TRIZ理論在機(jī)械改造中的應(yīng)用

李雋

摘要：文中對(duì)發(fā)明問(wèn)題解決理論（Theory of the Solution of Inventive Problems，以下簡(jiǎn)稱TRIZ理論）的主要內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)略的介紹，通過(guò)絞龍堵料問(wèn)題的實(shí)例應(yīng)用，說(shuō)明TRIZ在解決機(jī)械改造方面的可行性與有效性。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論;絞龍堵料;機(jī)械改造

1.引言

當(dāng)今世界各國(guó)之間綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，主要表現(xiàn)為科技實(shí)力和創(chuàng)新能力的競(jìng)爭(zhēng)。傳統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法更多依賴于設(shè)計(jì)者的靈感和經(jīng)驗(yàn)，諸如頭腦風(fēng)暴法、試錯(cuò)法、形態(tài)分析法等，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和偶然性。而TRIZ理論作為一種系統(tǒng)分析問(wèn)題的科學(xué)方法具有很強(qiáng)的可操作性，對(duì)于解決技術(shù)難題的研究具有里程碑式的意義。為我們?cè)谶M(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術(shù)難題時(shí)提供了強(qiáng)大的理論依據(jù)和技術(shù)支持。

2.TRIZ理論

2.1TRIZ理論簡(jiǎn)介

TRIZ理論是阿奇舒勒（G. S. Altshuller）在1946年創(chuàng)立的，Altshuller也被尊稱為TRIZ之父。TRIZ理論是在對(duì)大量專利嚴(yán)格分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)出產(chǎn)品改進(jìn)、技術(shù)變革等遵循的內(nèi)在規(guī)律模式，經(jīng)多年研究，逐漸形成的一套嚴(yán)密的解決各種技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理和法則。直至80年代，隨著早起TRIZ專家移居歐美等國(guó)，TRIZ理論才逐漸在世界廣泛流傳。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展改進(jìn)，由早先的廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域，該理論已逐步向其他領(lǐng)域滲透和擴(kuò)展。

2.2TRIZ理論主要內(nèi)容

2.2.1創(chuàng)新思維、物-場(chǎng)分析方法

TRIZ理論克服思維慣性，為人們提供獨(dú)到的、行之有效的創(chuàng)新思維方法，包括小矮人法、STC（S-Size（尺寸），T-Time（時(shí)間），C-Cost（成本））算子、金魚(yú)法等。而對(duì)于技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成要素較為復(fù)雜的問(wèn)題的分析，則需使用物-場(chǎng)分析法進(jìn)行建模分析，物-場(chǎng)分析法可以幫助人們快速建立與已存在的系統(tǒng)或新技術(shù)系統(tǒng)相聯(lián)系的功能模型，分析并改進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)的功能。

2.2.2八大基本進(jìn)化法則

TRIZ理論的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化論主要包括八大進(jìn)化法則，他們是針對(duì)創(chuàng)新和完好系統(tǒng)的過(guò)程中遵循的一定規(guī)律，在大量創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理分析

的基礎(chǔ)上總結(jié)提煉出來(lái)的。通過(guò)對(duì)子系統(tǒng)或原件不斷改進(jìn)完善，以提高整個(gè)系統(tǒng)的性能，這便是技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化過(guò)程。

2.2.3技術(shù)矛盾解決原理

TRIZ理論通過(guò)對(duì)大量技術(shù)文獻(xiàn)的分析研究，引入39個(gè)技術(shù)參數(shù)用來(lái)描述技術(shù)矛盾，這樣就將實(shí)際工程中矛盾轉(zhuǎn)化為一般的標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)矛盾。TRIZ法研究人員對(duì)大量專利研究、分析、總結(jié)，提煉出TRIZ理論中最重要的、具有較強(qiáng)普適性的40條解決技術(shù)矛盾的發(fā)明創(chuàng)新原理。40條發(fā)明創(chuàng)新原理是TRIZ的精髓，對(duì)于TRIZ理論的發(fā)展具有極為深刻的意義。

2.2.4創(chuàng)新問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)解法

TRIZ通過(guò)對(duì)百萬(wàn)件專利的詳細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)明問(wèn)題共分為兩大類，即標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題和非標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。前者可以用“標(biāo)準(zhǔn)解法”來(lái)解決，而后者需要運(yùn)用ARIZ算法來(lái)加以解決。標(biāo)準(zhǔn)解法為我們解決技術(shù)問(wèn)題提供了一種新思路和新手段，這是TRIZ理論的重要組成部分，同時(shí)也是TRIZ高級(jí)理論的精華之一。而解決非標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題亦是建立在標(biāo)準(zhǔn)解法的基礎(chǔ)上，其主要思想是將非標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題通過(guò)各種方法轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，然后應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解法來(lái)獲得解決方案。

