基于TRIZ理論降低光纖預制棒用套管生產工藝的原料損耗

張曉偉 張春林（久智光電子材料科技有限公司，河北 廊坊 065000）

基于TRIZ理論降低光纖預制棒用套管生產工藝的原料損耗

張曉偉 張春林（久智光電子材料科技有限公司，河北 廊坊 065000）

TRIZ理論是一種發明問題解決理論，一種創新的世界級方法，基于TRIZ理論對光纖預制用套管的生產工藝進行分析，得到一種能夠降低工藝原料損耗、提高成品率的可行性解決方案。

TRIZ；光纖預制棒；套管；原料損耗；成品率

2016全球光纖光纜需求量已經超過4億芯公里，中國強勁的需求仍是主要推動力，將繼續引領全球增長的趨勢。2010-2016，全球互聯網流量年均增長率達到29%，隨著4G和光纖到戶的廣泛覆蓋，至少在2020年之前，中國光纖光纜產業仍將是高速增長狀態。作為制造光纖的主要材料，套管供不應求，而且占據了光纖成本的約90%，因此在套管的生產過程中減少原料損耗，提高成品率，至關重要。運用TRIZ原理，對套管生產工藝進行分析，得到一個可行性降低原料損耗，提高成品率的方案，并已應用到實際生產中。

1 問題背景

圖1 現有套管生產工藝示意圖

現有套管生產工藝如圖1，石英砣由續砣裝置吊裝，按設定速度向中頻爐內輸送，原料在四樓爐內熔化后，經由三樓的爐口流出，由三樓扶輪（石墨材質）、導拉輪（石膏材質）加持住，敲斷料頭，牽引到一樓，一樓用拉輪（橡膠材質）加持住，同時打開導拉輪，開始管材成型控制。在此之前，一至四樓的管材均為不成型的廢料，大概占到總原料的10%—15%，造成很大的損耗。由于剛出爐口的管材溫度過高，導拉輪采用石膏材質，但是夾持壓力稍大一些容易損壞導拉輪表面平整性，使管材晃動，導致后續管材彎曲，成為不合格產品。所以現階段生產工藝為將細（質量輕）管材經導拉輪牽引致一樓，由拉輪夾持住，同時打開導拉輪，再進行管材尺寸控制（增加直徑、壁厚），拉輪夾持之前由于導拉輪夾持壓力小，管材直徑控制在20mm以下，這一部分耗料成為制約成品率的關鍵因素之一。

2 運用TRIZ理論對襯套管生產工藝系統進行逆向因果分析

逆向因果分析如圖2。

圖2 TRIZ逆向因果分析圖

圖3 增加導拉裝置后示意圖

問題的關鍵點在于導拉輪與拉輪的間距大，以“導拉輪與拉輪的間距大”為入手點解決問題。運用TRIZ理論的沖突解決理論對問題進行分析。

1）沖突描述：為了減少耗料，早成型，需要將拉輪位置上移縮短導拉輪與拉輪的距離，但這樣做了原來拉輪的位置沒有了輪子夾持，截管時會造成管材晃動，使管材彎曲，不合格。

2）轉換成TRIZ標準沖突

改善的參數：物質損失

惡化的參數：可制造性

3）查找沖突矩陣，見表1。

得到如表2所示發明原理。

表1 沖突矩陣

表2 得到如下發明原理

表3 :40條發明原理

查找表3，依據No.15發明原理：動態化。結合實際生產工藝將導拉輪與拉輪設計成可上下移動的，將兩對輪子安裝在一個導拉裝置上，兩對輪子相對位置固定可隨導拉裝置從一樓到三樓上下移動，導拉裝置采用鏈條傳動，輪子線速度與導拉裝置位移速度之和即為原來單獨一對輪子的線速度，二者速度可相互切換而總線速度不變。改進后如圖3所示

3 結果和討論

采用此種改進方案，在引料流出爐口后由導拉輪夾持住以后即可進入成型控制操作階段，在導拉裝置向下運動過程中管材冷卻后即可切換成由拉輪夾持牽引，可以減少因成型時間晚造成的原料耗損，根據統計該方案可減少每條生產線每年約價值10萬元的損失。

Reduction of raw material loss in production process of pipe for fiber preform based on TRIZ theory

TRIZ theory is a new theory of inventive problem solving, world class an innovative approach,TRIZ theory analysis of optical fiber preform using production process of casing based on a process of raw material can reduce the loss and improve the feasibility of yield solutions．

TRIZ；fiber preform；pipe；raw material loss；yield

TB491

B

1003-8965（2017）03-0146-03

本工作獲得國家國際科技合作專項項目（課題編號2015DFA50580）的資助