應(yīng)用TRIZ理論解決收納盒薄片介質(zhì)漏檢問題

張承業(yè) 張憲民 尹廣軍

【摘 要】針對薄片介質(zhì)收納盒存在的漏檢問題，應(yīng)用TRIZ問題分析與解決流程，系統(tǒng)分析問題出現(xiàn)的原因，基于技術(shù)沖突解決原理獲得相適應(yīng)的發(fā)明原理，根據(jù)所得發(fā)明原理對收納盒進行改進設(shè)計，所得設(shè)計方案很好地解決了漏檢問題，滿足了技術(shù)系統(tǒng)理想化目標。

【Abstract】 In view of the missed detection of laminated dielectric storage box， through using the problem analysis and solution flow of TRIZ， the causes of the problems are systematically analyzed. The adaptive invention principle is acquired based on the technology conflict resolution principle. According to the principle of the invention， the design of the storage box is improved. The design scheme solves the problem of missed detection and meets the idealized goal of the technology system.

【關(guān)鍵詞】TRIZ；矛盾問題解決；薄片介質(zhì)；收納盒

【Keywords】 TRIZ； conflict resolution； laminated dielectric； storage box

【中圖分類號】TH122；F204 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）07-0133-03

1 引言

在金融設(shè)備領(lǐng)域，為了實現(xiàn)對金融票券等薄片介質(zhì)的收納，通常設(shè)有收納該薄片介質(zhì)的收納盒。薄片介質(zhì)按特定的路徑傳輸至收納盒中堆疊存放，為實時了解收納盒中薄片介質(zhì)的收納狀況，通常設(shè)有傳感器以提醒客戶是否需要清理或進行其他操作。由于薄片介質(zhì)的下落堆疊過程是不受控的，且在傳輸中易受到靜電、速度等因素的影響而異常堆疊，處于傳感器的可檢測范圍之外，從而引發(fā)傳感器的信息誤報，導(dǎo)致金融設(shè)備對該筆交易操作出現(xiàn)錯誤。針對上述問題，應(yīng)用TRIZ工具對收納盒漏檢問題進行系統(tǒng)分析，給出了解決方案，并將其應(yīng)用于同類產(chǎn)品中，降低了成本，產(chǎn)生了顯著的效益。

2 TRIZ理論

TRIZ是俄文“發(fā)明問題解決理論”的詞頭，是一套供研發(fā)人員解決問題的系統(tǒng)化的理論方法[1]。TRIZ不僅提供了分析工程問題所需的方法，包括功能分析、資源分析和物場分析等；還提供了相應(yīng)的問題求解工具，包括解決矛盾的發(fā)明原理、解決物理矛盾的分離原理、科學原理知識庫和發(fā)明問題標準解法等。在問題分析的基礎(chǔ)上，針對不同的問題類型，可選擇不同的TRIZ工具進行解決。

產(chǎn)品創(chuàng)新的核心是解決設(shè)計中的沖突或矛盾。TRIZ提出了用于描述沖突的39個通用工程參數(shù)和用于解決沖突的40個發(fā)明原理，通過建立工程參數(shù)與發(fā)明原理的聯(lián)系，通過矛盾矩陣的指示得到所適用的發(fā)明原理[2]。

3 薄片介質(zhì)收納盒問題分析

正常狀態(tài)下，薄片介質(zhì)從傳輸通道中脫離后，被收納盒壁右側(cè)壁阻擋而自由落下，并在收納盒底部堆積成疊狀，如圖1所示。在收納盒的頂部和底部布置了一對對射傳感器，如檢測光路被薄片介質(zhì)阻擋，控制系統(tǒng)將會發(fā)出收納盒中有薄片介質(zhì)存在的信息。當薄片介質(zhì)因某種原因未能正常堆疊而處于直立狀態(tài)，如圖2所示，從而脫離收納盒對射傳感器的可檢測范圍，造成傳感器的信息誤報，導(dǎo)致金融設(shè)備對該筆交易的操作出現(xiàn)錯誤。

4 對收納盒的改進

為了解決薄片介質(zhì)收納的漏檢問題，利用基于TRIZ理論的問題分析和解決流程對漏檢問題進行原因分析和問題解決。

4.1 現(xiàn)象分析

用高速攝像機拍攝收納盒非正常收納現(xiàn)象，當?shù)谝粡埥橘|(zhì)脫離傳輸通道，進入收納盒中，被收納盒右側(cè)壁阻擋而處于自由狀態(tài)。由于靜電或其他原因，第一張介質(zhì)會在收納盒內(nèi)懸浮一段時間；此時第二張介質(zhì)經(jīng)傳輸通道進入盒內(nèi)，與第一張介質(zhì)前端發(fā)生撞擊，如圖3所示，使得介質(zhì)不能在重力作用下平穩(wěn)堆疊于收納盒底部，而出現(xiàn)圖2中的非正常收納狀態(tài)。

4.2 問題分析

結(jié)合原因分析得知，出現(xiàn)非正常收納狀態(tài)的原因是薄片介質(zhì)在傳輸通道中產(chǎn)生了靜電，靜電可以通過加靜電毛刷等途徑消減，但不能完全消除。同時對于漏檢問題，最直接的解決辦法就是在收納盒底部側(cè)壁增加一對對射傳感器，如此會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

