楊芳

2014年5月24日起，海南省科協(xié)聯(lián)合東北大學(xué)、海南省機(jī)械工程學(xué)會(huì)、海南省礦業(yè)股份有限公司、海南椰樹集團(tuán)有限公司、金盤電氣股份有限公司、一汽海馬汽車有限公司等給我們帶來了3期的創(chuàng)新方法培訓(xùn)的“盛宴”。在這場(chǎng)“盛宴”中，各企業(yè)的科技人員用創(chuàng)新方法理論解決了實(shí)際中遇到的難題，也讓我們見證了創(chuàng)新方法的“魔力”。

我國(guó)著名創(chuàng)新方法（TRIZ）理論推廣應(yīng)用專家、東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院的趙新軍教授應(yīng)邀作為這3期培訓(xùn)班的主講人。這次接地氣的培訓(xùn)和開放式的課程，讓參加培訓(xùn)的一線科技人員了解了創(chuàng)新方法（TRIZ）理論的知識(shí)，應(yīng)用TRIZ理論的創(chuàng)新工具解決實(shí)際問題的步驟、方法和應(yīng)用的原理。

在這3期的創(chuàng)新方法培訓(xùn)中，針對(duì)企業(yè)共提出的20個(gè)實(shí)際技術(shù)難題，應(yīng)用TRIZ理論的分析問題解決問題的原理進(jìn)行了深入細(xì)致的分析、討論和研究，共產(chǎn)生了65個(gè)概念解，其中有27個(gè)概念解有可能解決現(xiàn)在的實(shí)際問題，將被采用到實(shí)際工作中去；有22個(gè)概念解將會(huì)被進(jìn)一步分析研究，確定其可行性以便決定是否在不久的將來加以應(yīng)用。

通過理論的學(xué)習(xí)和有針對(duì)性地應(yīng)用所學(xué)的創(chuàng)新原理和工具分析解決實(shí)際問題，一定程度上提高了科技人員的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，尤其是分析實(shí)際問題和解決實(shí)際問題的能力。參與課程培訓(xùn)的學(xué)員從產(chǎn)生的可行的概念解出發(fā)，進(jìn)行初步經(jīng)濟(jì)效益分析可以發(fā)現(xiàn)：依照TRIZ理論推薦的解決方案解決了一系列的實(shí)際問題，提高了各企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

以下是科技工作者利用創(chuàng)新方法解決問題的實(shí)際案例。

球磨機(jī)給料器在進(jìn)口與出口的嚙合部S是強(qiáng)烈磨損區(qū)，造成給料器整體使用壽命下降，而嚙合部設(shè)計(jì)保護(hù)層是最有效的方法。如何解決這個(gè)問題？

首先對(duì)給料器的功能（加鋼球與給礦石）進(jìn)行物場(chǎng)分析，其主要磨損原因?yàn)殇撉驔_擊破壞。鋼球?yàn)槟繕?biāo)物S1，給料器為工具S2，F(xiàn)為機(jī)械力。給料器與鋼球既有好的作用（給料器的導(dǎo)向）， 又有壞的作用（沖擊破壞）。為解決問題查76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解，提示我們：添加一修正物S3。

現(xiàn)采用矛盾的方法來解決問題：

1.提出問題

球磨機(jī)給料器的嚙合部S因沖擊磨損較快與其它部位的磨損情況不一樣，造成整體使用壽命下降。

2.導(dǎo)出問題

（1）時(shí)間：加球時(shí)既要快又要慢（生產(chǎn)效率有關(guān)）；

（2）條件：給料器既要厚又要?。▊鲃?dòng)系統(tǒng)有關(guān)）；

（3）空間：鋼球與給料器既要接觸又要不接觸（沖擊有關(guān)）。

3.分析問題

（1）因生產(chǎn)工藝，加球時(shí)應(yīng)停產(chǎn)，且一次性加1噸，故加球快可以提高生產(chǎn)效率，慢可以減小因重量與速度產(chǎn)生的機(jī)械能過大產(chǎn)生的沖擊破壞。

（2）給料器太厚會(huì)增加成本，而且會(huì)影響球磨機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)磨礦時(shí)的動(dòng)態(tài)失衡會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，球磨機(jī)進(jìn)料端過重，使得局部應(yīng)力集中發(fā)生變形或折斷等設(shè)備傷害。給料器太薄不耐用，只能按照給料器設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)重量，通過分析整體與部分的的關(guān)系，采用局部處理的方法。

