基于TRIZ矛盾分析理論的PAMSZ創(chuàng)新方法及其應(yīng)用研究

楊 霞 孫 寧 張晴晴 鄭世清

(青島科技大學(xué) 計算機(jī)與化工研究所，山東 青島 266042)

0 引言

TRIZ理論是由前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒在研究了250萬例世界上頂尖工程技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠幕A(chǔ)上提出來的一種高效的創(chuàng)新方法[1]，成功地揭示了創(chuàng)造發(fā)明的內(nèi)在規(guī)律和原理，包含一整套的理論方法和實用工具，如進(jìn)化法則、發(fā)明原理、矛盾矩陣、物場模型、標(biāo)準(zhǔn)解法等，能夠幫助人們系統(tǒng)地分析問題，發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)和存在的矛盾，盡快找到問題的理想解[2]。

當(dāng)前TRIZ理論主要用于機(jī)械制造行業(yè)，一些大型跨國公司應(yīng)用TRIZ理論解決了許多技術(shù)難題，成效顯著。如福特汽車公司應(yīng)用TRIZ理論，發(fā)現(xiàn)利用熱膨脹系數(shù)小的材料制造軸承，能夠解決軸承在大負(fù)荷時出現(xiàn)偏移的問題[3]；三星電子在67個研究開發(fā)項目中使用了TRIZ理論，節(jié)約了1.5億美元研發(fā)成本，并產(chǎn)生了52項專利技術(shù)[4]。我國中興公司、中鐵二院等企業(yè)，應(yīng)用TRIZ理論都取得了突破性進(jìn)展。近年來，TRIZ理論也逐漸引入化工領(lǐng)域，如劉以成等[5]基于TRIZ理論能夠合理預(yù)測膜材料導(dǎo)電性、穩(wěn)定性的發(fā)展趨勢，提出TRIZ 理論能夠更有針對性地尋找對膜材料改進(jìn)的可行之路，可以在提純工藝、遴選工藝以及燃料電池組件協(xié)同功能性方面尋找提升性能的途徑；黃向陽等[6]利用TRIZ理論解決了涂料生產(chǎn)過程中漿料溫度過高的問題。

本文提出利用TRIZ理論中的矛盾分析理論解決化工技術(shù)系統(tǒng)問題的PAMSZ法,利用該方法對危險化學(xué)品(以下簡稱危化品)的儲存問題進(jìn)行研究，提出了危化品存儲問題的綜合解決方案。

1 TRIZ矛盾理論

1.1 創(chuàng)新原理

創(chuàng)新原理也稱發(fā)明原理，是阿奇舒勒總結(jié)出來的人類發(fā)明創(chuàng)新所遵循的共性原理，包括分割、抽取、組合、嵌套、預(yù)先作用、反向作用等共40條，可以有效地解決技術(shù)系統(tǒng)的矛盾[7]。

1.2 TRIZ矛盾矩陣

TRIZ認(rèn)為，技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化過程就是不斷解決該技術(shù)系統(tǒng)所存在矛盾的過程，即發(fā)明創(chuàng)新的核心是解決矛盾，其將矛盾分為管理矛盾、物理矛盾和技術(shù)矛盾。其中，管理矛盾是技術(shù)系統(tǒng)和管理人員和管理方法之間的矛盾，物理矛盾是技術(shù)系統(tǒng)中對同一個參數(shù)提出不同(或相反)要求的矛盾，技術(shù)矛盾是指技術(shù)系統(tǒng)的兩個參數(shù)或特性之間存在著相互制約關(guān)系，即當(dāng)技術(shù)系統(tǒng)的某一個參數(shù)或特性得到改善的同時，導(dǎo)致另一個參數(shù)或特性惡化。

通過研究大量專利，阿奇舒勒將描述技術(shù)系統(tǒng)的參數(shù)或特性歸納提煉出39個通用工程參數(shù)，該39個通用工程參數(shù)基本上可以描述工程中出現(xiàn)的絕大部分技術(shù)問題[8]。

