萃智(TRIZ)引领厦门技术创新驶入快车道

萃智（TRIZ）引领厦门技术创新驶入快车道——厦门产业技术研究院推广创新方法（TRIZ）纪实发布时间：2010-08-09|作者：张建琛穆瑞薛海江陈宏宇日来源：科技日报作者：张建琛穆瑞薛海江陈宏宇本报记者张建琛通讯员穆瑞薛海江陈宏宇创新方法是科学思维、科学方法和科学工具的总称。作为一种“发明法则”、“科技点金术”，在经济低迷时期，它对促进企业技术创新更显重要。先进的创新方法是提升国家和区域自主创新能力的重要武器。在我国建设创新型国家的进程中，对创新方法的研究和掌握具有基础性、根本性和先导性意义。“授人以鱼，不如授人以渔”。在厦门市科学技术局领导下，依托厦门产业技术研究院、厦门大学物理机电工程学院、上海萃智科技发展有限公司等力量和资源成立的厦门市创新方法工程技术研究中心与创新方法（TRIZ）工作室，总结提出了一套基于TRIZ的系统化的创新理论和方法，即围绕上至产品战略规划、下至涵盖需求分析、概念设计、详细设计和仿真分析等产品生命周期基本过程的不同需求，综合采用TRIZ理论、大批量定制理论和优化理论，为企业提供不同需求程度的创新培训和技术服务。历经一年的不懈努力，在研究和推广应用TRIZ等创新理论、发明工具和促进企业技术创新与高校科研成果转化方面，开展了大量工作，初见成效，引领厦门技术创新驶入快车道。【案例一】动力减震器的优化设计发动机在工作时，会产生剧烈的震动，这种震动是有害的，如果直接将动力和车架相连，震动会直接传向车架、驾驶室、机罩，使得整机噪声很大，对操作人员的听力造成损害，并且整机零部件易提早疲劳损坏，因此在工程机械设计中为了解决这个问题，都会在动力支架上安装减震器，以此来减小有害震动。不同的动力配在不同的机械上，其振动率频率和特性都不同，按照最优设计，每种配置都应有一款相应的减震器。但从实际生产设计，生产成本多方面考虑，这都不太现实。往往减震器厂家只生产几款标准规格的减震器，这就出现了减震器和动力机不相匹配的情况，震动性能差。厦工小型机在开发新机型XG904时，就出现了这个问题，调试时更换了好几款减震器，效果都不理想，减震器刚度选大了，震动传递比较明显，噪声大；减震器刚度选小了，发动机振幅大，排气管等连接部件震动位移大，刚性连接处易被拉坏。针对以上问题，我们应用“TRIZ”理论里面的矛盾矩阵法；改善参数：14强度，减震器的刚度；恶化参数：32可制造性，（对减震器厂家的制造力要求更加苛刻）（见图1）适用原理：11预置防范原理，3局部质量原理，10预先作用原理，32色彩原理。11预置防范原理，采用事先准备好的应急措施，对系统进行相应的补偿以提高其可靠性（指示路标、降落伞、汽车安全气囊）；3局部质量原理，将均匀的物体结构、外部环境或作用改为不均匀的，让物体各部分处于各自动作的最佳状态，让物体的不同部位具有不同的功能。（刀刃用好钢，套餐饭盒，垂头的一侧作为起钉器）通过案例分析，原理11就可以解决该问题，选用刚度稍小一点的减震器，预先设定好最大振幅，使减震器振幅在规定范围内，迫使其满足性能要求。在这原理的指导下，我们设计出了以下结构的减震器，振幅刚度可调，使用性很好。减震器结构图球标对应的名称：1.盖板2．橡胶3．螺栓套4．支撑板5．橡胶垫6．减震钢垫片7．调节螺栓具体解决方法：在原有减震器的下方先垫一块减振橡胶垫（10mm厚）；然后在减振橡胶垫下面加一块钢铁制作的减振垫片（3mm），垫片底部中心位置钻凹形球面；然后制作调整螺栓接触面也带球头，使其与垫片球面接触，使其受力均匀。将调整螺栓固定在车架的焊接螺母上，通过调整调整螺栓的锁紧程度，来调节减振的幅度，使得达到整机的最佳振动状态。【案例二】静液压装载机的制动系统改进XG904静液压装载机，行走驱动由变量泵泵出高压油—高压油驱动液压马达—液压马达带动桥。