得国家科技进步一等奖，树立了我国石油和化工行业技术创新的一个标杆。面对烟台万华MDI自主创新的突破，一家跨国公司的权威人士对烟台万华的领导称赞道：“MDI产业化40多年来，都由几家世界级公司控制，你们依靠自己的努力挤进了MDI的家庭，我们认可你这个成员。”

2011年，万华的MDI产能达到年产124万吨，比2000年增长了30多倍。单位能耗比最初引进技术时低85%。目前万华烟台工业园区项目一期工程已全面启动，园区项目包括年产60万吨MDI、30万吨TDI、24万吨环氧丙烷、30万吨聚醚、42万吨丙烯酸酯等。2011年，他们经过两年的艰苦谈判，斥资12.6亿欧元成功并购了匈牙利Borsodchem公司，在海外拥有了年产24万吨MDI、25万吨TDI、40万吨PVC的生产基地，拥有外籍员工3000多名，并通过技术和管理输出，力求将其改造为欧洲最具竞争力的MDI制造基地，这个海外基地的建立，极大地提升了我国MDI产业在全球产业链中的地位和作用。此次并购，被《国际金融评论》评为“2010年度欧洲、中东、非洲地区最佳重组交易”。烟台万华的案例再一次告诉我们，勇于挑战现实问题，是创新发展的前提和精髓。

◎美国页岩气革命：改写传统能源历史的创新

页岩气是一种储存于有机质泥页岩及夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气。非常规天然气主要包括页岩气、致密砂岩气（简称致密气）、煤层气和天然气水合物等，在自然界的蕴藏量相当丰富。根据国际能源署（InternetionalEnergy Agency，简称IEA）的报告，全球页岩气、致密气和煤层气资源量为922万亿立方米，大约是全球常规天然气资源总量的两倍，如果再加上天然气水合物，资源量则更大。相对于常规天然气资源而言，非常规天然气开采难度较大，技术要求更高，依靠现有常规技术难以实现规模经济开发。美国是世界上对非常规天然气开发利用最成功的国家，经过30多年的技术攻关准备，已经成功实现了对页岩气、致密气和煤层气的大规模开发利用。2011年美国非常规天然气产量达到3940亿立方米，占美国天然气总产量的60%以上。特别是近年来美国实现了页岩气开采技术突破，页岩气产量快速增长，2011年页岩气产量达到1760亿立方米，占美国天然气总量的34%。有人把美国页岩气开采技术的突破，称之为一场页岩气革命。这场革命不仅使美国由一个天然气进口国变为出口国，改变了世界天然气生产的版图，而且也给世界石油天然气工业发展带来了全新的活力。美国究竟是如何实现这一场页岩气革命的呢？

这场革命完全源自于美国面对能源现实的挑战。2000年前后，美国能源产业一片萧条：石油产量暴跌，天然气也勘探不出了。伊拉克战争使美国与中东原本紧张的关系再度加剧。世界上最大的石油公司几乎全都放弃了在美国找石油的念头。对美国来讲，一场新的能源危机似乎不可避免。但是，以乔治·米切尔为创始人的美国米切尔能源公司、以哈罗德·哈姆为创始人的大陆能源公司、以马克·帕巴为创始人的EOG能源公司等几个美国石油业执拗的“个体户”，以敢于向现实挑战的勇气和不撞南墙不回头的执著，以及力争抢先的拼劲儿，通过水力压裂等技术创新，发动了一场改写世界能源历史的能源革命。他们坚信，历史即将改写，笔，就在自己的手中。

在传统的地质理论中，石油、天然气一般都存储在砂岩构造之中，也就是大家常说的常规石油、天然气。在结构十分致密、又不太稳定的页岩之中，开采石油、天然气是一件很难想象的事情。业界大多数专家对开采页岩油气都持否定态度，认为开采页岩油气那是能源业傻瓜的行为，因为跟开采其他表层岩石相比，开采页岩实在是浪费时间。