TRIZ將工程參數(shù)的矛盾與發(fā)明原理建立了對應(yīng)關(guān)系，整理成一個39×39的矩陣，即TRIZ矛盾矩陣。矩陣中各個表格的數(shù)字是指發(fā)明原理的序號，即在技術(shù)系統(tǒng)的某個特性改善而另一個特性惡化時，可以采用表格中所述的發(fā)明原理來解決這一矛盾，表格中的“-”表示沒有創(chuàng)新原理適用于該對技術(shù)矛盾，表格中的“+”表示技術(shù)系統(tǒng)的矛盾是物理矛盾。可見，技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化過程中的主要矛盾是技術(shù)矛盾，應(yīng)用TRIZ矛盾矩陣解決技術(shù)問題的一般流程見圖1，使用者需要首先把工程問題轉(zhuǎn)化為技術(shù)矛盾，然后分析出產(chǎn)生矛盾的2個技術(shù)參數(shù)哪一個是待改善的參數(shù)或惡化的參數(shù)，在矛盾矩陣中找到一組相對應(yīng)的發(fā)明原理序號，應(yīng)用這些原理尋找技術(shù)矛盾的可能解決方案[9]。

圖1 TRIZ矛盾矩陣解決問題的一般流程

技術(shù)系統(tǒng)中的物理矛盾雖然少，但其本質(zhì)都是針對同一參數(shù)的尖銳矛盾。解決系統(tǒng)的物理矛盾一般采用基于空間、時間、關(guān)系以及系統(tǒng)級別的分離方法，各方法對應(yīng)一定的創(chuàng)新原理。

2 基于TRIZ矛盾矩陣的PAMSZ應(yīng)用方法

TRIZ理論通過總結(jié)歸納而來，其矛盾矩陣解決技術(shù)問題的傳統(tǒng)方法也是簡單粗泛的定性分析，許多教材資料通常將物理矛盾和技術(shù)矛盾分開闡述，因此造成TRIZ理論初學(xué)者在實際運(yùn)用中無從下手，尤其在以質(zhì)量守恒和能量守恒為基本規(guī)律的流程工業(yè)領(lǐng)域，更需要定量分析。為此，本文提出了一種TRIZ矛盾矩陣分析的PAMSZ應(yīng)用方法，該方法通過引入創(chuàng)新原理有效性，提出了創(chuàng)新原理優(yōu)先選用原則。

2.1 定義問題(Problem)

即P過程：運(yùn)用文獻(xiàn)調(diào)研、實地考察、理論分析、定量測算等手段，對實際技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行分析，找出導(dǎo)致問題存在的全部可能因素P1、P2、P3……PN(N為自然數(shù))，并分析各自的矛盾類型(管理矛盾、技術(shù)矛盾、物理矛盾)。其中，物理矛盾分析工程參數(shù)的特性，按照所述的分離方法利用對應(yīng)的創(chuàng)新原理尋求解決方案；管理矛盾暫時擱置，最后在綜合評價過程中討論；技術(shù)矛盾利用TRIZ矛盾矩陣進(jìn)行分析。

2.2 技術(shù)矛盾分析(Analysis)

即A過程：第一步，對其中的技術(shù)矛盾逐個進(jìn)行分析，確定解決目標(biāo)(最優(yōu)解)及可能采取的技術(shù)措施；第二步，確定各個技術(shù)矛盾相對應(yīng)的通用工程參數(shù)，包括改善的參數(shù)和惡化的參數(shù)，并用Ax標(biāo)識(A代表工程參數(shù)，x代表工程參數(shù)在39個通用參數(shù)中的序數(shù)，其值為1-39的自然數(shù))。

2.3 建立矩陣(Matrix)

即M過程：將改善的參數(shù)和惡化的參數(shù)Ax從原始阿奇舒勒矩陣表中抽提，建立該問題的矛盾矩陣M；對矛盾矩陣M中用到的創(chuàng)新原理Mx(M代表創(chuàng)新原理，x代表創(chuàng)新原理的序號，為1-40的自然數(shù))進(jìn)行分析，依據(jù)其次序、頻率計算矩陣中創(chuàng)新原理解決該問題的有效性Ex，將創(chuàng)新原理按照Ex從高到低排序，首選排在前面的創(chuàng)新原理來解決該技術(shù)矛盾。

