1、專題實驗對科研攻關的意義和實施方法面向研發管理者的培訓教材許彥斌稍具復雜程度的產品，投放市場后性能不穩定是最令項目管理者頭疼的頑疾，究其深層次原因，研發階段原理不清晰、實驗不透徹、方案不嚴謹，是造成產品性能不穩定的最主要原因，正所謂“設計是源頭”。探索前沿理論、攻克關鍵技術和掌握先進工藝是產品研發人員的三項基本技能，規范的流程和操作方法可以事半功倍。專題實驗可以確保一段時間內集中精力思考一個特定的問題，可作為一個攻堅克難的制勝法寶。對于課題組長本人來講，一個稍具規模的產品，如果要求其完全熟知從整機到每一單元的工作機理并為每一個單元的可靠工作確定最佳參數幾乎是不可能的，然而，上述要求又是杜絕設計

2、缺陷的先決條件，是必須的。一方面是必須的，一方面幾乎不可能，為了解決這一矛盾，分工協作是最常用手段。如何保證任務分解合理，又如何保證每一項分任務都能做到機理清楚、方案最優、參數最佳呢，專題實驗的策劃、實施和結果分析是連接組長和組員的信息紐帶。以往的技術傳承一般是靠眼看、耳聽、心悟、口傳，不太注意高質量文檔的沉淀，產品的技術水平和質量水準主要取決于主持設計師本人的水平。一個技術人員從參加工作算起，到能夠獨立工作大約需要3-5年時間，再成長為一個高水平設計師往往需要十年以上的時間，與技術和產品的發展相比，培養人的速度總是滯后，專題實驗的策劃是降低用人門檻的重要法寶，所形成的專題實驗報告是完成技術積

3、累和技能傳承的重要載體。、專題實驗的概念這里所說的專題實驗，是指在科研活動中，為了攻克某關鍵技術、完善某組成單元、尋求最佳參數等目標而設置的局部實驗，專題實驗的“?！弊?，包括兩層含義，一是“專注”，二是“專業”。專注可以使復雜的問題簡單化，工作效率高，便于從繁雜的現象中發現規律。比如，通信光纜施工中有一種最常見的工具一一光纖熔接機，功能是用熔融的方法將兩個光纖端面“焊接”起來，形成一個完整連續的光纖，并保持光纖的全反射特性，以實現對光信號的傳輸性能，接頭損耗越小越好熔接前兩個光纖端面熔融的原理是利用高壓電極放電產生高溫電弧，如圖:熔接后完整的光纖與進口熔接機相比，國產熔接機的溶解損耗存在不穩定

4、現象。實踐中發現熔接機的熔接損耗指標差不多與十幾個因素相關：氣壓、溫度、放電電流（含清潔電流、預熔電流、熔融電流）、對芯精度（X向、Y向）、端面間隙、推進距離、推進開始時機、推進持續時間、推進機構抖晃、光纖放置的初始位置等等，當上述因素同時改變時（或處于不確定狀態），熔接損耗也是不確定的，具變化可能是難以捉摸的，針對不確定、無規律的參數，要針對性地采取積極措施猶如天方夜譚。然而，固定眾多因素，只專注于一個因素對熔接損耗的影響，其規律便相對清晰可見，從而采取相應措施，奏效之后，再對眾多其它因素采取同樣的方法，各個擊破，最后綜合處理便會達到目的。專注于一個因素時，期望其它條件穩定不變，只有你所關注

5、的因素在改變，要達到這種“專注”的效果，這需要精心謀劃。第二層含義“專業”，它可以使簡單的問題精細化，是指用科學的手段、嚴謹的方法全方位地研究你所關注的關鍵技術或參數。舉一個簡單的例子，某電路單元，采用直流供電，工作中要監控其電源供電電流，精度±5嗨口可，簡單的做法就是在電源端或地端串聯一個取樣電阻，這個電阻要足夠小，不能影響單元電路的供電，這意味著取樣的電壓也很小。用運算放大器組成的差分放大器檢測這個小電壓，就可以推算出電流值。理論上講，因為是直流供電，這個取樣電壓的極性是固定的，不可能反向，設計如圖差分放大器是可以勝任的，但是，如果不假思索地采用一般精度的電阻器（因監控精度要求不

6、高），他所設計的檢測電路可能只有90%勺情況能夠正常工作。結果巧了，初樣、正樣的試驗和評審都正常通過了，沒有發現任何問題，納悶的是，為什么到了生產環節卻不時遇到一些不隨人愿的事情。這是為什么？因為他在設計時就沒能用專業的眼光，用科學的手段、嚴謹的方法全方位地研究那個差分電路，因為差分橋臂的分壓網絡存在電阻誤差、運算放大器存在失調電流，這都有可能使原本正極性的取樣電壓，到達運放輸入端時出現反極性可能，遇到這種情況運放可能進入非線性區域，它不能輸出比電源電壓還高的電壓，必須精心配置電阻和運算放大器。專題實驗的第二層用意就是用科學嚴謹的手段將事情做的更二、專題實驗能夠發揮的作用1, 便于攻堅克難，提

