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121年创新,陶氏领航新材料科技
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  1897年H.H. Dow在美国创立了陶氏化学公司。早在1891年,他用电流将溴盐从海水中分离,并且取得了商业上的成功,他本人便是电气化学技术的先锋。

  陶氏化学从起步时便专注于对科学技术的发明、创造和应用,并且在随后的一个多世纪里不断地用创新来驱动发展,成长为化工产业的翘楚。

  陶氏化学实验室

  早在谷歌提出著名的将20%的时间用于创新之前,陶氏的John J. Grebe早在1920年代就创建了一家名为 “物理实验室”的创新工厂。

  这座实验室有一长串的创新清单,为日后几十年陶氏在主要领域的产品线打下了坚实的技术积累,帮助陶氏进入各种高增长领域——农业科学、水处理、能源与汽车、建筑、消费品、基础设施、包装等。

  陶氏漫长的百年创新,很难在一篇文章中将其概述清楚。本文仅举几例,供读者从陶氏的研发战略和联合创新项目中了解其创新的思路和创新的方法。

  工欲善其事,必先利其器

  在《加勒比海盗》中,女巫提亚朵玛给杰克船长一个罗盘,拥有者最想得到什么东西,罗盘便能指向那个方向。

  在陶氏的研发人员眼中,这个神奇的“罗盘”是与时俱进的数字化研发工具,例如高通量实验室、高性能的超级计算机(如量子计算机)以及500万倍的超高分辨率电子显微镜。

  研发工作工具很重要。陶氏从十几年前就开始致力于研发工具的开发,那些神奇的“罗盘”便是不断提高研发效率的基础。正所谓“工欲善其事,必先利其器”。

  那么,陶氏的“罗盘”究竟有多神奇呢?

  陶氏化学亚太区首席技术官姚维广博士说,以涂料配方实验为例,按照传统手工实验的一般流程,一个有经验的研究员一天在实验室最多做5个配方。而借助高通量配方实验室,一天产出的配方可以高达500个。高通量研究是用数字化取代人去完成某项活动,例如数据测试、分析、建模,通过机器或者机器人来操作,在电脑上通过计算机进行处理。高通量数字化的研发和实验,效率提升可高达10到100倍。

  上海陶氏中心

  高分辨率的电子显微镜更是研究人员的神器。以用于高分子聚合的金属催化剂为例,研究人员能够通过电子显微镜清晰分辨催化剂中的单个原子,透彻研究催化剂的微观结构,了解其对催化效率及选择性的影响。研究人员可以在原子层面观察催化反应对催化剂结构的影响,从而有效设计合成稳定耐用的新型催化剂。

  这些工具的设计开发和应用让研发周期大为缩短,能够更有效地帮助客户快速捕捉市场出现的新动向。

  创新的根基在于以人为本

  陶氏的创新能力强,根本还在于对人才的重视和培养。

  “人”元素,是陶氏添加在化学元素周期表上的一味额外但又极其重要的元素。以人为本的理念贯穿在陶氏业务流程的每一个环节。

  陶氏的人才愿景是让全世界最优秀的人才共同协作,缔造非凡。为此,打造卓越的领导团队和建立具有高敬业度的人才队伍,是陶氏重要的使命之一。

  陶氏为员工提供多层次、多类型的学习机会和职业发展项目,包括导师制、员工自发团体组织、个人发展项目、职业咨询、国际职位轮岗、以及培训资源等。陶氏一直致力于通过一系列的校园活动如可持续发展创新大赛、陶氏校友返校访谈互动、支持校园活动和学术竞赛等提高校企合作,携手知名高校建立联合研究中心,从校企合作科研项目中更针对性地挖掘并吸引高潜质科研人才也是陶氏的人才吸引战略重要的一部分。

  姚维广博士说,2018年,陶氏从中国十几所顶尖高校的上千名申请者中录取了17名研发部实习生。每一名实习生陶氏都给予精心培养,各配备一名导师和教导员。实习绝不是走过场,每个人都要参与到一个项目中去,定期汇报项目进展,重在考察候选人是否有作为研究者的潜质。一旦被录用正式员工,在入职最初的一年半里有至少三个月要接受各种培训,从技术到项目,也有送到海外的培训。“这些精心的培养就是为了进一步培养人才,留住人才,让人才发挥创造力。”

  目前,作为陶氏亚太区研发总部的上海陶氏中心汇聚了600多名科学家。针对研发工作的特殊性,陶氏为研发人员设计了经理人阶梯和科学家阶梯两条发展途径,并且针对不同的发展阶梯设计了系统的培养方案。通过内部导师制度、陶氏科学家协会、创新实践论坛等组织,更是使自由、创新的科研氛围深深根植在陶氏研发的组织文化中。

  预见未来

  陶氏是一家由创新驱动的公司,对研究项目的长中短期进行合理部署,其中长期项目约占20%,多偏基础研发,这其中也包括对先进研发工具的研究。“在这些基础研发中,可能会有一定比例的项目不能商业化。虽然我们允许失败,但是我们会从失败中获取宝贵的经验。”姚维广博士说。