查閱原始的矛盾矩陣表可見，每一對矛盾最多可由4個創(chuàng)新原理解決，因此本文定義創(chuàng)新原理解決矛盾的有效值為{1,0.8,0.6,0.4}，即排在首位為1，次位為0.8，以此類推，如式(1)所示。

wi={1,0.8,0.6,0.4}

(1)

現(xiàn)舉例說明：查閱原始阿奇舒勒矩陣，其中單元格(1,3)中的數(shù)字為(15,8,29,34)，該數(shù)字表示當(dāng)運(yùn)動物體的重量改善導(dǎo)致長度惡化時，可以用第(15,8,29,34)個創(chuàng)新原理來解決。由前述定義可知，創(chuàng)新原理15解決該矛盾的有效值為1，創(chuàng)新原理8解決該矛盾的有效值為0.8，創(chuàng)新原理29解決該矛盾的有效值為0.6，創(chuàng)新原理34解決該矛盾的有效值為0.4。

對矩陣M中的每一個創(chuàng)新原理計算有效值，并將同一創(chuàng)新原理的有效值相加即可得該創(chuàng)新原理解決該矛盾的有效性：

EX=∑wi

(2)

按照創(chuàng)新原理有效性從高到低排序，有效性相同的按照創(chuàng)新原理序號從小到大排序，該序列即為利用創(chuàng)新原理解決該技術(shù)矛盾的先后順序。

若解決該技術(shù)矛盾用到的創(chuàng)新原理較多，創(chuàng)新原理優(yōu)先選用原則如下：①優(yōu)先選用有效性最高的3～5個創(chuàng)新原理；②優(yōu)選有效性一般不小于1的創(chuàng)新原理，見式(3)；③若某創(chuàng)新原理可解決多個技術(shù)矛盾，即使有效性較小，也應(yīng)對其進(jìn)行分析利用。

EX≥1.0

(3)

2.4 利用創(chuàng)新原理尋找解決方案(Solution)

即S過程：利用篩選的創(chuàng)新原理，尋求問題的解決方案S1、S2、S3……SN。在尋求方案過程中，可結(jié)合已有的理論知識、工程經(jīng)驗、文獻(xiàn)資料以及科學(xué)效應(yīng)知識庫等，進(jìn)一步優(yōu)選創(chuàng)新原理，在利用某一創(chuàng)新原理獲得滿意解決方案后，可不再考慮其它優(yōu)選的創(chuàng)新原理；若全部優(yōu)選的創(chuàng)新原理都不能獲得滿意解決方案，可擴(kuò)展其它未進(jìn)入優(yōu)選系列的創(chuàng)新原理。

2.5 綜合評價過程(Normalization)

即Z過程：結(jié)合實際問題，兼顧P過程的其它矛盾，綜合評價上述解決方案，獲得最終的解決方案。圖2即描述了利用PAMSZ解決技術(shù)系統(tǒng)矛盾的一般流程，下面本文以危化品存儲問題為例，對該P(yáng)AMSZ方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。

圖2 PAMSZ解決問題的一般流程

3 PAMSZ方法在危化品儲存問題方案解決中的應(yīng)用

3.1 危化品儲存問題

危化品具有易燃、易爆、有毒、有害等特性，對儲存的安全性要求非常高。化工廠儲罐區(qū)一直是企業(yè)安全生產(chǎn)的高危隱患區(qū)，一些大的危化品安全事故主要發(fā)生在儲存過程中。從國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局提供的事故查詢系統(tǒng)中統(tǒng)計，2000-2019年間，我國共發(fā)生235起重大化工安全事故，造成1103余人死亡(不包含受傷人數(shù))，其中涉及到危化品泄漏、中毒、火災(zāi)、爆炸等意外事故的共159起，約占事故總量的67%[10]。如近期發(fā)生的幾起特大化工安全事故都與危化品的儲存有關(guān)：2018年11月28日河北張家口盛華化工有限公司聚氯乙烯車間氯乙烯氣柜發(fā)生泄漏造成重大爆燃事故，導(dǎo)致23人死亡、22人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)4148.8606萬元[11]；2019年3月21日，江蘇響水天嘉宜化工有限公司苯儲罐發(fā)生重大爆炸事故，導(dǎo)致78人死亡、超過600人不同程度受傷，造成了極其惡劣的社會影響[12]。

