TRIZ理论在机械改造中的应用

李隽

摘要：文中对发明问题解决理论（Theory of the Solution of Inventive Problems，以下简称TRIZ理论）的主要内容进行了简略的介绍，通过绞龙堵料问题的实例应用，说明TRIZ在解决机械改造方面的可行性与有效性。

关键词：TRIZ理论;绞龙堵料;机械改造

1.引言

当今世界各国之间综合国力竞争日趋激烈，主要表现为科技实力和创新能力的竞争。传统的创新设计方法更多依赖于设计者的灵感和经验，诸如头脑风暴法、试错法、形态分析法等，具有很强的随机性和偶然性。而TRIZ理论作为一种系统分析问题的科学方法具有很强的可操作性，对于解决技术难题的研究具有里程碑式的意义。为我们在进行发明创造、解决技术难题时提供了强大的理论依据和技术支持。

2.TRIZ理论

2.1TRIZ理论简介

TRIZ理论是阿奇舒勒（G. S. Altshuller）在1946年创立的，Altshuller也被尊称为TRIZ之父。TRIZ理论是在对大量专利严格分析的基础上，总结出产品改进、技术变革等遵循的内在规律模式，经多年研究，逐渐形成的一套严密的解决各种技术矛盾的创新原理和法则。直至80年代，随着早起TRIZ专家移居欧美等国，TRIZ理论才逐渐在世界广泛流传。经过长期发展改进，由早先的广泛应用于工程技术领域，该理论已逐步向其他领域渗透和扩展。

2.2TRIZ理论主要内容

2.2.1创新思维、物-场分析方法

TRIZ理论克服思维惯性，为人们提供独到的、行之有效的创新思维方法，包括小矮人法、STC（S-Size（尺寸），T-Time（时间），C-Cost（成本））算子、金鱼法等。而对于技术系统内部构成要素较为复杂的问题的分析，则需使用物-场分析法进行建模分析，物-场分析法可以帮助人们快速建立与已存在的系统或新技术系统相联系的功能模型，分析并改进技术系统的功能。

2.2.2八大基本进化法则

TRIZ理论的技术系统进化论主要包括八大进化法则，他们是针对创新和完好系统的过程中遵循的一定规律，在大量创造发明的内在规律和原理分析

的基础上总结提炼出来的。通过对子系统或原件不断改进完善，以提高整个系统的性能，这便是技术系统的进化过程。

2.2.3技术矛盾解决原理

TRIZ理论通过对大量技术文献的分析研究，引入39个技术参数用来描述技术矛盾，这样就将实际工程中矛盾转化为一般的标准的技术矛盾。TRIZ法研究人员对大量专利研究、分析、总结，提炼出TRIZ理论中最重要的、具有较强普适性的40条解决技术矛盾的发明创新原理。40条发明创新原理是TRIZ的精髓，对于TRIZ理论的发展具有极为深刻的意义。

2.2.4创新问题标准解法

TRIZ通过对百万件专利的详细研究发现，发明问题共分为两大类，即标准问题和非标准问题。前者可以用“标准解法”来解决，而后者需要运用ARIZ算法来加以解决。标准解法为我们解决技术问题提供了一种新思路和新手段，这是TRIZ理论的重要组成部分，同时也是TRIZ高級理论的精华之一。而解决非标准问题亦是建立在标准解法的基础上，其主要思想是将非标准问题通过各种方法转化为标准问题，然后应用标准解法来获得解决方案。

2.2.5ARIZ算法

ARIZ算法是专门针对于解决复杂、困难的发明问题的一种算法，是TRIZ理论的重要支撑，其目标是解决物理矛盾。对于问题情境复杂、矛盾不易查找的非标准发明问题，它具有更强的有效性和可行性。

3.TRIZ理论在机械改造中的应用

绞龙是把一根安装有螺旋叶片的轴装在不锈钢外壳内，绞龙轴直接由电动机驱动，在不锈钢外壳内高速旋转。绞龙加料速度过快时会导致绞龙输送能力达不到造成堵料现象，同时，在输送物料的过程中，绞龙叶片会与物料产生摩擦，导致绞龙叶片严重磨损，这也直接影响到绞龙的输送能力，易造成绞龙堵料现象。由于绞龙在传输物料时，由于传输速度、物料黏度等外界因素的存在，总会对绞龙传输能力产生一定的影响，同时，绞龙叶片在与物料接触时，必定会造成绞龙叶片不同程度的磨损，故本问题的理想解为：在满足绞龙传输速度的情况下，使绞龙的堵料几率最小化，对绞龙叶片的磨损程度最低化。先从39个标准的技术参数中选择一对特性参数：（1）改善因素：速度（2）恶化因素：物体产生的有害因素。将（1）和（2）代入到冲突矩阵，可得出三条相关的理论，依次是：（1）中介物（2）紧急行动（3）参数变化。对以上原理进行进一步分析，可以对蛟龙进行如下改进：根据（1）中介勿原理，我们可以对蛟龙进行如下改造：?在绞龙出料口端设置一气孔，用一气管连接至气源，定时进行用压缩空气清理物料;?将绞龙外壳安装一气锤，定时对绞龙内物料进行敲击，以防堵料现象的产生。?在绞龙叶片周缘焊接导向筋，导向筋采用钛材质，钛材质具有很好的耐磨性，此方案既可以加强绞龙的物料传输能力，又能够增强绞龙叶片的耐磨性。根据（2）紧急行动原理，我们可以对绞龙进行如下改造：在绞龙出料端安装一小段反旋叶片。当物料出现堵料现象时，后端反旋叶片会给物料一个相反的推动力，以缓解堵料现象。根据（3）参数变化原理，我们可以对绞龙进行如下改造：绞龙叶片设计为螺旋间距不等的旋片，由输入端至输出端螺旋间距逐渐减小，这样，绞龙从输入端至输出端输送能力逐渐加强，这样不易造成堵料现象。

4. 结束语

TRIZ理论作为最先进的技术创新理论，对于一个国家的发展，科技的创新都具有极为着深远的意义。尤其在当前激烈的竞争环境中，其作用尤为突出。然而，与国外相比，我国在TRIZ理论推广与应用方面还存在很大差距，技术储备相对匮乏，因此，必须突破提高自主创新能力的瓶颈，将TRIZ理论的理念、模式深入推广，进而提高国内现代机械的设计水平，研发出更具竞争力的新产品。

参考文献

[1]檀润华.创新设计：triz发明问题解决理论[m].北京.机械工业出版社，2002

[2]唐中军，陈荣秋，纪雪洪.基于TRIZ的生产方式创新模型研究[J]管理评论.2014年第10期：32-38

[3]童亚拉，陈益，别业广.基于TRIZ理论的创新人才培养探析[J]计算机时代.2009年12期：67-69

（作者单位：天津巴莫科技股份有限公司）