地表以下的岩层是一层一层叠起来的，像个千层饼，页岩是千层饼最底部的一层。1981年，正在急切寻找天然气储量来源的米切尔看到了德克萨斯州的一份地质报告：发现德州有一块叫“巴尼特”的页岩，在黑色、坚硬、有机质丰富的页岩底部的边缘，有可能储存着大量的天然气。米切尔看到报告后十分激动，他立刻就有了一种很好的自觉。当即决定，就在那里的地下岩层钻钻看，看能不能开采出天然气。“我觉得巴尼特可能有戏，因为那里有很多大的断层，地壳运动比较剧烈，所以我想可能性比较高。”他说，“在那个时候，我们在那里开采出天然气的机会比别的地方都大。”

回顾历史，人们对页岩石头的热情不是没有过。19世纪初，美国第一口商业化的天然气油井就在纽约的弗利多尼亚开钻，但是第一口气井以巨大的投资和惨痛的产出而告终。从此，美国的能源公司就再也不碰页岩这块石头了。虽然有惨痛的历史教训和众多的非议，米切尔还是下令，让工程队对巴尼特页岩进行液体压裂开采。他希望利用这种技术，击破页岩中孤立的气孔，把页岩之中不连通的气孔连接起来，形成天然气通道，然后把页岩中的天然气释放出来。米切尔决心成为从页岩里开采出大量天然气的第一人，希望他的突破能够给能源行业带来一次革命性的震动，使美国拥有开发紧缺能源的新方法。

1981年，米切尔能源公司在怀斯县的巴尼特页岩的C.W.斯赖一号地进行了第一次开采。结果虽然不是让人欣喜若狂，但也不错。整个80年代，米切尔和他的公司采取各种方法，千方百计地尝试从巴尼特页岩中开采出更多的天然气。米切尔的团队确实让天然气在下面流动了，但费用实在太高。“我们不知道该怎么办，成本实在太高，这对公司来讲确实是一个庞大的数字。”“我们不停地试了又试，试了又试，可是屡试屡败。”

虽然，米切尔和他的员工没有取得大的进展，不过，他们在巴尼特页岩的狂热举动，还有最初的几次成功，却慢慢为外人所知。1992年，在美国全国石油委员会发布的预测中，第一次把长期天然气的供应来源指向含有天然气的页岩。这让不少人高兴，也让米切尔的公司更受鼓励。

似乎是米切尔唤醒了一些沉睡的巨人。罗伯特·豪普特富勒是美国奥里克斯能源公司的大老板，他的公司已经掌握了一种全新的、突破性的钻井技术，这是乔治·米切尔几乎不知道的技术。奥里克斯能源公司早年间采用了一种新的“横向钻探”技术，取得了惊人的产量业绩。罗伯特·豪普特富勒多次对人说道：“虽然横向钻探技术不是我们发明的，但是我们在应用上比任何公司都深入。”奥里克斯能源公司的钻探技术不断提高，自认为压裂已经不是问题了。他们认为，横向钻探技术即将改变能源行业以及整个世界，公司竞争对手只能在后面奋起直追。1986年，奥里克斯公司在奥斯丁乔克地区采用水平钻探技术打了五口油井，三天就打出平时一个月的产量。由于没有办法收集那么多的油气，只好将多余的油气烧掉，油井上方的滚滚浓烟高达400英尺^[2]，周边四个城市的居民纷纷报警，当救火车从四面赶来时，公司高管很不好意思地解释说，这是他们产量太高的缘故，而不是油井失火。当奥里克斯能源公司公布他们水平钻探的数据时，整个华尔街都轰动了。公司的新油井每天的产量是2000多桶，创出了公司生产的最高纪录。大家一致认为，水平钻井技术是通往辉煌的车票，是美国冲向繁荣的助跑器。

1990年，奥里克斯能源公司成为全美国“最值得青睐的油气生产商”和“业界最火的水平钻井技术的领军企业”，股票涨到55美元一股，是两年前的两倍，公司成为华尔街一个真正的宠儿。正当此时，豪普特富勒犯了一个致命的错误，他命令公司买入美国太阳石油公司元老后代皮尤家族基金20%的股份，殊不知皮尤基金一直蠢蠢欲动想卖掉自己的股票。奥里克斯公司买了皮尤基金的股票之后，立刻就发现自己状况不好。为了摆脱公司的困境，奥里克斯公司开始向页岩天然气进军，虽然他们水平钻探技术很厉害，但由于他们没有真正掌握压裂技术，奥里克斯公司很快就走向了失败。奥里克斯公司的失败是对一个正在走向辉煌的公司的巨大打击。罗伯特·豪普特富勒也于2013年8月在费城一座老房子中悲伤去世。虽然奥里克斯公司确实失败了，但它曾取得的成功还是留在了不少人的心中。

