劉明濤，張松林

（無(wú)錫深南電路有限公司，江蘇無(wú)錫 214142）

0 引言

節(jié)能降耗是公司比較關(guān)注的問(wèn)題，壓機(jī)次級(jí)爐設(shè)備24 h 不間斷工作，即使待機(jī)狀態(tài)時(shí)候也沒(méi)有停止，能源耗費(fèi)大，不利于綠色節(jié)能生產(chǎn)，存在較大優(yōu)化空間。TRIZ 作為一種系統(tǒng)化的創(chuàng)新方法，它揭示的是創(chuàng)新發(fā)明內(nèi)在遵循的原理和規(guī)律，目的在于從根本找出問(wèn)題系統(tǒng)中存在的矛盾，它拋棄了傳統(tǒng)折衷或妥協(xié)的方法解決矛盾，其最終的目標(biāo)是完全解決矛盾，獲得理想解。本文將TRIZ 理論引入到層壓次級(jí)爐控制方案改進(jìn)中，通過(guò)分析現(xiàn)有層壓次級(jí)爐控制方案，確定改進(jìn)目標(biāo)，進(jìn)而通過(guò)一系列TRIZ 工具進(jìn)行分析對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，確定出最優(yōu)方案。

1 TRIZ 理論

TRIZ 理論起源于20 世紀(jì)60 年代的蘇聯(lián)，由根里奇·阿奇舒勒及其科研小組動(dòng)用了數(shù)千名專家經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)對(duì)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的專利文獻(xiàn)加以搜集中、整理、歸納、研究、提煉和重建，建立的一整套、成體系、實(shí)用的解決發(fā)明問(wèn)題的理論方法體系。TRIZ 基本思想是利用最少的資源，解決創(chuàng)新過(guò)程中遇到的矛盾或沖突，使系統(tǒng)朝理想化狀態(tài)發(fā)展。TRIZ 提供了系統(tǒng)化創(chuàng)新方法，使工程師在創(chuàng)新過(guò)程中不在依賴經(jīng)驗(yàn)、試錯(cuò)、頭腦風(fēng)暴，而直接采取系統(tǒng)化思維方式去解決問(wèn)題。

TRIZ 的解題步驟：第一步，描述問(wèn)題，定義問(wèn)題，分析問(wèn)題，建立TRIZ 分析模型，第二步選擇相應(yīng)的問(wèn)題解決工具，如發(fā)明原理，標(biāo)準(zhǔn)解，效應(yīng)，功能導(dǎo)向，知識(shí)庫(kù)等工具。第三步，根據(jù)TRIZ 理論得出的方案進(jìn)行驗(yàn)證，確定結(jié)果是否符合預(yù)期要求，并選擇是否得出IFR，或繼續(xù)分析。在實(shí)際工程應(yīng)用中，需將面對(duì)的實(shí)際技術(shù)問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為T(mén)RIZ 標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題模型，之后利用TRIZ解題流程尋找理想解決方案。

2 運(yùn)用TRIZ 理論尋找解決方案

2.1 問(wèn)題描述分析

壓機(jī)加熱簡(jiǎn)易過(guò)程：主爐—次級(jí)爐—壓機(jī)，介質(zhì)使用煤油為熱載體提供加溫需求，中間環(huán)節(jié)次級(jí)爐使用15 kW 的循環(huán)泵與壓機(jī)實(shí)現(xiàn)熱交換，次級(jí)爐24 h 滿載滿頻運(yùn)行，為壓機(jī)系統(tǒng)重點(diǎn)耗能單元，所以降低次級(jí)爐能耗可實(shí)現(xiàn)大幅節(jié)能需求，但壓機(jī)工作流程中為滿足工藝要求，對(duì)壓機(jī)升溫過(guò)程有一定的要求，要滿足升溫速率＞15 ℃/min，升溫段開(kāi)始5 min，所有點(diǎn)溫差＜5 ℃，保溫段開(kāi)始10 min，所有點(diǎn)溫差≤1 ℃，次級(jí)爐又為核心加溫單元，若降低功耗，很難滿足溫度要求。解決問(wèn)題過(guò)程出現(xiàn)技術(shù)矛盾：降低能耗和升高溫度，解釋：為滿足低功耗要求，采取降頻降速方法，但升溫速度會(huì)降低，不滿足工藝要求；反過(guò)來(lái)要滿足溫度要求，就不可降頻降速實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。轉(zhuǎn)化為T(mén)RIZ 理論標(biāo)準(zhǔn)理論模型即為：能量損失和溫度之間的矛盾沖突。

