王彬（天津?qū)氂娔X機械有限公司）

1 概述

當前，由于創(chuàng)新方法的普及應(yīng)用時間短，科研機構(gòu)與實際的方法應(yīng)用者缺乏有效的溝通平臺，很多設(shè)計人員在完成創(chuàng)新方法的初級課程后，并不能將其立即應(yīng)用到企業(yè)工作過程中，加之常規(guī)設(shè)計慣性的影響，對于方法的應(yīng)用意識就變得淡漠，所以，在設(shè)計過程中，設(shè)計者對創(chuàng)新方法的主要應(yīng)用階段及應(yīng)用方式需要進一步明確。

2 產(chǎn)品設(shè)計流程

2.1 設(shè)計（開發(fā)）項目任務(wù)書

產(chǎn)品設(shè)計項目一方面來自市場的反饋，將客戶問題轉(zhuǎn)化成功能問題進而導(dǎo)出相應(yīng)的產(chǎn)品需求，另一方面來自于企業(yè)經(jīng)營者自身對市場及產(chǎn)品前景的判斷。

2.2 設(shè)計（開發(fā)）項目建議書

本階段主要涉及創(chuàng)新方法應(yīng)用。設(shè)計人員根據(jù)項目任務(wù)書的要求，將需求通過創(chuàng)新方法轉(zhuǎn)化成具體的技術(shù)方案，并通過技術(shù)部門聯(lián)合會簽及公司審批，從而獲得授權(quán)的、具體的項目技術(shù)實施建議。

2.3 設(shè)計（開發(fā)）項目計劃書

對項目建議書涉及的具體技術(shù)要求，對項目實施的人員分配、時間、預(yù)算、市場投放、獎懲等項目作出完整的計劃（見圖1）。

圖1 設(shè)計（研發(fā)）項目計劃書

3 通過產(chǎn)品開發(fā)實例“一種縫制羽絨制品的全自動模板縫紉機”具體說明創(chuàng)新方法在設(shè)計過程中的應(yīng)用

3.1 通過市場問題—形成項目任務(wù)書

銷售人員反饋,用戶羽絨制品在使用當前縫紉機縫制過程中交叉線相交處會形成褶皺（見圖2），并需要一種機器解決此問題。公司總經(jīng)理、設(shè)計主管及相關(guān)設(shè)計人員，經(jīng)產(chǎn)品前景分析、技術(shù)分析、市場當前容量分析后決定立項開發(fā)“縫制羽絨制品的全自動模板縫紉機”。

圖2 縫制過程出現(xiàn)褶皺

3.2 通過創(chuàng)新方法形成確定方案，形成項目建議書

3.2.1產(chǎn)品的背景技術(shù)

當前市場上，與縫制、消除羽絨制品的褶皺技術(shù)相關(guān)的設(shè)備有全自動模板縫紉機及全自動鋪布機的氣壓臺板。

3.2.2現(xiàn)有設(shè)備縫制羽絨制品存在的問題分析

充羽絨制品，內(nèi)部帶入大量空氣，表面不平整，在縫制隔線或花樣時，相交線上會出現(xiàn)褶皺，特別是在一個方向的線縫好后，已經(jīng)將面料分隔成多個曲面，面料在縫制過程中會使多余面料在被其他線跡阻斷時無法釋放，而形成“漩渦”。

3.2.3原因分析

羽絨制品在縫制過程中，上下布面縫緊后，由于縫線的收緊使兩平行縫線間面料形成曲面，在此基礎(chǔ)上，再有縫線與剛剛形成的平行縫線相交，由于縫線平面與面料曲面不在同一平面上，則會出現(xiàn)原平行線間面料無法釋放的情況，因而形成褶皺（見圖3）。

圖3 形成褶皺的原因分析

3.2.4理想解---縫制過程面料不收縮

一方面，增加羽絨制品強度——在縫制范圍內(nèi)，存在可自動調(diào)整的負壓，排空制品氣體，在縫線的底線與面線形成線環(huán)過程中的拉伸不能使布料發(fā)生變形，底線與面線與面料曲面在同一曲面上。