（3）鋼球與腔體軌道直接接觸時(shí)導(dǎo)向性好、速度快，采用其它方式轉(zhuǎn)換為間接接觸。

4.解決方案

（1）采用自動(dòng)加球機(jī)，可以解決間斷、勻速加球，避免瞬間的沖擊損壞，但成本高；

（2）降低加球點(diǎn)的高度和角度，能減小速度降低沖擊力，但受現(xiàn)有廠房環(huán)境限制，無法實(shí)施；

（3）保證給料器設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)重量，在嚙合部的內(nèi)外加焊合適的鋼板，提高耐磨性，提高使用壽命30%，現(xiàn)已采用；

（4）采用微量給礦或其它介質(zhì)，在鋼球與給料器腔體內(nèi)形成保護(hù)層，但鋼球與礦石（強(qiáng)磁性礦）在腔體會(huì)互相吸附，流動(dòng)慢且易堵塞，效果不好。

5.經(jīng)濟(jì)效益

（1）自動(dòng)加球機(jī)每臺(tái)50多萬，價(jià)格高且該設(shè)備維護(hù)成本高，使用壽命不高，現(xiàn)場(chǎng)使用不便，從諸多因素考慮，沒有選用該型設(shè)備，現(xiàn)在主要采用人工加球。

（2）由于廠房在加球點(diǎn)的空間位置狹小，無法進(jìn)行整改，重新進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，則影響生產(chǎn)時(shí)間和耗資大，實(shí)施可能性不大。

（3）由設(shè)計(jì)方及現(xiàn)場(chǎng)施工方操作方便，效果明顯。給料器造價(jià)約5.8萬，改進(jìn)前后的使用壽命分別為60天與90天，降低了故障率，兩臺(tái)球磨機(jī)一年可節(jié)約20萬。

1. 技術(shù)問題的描述

帶T發(fā)動(dòng)機(jī)，在增壓時(shí)需要真空泵輔助給助力器提供負(fù)壓。由于要求在短時(shí)間內(nèi)助力器達(dá)到一定的真空值，故真空泵的電機(jī)選用轉(zhuǎn)速較高的電機(jī)（約4000rad/min）。真空泵在工作時(shí)會(huì)有一定分貝的聲音，在車身駕駛艙所測(cè)聲音為30～40分貝，該分貝數(shù)不能通過評(píng)價(jià)。通過試驗(yàn)確認(rèn)，真空泵工作時(shí)，工作的聲音主要通過支架與車身傳播到駕駛艙。如下圖所示：

2.技術(shù)問題模型圖

3. 導(dǎo)出的技術(shù)矛盾

（1）支架的剛度既強(qiáng)又要弱；

（2）減震墊硬度既硬又要軟。

4. 分析技術(shù)矛盾

（1）支架的剛度既強(qiáng)又要弱，支架剛度要強(qiáng)才能支撐得住電子真空泵的重量，但是剛性越強(qiáng)傳導(dǎo)噪聲就越大，剛性弱能消除聲音及振動(dòng)；

（2）減震墊硬度既硬又要軟，硬才能支撐住支架及電子真空泵，避免晃動(dòng)過大，但硬度越高減震效果就越差。

5. 可能的解決方案

（1）在原支架下部增加一個(gè)倒三角形的支架，支撐著原來的支架，這樣增強(qiáng)原來的支架強(qiáng)度，避免其上下晃動(dòng)，再選擇邵氏硬度為35度的減震墊加以消除振動(dòng)。達(dá)到目標(biāo)要求。

（2）采用新的結(jié)構(gòu)方式：懸掛式。

該方案的電子真空泵支架的振動(dòng)方向?yàn)樯舷路较?，和車身板的板長(zhǎng)方向一致，這樣減少了振動(dòng)，再選擇邵氏硬度為35度的減震墊加以消除振動(dòng)。達(dá)到目標(biāo)要求。

（3）去掉電子真空泵及支架，用ESP附加的制動(dòng)加壓功能代替。

6.問題的解決可能帶來的經(jīng)濟(jì)效益（時(shí)間、材料、維修、成本）

（1）該方案實(shí)施時(shí)間短，只需要增加新支架的成本即可。

（2）該方案廢除原來的支架，造成原模具的浪費(fèi)，同時(shí)增加新支架的成本；由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，開模時(shí)間也較長(zhǎng)。

（3）該方案由于涉及其它的系統(tǒng)，只能在車輛新開發(fā)階段就對(duì)ESP的附加功能進(jìn)行開發(fā)，可減少成本。如ESP后期再增加該功能，費(fèi)用之高得不償失。