TRIZ技術創(chuàng)新在礦物加工設備開發(fā)中應用

TRIZ技術創(chuàng)新在礦物加工設備開發(fā)中應用第一頁，共51頁。

1、礦物加工設備現(xiàn)狀2、當代好設備3、TRIZ理論與設備開發(fā)4、應用引例（創(chuàng)新設備開發(fā)）第二頁，共51頁。

新型裝置一流的兼容的設備配伍新型設備改變傳統(tǒng)，力克缺陷、保證高效簡潔流暢的工藝流程高效減量節(jié)能環(huán)保的藥劑制度團結協(xié)作創(chuàng)新的管理團隊1.設備2.工藝3.藥劑4.管理第三頁，共51頁。第四頁，共51頁。第五頁，共51頁。第六頁，共51頁?！癫荒芤种苹覊m●不能根據摩擦角的差異調整傾斜角度●安全可靠性稍差●不能快速更換皮帶第七頁，共51頁?！裨胍舸蟆裼衅鹋輨┤菀装l(fā)生氣蝕●容易腐蝕穿孔●容易堵管●小流量礦漿及高濃度礦漿無法運輸第八頁，共51頁?！裥问絾我弧裆εc壓力不能調節(jié)●轉動速度不可調●干物料攪拌效率低●底層攪拌不徹底●藥劑分散效果差第九頁，共51頁?！竦琢鳚舛炔缓愣ā裼H水粒子及細粒子容易上浮●占地面積大●底流管道易堵第十頁，共51頁?！裨胍舸蟆駬P塵嚴重●難適應礦石性質變化●自動化程度不高第十一頁，共51頁?！裨胍舸蟆駞雕詈蠂乐兀缓媒怦睢窳＜壏植茧y控制●自動加球判斷困難●加球容易減球難●清洗困難第十二頁，共51頁?！駴_洗水導致濃度波動大●泡沫高度檢測誤差大●主軸旋轉參數不可調●進出口容易堵●清洗困難●無升降平臺●液位控制差●藥劑分散不均勻第十三頁，共51頁?！窈銣仉y度大●不能實現(xiàn)定常流動●加藥混藥分離，不能自動混藥●高濃度、大泡沫藥劑誤差大●電磁閥容易壞●管道腐蝕嚴重第十四頁，共51頁?！癫荒苓B續(xù)作業(yè)●濾液濃度大●壓力耗散大●處理量受限●高壓泵容易泄漏●清洗困難●濾布通量小第十五頁，共51頁?！窆に囋O計差●精度不達標●難以維護●容易被礦漿堵塞而癱瘓●連續(xù)監(jiān)測能力弱●基于清水設計第十六頁，共51頁。●控制手段單一●落后先進控制系統(tǒng)20年●沒有自檢功能●維護相當困難●遠程無線控制較少●和物聯(lián)網融合接口考慮少第十七頁，共51頁。優(yōu)點：

1、經過近30年發(fā)展，各類設備趨于成熟2、借助先進制造技術，設備功能逐漸完善3、借道過程控制技術，自動控制達到一個新的高度4、在大數據、云計算、遠程控制技術、工業(yè)4.0、物聯(lián)網、軟測量和虛擬控制技術的沖擊下，設備逐漸向當代機器開發(fā)技術接軌。

需要加強：

1、節(jié)能減排技術（節(jié)水，節(jié)氣，節(jié)電，尾礦綜合利用）2、需要進行設備兼容性研究（整體一輸入一輸出模式）

3、環(huán)境保護（設備工藝和環(huán)境相協(xié)調）

4、多種控制技術相結合（手機APP控制和管理)5、引進柔性制造技術（開發(fā)適應礦物加工設備生產的機器）6、需要進行精益生產與精益管理第十八頁，共51頁。優(yōu)良的設計—工業(yè)設計功能技術生產技術“好設備”的構成要素什么是“好的設備”

？“好的設備”的評價標準是什么？優(yōu)良的技術

（并非一定是高技術）優(yōu)良的產品功能高度的人機協(xié)調關系2、當代好設備第十九頁，共51頁。當前創(chuàng)新產品或系統(tǒng)應該滿足的要求：