另一方面，使面料的四邊充分外展，從而使其達到不含空氣的理論平面面積（見圖4）。

圖4 理想解

3.2.5功能模型

功能模型（見圖5）。

圖5 功能模型

目的：明確設(shè)計主體，設(shè)計范圍及人員結(jié)構(gòu)資源調(diào)配。

3.2.6利用沖突獲得方案過程----沖突分析

縫制羽絨制品時，抽空羽絨制品內(nèi)部的空氣從而增加其強度。同時，抽空羽絨制品內(nèi)部空氣要求其所在區(qū)域要封閉，這樣封閉材料會使機針與要縫制的羽絨制品隔離，使羽絨制品無法縫制，由此產(chǎn)生了沖突。

經(jīng)分析確定采用分割原理：在羽絨制品形成負壓時不縫制，在去除封閉材料后，機器立即啟動，此時羽絨制品中雖會進入少量空氣，但其強度仍然很大。一般羽絨制品會在很短的時間內(nèi)縫制完成，從而能保證其縫制的質(zhì)量。

3.2.7場分析--- 增加場

現(xiàn)有的模板縫紉機在縫制過程中，模板對羽絨制品的上部（不縫制部分壓?。┘爸苓叺墓潭?，不能使制品有足夠的強度，因而當縫線收縮時，制品由于縫線的收縮而使面料形成曲面，進而再次縫制時形成褶皺。

此問題是模板對羽絨制品的作用不足而引起的。因此，我們增加了一個新的未知場，以提高羽絨制品的強度（見圖6）。

圖6 場分析

3.2.8資源

當前機器的縫框是靠氣動裝置壓住模板，如改進形成區(qū)域負壓區(qū)域，可使用原氣動裝置及氣動線路,可做為物質(zhì)場分析中新增加的場，同時公司的鋪布機、電腦裁床上的臺板及吸風裝置均可借鑒。

3.2.9最終問題解決方案

支撐模板的臺板采用吸風式結(jié)構(gòu)，采用中空結(jié)構(gòu)，上部通過多點氣孔與制品調(diào)節(jié)壓力。臺板下部采用大功率風機吸風，使制品形成負壓。制品在起縫點時，上部自動拉開塑料薄膜，使制品在形成負壓時與外部空氣隔絕。

制品與模板固定采用上部釘扣鎖死，滑動堅固的方法，即在制品邊緣5mm外側(cè)用帶針的釘扣上下固定住，通過滑動釘扣所在模板的滑齒來堅固制品。技術(shù)方案會簽及公司確認（見圖7）。

圖7 技術(shù)方案會簽及公司確認

3.3 根據(jù)研發(fā)方案形成項目計劃書

產(chǎn)品功能、性能參數(shù)

設(shè)計、配套、工藝、安裝、整機調(diào)試、檢驗、產(chǎn)品說明書、簽定、小批量推向市場的時間表

機械、電控及相關(guān)項目人員名單

基本成本預(yù)算

獎懲

4 結(jié)論

4.1 產(chǎn)品輸出

見圖8。

圖8 產(chǎn)品輸出圖

1、主控制箱 2、機架 3、操作電腦 4、機頭 5、線架 6、負壓臺析 7、縫框 8、X向驅(qū)動機構(gòu) 9、Y向驅(qū)動機構(gòu) 10、模板 11、封閉裝置

4.2 專利輸出

共申報4項專利，兩項實用新型已獲授權(quán)（見圖9），另兩項發(fā)明專利：一種增強羽絨制品縫紉強度的負壓臺板（專利號201410408602.0）、一種縫制羽絨制品的全自動模板縫紉機（專利號201410414402.6），正在知識產(chǎn)權(quán)局審核中。

圖9 兩項實用新型專利證書

[1]初、中、高級/創(chuàng)新方法研究會，中國21世紀議程管理中心編.創(chuàng)新方法教程[M].北京：高等教育出版社，2012.5.

[2]檀潤華編著.發(fā)明問題解決理論[M].北京：科學出版社，2014.

[3]韋德拿斯（Rantanen,K）,頓波（Domb,E）著；檀潤華,曹國忠,江屏,陳子順譯.簡約TRIZ：面向工程師的發(fā)明問題解決原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.8.