7、高工作效率每個課題立項之初就識別并確立了需要攻克的關鍵技術和需要遴選的關鍵元器件，這是整個科研過程中最重要的工作內容，用項目管理的術語講，就是那些處于關鍵路徑當中的任務，關鍵路徑左右著整個課題的進程，如果不能得到精心謀劃，被繁瑣的一般性任務所羈絆，計劃拖期成為家常便飯，因為人的本能慣性總是先做那些容易完成的工作。為每一個關鍵工作策劃可能需要的專題實驗，留出時間和資源，并寫入設計和開發計劃，從資源和制度上保證“攻堅克難”任務的順利實施。專題試驗的科學流程和嚴謹方法，確保了“攻堅克難”工作的良好結果。其中最典型的一個試驗，還是上述光纖熔接機，光纖與放電電極都是靠V型梢精確定位的，放電電極決定了放電

8、電弧的位置，放電電弧不同的區域溫度有較大差別。靜態分析時，他們之間的相對位置應該是固定不變的，作用在光纖上的熱能也是固定的，但是，它們分別通過不同材料的結構件安裝，會因熱脹冷縮而相互錯動，意味著在不同的環境下光纖在電弧中的位置是不一樣的，電弧作用在光纖上的熱能自然也不一樣，熔接質量顯然有區別，為了克服這個問題，可策劃一個專題實驗，只專注于減少位置錯動，這么一個問題，先后在環境實驗室忙活了兩個月，終于找到了一個巧妙的解決方法，絕對原始創新，現在可以確保在-10C至u40c范圍內，光纖和電極之間的位置變化不超過幾個微米，（至于熔接損耗的降低，尚有更多因素在共同起作用）。2, 便于技術積累，提高傳承

9、效率企業的核心競爭力集中體現在新產品的設計能力，設計能力的以一種卷煙廠核心設備一一包裝機為例，其功能是把從卷煙接嘴機產出的煙支20支一盒包裝成我們日常見到的煙包（如圖？），首先把煙支按照7支-6支-7支分三層碼好（如圖？），推入一個小方盒（骨架），在小方盒骨架上纏繞鋁箔紙，抽出方盒骨架，若干個機構分若干次折紙，讓錫紙包裹好20支煙，再纏繞外層的商標紙，涂膠、折疊拐角、加熱固化，再貼小花、包透明紙，等等一連串上百個動作在狹小的空間內一氣呵成，每分鐘1000包（10萬個動作），高速運轉的工件看似擁擠、干涉，其實各行其道、避讓有序，初次見到包裝機工作的人無不為之驚嘆。我可以斷言，世界上沒有一個工程師

10、，也沒有一個設計機構能夠一次性設計這么龐大、復雜的機械設備，需要兼顧的東西太多太多，而它又活生生的在為煙廠忠實地工作著，不容我否認，這是為什么？知情人會告訴你，這是一代代產品技術的傳承延續，從只包紙到包鋁箔、商標、小花和透明紙，從150包/分鐘、400、600、800直到1000包/分鐘，每一步前進都克服少數之前難以逾越的技術障礙，每一次進步都是大量繼承前期技術的基礎上完成的。一篇篇詳實的實驗報告、技術總結報告就是企業技術傳承的重要載。3,便于分工協作，降低用人門檻專題實驗的“專注”特性提供了一個將龐大或復雜任務化整為零的方法，有效地使問題簡單化，這個特征大大降低了用人門檻。還以上述熔接機項目

11、為例，如果面對一個年輕同志，你將“有效降低熔接機損耗”這么個龐大任務交給他，要么是初生牛犢不怕虎一一敢拼卻不能復命，要么是他一頭霧水一一哆哆嗦嗦不敢接任務。但是如果你能分解成一個個專題實驗：例如在其它條件都不變的情況下，觀察熔接機損耗與氣壓的關系，明確目的、規定方法、編寫步驟，然后只把實驗的工作量交給他，如果他還不敢接任務，那么請你定睛觀看是否將任務錯交給了清潔工阿姨，否則的話，你可以考慮辭退他。三、專題實驗的技巧1,認真識別，統籌兼顧首先要梳理項目工作內容，哪些是純事務性工作，哪些是技術攻關類工作，識別出一個個需要完成的專題實驗。事務性工作舉例：整理調研資料，編寫質量文件，按照實施方案進行設