乔治·米切尔就一直关注着奥里克斯公司的一举一动，他确信自己能够避免罗伯特·豪普特富勒的悲剧，他很有信心和他的员工一起找到从巴尼特页岩开采出天然气的方法。

水平钻井技术和压裂技术的突破，给美国页岩气的开发带来了极大的转折和变化。米切尔能源公司坚持在巴尼特页岩上钻了200多口井，砸了很多钱，但在压裂技术上也取得了不少突破。乔治·米切尔讲：“我们用了所有的压裂原料，重水、乙烷、丙烷、油，我们都用过。”1988年，米切尔公司又采用了一种新型的“润滑水压裂法”，对原先的压裂方法进行改良，加大水压，同时在水中还增加了一些沙子，希望用这种压裂方法在页岩中打开更多的裂缝。1997年底，米切尔公司的技术主管施泰因斯贝格尔，在格里芬3号气井试验“润滑水压裂”技术，每天的产量几乎达到150万立方英尺^[3]，创造了米切尔能源公司在巴尼特地区300多口井中产量最高的纪录。90天之后，格里芬气井仍然保持同样的产量，巴尼特地区其他气井从来没有过这样的好成绩。在井场上，施泰因斯贝格尔曾经激动地说：“那是我们辉煌的时刻，那口井是巴尼特最好的井，而且是用润滑水压裂法开采的，那是我的孩子。”米切尔能源公司在其他气井推广润滑水压裂法，也都取得了很好的效果。那些灌进页岩里的水并没有像专家所警告的那样使泥土膨胀，原因是巴尼特页岩里的泥土比其他页岩少。这里的页岩不仅没有膨胀，反而在高压液体的冲击下，像玻璃一样裂开，释放出更多的天然气。米切尔能源公司对这项技术给出了一个十分肯定的结论：润滑水压裂法不仅成本比使用化学胶状物的方法低，而且效果更好。(www.xing528.com)

2011年，美国EOG能源公司又在德克萨斯州鹰津页岩上取得了采油技术的重大突破，使美国页岩和其他坚硬岩石的石油日产量达到220万桶，比上一年增长50%，页岩油的产量占到全美国日产量的30%。2012年，鹰津页岩油的产量继续大增，日产量达到650万桶，比上一年增加80万桶，创造了美国历史上最快的增长。2013年，EOG能源公司形势继续看好，在年初头三个月里，公司新打了27口“怪兽油井”，都是初期日产量超过了2500万桶的油井，其中还有9口井初期日产量达到3500桶，跟沙特阿拉伯的油井产量一样多。EOG能源公司估计，从它在鹰津地区永远的639，000英亩土地上，可以开采出22亿桶原油。

美国的页岩革命，就是靠着几个被人视为极度投机和疯狂的中小企业家，以近乎偏执的创业精神和技术创新，向传统理念、传统现实发起了不屈不挠的艰难挑战而实现的。他们都是美国的“能源个体户”，他们顶住了能源大公司的种种打击和挖苦，抵抗住了股东多方面的干扰和压力，几乎把公司整个利润都压上，在濒临绝境之时迎来了希望的曙光。了解美国页岩革命创新的历程，对于提高我们的创新能力大有帮助。

2013年夏天，乔治·米切尔这位能源界受人尊敬的长者去世了，享年94岁。他在巴尼特页岩地区坚定不移地开采天然气，为美国乃至全世界非常规天然油气革命做出了杰出的贡献。

（二）构思创新联想

当你选定一个挑战问题后，就要集中力量构思创新的方案。我们的目的是过河，过河必须要用桥和船，桥和船就是我们赖以达到目的的方法和工具。构思创新方法，就是寻求挑战现实问题的解决之道。构思创新联想，确实需要智慧、经验和方法。

