基于TRIZ理論的油煙機濾網系統設計

呂立豐 周海昕 杜文強

摘要：本文主要內容是研究基于TRIZ理論的油煙機濾網系統，研究表明利用TRIZ理論進行創新設計的油煙機濾網系統，可以把濾網和網罩進行復合，此復合濾網不僅提升產品品質和用戶體驗感，而且降低產品成本，為解決產品問題提供可行的創新方式。

關鍵詞：TRIZ，油煙機，創新、濾網

Design of hood filter system based on TRIZ theory

Lv Lifeng Zhou Haixin Du Wenqiang

（HangZhou Robam Electric Co.Ltd.，311100）

Abstract：The main content of this paper is to study the hood filter system based on TRIZ theory. The research shows that the hood filter system which uses TRIZ theory for innovative design can combine the filter screen and the net cover. This composite filter not only improves product quality and users. Experience， and reduce product costs， to provide innovative models for future product problem solving.

Keywords：TRIZ，Range Hood，Innovation，Filter

1.引言

濾網系統是油煙機里一個重要的系統，“濾”關系到環保健康，是評價油煙機好壞的重要標準，也是高端油煙機的一大亮點。隨著技術的不斷進步，濾網系統的形式也越來越多，產品的創新設計難度也逐步增加。單依賴個人或工程師團隊的自發靈感和隨機創造，很難有更好的方案，我們利用TRIZ以及遵循它的規則，從而更加快速、創造性的解決問題。

2.用TRIZ理論解決問題的方法

TRIZ就是一種創新方法學，它使得創新走上方法論的道路。通常我們遇到的問題都是采用常規做法，迅速利用自己的經驗做一系列的實驗，以盡快來解決問題。面對產品設計上的眾多問題，此方式只會帶來更長的時間，消耗不必要的資源。

利用TRIZ，首先將問題轉換為問題模型，再用TRIZ中解決問題的工具找到解決方案的模型，最后將解決方案的模型轉化為具體解決方案（1），TRIZ解決問題的流程如圖1所示。

3.基于TRIZ理論的煙機濾網系統設計

3.1 濾網系統的功能分析

功能分析是一種識別系統和超系統組件的功能、特點、成本的分析工具。此論文的研究對象是吸油煙機濾網系統，濾網系統的功能是進風和油脂分離。

3.1.1 濾網系統組件分析

組件分析是指將系統和超系統的組件區分并列出。濾網系統的組件分析，工程系統是指能夠執行一定功能的系統，超系統是指包含被分析的工程系統的系統。濾網系統組件簡圖如圖2所示，濾網系統組件工程系統分析如表1所示。

3.1.2 濾網系統相互作用分析

濾網系統相互作用分析是識別組件之間的相互作用，為功能模型的建立作基礎。濾網系統相互作用分析如表2所示。

3.1.3 建立濾網系統的功能模型

建立功能模型是指識別組件之間的具體功能，并根據他們執行功能的性能加以評估，最后形成功能模型圖。濾網系統的功能模型表如表3所示，表中帶“+”的單元意味著可能有功能，后續需要分析具體功能是什么；帶“-”表示兩者沒有功能，后續不再考慮兩者功能。對每組標注有“+”的單元，一一分析兩者的功能。

將功能分析表中的有問題的功能列出來，形成一個功能缺點列表，如表4所示。

通過分析，對網罩系統的零部件進行裁剪，來解決系統的功能缺陷。在這個系統里面網罩的功能是導油，而和它有同樣功能的零件是濾網，所以把網罩裁掉，同時對濾網進行優化，把濾網和網罩結合，做成復合濾網如圖3所示。

4.TRIZ理論分析應用于復合濾網

4.1 問題描述

復合濾網外觀尺寸為（319×327mm），拉伸高度為80mm，工藝流程為蝕刻、拉伸、沖壓。它的外觀要求高，對濾網孔徑要求也高。零件的主要問題是拉伸后強度不足，出現網孔破裂、網孔大小不一致，像網孔破裂的直接就不能用，網孔大小不一致則會導致滴油或者進風不暢。

