TRIZ理論在機械改造中的應用

李雋

摘要：文中對發明問題解決理論（Theory of the Solution of Inventive Problems，以下簡稱TRIZ理論）的主要內容進行了簡略的介紹，通過絞龍堵料問題的實例應用，說明TRIZ在解決機械改造方面的可行性與有效性。

關鍵詞：TRIZ理論;絞龍堵料;機械改造

1.引言

當今世界各國之間綜合國力競爭日趨激烈，主要表現為科技實力和創新能力的競爭。傳統的創新設計方法更多依賴于設計者的靈感和經驗，諸如頭腦風暴法、試錯法、形態分析法等，具有很強的隨機性和偶然性。而TRIZ理論作為一種系統分析問題的科學方法具有很強的可操作性，對于解決技術難題的研究具有里程碑式的意義。為我們在進行發明創造、解決技術難題時提供了強大的理論依據和技術支持。

2.TRIZ理論

2.1TRIZ理論簡介

TRIZ理論是阿奇舒勒（G. S. Altshuller）在1946年創立的，Altshuller也被尊稱為TRIZ之父。TRIZ理論是在對大量專利嚴格分析的基礎上，總結出產品改進、技術變革等遵循的內在規律模式，經多年研究，逐漸形成的一套嚴密的解決各種技術矛盾的創新原理和法則。直至80年代，隨著早起TRIZ專家移居歐美等國，TRIZ理論才逐漸在世界廣泛流傳。經過長期發展改進，由早先的廣泛應用于工程技術領域，該理論已逐步向其他領域滲透和擴展。

2.2TRIZ理論主要內容

2.2.1創新思維、物-場分析方法

TRIZ理論克服思維慣性，為人們提供獨到的、行之有效的創新思維方法，包括小矮人法、STC（S-Size（尺寸），T-Time（時間），C-Cost（成本））算子、金魚法等。而對于技術系統內部構成要素較為復雜的問題的分析，則需使用物-場分析法進行建模分析，物-場分析法可以幫助人們快速建立與已存在的系統或新技術系統相聯系的功能模型，分析并改進技術系統的功能。

2.2.2八大基本進化法則

TRIZ理論的技術系統進化論主要包括八大進化法則，他們是針對創新和完好系統的過程中遵循的一定規律，在大量創造發明的內在規律和原理分析

的基礎上總結提煉出來的。通過對子系統或原件不斷改進完善，以提高整個系統的性能，這便是技術系統的進化過程。

2.2.3技術矛盾解決原理

TRIZ理論通過對大量技術文獻的分析研究，引入39個技術參數用來描述技術矛盾，這樣就將實際工程中矛盾轉化為一般的標準的技術矛盾。TRIZ法研究人員對大量專利研究、分析、總結，提煉出TRIZ理論中最重要的、具有較強普適性的40條解決技術矛盾的發明創新原理。40條發明創新原理是TRIZ的精髓，對于TRIZ理論的發展具有極為深刻的意義。

2.2.4創新問題標準解法

TRIZ通過對百萬件專利的詳細研究發現，發明問題共分為兩大類，即標準問題和非標準問題。前者可以用“標準解法”來解決，而后者需要運用ARIZ算法來加以解決。標準解法為我們解決技術問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，同時也是TRIZ高級理論的精華之一。而解決非標準問題亦是建立在標準解法的基礎上，其主要思想是將非標準問題通過各種方法轉化為標準問題，然后應用標準解法來獲得解決方案。

2.2.5ARIZ算法

ARIZ算法是專門針對于解決復雜、困難的發明問題的一種算法，是TRIZ理論的重要支撐，其目標是解決物理矛盾。對于問題情境復雜、矛盾不易查找的非標準發明問題，它具有更強的有效性和可行性。

3.TRIZ理論在機械改造中的應用

絞龍是把一根安裝有螺旋葉片的軸裝在不銹鋼外殼內，絞龍軸直接由電動機驅動，在不銹鋼外殼內高速旋轉。絞龍加料速度過快時會導致絞龍輸送能力達不到造成堵料現象，同時，在輸送物料的過程中，絞龍葉片會與物料產生摩擦，導致絞龍葉片嚴重磨損，這也直接影響到絞龍的輸送能力，易造成絞龍堵料現象。由于絞龍在傳輸物料時，由于傳輸速度、物料黏度等外界因素的存在，總會對絞龍傳輸能力產生一定的影響，同時，絞龍葉片在與物料接觸時，必定會造成絞龍葉片不同程度的磨損，故本問題的理想解為：在滿足絞龍傳輸速度的情況下，使絞龍的堵料幾率最小化，對絞龍葉片的磨損程度最低化。先從39個標準的技術參數中選擇一對特性參數：（1）改善因素：速度（2）惡化因素：物體產生的有害因素。將（1）和（2）代入到沖突矩陣，可得出三條相關的理論，依次是：（1）中介物（2）緊急行動（3）參數變化。對以上原理進行進一步分析，可以對蛟龍進行如下改進：根據（1）中介勿原理，我們可以對蛟龍進行如下改造：?在絞龍出料口端設置一氣孔，用一氣管連接至氣源，定時進行用壓縮空氣清理物料;?將絞龍外殼安裝一氣錘，定時對絞龍內物料進行敲擊，以防堵料現象的產生。?在絞龍葉片周緣焊接導向筋，導向筋采用鈦材質，鈦材質具有很好的耐磨性，此方案既可以加強絞龍的物料傳輸能力，又能夠增強絞龍葉片的耐磨性。根據（2）緊急行動原理，我們可以對絞龍進行如下改造：在絞龍出料端安裝一小段反旋葉片。當物料出現堵料現象時，后端反旋葉片會給物料一個相反的推動力，以緩解堵料現象。根據（3）參數變化原理，我們可以對絞龍進行如下改造：絞龍葉片設計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，這樣不易造成堵料現象。

4. 結束語

TRIZ理論作為最先進的技術創新理論，對于一個國家的發展，科技的創新都具有極為著深遠的意義。尤其在當前激烈的競爭環境中，其作用尤為突出。然而，與國外相比，我國在TRIZ理論推廣與應用方面還存在很大差距，技術儲備相對匱乏，因此，必須突破提高自主創新能力的瓶頸，將TRIZ理論的理念、模式深入推廣，進而提高國內現代機械的設計水平，研發出更具競爭力的新產品。

參考文獻

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（作者單位：天津巴莫科技股份有限公司）