构思创新方法一定要运用“头脑风暴法”，大胆联想，冥思苦想，奇思妙想，不同凡想。善于从多角度、多学科、多方面寻求解决问题的思路和方法。把凡是可能解决问题的方法都统一集中起来，一一琢磨、反复比较、仔细推敲、深入思量、综合优化。许多看似不大可能的方案，也许有一个环节的突破，就会立刻转化为可能，迎来全局系统解决的曙光。

在众多的创新联系和方法中，我最佩服的是自行车构思的联想和方法。虽然自行车的最终完善经过了很长一段时间，但自行车是第一个让两个轮子直立行走的设想成就的产品，真是一个不可思议的大胆创新。1790年，法国人西夫拉克发明了最原始的自行车，这车只有两个轮子而没有传动装置，人骑在上面，需要用两脚蹬地驱车向前滚动。1817年，德国人德莱斯男爵在希夫拉克发明的原始自行车的前轮上加了一个控制方向的车把子，可以改变前进的方向，但是骑车依然要用两只脚，一下一下地蹬地前行。他把自己发明的自行车称为“小马仔”。1840年，英格兰铁匠麦克米伦在德莱斯发明的“小马仔”的基础上，又进行了改进。他在前轮的车轴上装上曲柄，再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来，并且前后轮都用铁制。这样一来，人的双脚真正离开了地面，由双脚的交替踩动带动轮子滚动。1842年，麦克米伦骑上他发明的自行车，一天跑了近20千米。1874年，英国人劳森在自行车上别出心裁地装上链轮和链条，用后轮的转动来推动自行车前行，虽然运转还不够协调与稳定，但一个具有现代雏形的自行车已经诞生了。1886年，英国机械工程师斯塔利从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式，装上前叉和车闸，使用滚子轴承，前后轮大小相同，并用钢管制成菱形车架，还首次使用了橡胶车轮，显著提高了自行车的骑行性能。斯塔利不仅改进了自行车的结构，而且还改制了许多生产自行车部件的机床。1888年，爱尔兰的兽医邓洛普从医治牛胃气膨胀中得到启示，将自家花园用来浇水的橡胶管粘成圆形并打足气装在自行车上，这是充气轮胎的开端。充气轮胎是自行车发展史上一个具有划时代意义的创举。从这时开始，才基本奠定了现代自行车的完整框架。

从1791年到1888年，自行车的发明和改进，经历了近100年，时至今日，自行车已经成为全世界人们使用最多、最简单、最实用的交通工具。也许人们已经记不住这些众多不懈奋斗的发明者的名字，但自行车这项技术发明是永远不会被忘记的。这些发明者的成就也丝毫不亚于汽车发明者卡尔·本茨。

在创新联想中，要想取得突破性思维成果，必须要打破自我思维的惯性。这种惯性常常表现为自我思维束缚。我们把这种思维束缚称之为思维惯性，是因为这种思维束缚自觉或不自觉地都在自发地发挥着作用。如果不相信，我们可以搞一个自我测试。题目很简单：

这个题目，许多同学在我的测试中都没有完成。为什么呢？绝大多数同学在做这个题目之前，脑子里就有一个我根本就没有提出的约束条件，就是4条直线不能越出这9个点，无形之中就把他给限定死了。其实这个答案很简单，只要你自己把这个约束条件一取消，问题就迎刃而解了，答案也就自然而然地出来了。所以，开放性思维的一个重要条件，就是自己首先要解放自己，抛弃一切束缚自己思维的条条框框、让思维在无拘无束中纵横驰骋起来。

当然，我们也必须承认，创新思维也是有方法、也是有工具的。掌握科学的思维方法，掌握科学的思维工具，对我们的构思创新联想是会有很大帮助的。后面我会集中一个专题专门给大家讲一讲创新的方法和工具。

（三）寻求实验突破

第三步：寻求实验突破

寻求实验突破，是企业创新，特别是技术创新中十分重要、十分关键、也是风险极大的一个环节。

案例

美国联邦政府宣布投资10亿美元成立国家制造业创新网络(NNMI)