2.2 TRIZ 工具選擇和解決方案

針對(duì)分析中出現(xiàn)的矛盾沖突，根據(jù)TRIZ 理論的解題過(guò)程，選擇發(fā)明原理來(lái)解決出現(xiàn)的矛盾，將出現(xiàn)的技術(shù)矛盾查找39 個(gè)通用工程參數(shù)鎖定關(guān)鍵參數(shù)：能量損失和溫度，如圖1 所示。查詢阿奇舒勒矛盾矩陣，可以得到相應(yīng)的TRIZ 發(fā)明原理，結(jié)果見(jiàn)圖2。

根據(jù)圖2 可知，惡化的工程參數(shù)17 和改善的工程參數(shù)22，對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理為19，38，7，查詢40 個(gè)發(fā)明原理表，可以得出對(duì)應(yīng)的發(fā)明原理標(biāo)準(zhǔn)解，如圖3 所示。

圖1 39 個(gè)通用工程參數(shù)

圖2 阿奇舒勒矛盾矩陣簡(jiǎn)表

圖3 40 個(gè)發(fā)明原理標(biāo)準(zhǔn)解

通過(guò)對(duì)原理解釋的分析，其中原理19 對(duì)問(wèn)題解決具有啟發(fā)性。根據(jù)原理19 的解釋其一，用周期性動(dòng)作或脈沖動(dòng)作代替連續(xù)運(yùn)動(dòng)的啟示，分析壓機(jī)完整工作流程，整體分3 個(gè)階段，升溫、保持、降溫、待機(jī)，考慮每個(gè)階段對(duì)溫度的要求各不相同，把整個(gè)過(guò)程分割為4 個(gè)周期過(guò)程。根據(jù)原理19 的解釋其二，對(duì)周期性動(dòng)作改變其運(yùn)動(dòng)頻率，得到啟示采取變頻控制，每個(gè)周期需求不同，頻率不同。兩者結(jié)合最終采取周期性變頻控制方案：升溫階段滿頻運(yùn)行保證升溫速度，保持階段采取低頻運(yùn)行保持溫度穩(wěn)定，降溫、待機(jī)階段采取低頻運(yùn)行降低消耗，以此完成節(jié)能需求。

3 成果及效益

基于TRIZ 理論的解題模型在對(duì)原有次級(jí)爐控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)后，能夠滿足所有工藝條件的同時(shí)，解決了次級(jí)爐耗能大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)每年約125 萬(wàn)元的節(jié)能降耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

TRIZ 理論將難以琢磨的發(fā)明問(wèn)題或技術(shù)難題通過(guò)一種系統(tǒng)性邏輯方法展現(xiàn)在人們眼前，使發(fā)明或技術(shù)問(wèn)題解決得以簡(jiǎn)化?；赥RIZ 理論的39 個(gè)工程參數(shù)、40 個(gè)發(fā)明原理、因果鏈分析等工具對(duì)現(xiàn)有次級(jí)爐控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，使得該控制方案在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，解決了壓機(jī)能耗問(wèn)題，證明了TRIZ 理論在解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題中的重要作用。因此，TRIZ理論是一種非常有效的程式化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。另外，TRIZ 的基礎(chǔ)就是方法論+知識(shí)庫(kù)，有方法的同時(shí)，更要不斷補(bǔ)充知識(shí)，獲取更多的探索，以高質(zhì)量的解決更多問(wèn)題。