4.2 原因分析

4.2.1 結構設計原因

對現有的復合濾網進行結構分析，發現問題的關鍵在于結構變化。單個濾網在拉伸的時候，每個孔經受力比較均勻，所以不會出現網孔破裂、網孔大小不一致的情況。而現在把網罩復合到濾網中，從而造成了結構的變化，整個濾網分為24等分，無孔部分和有孔部分相互間隔。這樣在拉伸的時候，會出現無孔部分受力比較小，而有孔部分受力比較大，從而容易出現網孔破裂；另外復合濾網底部受力大，上端受力小，所以底部網孔會大，上端網孔小。

4.2.2 加工工藝原因

目前復合濾網的加工工藝采用蝕刻、拉伸、切邊、成型。蝕刻的時候由于時間、蝕刻藥水的濃度等因素會影響濾網孔和筋的大小，拉伸的深度和角度也會影響拉伸情況。

4.2.3 提取技術矛盾

技術矛盾的定義如果在改善某個參數的時候，卻帶來了另外的問題。我們對復合濾網分析，提取技術矛盾，我們設A為工程的解決方案，改善的參數為B，惡化的參數為C，為了驗證這個技術矛盾描述的是否正確，還要采用技術反向認證，建立技術矛盾表，如表5所示。

4.3 提取技術參數

現在提取的技術矛盾：濾網復合帶來產品容易破裂，合格率低。根據TRIZ技術通用技術參數的定義，選擇參數26（物質或事物的數量）作為改善的參數。在改善物質或事物的數量的同時，零件加工提出來更高的要求，即要求零件加工中，需要更加合理的工藝流程、工藝參數，更加合理的網孔設計。根據通用技術參數中的定義，選擇參數13（結構穩定性），作為被惡化的參數。

4.4 查找TRIZ矛盾矩陣

查找TRIZ矛盾矩陣，從矩陣表查找參數26和參數13對應的方格，得到方格中推薦的發明原理序號有4個，分別是15，2，17，40。四條發明原理是：15：動態特點，2：抽取，17：空間維數變化，40：復合材料。

4.5 發明原理分析

原理15：動態特性，分割物體，使其各部分可以改變相對位置。分析零件結構，復合濾網的間隔，輻射條狀有24根，這樣進風面積少，而且應力不均勻，容易出現拉裂。再把零件進行重新分割，改變復合濾網形狀和減少輻條數量。既加大了進風面積，應力均勻，大大提高了拉伸效率。

原理2：抽取，將物體中“負面”的部分或者特性抽取出來。單個網罩輻條有翻邊，翻邊有毛刺割手的縫隙，我們把這個翻邊割手這個負面部分抽取出來，通過刻印達到翻邊效果，也使零件不割手。

原理17：一維變多維，用多層結構替代單層結構。復合濾網是多維變為一維，此原理不作分析。

原理40：復合材料，從單一材料改成復合材料。采用304J1不銹鋼板，增加了Cu元素，降低了鎳含量，具有更加優異的拉伸性能。

4.6 通過TRIZ發明原理分析后的優化方案

根據TRIZ理論給出的創新原理的啟示和現實情況分析，利用產品結構的復合和局部結構改善以及工藝流程調整，可以有效的解決網孔破裂、網孔大小不一致等問題。優化后的設計，通過輻條數量的減少，輻條形狀的改變，使拉伸應力變得均勻，大大提高了拉伸效率。最終濾網系統優化方案如圖4所示。

5.結語

根據TRIZ理論創新的油煙機濾網系統，減少了三個組件，把濾網和網罩進行了復合。提升了產品品質和用戶體驗感，同時也降低了產品成本。整個濾網系統可節約20元/臺，同時延伸出了3個專利。通過濾網系統優化案例，體現了TRIZ理論在油煙機等家電產品設計和解決問題中的應用價值，為解決產品問題提供可行的創新方式。

參考文獻

[1] 孫永偉.（美）伊克萬科.打開創新之門的金鑰匙，科學出版社，2015.11

[2] 周署玲，方烏糖.TRIZ理論在優化產品結構設計中的作用[C].//福建省汽車工程學會2013年學術年會論文集.2013：47-49.