分析這些事故發(fā)現(xiàn)，化工廠儲罐區(qū)是“多米諾”事故高發(fā)區(qū)，這類事故初始易于通過熱輻射、沖擊波、碎片撞擊等進(jìn)一步影響到鄰近單元，是典型的小概率重后果事故[13-14]。大部分化工廠的存儲設(shè)施都處于大型化、集約化的狀態(tài)，事故一旦發(fā)生后果不堪設(shè)想。

3.2 PAMSZ方法在危化品儲存問題方案解決中的應(yīng)用

3.2.1 P過程

本文將危化品儲存視為一個技術(shù)系統(tǒng)，該技術(shù)系統(tǒng)存在的矛盾即是危化品存儲易于發(fā)生泄露、爆炸、火災(zāi)等意外事故，解決矛盾是為了提高該系統(tǒng)的安全性。根據(jù)文獻(xiàn)，本文總結(jié)出了當(dāng)前危化品在存儲過程中存在的問題主要有以下幾類[15-18]：①P1：存儲量超標(biāo)；②P2：因設(shè)備老化或腐蝕導(dǎo)致危化品泄漏致使有毒性、放射性的化工原料擴(kuò)散；③P3：由于環(huán)境變化如壓力、溫度、濕度等引發(fā)危化品自燃、爆炸等；④P4：管理人員缺乏專業(yè)知識，出現(xiàn)不同性質(zhì)的危化品同庫存儲(混放、混存)，安全間距過小，堆垛過高，違規(guī)操作，改裝打包等問題。其中，P1、P4屬于管理矛盾，P2和P3是危化品存儲的工藝和設(shè)備問題，屬于技術(shù)矛盾。因此，可用矛盾矩陣分析解決P2和P3這兩個問題。

3.2.2 A過程

第一步:利用TRIZ矛盾矩陣的方法對P2和P3進(jìn)行分析，獲得各自的解決目標(biāo)、可采取的技術(shù)措施(見表1)。

第二步：確定相對應(yīng)的通用工程參數(shù)(改善)以及可能導(dǎo)致惡化的參數(shù)。分析如下：針對P2設(shè)備老化或腐蝕問題，可能采取的技術(shù)措施為“強(qiáng)化材質(zhì)”，“強(qiáng)化材質(zhì)”不是39個通用工程參數(shù)之一，與其意義相同的是阿奇舒勒矩陣的第27號參數(shù)“設(shè)備的可靠性”(A27)，但當(dāng)設(shè)備的可靠性改進(jìn)時，易于導(dǎo)致參數(shù)復(fù)雜性(A36)、制造精度(A29)、物質(zhì)和事物的數(shù)量(A26)、可制造性(A32)、監(jiān)控與測試的復(fù)雜性(A37)的惡化。針對P3環(huán)境變化，欲改善的特性有：危化品的存儲過程中要盡可能維持儲存環(huán)境包括壓力、溫度、濕度(可視為蒸發(fā)速度)的穩(wěn)定，對應(yīng)的TRIZ通用工程參數(shù)分別為應(yīng)力或壓力(A11)、溫度(A17)、速度(A9)。此外，為保障安全，減少失誤，應(yīng)盡可能減少人為活動的參與，應(yīng)增加智能化提高自動化程度，即自動化程度(A38)。以上改善的參數(shù)同時引起惡化的參數(shù)與P2相同，即導(dǎo)致A36、A29、A26、A32和A37惡化。將確定的改善和惡化的TRIZ參數(shù)同時列寫在表1中。

3.2.3 M過程

根據(jù)表1和原始的阿奇舒勒矩陣，分別建立技術(shù)矛盾P2、P3的矛盾矩陣，如表2、3所示，其中，單元格中的數(shù)字即為創(chuàng)新原理序號，行列一般按照參數(shù)序號(1～39)由小到大排列。