2.2.5ARIZ算法

ARIZ算法是專門針對(duì)于解決復(fù)雜、困難的發(fā)明問(wèn)題的一種算法，是TRIZ理論的重要支撐，其目標(biāo)是解決物理矛盾。對(duì)于問(wèn)題情境復(fù)雜、矛盾不易查找的非標(biāo)準(zhǔn)發(fā)明問(wèn)題，它具有更強(qiáng)的有效性和可行性。

3.TRIZ理論在機(jī)械改造中的應(yīng)用

絞龍是把一根安裝有螺旋葉片的軸裝在不銹鋼外殼內(nèi)，絞龍軸直接由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，在不銹鋼外殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)。絞龍加料速度過(guò)快時(shí)會(huì)導(dǎo)致絞龍輸送能力達(dá)不到造成堵料現(xiàn)象，同時(shí)，在輸送物料的過(guò)程中，絞龍葉片會(huì)與物料產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致絞龍葉片嚴(yán)重磨損，這也直接影響到絞龍的輸送能力，易造成絞龍堵料現(xiàn)象。由于絞龍?jiān)趥鬏斘锪蠒r(shí)，由于傳輸速度、物料黏度等外界因素的存在，總會(huì)對(duì)絞龍傳輸能力產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)，絞龍葉片在與物料接觸時(shí)，必定會(huì)造成絞龍葉片不同程度的磨損，故本問(wèn)題的理想解為：在滿足絞龍傳輸速度的情況下，使絞龍的堵料幾率最小化，對(duì)絞龍葉片的磨損程度最低化。先從39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)中選擇一對(duì)特性參數(shù)：（1）改善因素：速度（2）惡化因素：物體產(chǎn)生的有害因素。將（1）和（2）代入到?jīng)_突矩陣，可得出三條相關(guān)的理論，依次是：（1）中介物（2）緊急行動(dòng)（3）參數(shù)變化。對(duì)以上原理進(jìn)行進(jìn)一步分析，可以對(duì)蛟龍進(jìn)行如下改進(jìn)：根據(jù)（1）中介勿原理，我們可以對(duì)蛟龍進(jìn)行如下改造：?在絞龍出料口端設(shè)置一氣孔，用一氣管連接至氣源，定時(shí)進(jìn)行用壓縮空氣清理物料;?將絞龍外殼安裝一氣錘，定時(shí)對(duì)絞龍內(nèi)物料進(jìn)行敲擊，以防堵料現(xiàn)象的產(chǎn)生。?在絞龍葉片周緣焊接導(dǎo)向筋，導(dǎo)向筋采用鈦材質(zhì)，鈦材質(zhì)具有很好的耐磨性，此方案既可以加強(qiáng)絞龍的物料傳輸能力，又能夠增強(qiáng)絞龍葉片的耐磨性。根據(jù)（2）緊急行動(dòng)原理，我們可以對(duì)絞龍進(jìn)行如下改造：在絞龍出料端安裝一小段反旋葉片。當(dāng)物料出現(xiàn)堵料現(xiàn)象時(shí)，后端反旋葉片會(huì)給物料一個(gè)相反的推動(dòng)力，以緩解堵料現(xiàn)象。根據(jù)（3）參數(shù)變化原理，我們可以對(duì)絞龍進(jìn)行如下改造：絞龍葉片設(shè)計(jì)為螺旋間距不等的旋片，由輸入端至輸出端螺旋間距逐漸減小，這樣，絞龍從輸入端至輸出端輸送能力逐漸加強(qiáng)，這樣不易造成堵料現(xiàn)象。

4. 結(jié)束語(yǔ)

TRIZ理論作為最先進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)新理論，對(duì)于一個(gè)國(guó)家的發(fā)展，科技的創(chuàng)新都具有極為著深遠(yuǎn)的意義。尤其在當(dāng)前激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，其作用尤為突出。然而，與國(guó)外相比，我國(guó)在TRIZ理論推廣與應(yīng)用方面還存在很大差距，技術(shù)儲(chǔ)備相對(duì)匱乏，因此，必須突破提高自主創(chuàng)新能力的瓶頸，將TRIZ理論的理念、模式深入推廣，進(jìn)而提高國(guó)內(nèi)現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)水平，研發(fā)出更具競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：天津巴莫科技股份有限公司）