2、當代好設備的創(chuàng)意要素第二十頁，共51頁。2、當代產品的三化設計第二十一頁，共51頁。第二十二頁，共51頁。

最偉大的發(fā)明是發(fā)明了發(fā)明方法。——那是打破了舊文明基礎的真正新事物。

——英國數學家及哲學家艾爾弗雷德.諾思.懷特里德科技界最偉大的發(fā)明是什么？？第二十三頁，共51頁。何為TRIZ

上世紀40年代，前蘇聯(lián)科學家阿奇舒勒帶領他的團隊開始了一項偉大的研究，希望找到發(fā)明創(chuàng)造的方法。在研究了250萬份發(fā)明專利后，得出一個驚人的結論：人們解決技術問題的方法很多是重復的。阿奇舒勒一共總結出40種最常用的方法，并起名為40個創(chuàng)新原理。根里奇?阿奇舒勒G.S.Altshuller（1926－1998）第二十四頁，共51頁。何為TRIZ通過對大量專利的分析，阿奇舒勒得出了以下三條發(fā)現(xiàn)：1.類似的問題與解在不同的工業(yè)及科學領域交替出現(xiàn)。

—創(chuàng)新的規(guī)律性2.技術系統(tǒng)進化的模式在不同的工程及科學領域交替出現(xiàn)。

—他山之石，可以攻玉3.創(chuàng)新所依據的科學原理往往屬于其他領域。

—拓寬思路、打破思維定勢

以上三條即為TRIZ的核心思想第二十五頁，共51頁。

謀略技巧方法第二十六頁，共51頁。40個發(fā)明原理39個通用工程參數和矛盾矩陣物理矛盾的分離原理物－場模型分析2.2TRIZ的理論體系

謀略技巧方法TRIZ的創(chuàng)造性思維：系統(tǒng)思維多屏幕法、智能小人法、金魚法、尺度-時間-成本算子技術系統(tǒng)進化法則最終理想解（IFR）發(fā)明問題的（76個）標準解法發(fā)明問題標準算法物理效應和現(xiàn)象知識庫TRIZ的9大經典理論第二十七頁，共51頁。2.3TRIZ解決問題的方法和流程效應知識庫矛盾矩陣76個發(fā)明問題標準解法發(fā)明問題解決程序(ARIZ)理想化技術系統(tǒng)進化法則需求功能/資源分析及矛盾定義物場模型39個通用工程參數分離原理選擇和描述問題40個發(fā)明原理發(fā)明問題最終解決方案第二十八頁，共51頁。序號名稱序號名稱序號名稱1運動物體的重量14強度27可靠性2靜止物體的重量15運動物體作用時間28測試精度3運動物體的長度16靜止物體作用時間29制造精度4靜止物體的長度17溫度30物體外部有害因素作用的敏感性5運動物體的面積18光照度31物體產生的有害因素6靜止物體的面積19運動物體的能量32可制造性7運動物體的體積20靜止物體的能量33可操作性8靜止物體的體積21功率34可維修性9速度22能量損失35適應性及通用性10力23物質損失36裝置的復雜性11應力或壓力24信息損失37監(jiān)控與測試的困難程度12形狀25時間損失38自動化程度13結構的穩(wěn)定性26物質或事物的數量39生產率第二十九頁，共51頁。01分割原理02抽出原理03局部特性原理04不對稱原理05合并原理06多功能原理07嵌套原理08質量補償原理09預先反作用原理10預先作用原理11預置防范原理12等勢原理13反向作用原理14曲面化原理15動態(tài)化原理16不足或過度作用原理17多維化原理18振動原理19周期性作用原理20有效持續(xù)作用原理21快速作用原理22變害為益原理23反饋原理24中介物原理25自助原理26復制原理27一次性用品替代原理28替換機械系統(tǒng)原理29氣壓或液壓結構替代原理30柔性殼體或薄膜結構原理31多孔材料原理32變換顏色原理33同質性原理34自棄與修復原理35改變參數原理36相變原理37熱膨脹原理38強氧化作用原理39惰性環(huán)境原理40復合材料原理40個發(fā)明原理