表1 A過程確定的TRIZ參數(shù)

表2 危化品存儲問題P2的矛盾矩陣表

表3 危化品存儲問題P3的矛盾矩陣表

利用式(1)、(2)計算問題P2用到的創(chuàng)新原理有效性，結(jié)果見表4。為簡便起見，將表4中的計算結(jié)果用數(shù)列表示為：(M,E)={(40,1.4),(1,1.2),(28,1.2),(11,1),(13,1),(21,1),(27,1),(32,0.8),(35,0.8)}。

表4 解決危化品存儲問題P2的創(chuàng)新原理及有效性

由于創(chuàng)新原理有效性是為了創(chuàng)新原理排序，可將創(chuàng)新原理及其有效性分別表示為： M ={40,1,28,11,13,21,27,32,35}，E={1.4,1.2,1.2,1,1,1,1,0.8,0.8}。在后續(xù)S過程中只使用M序列尋求矛盾解決方案即可。根據(jù)創(chuàng)新原理優(yōu)先選用原則，優(yōu)選有效性最高的前3個創(chuàng)新原理來解決問題P2設(shè)備老化或腐蝕，即復(fù)合材料(M40)，其次為分割(M1)和機(jī)械系統(tǒng)的替代(M28)。

同理，可得P3問題的創(chuàng)新原理序列及其有效性，見表5，因創(chuàng)新原理較多，表5列出了有效性較高的部分創(chuàng)新原理。根據(jù)創(chuàng)新原理優(yōu)先選用原則，本文優(yōu)選有效性最高的前5個創(chuàng)新原理來選擇解決問題P3，創(chuàng)新原理用數(shù)列表示為M ={35,10,3,1,27}，其有效性用數(shù)列表示為：E={4.8,4.6,4.0,3.2,3.0}。根據(jù)上述創(chuàng)新原理數(shù)列中的序號，可得解決P3問題的創(chuàng)新原理：物理/化學(xué)狀態(tài)變化(M35)、預(yù)操作(M10)、局部質(zhì)量(M3)、分割(M1)、廉價物體的替代(M27)。

表5 解決危化品存儲問題P3的創(chuàng)新原理及有效性

3.2.4 S過程

對P2設(shè)備老化或腐蝕問題，分析優(yōu)選出的創(chuàng)新原理：復(fù)合材料(M40)、分割(M1)和機(jī)械系統(tǒng)的替代(M28)。通過查閱文獻(xiàn)資料可知，高分子材料如聚氨酯制品等具有材質(zhì)輕、強(qiáng)度高、絕熱效果好、防水 、耐老化等優(yōu)良性能[19]，聚乙烯、聚丙烯等非極性聚合物具有良好的耐酸、耐堿以及耐極性化學(xué)物質(zhì)腐蝕的性能，可防止因儲罐被腐蝕導(dǎo)致泄漏的發(fā)生。因此，提出對P2設(shè)備老化或腐蝕問題的解決方案如下：

方案1(S1)：采用高分子材料改進(jìn)危化品儲存容器，或?qū)ξ；穬迌?nèi)側(cè)涂覆防腐內(nèi)襯，也可以在危化品儲存容器箱體與存儲格之間添加吸水樹脂襯墊層可吸附危化品泄漏量。在工業(yè)實踐中，利用復(fù)合材料進(jìn)行設(shè)備防腐是首選項，尤其儲罐等設(shè)備，因此分割和機(jī)械系統(tǒng)的替代暫不考慮。對P3因環(huán)境參數(shù)變化引起的安全問題，分析優(yōu)選出的創(chuàng)新原理：物理/化學(xué)狀態(tài)變化(M35)、預(yù)操作(M10)、局部質(zhì)量(M3)、分割(M1)、廉價物體的替代(M27)。根據(jù)這些創(chuàng)新原理提出問題P3的解決方案如下：

方案2(S2)：根據(jù)創(chuàng)新原理物理/化學(xué)狀態(tài)變化(M35)，可以考慮改變溫度壓力從而改變危化品的儲存狀態(tài)，如光氣、氯乙烯等氣體加壓變?yōu)橐后w儲存，光氣可進(jìn)一步降溫為固體光氣儲存。

