基于TRIZ理論的藥粒分離機的研究設計

王磊等

[摘要]現(xiàn)今各醫(yī)院的住院部藥房，因為要滿足住院患者每天的藥物的供應量，所以每天需要大量各種不同種類的藥從藥房提取。而各醫(yī)院手工剝藥一般只有5到6板/分鐘，而傳統(tǒng)的藥粒分離機，速度也只有10到12板/分鐘。如果遇到一些更為難剝的藥，剝藥的效率會更低，甚至會損壞藥物。由此可以看出，藥房自動化需要一種新型的藥粒分離機。本文使用TRIZ理論作為基礎，針對提高傳統(tǒng)藥粒的效率提出了一系列的創(chuàng)新改進方案，不斷創(chuàng)新。最終設計出一個新型的藥粒分離機。

[關鍵詞]藥粒分離機；TRIZ理論；創(chuàng)新

Abstract： In hospital in-patient department， the daily demand of medicine tablet is large， the pharmacy need to precisely send various medicine tablets to certain patient， the working volume is huge. The pharmacy staff needs to remove the medicine package and peel capsule/tablet from strip. While， the manual efficiency is quiet low （5-6 strips per minute）， the efficiency by using the current medicine peeling machine is also not satisfying（10-12 strips per minute）. Even the worse， the current system has got some other problems and risks， such as， the system efficiency will be lowered by irregular shape medicine and medicine may be polluted and damaged during peeling and distribution. In this paper， a modification plan that improves the medicine tablet/capsule peeling efficiency was introduced by using TRIZ theory， and a new design of medicine table peeling machine was proposed.

隨著科技的不斷發(fā)展，醫(yī)院的數(shù)字化建設都已經(jīng)在蓬勃發(fā)展，然而目前藥房數(shù)字化建設仍落后。傳統(tǒng)的藥粒分離機的效率尤其低下，當遇到一些特殊的藥粒，為了避免傳統(tǒng)藥粒分離機會損壞藥物，藥房甚至需要借助人力來剝藥。所以新型的藥粒分離機需要有效的解決傳統(tǒng)藥粒分離機和手工剝藥存在的費時，費力，污染藥片等問題。本文使用TRIZ理論作為基礎，針對上述的一系列難題，不斷的改進和創(chuàng)新，最終設計出一個新型的藥粒分離機。

一、TRIZ理論簡介

TRIZ是由原俄文字母的縮寫（Теория РешенияИзобретательскихЗадач ТРИЭ），并按ISO/R9-1968E規(guī)定，轉換成拉丁字母Т→T、Р→I、И→R、З→Z即TRIZ，其含義是發(fā)明問題解決理論。

TRIZ理論體系

TRIZ理論體系主要有九大核心內容：

（一）TRIZ的技術系統(tǒng)八大進化法則。

（二）最終理想解（IFR）。

（三）40個發(fā)明原理。

（四）39個工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣。

（五）物理矛盾和四大分離原理。

（六）物一場模型分析。

（七）發(fā)明問題的標準解法。

（八）科學效應和現(xiàn)象知識庫。

（九）發(fā)明問題解決算法（ARIZ） 。

TRIZ理論成功地揭示了創(chuàng)新發(fā)明的內在規(guī)律和原理，著力于澄清和強調系統(tǒng)中存在的矛盾，其目標是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。它不是采取折衷或者妥協(xié)的做法，而且它是基于技術的發(fā)展演化規(guī)律研究整個設計與開發(fā)過程，而不再是隨機的行為。實踐證明，運用TRIZ理論，可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進程而且能得到高質量的創(chuàng)新產(chǎn)品。

二、基于TRIZ的研究過程

2.1TRIZ的解題模型

TRIZ體系模型是通過以下五個步驟漸進形成的。第一步，描述矛盾的概念；第二步，引入資源的概念；第三步，提出最終理想解的概念；這幾步完成之后就構成了TRIZ體系模型的內部框架。然后，應用進化法則和創(chuàng)新原理作為構造TRIZ體系模型的第四步與第五步。該模型是人類應用TRIZ理論解決發(fā)明問題的基礎。

2.2TRIZ解題流程

第一，建立功能模型，明確系統(tǒng)的功能。定義藥粒分離機的功能為把藥從封閉的空間取出來。根據(jù)功能定義，建立功能模型圖。明確系統(tǒng)的問題點。如下圖所示。傳統(tǒng)藥粒分離機的主要問題是，藥粒分離機的隔板對藥粒有著不穩(wěn)定的作用。傳統(tǒng)的藥粒分離機不能適用于所有的藥粒。