——用有限的40條原理來解決無限的技術沖突問題第三十頁，共51頁。阿奇舒勒矛盾矩陣表

第三十一頁，共51頁。常規(guī)機器創(chuàng)新開發(fā)的辦法（礦物加工機器大多屬于流體機械）：頭腦風暴法CFD模擬輔助法有限元力學模擬ASPEN流程模擬法JKModsim輔助模擬計算法MATLAB的simulink自動控制模擬法當代創(chuàng)新開發(fā)辦法TRIZ技術創(chuàng)新的方法（創(chuàng)新理論/發(fā)明問題）第三十二頁，共51頁。引例1：快速染布機引例2：堅果去皮機（葵花、核桃、花生、杏仁、豌豆等）引例3：多功能分散儀引例4：浮選柱內循環(huán)設計引例5：壓濾機時間分離引例6：氣刀消泡引例7：防堵閥門設計基本思想：他山之石，可以攻玉最終目標：深部、綠色、智能化、信息化第三十三頁，共51頁。引例1——快速染布機問題描述：紡織印涂工藝過程中，織物要經過印涂輥進行印涂。通過特殊的涂敷過程使布料表面產生涂層，因而不再用浸泡織物的方法來產生涂層。系統(tǒng)存在的技術矛盾有：在這個操作中，機器的速度提高了，但是涂層的重量減輕了。我們需要的是一種方法來使我們增加涂敷速度的同時提供足夠的涂層重量。第三十四頁，共51頁。引例1——快速染布機解決思路和關鍵步驟：在生產過程中，我們要求涂敷部件應能完成這樣的操作：增加涂敷速度的同時使織物有足夠厚的涂層。我們利用技術矛盾矩陣來嘗試解決上面提出的問題：矩陣表中，使系統(tǒng)提高的技術特性是：速度；矩陣表中，使系統(tǒng)惡化的技術特性是（矛盾的特性）：可靠性。第三十五頁，共51頁。引例1——快速染布機系統(tǒng)惡化的特性(參數)系統(tǒng)改善的特性(參數)運動物體質量……

速度運動物體質量……可靠性………2711,3527,28第三十六頁，共51頁。11#創(chuàng)新原理：預先防范原理建議：改進過程中，通過事先使用某些對策，來增加物體的可靠性。解決方向：改變織物的物理特性或涂敷物的物理特性，增加相互間的吸附能力。提出的解決方案：①對織物進行化學處理：添加某種化學物質來改進織物的濕面特性，織物增加了對涂敷物的吸附能力，這樣就能保證織物在涂敷速度增加的同時吸附上更多的涂敷物。②對涂敷物進行化學處理：添加某種化學物質，使涂敷物的粘性增加，更利于涂敷物在織物的表面吸附。第三十七頁，共51頁。35#創(chuàng)新原理：狀態(tài)和參數變化原理建議：改變物體的各種狀態(tài)參數，如改變物體的密度，彈性程度或溫度等。解決方向：改變織物的組成或改變涂敷物的物理特性。提出的解決方案：在織物的涂敷過程之前，可應用預熱方法使織物在涂敷過程中吸收涂敷物。預熱方法有利于織物的干燥，也有利于涂敷物的吸收。加熱涂敷物之后，涂敷物的粘度會降低，從而優(yōu)化了涂敷物的流體特性，更利于涂敷物從涂敷部件轉移到織物上。第三十八頁，共51頁。28#創(chuàng)新原理：替換機械系統(tǒng)原理建議：用一個光學系統(tǒng)，聲學系統(tǒng)或氣味的系統(tǒng)來代替機械系統(tǒng)，即更換物質場。解決方向：改變或改善系統(tǒng)的作用場。提出的解決方案：當壓力一定時，如果使用一個更軟一點更富有彈性的橡皮輥，橡皮輥和印輥之間的接觸面積將增加。這將增加織物吸附涂敷物的滯留時間。印輥得到的機械壓力來自捏合輥，捏合輥也可用一個充氣輥來代替，充氣輥是中空的輥，可通過中間充氣或放氣來增加輥的硬度。第三十九頁，共51頁。最終解決方案：

通過理論上的分析,我們利用創(chuàng)新原理28，最終解決了問題，即：使用更軟一點的輥，涂層重量大大增加了，涂敷速度就可以在一定范圍內增加。根據研究結果，改變原來的硬度為90(邵氏硬度)的橡皮輥，取而代之的是硬度為60(邵氏硬度)軟一點的橡皮輥。期望總涂層重量為大約2.50oz./yd2（盎司/平方碼）。以前以30yds./min（碼/分鐘）速度運行涂層重量大約2.35oz./yd2（盎司/平方碼）。改變輥的硬度后，取得了非常滿意的效果，問題得到了有效的解決。第四十頁，共51頁。第四十一頁，共51頁。第四十二頁，共51頁。阿奇舒勒發(fā)現(xiàn)的革命性結果之一第四十三頁，共51頁。應用瞬間壓力差原理產生的典型發(fā)明時間表：1945迅速去除青椒籽和蒂的發(fā)明1950迅速剝除松子、葵花籽和花生的殼的發(fā)明1972使鉆石沿內部原有的微裂紋分割的發(fā)明1979船用發(fā)動機冷卻水過濾器的快速清潔系統(tǒng)。應用該原理產生的發(fā)明已多達2