制动时，通过操作人员踩下脚踏阀，加载的动力油源同时向湿式制动桥的制动油缸，液压马达动力源的切断阀提供动力，使湿式制动桥进行制动，液压马达停止供油驱动，因管路、阀等阻尼作用液压马达也会减速制动，在双制动作用力下，装载机制动很快，时间短，没有比例特性，对桥的冲击损害比较大。针对以上问题我们应用“TRIZ”理论进行分析，该制动系统的最大缺陷就是，两个力，同时作用，且两个力不能根据驾驶员的意愿很好的控制。采用矛盾矩阵法。改善参数：33操作流程的方便性，制动力的大小，制动距离的长短，能很好控制；恶化参数：19运动物体的能量消耗，装载机从运动状态停止下来的能量。（见图2）适用原理：1分割原理，13反向作用原理，24中间原理。1分割原理：把一个物体分割成相互独立的两个部分，或容易组装拆卸的部分；13反向作用原理：用与原来相反的动作达到相同的目的，把物体（或过程）倒过来；24中间原理：把物体与另一容易去除的物暂时结合在一起，使用中介物实现所需动作。经分析分割原理比较适合，将两个并联的合力，串联分别控制，湿式制动桥动力，通用制动阀就可控，液压马达的断油制动，是开关量不可控，还需改进。再次利用矛盾矩阵法。改善参数：9速度，液压马达的转速能很好控制；恶化参数：7运动物体的体积，液压油流量会变化。（见图3）适用原理：7嵌套原理，29压力原理，34自生自弃原理。7嵌套原理，把一个物体放入第二个物体，在把第二个物体放入别的物体；29压力原理，用气体，液体代替固体部分，从而可以利用气压液压起到缓冲的作用；34自生自弃原理,利用溶解或蒸发等手段，废弃已经完成功能的零部件，或在工作中直接变化，或在工作中迅速补充消耗的部分。经分析压力原理可以解决液压马达断油制动不可控问题。得出“TRIZ”理论解出来后，再将理论解转化为实际工程应用解（控制元件）。制动阀的原理如图所示，在整机制动过程中，首先保证切断动力源（先给寸进阀供油），在供给寸进阀的过程中需要比例可调，使整机的制动平稳，冲击小。当动力被完全切断后，给湿式制动桥供油，实现消除整机惯性的制动。根据阀芯的行程控制各个作用油口的启闭。【以下是厦工一年来通过创新方法获取的15项专利列表】序号专利号专利名称1200920139367.6挖掘工作装置快换架2201020198273.9装载机正转八连杆工作装置机构3201030180035.0仪表盘4201020202798.5一种小型装载机的正转六连杆机构5201020198259.9可拆卸式固定架6201020198282.8新型装载机前后车架铰接结构7201020199906.8一种驾驶篷8201030176734.8装载机(902、904）9201020199892.X装载机正转六连杆机构10201020199870新型可调减振装置11201030137405.2驾驶室(装载机)12201020157141.1新型驾驶室舱体13201010186691.0一种多盘制动器14201010186588.6湿式多盘制动器15201020208497.3一种湿式多盘制动器【案例三】LED灯管暗区问题的改进LED灯发光时在连接处会产生明显的暗区，针对此问题采用TRIZ方法首先对背景问题进行描述，经过全面了解，发现LED灯采用COB工艺封装，在固定硅胶的过程中使用了塑料框，而塑料框的存在，影响到光线的射出角度，从而在LED发光时产生明显的暗区，影响了产品品质。通过分析，得出结论这是一个典型的物理矛盾问题，即塑料框在硅胶固定工艺步骤起到使加固定型效果更佳的作用，而在成品当中却因它的存在易产生暗区，影响成品品质。适用原理：时间分离原理，把矛盾双方在不同的时段上分离。经过分析，针对此物理矛盾，采用时间分离的原则，得到的思路是去掉塑料框或者是让塑料框在LED工作期间消失，并借助知识库和专利库查找相应方案，提到最终解决方案。具体解决方案：改变塑料框的材料，同时这种材料需要具有耐高温性、抗渗透、成本低廉等特性，采用新材料制成的塑料框在硅胶固定工艺中起作用，而在后来的加工过程易于分离，成品中不再有塑料框，从而解决暗区问题。