定義該問題系統(tǒng)的理想解為：在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度和成本的前提下，保證進入收納盒區(qū)域內(nèi)的薄片介質(zhì)均能被檢測到。

4.3 定義技術(shù)沖突

增加一對能夠檢測直立介質(zhì)的對射傳感器，雖解決了問題，但增加了系統(tǒng)復(fù)雜度及成本。屬于技術(shù)沖突，分析后將改善的參數(shù)定義為可靠性27，所帶來的惡化的參數(shù)為物質(zhì)損失23和系統(tǒng)的復(fù)雜性36。通過查找矛盾矩陣，得到適用的發(fā)明原理分別為1，10，13，29，35，39。

4.4 初步解決方案

對通過技術(shù)沖突原理所得到的解決方法逐一分析確定對應(yīng)的解決方案。

①采用原理1分割所提供思路無直接方案。

②根據(jù)發(fā)明原理10預(yù)先作用，在介質(zhì)脫離傳輸輪進入收納盒時，增加裝置使薄片介質(zhì)下落過程受控。

在傳輸通道的末端，增加風火輪（如圖4），介質(zhì)脫離傳輸輪的控制后，在風火輪頁片夾持下堆疊于收納盒的底部。但需要增加風火輪及相關(guān)動力機構(gòu)，成本高，系統(tǒng)復(fù)雜。此方案未能滿足理想化要求，不予采用。

③采用發(fā)明原理13反向作用的設(shè)計思路，將原先安裝于頂部和底部的一對對射傳感器變換位置安裝于靠近底部的前后側(cè)壁上，如圖5所示，同時在收納盒底部增加凸棱特征，使得原本平躺的介質(zhì)成傾斜狀，可檢測直立和平躺兩種狀態(tài)的介質(zhì)。此方案不增加額外資源，僅是變換傳感器的位置，即可解決問題，故可采用。

④根據(jù)發(fā)明原理29氣動和液壓結(jié)構(gòu)，在收納盒的頂部增加可向下發(fā)出氣流的裝置，對進入收納盒的介質(zhì)形成向下的沖擊力，消除帶靜電介質(zhì)在收納盒空間內(nèi)的停留時間。

但金融設(shè)備中無氣動結(jié)構(gòu)，需額外增加完整氣動裝置；另向下的氣流可能會使收納盒中已堆疊好的介質(zhì)吹亂，此方案有缺陷，不予采用。

⑤基于發(fā)明原理35改變參數(shù)，可通過降低介質(zhì)的傳輸速度，保證在有靜電存在的情況下，第一張介質(zhì)懸浮未下落前，第二張介質(zhì)也不會運動至第一張介質(zhì)停留位置處，從而避免撞擊。但介質(zhì)傳輸速度為決定金融設(shè)備性能的重要參數(shù)，在方案設(shè)計階段即已確定，故此方案不可行。

⑥發(fā)明原理39為惰性環(huán)境，因本設(shè)備中無惰性環(huán)境產(chǎn)生和存在的可能，故此原理不適用。

4.5 最終方案

結(jié)合該問題系統(tǒng)的理想化目標，并考慮設(shè)備的使用環(huán)境和可行性要求，對所形成的解決方案進行評價，最終選定原理13所形成的方案為較理想的解決方案。

如圖6所示技術(shù)方案[4]，對射傳感器安裝于靠近收納盒底部的前后壁上，收納盒底部設(shè)有凸棱特征，可將平躺的介質(zhì)頂起成斜坡狀，檢測光路可被整疊介質(zhì)阻擋，可被傳感器檢測到。凸棱中間有斷開的特征槽孔，使得當介質(zhì)處于直立狀態(tài)時，如圖7所示，檢測光路不被凸棱遮擋，依然能被檢測到，達到項目目標要求。

新方案解決了收納盒漏檢問題，較好地實現(xiàn)了理想解主要目標；新方案沒有增加原系統(tǒng)的復(fù)雜性，易于在實際工程應(yīng)用中實現(xiàn)。

5 結(jié)語

①利用TRIZ理論問題分析與解決流程成功解決了薄片介質(zhì)收納盒漏檢問題；

②通過方案評價得到的最終解決方案未增加系統(tǒng)的復(fù)雜度，較好地滿足了系統(tǒng)的理想化目標，該方案已經(jīng)在公司同類產(chǎn)品上推廣使用；

③該方案已于2014年7月申請發(fā)明專利，專利名稱為《一種薄片介質(zhì)收納裝置》，專利申請?zhí)枮椋?01410345933.4。

【參考文獻】

【1】阿奇舒勒. 創(chuàng)造是精確的科學[M]. 廣州：廣東人民出版社，1987.

【2】檀潤華，王慶禹，苑彩云，等. 發(fā)明問題解決理論：TRIZ—TRIZ過程、工具及發(fā)展趨勢[J]. 機械設(shè)計，2001（7）：7-11.

【3】創(chuàng)新方法研究會，中國21世紀議程管理中心編. 創(chuàng)新方法教程：初級[M]. 北京：高等教育出版社，2012 .

【4】尹廣軍. 一種薄片介質(zhì)收納裝置：中國，201410345933.4[P].2014-10-29.