方案3(S3)：根據(jù)創(chuàng)新原理預(yù)操作(M10)，在危化品儲罐上安裝一種智能控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括在儲罐底部設(shè)置質(zhì)量探測器，用于對儲罐內(nèi)危化品的重量進(jìn)行檢測，可通過對儲罐內(nèi)危化品重量的實時監(jiān)測初步判斷是否有泄漏、輸出量過多等異常狀況的發(fā)生。儲罐內(nèi)設(shè)置液位傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器，以及在儲罐內(nèi)外層之間設(shè)置泄漏檢測器。這種智能控制系統(tǒng)可以實時獲取危化品儲罐中的液位、壓力、溫度信息，同時可監(jiān)測儲罐的內(nèi)層和外層之間是否有危化品泄漏。

方案4(S4)：根據(jù)創(chuàng)新原理局部質(zhì)量(M3)，在危化品儲罐易于受到環(huán)境參數(shù)影響的部分提高制造加工等級，選用耐高溫高壓防腐蝕的材質(zhì)，提高其承受溫度、壓力和濕度變化帶來的破壞能力。

方案5(S5)：根據(jù)創(chuàng)新原理分割(M1)、廉價物體的替代(M27)，可以考慮將儲罐正常散發(fā)的危化品快速方便移走，如在儲罐上安裝負(fù)壓風(fēng)機(jī)，利用負(fù)壓風(fēng)機(jī)空氣對流、負(fù)壓換氣的降溫原理將儲罐中揮發(fā)氣排放出去，保持儲存環(huán)境的相對穩(wěn)定，防止對操作人員造成傷害。

分析P2和P3用到的創(chuàng)新原理(表4和表5)可見，創(chuàng)新原理1、13、27、28、35對解決P2和P3問題都有效，其中M13和M28在上述方案決策過程中暫未涉及。創(chuàng)新原理M13為反向作用，在原始TRIZ理論中含義包括：用相反的動作代替問題中規(guī)定的動作；讓物體或環(huán)境可動部分與不動部分互換；讓物體上下或內(nèi)外顛倒等，由于危化品儲存是個靜過程，該創(chuàng)新原理不適用。本文考慮利用機(jī)械系統(tǒng)的替代M28同時解決P2和P3問題。M28包括兩個方面：①用視覺系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、味覺系統(tǒng)或嗅覺系統(tǒng)代替機(jī)械系統(tǒng)；②使用與物體相互作用的電場、磁場和電磁場。

本文選用第二種替代系統(tǒng)，引入RFID(Radio Frequency Identification)射頻識別技術(shù)，該技術(shù)是一種非接觸式自動識別技術(shù)，由電子標(biāo)簽、讀寫器和應(yīng)用系統(tǒng)組成。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和RFID技術(shù)研究水平的不斷提高，RFID技術(shù)在物流管理、零售管理、身份識別等領(lǐng)域展開運(yùn)用[20]。因此，將該技術(shù)用于解決問題P2和P3的方案如下：

方案6(S6)：在每一種危化品儲罐上設(shè)置獨(dú)一無二的電子標(biāo)簽，這種RFID電子標(biāo)簽對化學(xué)物質(zhì)有很強(qiáng)的抗腐蝕性，將其附著在被標(biāo)識的對象上，可將多種類型的傳感器測量得到的溫度、壓力、濕度等信息存儲于電子標(biāo)簽中。通過RFID讀寫器采集監(jiān)測到的數(shù)據(jù)并上傳至計算機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析系統(tǒng)，在計算機(jī)管理軟件上增加危化品實時信息數(shù)據(jù)庫，與監(jiān)督管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)互換。

