TRIZ理論在自動修草機中的應用

摘 要：文章重點闡述了當前TRIZ理論在自動修草機中的應用，希望能夠更加有利于自動修草機的生產。

關鍵詞：TRIZ理論；自動修草機；應用

1 引言

TRIZ理論是由前蘇聯發(fā)明家TRIZ之父G·S·Altshuller于上世紀40年的創(chuàng)立的。1946年他開始研究發(fā)明問題解決理論工作，這個理論的提出的主要思想是“當人們進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術難題時，一定有可遵循的科學方法和法則，從而能迅速地實現新的發(fā)明創(chuàng)造或解決技術難題”。Altshuller發(fā)現無論哪個領域的技術創(chuàng)新、改進產品都存在產生、生長、成熟、衰老、滅亡。若運用這些規(guī)律設計并能預測產品的未來趨勢，將會對產品研發(fā)工作有很大的幫助。Altshuller分析了世界近250萬份高水平的發(fā)明專利，總結出各種技術發(fā)展進化遵循的規(guī)律模式，以及解決各種技術矛盾和物理矛盾的創(chuàng)新原理和法則。Altshuller所建立的TRIZ理論指出，一個技術系統發(fā)展都是遵循客觀的進化規(guī)律和模式；推動進化過程動力是沖突、矛盾已經各種技術難題解決；盡量少的資源實現盡量多的功能是技術系統發(fā)展的理想狀態(tài)。

近些年TRIZ理論引入中國，并且已經逐漸得到國內諸多科研結構、公司和專家的重視，在以TRIZ理論為核心的創(chuàng)新方法與技術研究應用方面，河北工業(yè)大學大學譚潤華教授的團隊走在前列。他們提供的一套完整的創(chuàng)新解決方案，正在國內諸多科研院所和大型企業(yè)研究機構發(fā)揮作用，為快速提升我們創(chuàng)新技術水平提供技術上的支持。自2008年筆者參加省院士辦組織的黑龍江省創(chuàng)新工程師培訓班，系統的學習了TRIZ理論創(chuàng)新方法、技術矛盾與創(chuàng)新原理、物理矛盾及解決方法、物一場模型分析、發(fā)明問題的標準解法、及知識庫等主要內容，并且結合工作遇到的實際問題，用TRIZ理論對PXZ-415全自動修草機降成本分析不當之處請批評指正。

2 應用TRIZ理論降低自動修草機的成本

2.1 問題描述

機體發(fā)動機外罩成本占該產品成本很大比例，成本降低最直接的辦法就是降低柜體成本，減小原材料鐵板厚度是最有效的辦法。但鐵板厚度減小對機體發(fā)動機外罩的不同部位的強度以及機體發(fā)動機外罩本身的可靠性均有影響，特別是柜門門鎖的位置、柜門邊緣折邊的位置。

因此能否改變鋼板的厚度是產品成本改善的關鍵。

2.2 確定沖突

我們希望機體發(fā)動機外罩成本降低，同時要求機體發(fā)動機外罩各部位的強度以及機體發(fā)動機外罩本身的可靠性不受影響。

改善了機體發(fā)動機外罩的成本使機體發(fā)動機外罩原材料鐵板厚度減小則降低了機體發(fā)動機外罩各部位的強度以及機體發(fā)動機外罩本身的可靠性。

以上沖突涉及厚度與強度或厚度與可靠性兩個不同參數，因此屬于技術沖突。

即希望厚度減小達到降低成本的目的，又希望厚度增加使機體發(fā)動機外罩更加可靠。

以上沖突涉及同一參數——原材料鐵板厚度，因此屬于物理沖突。

2.3 解決沖突，確定成本降低的具體方案

分別針對技術沖突和物理沖突采用相應TRIZ理論求解，綜合得出機柜降成本方案。

2.3.1 按照解決“技術沖突”方法尋找解決方案

運用TRIZ的沖突矩陣所推薦的發(fā)明原理來解決。

（1）領域問題：降低機體發(fā)動機外罩成本

（2）用TRIZ的39個工程參數描繪沖突。期望降低成本，使原材料鐵板厚度減小，即改善的參數——靜態(tài)物體的長度；降低成本后對機體發(fā)動機外罩的不同部位的強度以及機體發(fā)動機外罩本身的可靠性均有影響，即惡化的參數——強度和可靠性。

