應用TRIZ理論 優化生產系統

內容提要：簡要介紹了TRIZ理論及其核心思想，煤礦生產中采、掘、機、運、通各系統的不斷改進和機械化程度提高也是TRIZ理論的應用。以掘進系統和運輸系統為例，闡述了利用TRIZ理論，在生產過程中提出問題、解決問題的過程，達到了優化系統，提高效率的目的。

關鍵詞：TRIZ理論 優化系統 效率

中圖分類號：F273.1 文獻標識碼：A

TRIZ的含義是發明問題解決理論，是由俄語含義的單詞首字母（Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch）組成。它是總結出各種技術發展進化遵循的規律模式，以及解決各種技術矛盾和物理矛盾的創新原理和法則，建立一個由解決技術，實現創新開發的各種方法、算法組成的綜合理論體系，并綜合多學科領域的原理和法則，建立起的理論體系。現代TRIZ理論的核心思想主要體現在三個方面。首先，無論是一個簡單產品還是復雜的技術系統，其核心技術的發展都是遵循著客觀的規律發展演變的，即具有客觀的進化規律和模式。其次，各種技術難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力。再就是技術系統發展的理想狀態是用盡量少的資源實現盡量多的功能。

現在煤礦生產中，機械化程度不斷提高，生產能力不斷加大，生產系統簡單、可靠、合理其實也是TRIZ理論的應用，即各種安全技術難題、沖突和矛盾的不斷解決是推動這種進化過程的動力。如綜合機械化采煤過程中的落、裝、運、支、回工藝過程都實現了機械化，逐步淘汰了炮采工藝的落后技術；機電設備使用組合開關，開關中集成了多種保護裝置，逐步淘汰了落后的設備等，都是TRIZ理論的應用。下面以掘進系統和運輸系統為例，應用TRIZ理論在煤礦生產中優化系統，解決實際問題，提高生產效率。

掘進工程中，有些礦受條件限制，還在采用鉆爆法施工，用刮板運輸機和皮帶運輸機聯合運輸。隨著掘進工作面的距離延長，需要延長運輸距離，傳統的做法是向前延伸刮板運輸機中間板，達到刮板運輸機的極限運輸長度后，再翻掉刮板運輸機延伸皮帶。此種做法是向前延伸刮板運輸機，再翻掉刮板運輸機，再延伸皮帶。三道程序都要占用生產時間，且工人勞動強度較大。運用了TRIZ理論，把這個生產系統看做一個技術難題，要對它求更加優化的解。要達到的目標是：減少人工延伸刮板運輸機的時間和勞動強度，簡化生產工藝，提高生產效率。海州區弘霖煤礦解決的辦法是：在工作面附近用錨桿打了一個錨固裝置固定滑輪，鋼絲繩繞過滑輪，一頭拴住刮板運輸機機尾，一頭拴住刮板運輸機鏈子上，把皮帶機尾和刮板運輸機通過自制的起坡架整合在一起，開動刮板運輸機，拴在鏈子上一邊的鋼絲繩隨著鏈子向前移動，鋼絲繩繞過滑輪，牽引刮板運輸機機尾向工作面移動，從而帶動刮板運輸機和皮帶機尾整體一起向工作面移動，節省了向前接中間板和延伸皮帶的諸多程序環節，提高了生產效率。

利用TRIZ理論第三條核心思想，即用盡量少的資源實現盡量多的功能，把簡化運輸系統當做一個解決難題。皮帶柔性較好，比較適應巷道坡度變化。問題是：巷道凸點處皮帶向下壓，巷道凹點處由于皮帶拉緊彈起，皮帶會緊貼巷道頂板，導致不能運輸。解決的辦法是：在凸點處增加皮帶托輥以減小單個皮帶輥的負荷。在巷道的凹點處，用皮帶機尾棍改裝自制上層皮帶折返式運輸裝置。即沒有額外增加動力裝置，又很好的解決了這個問題。裝置運行如下示意圖所示：

巷道凹點處上層皮帶折返式拐點機械裝置

TRIZ理論具有鮮明的特點和優勢。它揭示了創造發明的內在規律和原理，著力于澄清和強調系統中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目標是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。因而TRIZ理論工程實用性強，具有良好的可操作性、系統性和實用性。有時日常生活中人們為解決某個問題，無意之中就應用了TRIZ理論，但要解決一些系統的、困難的問題，就要更加深入的研究和應用TRIZ理論。

TRIZ理論應用在煤礦生產系統中，能夠解決生產中的實際問題，優化了生產系統，提高了生產效率。具體表現在：

1.TRIZ理論為解決煤礦工程系統存在的問題提出了解決的指導思想和方法。TRIZ認為，一個問題解決的困難程度取決于對該問題的描述或程式化方法，描述的越清楚，問題的解就越容易找到。例如本文的運輸系統案例中，最初是邊坡點一側為刮板運輸機與另一側的皮帶運輸機搭接形成出貨系統，首先提出能不能使用一臺皮帶就解決問題，然后對該問題進行詳細的描述：巷道在平面上是直的，可以使用皮帶運輸機，但問題是巷道凹點處，如果只用皮帶中部H型架子，皮帶運行就會緊挨著巷道頂板，會使皮帶無法運行，發明了上層皮帶折返式拐點機械裝置使皮帶運行高度落下來，可是裝置又帶來了新問題，繼續描述問題為：皮帶運行時向上的合力把裝置拉起來或移動了怎么辦？通過給裝置打地錨固定解決問題；裝置向工作面延伸方向的皮帶抬高了？通過加高改造部分皮帶中部H型架子解決問題。至此，邊坡點處運輸系統改造成功。通過這一案例可以看出：應用TRIZ理論時，問題求解的過程是對問題不斷描述、不斷程式化的過程。

2.運用TRIZ理論優化工程系統減輕了工人的勞動強度，簡化了工藝程序，提高了工作效率。如掘進工程案例中，在掘進運輸系統延伸工藝改進之前，平均每日掘進6米巷道就延伸一次刮板運輸機中間板，需要人工運中間板，每掘進近百米（實際工作中不足百米）時就會向工作面縮短一次刮板運輸機，延伸皮帶，這一次縮溜延皮帶至少需要一個工作日，然后再繼續按以前的方式循環作業。掘進運輸系統延伸工藝改進后，第一次運輸系統延伸時，只要多放出皮帶儲帶倉中的儲帶，第二次系統延伸時接一次皮帶，兩次延伸系統都不用人工運中間板，延伸皮帶也只需要電鉗工配合就能輕松完成，按此工藝繼續循環。每掘進百米巷道，工藝改進后比改進前省43個工時。而且節約了成本，降低了損耗，也就提高了企業的經濟效益。

3.運用TRIZ理論優化工程系統提高了系統的安全性。機械化程度提高了，所用的人員減少了，就減少了對人員的安全威脅。管理層把安全問題當作煤礦安全生產的最大問題，對各種安全問題進行系統的分析，不斷的尋找威脅安全的隱患問題，并提出解決安全隱患的方法，使用監測監控設備對系統進行實時監測，防止出現危險狀態，做到安全生產預防為主，提高安全性能。