3.2.5 Z過程

分析上述6個解決方案可知，方案S1和S4為儲存設(shè)備的制造(材質(zhì)和加工)，方案S2為儲存物質(zhì)的狀態(tài)變化，方案S3、S5、S6為(危險)參數(shù)的識別和控制。由于危化品的種類性質(zhì)千差萬別，因此應(yīng)對危化品進(jìn)行詳細(xì)的等級分類，分門別類地通過強(qiáng)化提高工藝和設(shè)備參數(shù)來解決技術(shù)矛盾。同時充分利用大數(shù)據(jù)時代背景所帶來的便利條件，將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)與工業(yè)DCS智能控制技術(shù)結(jié)合起來作為一種新技術(shù)運(yùn)用到危化品管理系統(tǒng)中，提高安全管理能力。

在問題定義過程中，還有P1存儲量超標(biāo)、P4混放、違規(guī)操作等管理矛盾。對管理類矛盾，一般的措施是制定嚴(yán)格法律法規(guī)，加強(qiáng)企業(yè)負(fù)責(zé)人及員工的安全培訓(xùn)和安全教育，增強(qiáng)安全意識，嚴(yán)格按照相關(guān)危化品存儲規(guī)定進(jìn)行，如控制安全存儲量、避免混放、安裝自動報警裝置、做好消防安全措施等。然而事實上，我國大部分危化品存儲安全事故原因都?xì)w結(jié)為存儲裝置“年久失修，疏于管理”。因此，綜合上述技術(shù)矛盾和管理矛盾，本文引入顏色識別、時間保護(hù)機(jī)制，提出一個多層次、人機(jī)交互的智能危化品存儲策略，詳述如下：

第一層：對危化品細(xì)致分類，按照物態(tài)、燃爆、毒害等性質(zhì)，定義不同的危害等級，并規(guī)定危害色，電子標(biāo)識符引入該危害色，當(dāng)儲罐與其存儲的危化品等級匹配時，顏色一致；當(dāng)儲存的危化品等級高于儲罐時，電子標(biāo)識符顯示報警色，并觸發(fā)報警裝置，同理，設(shè)置儲量料位標(biāo)識色，正常不顯示，高于或低于有報警色，并觸發(fā)報警裝置。

第二層：根據(jù)危化品分類及相應(yīng)的技術(shù)矛盾，強(qiáng)化工藝和設(shè)備質(zhì)量，解決技術(shù)矛盾。

第三層：設(shè)置“強(qiáng)制檢修”程序，引入時間保護(hù)機(jī)制，當(dāng)儲罐參數(shù)或時間參數(shù)達(dá)到檢修要求時，若不進(jìn)行檢修，設(shè)備報警或觸發(fā)停車系統(tǒng)。該過程需要設(shè)計智能人機(jī)交互系統(tǒng)進(jìn)行管理。

第四層：設(shè)置以防萬一的“防護(hù)應(yīng)急系統(tǒng)”。

圖3 多層次人機(jī)交互的智能危化品存儲策略

4 結(jié)論

本文對TRIZ創(chuàng)新理論中的矛盾分析進(jìn)行了詳細(xì)研究，提出了一種基于TRIZ矛盾理論的PAMSZ應(yīng)用方法，該方法在TRIZ矛盾矩陣中定義了創(chuàng)新原理的有效性概念，基于有效性的定量分析提出了創(chuàng)新原理的優(yōu)先選用原則，利用優(yōu)選的創(chuàng)新原理尋求技術(shù)矛盾、物理矛盾的解決方案，并在綜合方案評價過程中同時考慮管理矛盾，獲得最終的綜合解決策略。本文運(yùn)用該P(yáng)AMSZ法對危化品存儲問題進(jìn)行實例分析，通過文獻(xiàn)調(diào)研對危化品存儲過程中易于引起安全事故的原因進(jìn)行分類，形成4類問題，對其中技術(shù)矛盾P2和P3分別建立矛盾矩陣，通過計算相關(guān)創(chuàng)新原理的有效性，獲得優(yōu)選的創(chuàng)新原理并獲得了若干個解決方案，最后結(jié)合管理矛盾P1和P4，給出了一個多層次、人機(jī)交互的綜合解決方案。該實例證明，本文提出的PAMSZ方法，步驟清晰，易于TRIZ理論初學(xué)者和工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新人員的使用，尤其適用于流程工業(yè)制造領(lǐng)域的技術(shù)系統(tǒng)改進(jìn)。