第二，以隔板對藥粒的不穩(wěn)定的作用為結果鏈，進行因果分析發(fā)現(xiàn)造成傳統(tǒng)藥粒分離機效率低下的由下列幾個主要原因節(jié)點：

1、隔板之間的間隙。此間隙需要根據(jù)不同類別的藥板的尺寸不停的調整，影響了工作效率。

2、壓輥的壓力。希望壓力不能太大，也不能太小。壓力太大會壓壞藥粒，壓力太小的話會導致藥粒壓不出來。

第三，矛盾分析：

根據(jù)原因節(jié)點1，提出改進方案，通過調節(jié)隔板之間的間隙，將藥粒從藥板中分離出來，但是這樣做會惡化操作流程的方便性。得出一組技術矛盾，改善的參數(shù)：適應性與通用性；惡化的參數(shù)：操作流程的方便性。查找矛盾矩陣，得出4個創(chuàng)新原理。15.動態(tài)特性；34.拋棄與再生原理；1.分割原理；16.不足與過度作用。

根據(jù)動態(tài)性原理，使物體外部環(huán)境或過程具有動態(tài)性，能自行優(yōu)化尋找到最佳的運行狀態(tài)，把物體分割成相對移動的幾個部分，使固定的物體可以移動或者具有柔性。結合分割原理，將目前固定的隔板分割稱可以相對運動的幾個部分，甚至可以讓隔板具備一定的柔性。如圖1和圖2所示。

根據(jù)原因節(jié)點2，提出改進方案，希望壓力即大又小，當藥板和藥粒在合適的位置的時候，壓力要足夠的大，能破壞藥板的鋁箔紙；當藥板和藥粒在不恰當?shù)奈恢脮r，壓力又不能太大，壓力過小可以保證藥力不被壓壞。此屬于典型的物理矛盾，利用四大分離原理中的條件分離原理和時間分離原理。根據(jù)曲面化原理，再將分割的隔板的平面變直為曲，根據(jù)組合原理，把分割成小塊的曲面小隔板多個組合在一起并行運行。如圖3所示。再根據(jù)時間分離原理中的周期性作用和動態(tài)性原理，將有壓力能持續(xù)的施加在藥板上，采用齒輪在施加壓力，同時利用齒輪可以帶動藥板一直向前進，這樣可以保證藥板的上方持續(xù)的存在壓力。

綜上所述，我們根據(jù)技術矛盾和物理矛盾分析，利用40個創(chuàng)新原理，已經(jīng)得到了新型藥粒分離機的初步模型。具體的改進思路如下：

1、將隔板分割稱成許多小的隔板

2、將小的隔板具備變成可以相對運動的，并且具備一定的柔性

3、將小的隔板平面變成曲面

4、將多個小的隔板組合在一起并行運行

5、利用齒輪施加壓力，同時可以利用齒輪傳動的資源，將藥板帶動向前運動，保持藥板上方存在的壓力。

三、全自動的藥粒分離機的前景預測

經(jīng)過樣機試驗，當使用普通的藥粒進行試驗的時候，全自動的藥粒分離機的效率在200片/分鐘；當使用一些特殊的藥粒進行試驗的時候，藥粒分離機的效率為50-100片/分鐘。由此看來，此新型的藥粒分離機極大的提高了工作效率，解放了藥房的人力。

從手動的藥粒分離機到全自動的設備，我們實現(xiàn)了生產(chǎn)率和可靠性的提高，我們的方案也符合一些進化路線，如表面幾何進化，不同和類似組件的單-雙-多，內部結構進化等相關進化路線。根據(jù)TRIZ的S型進化路線的理論，根據(jù)同類產(chǎn)品的市場份額和專利數(shù)量，全自動的藥粒分離機屬于嬰兒階段，有著很大的發(fā)展前景。在今后的工作中，我們將依托江蘇省生產(chǎn)力促進中心的平臺，整合各類資源，繼續(xù)結合TRIZ理論進行新型藥粒機的研發(fā)。不斷的創(chuàng)新，將產(chǎn)品推向全新的高度。

參考文獻

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作者簡介

王磊（1983-），男，江蘇省生產(chǎn)力促進中心.工程師.