2012年3月，美国联邦政府宣布投资10亿美元成立国家制造业创新网络（National Network for Manufacture Innovation，缩写为NNMI）。NNMI主要支持介于“发明”和“商业化前”这个阶段的研究，并提出了“技术就绪水平和制造就绪水平量表”。研发过程被细分为9个阶段，NNMI重点支持第4档至第7档的技术阶段。在第4至第7档的技术阶段，就可以得到美国政府大量的科研经费支持。美国总统科技顾问委员会认为，虽然美国基础研究领先全球，但由于基础研究到产业化这个环节的缺失，使美国高科技制造业在竞争中逐渐丧失优势。NNMI的组建就是希望在基础研究和产业化之间架起一座桥梁，从而完善整个研究开发的链条。

NNMI技术就绪水平和制造就绪水平量表

在“技术就绪水平和制造就绪水平量表”中，1～3档，一般是产生一个想法并在实验室里呈现出来的阶段；4～7档，是在实验室已经可以做出供展示的物件原型和进行小量生产，到规模生产供应市场之间的阶段；8～9档，是规模生产供应市场阶段。

NNMI与美国传统区域创新系统比较

目前，在中国企业技术创新的实践中，一个最大的薄弱环节，就是中试环节的缺乏。这方面的差距，我们同美国相比那就更大了。对于实验室的小型创新实验，大家都很重视，但一旦小试成功，中间放大试验就会面临许多困难，甚至找不到实验经费、找不到实验单位、找不到实验场所。一个成功的小试，如果没有中间放大实验，是永远也不可能实现工业化的。特别是在技术发展到相当水准上的创新和在行业技术高端上的创新，技术要求更高，技术难度更大，没有中间放大实验的经验和积累，就不可能获取工业化所必需的流程、工艺指标以及生产设备材质、结构、温度、压力等参数，技术创新向下推进也几乎不可能。所以，要重视寻求实验突破，与首创实验相比，中间试验也不可忽视。

（四）交流优化方案

第四步：交流优化方案

交流优化方案，是创新过程中一个必不可少的关键步骤和极其重要的环节。

爱因斯坦说：“仅凭一己之力，没有他人的想法和经验刺激，即使做得再好，也是微不足道、单调无聊的。”

案例

在乐凯集团改造方案交流中的经验教训

任何一个创新方案的成功，都需要一个循序渐进的过程，都需要一个不断改进完善、不断积累经验、不断总结提高的过程。在高端技术领域，在复杂系统的创新中，要想取得一步到位的成功几乎是天方夜谭。一个初步成功的创新方案，一定需要众多学科的专家通过多种方式、多种途径的不断总结、不断改进、不断优化，才可能取得最终的成功。

交流优化方案，是创新过程中一个必不可少的关键步骤和极其重要的环节。交流、甚至是广泛交流，是优化创新方案的一个重要方法。这一点在我的工作经历中是有深刻体会的。在研究中国乐凯集团公司“九五”规划目标，论证电子数码技术将会在多大范围内取代银盐胶片技术的过程中，化工专家的结论是：电子数码技术只能在局部范围内取代银盐胶片技术，银盐胶片仍然会保有相当大的市场份额。实践证明，这个结论是错误的。论证之所以失败，就是因为当时化工部请的专家都是化工专家，没有请一个电子方面的专家。如果请化工专家、电子专家共同讨论研究这两种技术的发展前景，就可能会得出一个完全不同的结论。虽然乐凯集团完成了“九五”规划的技术改造，形成了更大的生产能力，但由于技术的发展和市场需求的变化，一个没有市场需求的产品、技术和企业，日子难熬的状况是可想而知的。

乐凯的实践和经验教训告诉我们，与其他领域的专家交流，对于优化创新方案甚为重要。一个善于与不同人群交往的人，如果还善于从不同渠道获得广泛信息，就会拥有超出常人的创新优势。走出自己的人际圈子去交际的人，往往可能通过一次交谈，得到意想不到的启发，倾听朋友之间的一次聊天，得到出乎意料的联想。一个想法对有些人来讲可能是无用的，但对另外一些人来讲却是十分宝贵的，关键要看听者是否有心。创新从来都是属于“有心人”的专利，在创新方面，让我们都做一个专注、执著的“有心人”吧！