  基础研发大多是面向未来的产业科技。

  陶氏早在几年前便开始筹划材料领域的全新产业机会,对例如5G通讯和自动驾驶等领域的颠覆性技术投入研究。

  5G时代会是什么样?陶氏的研究人员走出实验室,与行业领先者交流,倾听他们对未来的构想。经过大量的调研,有一个方向是比较清晰的,也就是5G技术的应用势必会对移动终端设备提出新的要求,例如智能手机CPU的处理速度将是目前的几百倍,要求设备有更优良的散热性能,需要与5G技术相适应的导热胶材料。

  为此,陶氏与手机厂商搭建起协作创新体系,提前开展相关研究,从客户那边及时获得对行业的洞察能够大大提升研发效率。

  一旦研究项目立项,公司会设立研究专项资金和研发团队。“在基础性研究中,我们是允许失败的,一些产品不能商业化是不可避免的,我们看中的是项目中里程碑式的节点,在哪些技术上取得了突破。”姚维广说。

  基础性研究是解决未来发展的问题,与此同时,陶氏的研发团队也致力于解决客户短期和中期的问题。为此研发团队将业务分成三部分。

  一是技术支持与研发,解决客户当下的问题,多为6个月到一年的短期项目。

  二是业务研发,根据客户的需求立项,研发时长多为1-3年。

  三是核心研发,用于攻克相对困难的技术课题,研发时长约为3-5年。该部门也承担基础性研发工作,目标是能推出颠覆性的创新解决方案。而高通量实验室等数字化研发工具的引进提高了研发的效率和成功率。

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  联合创新的时代来了

  (陶氏化学亚太区首席技术官姚维广)

  “创新不能与实际项目脱节,如果研发没有实际意义,我们是不会做的。”姚维广说。

  陶氏主张的“联合创新”便是与利益相关方共创。

  2017年,陶氏与摩拜建立战略合作,提供一体化材料解决方案。双方合作开发创新材料解决方案,包括用于实心轮胎的聚氨酯材料、车座材料、电动锁密封材料以及其他特种弹性体、胶粘剂与涂料材料,帮助减轻摩拜单车的重量、增强耐用性,并最大限度地提升舒适性。

  其中,摩拜推出的摩拜单车“风轻扬”就采用了陶氏聚氨酯材料制造的实心轮胎,相比之前的橡胶材料,不仅重量减轻20-30%,减震性能和耐用性也得到大幅提升。

  今年,摩拜新推出的电动助力车也配备采用了陶氏材料的轮胎。电助力车的最高时速可达20公里,能满足大多数居民3到5公里的出行需求。这一轮胎解决方案完美地应对了电助力车更快的骑行速度对轮胎提出的新挑战,包括更严格的抗撕裂和抗冲击性能,以及更好的抗老化性能,来抵御骑行时轮胎产生的热量。

  这一创新轮胎解决方案结合了陶氏的INFUSE™烯烃嵌段共聚物(OBC)、ENGAGE™聚烯烃弹性体和NORDEL™三元乙丙橡胶(EPDM)等先进产品技术。与普通充气胎或实心胎相比,发泡一体OBC轮胎可减轻20-30%的轮胎重量,帮助实现了车身整体减重目标。凭借其卓越的韧性和耐候性能,OBC轮胎可以适应各种环境和气候的挑战,弹性大,缓冲性好,确保更愉快舒适的骑行体验。

  另例联合创新是海尔-陶氏联合实验室。

  陶氏是材料科学领域的全球领先企业,海尔集团是白色家电全球第一品牌,双方成立海尔-陶氏全球联合创新实验室(下文简称“联合实验室”)。

  早在2008年6月,陶氏与海尔就“PASCAL™聚氨酯节能环保解决方案项目”达成合作意向。

  陶氏PASCAL™聚氨酯保温技术可以使冰箱保温性能提升8-10%。结合海尔的冰箱制造技术,采用PASCAL™技术的某款海尔冰箱5天消耗不到1度电。

  2011年4月,该技术达到商业化生产标准,一台冰箱的保温层生产速度(或者说节拍)比原先提高了一倍。目前海尔已经在国内外六座工厂采用了PASCAL™发泡技术。

  海尔是第一家将PASCAL™技术应用于生产的领先企业。此项专利技术是陶氏基于对家电市场低能耗发展趋势的了解,以及海尔实际应用的反馈而研发的最新技术,使冰箱产生多重节能效应。

  在产品开发的同时,陶氏对创新项目要从经济价值和社会价值角度进行评估。姚维广博士介绍说,项目的评估分成四个维度。

  一是NPV经济分析(Net Profit Value)。看项目未来的商业化前景,根据商业前景的评估决定是否立项。

  二是可持续性评估。通过产品对环境的正负面影响综合评估可行性。

  三是POC可行性 (Proof of Concept) 分析。通过实验和研究评估项目的可行性,如果成功才可以将项目推进。

  四是生产可持续性,是否符合陶氏生产制造方面在EHS,即环境、安全、卫生的标准。

  陶氏的这套标准也在影响客户,让创新不仅仅是商业上的成功,更能带来社会价值。

  “近年来中国国内企业的综合实力与日俱增,对创新的热情和开放的态度着实让人激动。十年前,我们的客户多是跨国公司,而现在80%-90%是本地客户;十年前本地客户的首要要求可能是追求成本,而现在则要求产品差异化,在质量上竞争,甚至要求比跨国公司还高,这是我在这个市场看到的最大的变化。 ”姚维广说,“陶氏正在帮助中国企业走上创新转型升级之路。”

2018-08-22