12、計，物資請購，整理設計文件，籌備評審會議，協調樣機制作，組建調試環境，按調試說明調試樣機，軟件測試，送交用戶試用，提交樣機檢驗，試生產事務等。技術攻關類工作舉例：不同方案間的比較測試；最佳參數的摸索；創新想法的實驗驗證；引進技術的真實復現；工作參數、技術指標之間的關系摸索。容易忽視的問題是，課題組長或子任務的負責人本人往往認為自己很清楚，不再采取規范的專題實驗方式。2.精心策劃，以終為始一個高質量的專題實驗必須經過精心策劃，策劃階段要做的工作是將繁雜的問題簡單化再將簡單的問題精細化，這“一簡一精”都需要策劃者具有很豐富的工作經驗并熟練掌握相關的專業知識，所以，這個工作一般由課題組長完成，對于大

13、課題組，應該由子任務負責人完成，專題實驗策劃者往往就是創新點的提出者。策劃內容一般包括：實驗目的及要求，策劃內容的詳略程度取決于任務接受者水平，因人而異。如果是新手，最好能策劃實驗內容和原理，直至羅列出詳細的實驗步驟，才能確保任務無反復；相反，如果接受任務者是個高手，只要申明目的和要求，安排的過于詳細會讓他感到被蔑視；而大部分的任務接受者介于兩種情況之間。宗旨是策劃者紙上談兵，承擔任務著實地操作。3,嚴謹操作，翔實記錄每一個工科學生都會做實驗報告，這是先輩們總結的最經典的工作方法，由教授們傳授給我們，但工作實踐中，還有多少堅持編寫實驗報告，我在這里極力倡導把實驗報告做起來。原始記錄是編制實驗報

14、告的最重要依據，可作為報告附件，先客觀地、完整地記錄實驗過程，包括環境溫濕度、電壓、氣壓等。實驗中可能有反復、有優化過程，整理實驗報告時只需描述優化之后的步驟，因“做錯”而反復的內容和步驟可以往往會被剔除，這樣報告顯得簡潔，邏輯性強。但一旦有任何疑問，再追溯當初的真實過程，還要靠原始記錄。詳實的原始記錄可避免優化過程丟失信息。四、專題實驗報告章節設置典型的專題實驗報告一般包括如下六個章節內容，簡單的實驗可多章節合并。1.實驗目的和要求2,實驗內容和原理3 .實驗儀器設備4 .實驗步驟5 .數據記錄6 .結果分析各章節內容解釋如下：1 .實驗目的和要求要闡述的內容：用簡單明了的語句清晰描述設置本

15、次實驗的目的，工作內容和期望得到的結果。一般分成兩個層次：從技術規劃角度或項目總體的角度描述該實驗對宏觀目標的支撐或在宏觀工作中的地位，讓人明白本實驗的意義所在；對期望得出的結論簡單定性描述，讓實驗操作者領悟工作重心，并知道做到哪一步實驗即可結束了。比如：為了降低熔接機的接續損耗，摸索大氣壓力對放電熔融效果的定量影響。2 .實驗內容和原理本章內容，主要為后續實驗步驟做鋪墊，在實驗目的與試驗步驟之間架起一座橋梁，避免直接關注實驗步驟會莫名其妙，避免在編制實驗步驟時穿插一些解釋性語句。因此，實驗內容與實驗步驟之間并不存在明顯的界限，簡單實驗甚至可以合并書寫。背景及術語定義，實驗中如果用到非官方術語

16、、非標準量綱，需要在這里約定，避免歧義。實驗內容，包括設定什么實驗條件，或改變什么參數，觀察什么變化，記錄什么數據，分析什么結果等，也就是規劃一連串的實驗內容來覆蓋你所關心的情況。工作原理（工作原理描述和電路圖紙）如果是電路實驗，電路圖是最好的說明語言，輔以輸入輸出信號介紹，反饋機理、特色、特點等，圖文要呼應如果是探索類實驗，原理可能尚不清楚，只是找規律，此條可酌情簡化。3 .實驗儀器設備設置本章節有兩個作用，一是后人要重復實驗時，提示需要準備哪些儀器設備；二是后續實驗有疑問時，追溯當時所使用的設備，以比較實驗數據，所以儀器的型號、編號最好都記錄。4 .實驗步驟為了適應實驗操作者資歷或者操作者

17、在本專業領域的技術水平，策劃者可能會在實驗前事先編寫一個步驟的初稿，以指導操作者順利開展實驗，對于具備一定技術水準的操作者，任務下達時，本節可能是空白，操作者應對實驗過程的進行真實步驟的記錄。實驗結束時，本節內容可能會有兩種情況，第一種情況是，不求最佳但求真實，對實驗過程的忠實記錄。這種情況適用于對實驗過程和結論存在絲絲疑問，“真實”是為了將來還原和釋疑。第二種情況是，將紛繁的操作過程加工提煉后將正確有效的步驟撰寫成本節。5 .數據記錄6 .實驗結果分析本章是整個實驗報告的畫龍點睛之處，得到了什么結論，推理過程是怎樣的，是否達到了當初設置本實驗的目的，是否引出其他更深層次的實驗。可對實驗過程，數據變化趨勢，改進等