（3）得到推薦發(fā)明原理。使用TRIZ的沖突矩陣通過靜態(tài)物體的長度與強度和靜態(tài)物體的長度與可靠性，得到的TRIZ發(fā)明原理：15（動態(tài)化）、14（曲面化）、28（機械系統的替代）、26（復制）、29（氣動與液壓結構）。

（4）選擇發(fā)明原理。根據該主機的實際功能情況排除15、26，根據成本情況排除28、29。No.14可以作為通用解。

即：No.14（曲面化）——將直線或平面部分用曲線或曲面代替。

（5）產生領域解

以前門為例，采用No.14（曲面化）得出圖A所示，但此方案外觀很少見；如果將曲面薄板和平面薄板組合焊接得出圖B所示，成本不一定降低；在圖B的基礎上組合焊接基礎上將曲面變?yōu)榻菭钚筒膱DC則成本可以降低，強度可以滿足要求；在圖C的基礎上將中間部位設計成文件袋圖D，可以放配線圖、說明書等，即美觀又適用。

2.3.2 按照解決“物理沖突”方法尋找解決方案

（1）物理沖突原因分析。本例物理沖突是由于鋼板厚度變化引起的。機體發(fā)動機外罩的不同位置所要求的強度不同導致要求的厚度不同，即機體發(fā)動機外罩的某一部分必須達到一定厚度而其他部分則不需要，此條件滿足TRIZ理論解決物理沖突的空間分離原理。

（2）選擇發(fā)明原理。對于TRIZ的空間分離原理，有10條發(fā)明原理與之對應1（分割）、2（分離）、3（局部質量）、4（不對稱）、7（合并）、13（反向）、17（維數變化）、24（中介物）、26（復制）、30（柔性殼體或薄膜）。根據實際情況選擇No.3（局部質量）作為通用解。

即：No.3（局部質量）——將物體的均勻結構變?yōu)椴痪鶆蚪Y構。

（3）產生領域解。根據發(fā)明原理No.3（局部質量），結合實際情況可理解為“使均勻的鋼板變?yōu)椴痪鶆虻匿摪濉保唧w做法是柜門門鎖的位置、柜門邊緣折邊的位置等關鍵部位采用雙層鐵板以增加強度。

2.3.3 綜合得出解決方案

綜上，解決方案 “圖E”所示，即適當減小原材料鐵板厚度，柜門邊緣折邊的位置、柜門門鎖的位置等關鍵部位采用雙層鐵板；在整體平面焊接角狀型材，中間部位設計成文件袋。這樣成本降低了，強度、可靠性要求也得到滿足。

2.3.4 與通常方法的區(qū)別

解決以上問題通常僅憑個人經驗解決，而用TRIZ理論提供的分析工具和基于知識工具，很快得到“創(chuàng)新解”，處理問題更快更全面。

3 結束語

TRIZ理論提取自250萬件高水平專利，歸納形成具有創(chuàng)造性的先進技術發(fā)明存在的普遍原理，是目前指導發(fā)明創(chuàng)新最先進的理論。TRIZ理論通過詳細的分析技術和基于知識的工具，提供了“創(chuàng)新解”。是目前能夠將“產生新的工作原理過程具體化”并提供“創(chuàng)新解”的唯一理論。TRIZ理論以其良好的可操作性、系統性和實用性在全球的創(chuàng)新和創(chuàng)造學研究領域占據著獨特的地位。在經歷了理論創(chuàng)建與理論體系的內部集成后，TRIZ理論正處于其自身的進一步完善與發(fā)展，以及與其它先進創(chuàng)新理論方法的集成階段，尤其是已成為最有效的計算機輔助創(chuàng)新技術和創(chuàng)新問題求解的理論與方法基礎。

經過半個多世紀的發(fā)展，TRIZ理論已經發(fā)展成為一套解決新產品開發(fā)實際問題的成熟的理論和方法體系，它實用性強，并經過實踐檢驗，應用領域也從工程技術領域擴展到管理、社會等方面。現在TRIZ理論在西方工業(yè)國家受到極大重視，TRIZ的研究與實踐得以迅速普及和發(fā)展。如今它已為眾多知名企業(yè)取得了重大的效益。

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)新產品。它能夠幫助我們系統的分析問題情境，快速發(fā)現問題本質或者矛盾，它能夠準確確定問題探索方向，不會錯過各種可能，而且它能夠幫助我們突破思維障礙，打破思維定勢，以新的視覺分析問題，進行邏輯性和非邏輯性的系統思維，還能根據技術進化規(guī)律預測未來發(fā)展趨勢，幫助我們開發(fā)富有競爭力的新產品。