俄罗斯TRIZ国际专家埃都阿尔德·库尔基（EduardKurgi）“TRIZ方法在三星”专题培训【厦门模式】启示对于厦门市创新方法的推广和应用，商业化的咨询机构是一种途径，依托科研院所进行产学研合作也是一种有效的模式。厦门市在创新方法推广过程中，依托本地科研力量，成功开创了一个颇具特色的市级推广创新方法的模式。1.作为创新方法的研究和推广者，除了需要掌握TRIZ等基本理论和方法，也必须有一定程度的专业领域知识和经验基础，这样才能够通过有效沟通，高效地发掘问题、准确地定义矛盾。2.必须要能够深入企业研发和生产实践，并在此过程中传播新方法。厦门市创新方法工程技术研究中心与创新方法（TRIZ）工作室的TRIZ专家团队长期深入企业、融入企业研发团队，在此过程中，通过培训、讨论等不同方法，将新思想新方法新工具应用于产品创新过程中。3.企业研发生产中出现的问题各种各样，不同类型的问题需要不同的解决方法，认为TRIZ是万能工具并不科学，根据出现的问题类型和特点，选择合适的创新方法和工具，才是解决问题的科学方法。4.对于希望实现创新的企业来说，企业领导对采用先进方法及策略的意识非常重要。如在与厦门市创新方法工程技术研究中心合作的过程中，厦工股份有限公司的领导们充分调动了全公司的人员的创新积极性，投入到产品创新过程中来。厦工技术中心总设计师黄鹤艇认为抛弃传统的产品开发的思维模式比较难，需要从机制上对创新方法的采用给予保证；厦工桥箱公司副总经理李启明说：“研发部门要能够不断拓展支撑产品开发的平台，为实现创新产品铺好路，不应急于对整机产品做出革命性创新，应重视每一个细小部分的改进”；厦工小型机事业部技术经理郭涛强调：“创新需要‘因地制宜’，根据企业自身的条件，来选择创新战略”。启示一：政府主导下的推广有利于扩大“点金术”的效果厦门市开展TRIZ理论推广目标明确，旨在以培养创新型人才为重点，全面提升企业管理人员和技术研发人员的创新意识和能力，构建辐射全市的企业技术创新方法培训体系，为创新厦门打造和积累雄厚的人才基础。一开始采取的就是政府主导下的创新方法推广模式。其要改变的是人的思维，是一项耗时费力且涉及面极广的系统工程，没有政府的主导和启动，仅靠学术界的游说和企业界的单兵作战难以成气候。厦门市科技局领导认识高度统一，政府在启动之初及各个阶段的关键环节都发挥了引领作用，保证了这项艰巨任务可持续发展和不断提升。启示二：引进是基础，推广是重点，转化应用是目标厦门市在做好TRIZ理论的引进、推广工作的基础上，着重抓好由理论向应用的转化。任何先进的理论，如果没有经过实践的检验，都无法证明其先进性、实用性。厦门市创新方法工作已经将重点转化到理论与实际项目的结合中，帮助企业通过TRIZ的指导，达到创新的目标。首先，科学思维的创新是科学技术取得突破性、革命性进展的先决条件。科学思维不仅是一切科学研究和技术发展的起点，而且始终贯穿于科学研究和技术发展的全过程，是创新的灵魂：其次，科学方法的突破是实现科学技术跨越式发展的重要基础。只有掌握一批具有自主知识产权的关键方法和核心技术，降低对国外方法和技术的依赖，才能真正提高自主创新能力：第三，科学工具的创新是开展科学研究和实现发明创造的必要手段。科学工具是最重要的科技资源之一，一流的科学研究和技术发展离不开一流的科学工具。现代科技的重大突破越来越依赖于先进的科学工具，掌握了最先进的科学工具就掌握了科技发展的主动权。启示三：走产学研道路，共同开发信息共享平台“TRIZ”理论源于对大量专利信息数据的收集、整理和分析，要想很好的使用该理论，就必须要及时收集整理当前的专利信息情况，了解当前的行业状态。为了更好的解决实际工程问题，充分利用好“TRIZ”理论。厦工小型机事业部与厦门大学合作，实行产学研相结合的模式，充分利用厦门大学的信息资源平台，进行专利等信息资料的收集整理，建立专利资料库，同时厦门大学，在机械、电子和控制等领域的丰富理论知识，与厦工小型机的实际工程设计知识相结合，拓展了知识结构，达到了有