基于萃智创新方法的甘蔗机械研发模式创新
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摘要:文章分析了目前甘蔗机械研发旧模式及存在的问题，并对萃智创新方法在甘蔗机械研发中的实际运用过程进行了探讨，具有较强的实用性和参考价值。
关键词:萃智创新方法；甘蔗机械；研发模式创新
中图分类号:S225 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)24-0019-03
一、萃智创新方法理论
萃智(TRIZ)创新方法理论是由前苏联发明家阿利赫舒列尔(G.s.Altshuller)在1946年创立的，Altshuller也被尊称为TRIZ之父。萃智(TRIZ)的含义是发明问题解决理论，其拼写是由“发明问题的解决理论”(Theory of Inventive Problem Solving)俄语含义的单词首字母(Teoriya ResheniyaIzobretatelskikh Zadatch)组成，在欧美国家也可缩写为TIPS。
萃智创新方法理论是分析了世界上大量高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立一个由解决技术，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理和法则，而建立起来的理论体系。
萃智创新方法理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，相对于传统的创新方法，它着力描述清楚并强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，而不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于产品或技术系统的发展进化规律去研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。尤其它采用了科学的问题求解方法，将特殊的问题归结为TRIZ的一般性问题――问题模型，再应用TRIZ中的相应工具去寻求解决方案的模型，并在此基础上最终得到针对初始问题的具体解决方案，充分体现了科学的问题求解思想和特征。
萃智创新方法理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。萃智创新方法理论认为，一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法，描述的越清楚，问题的解就越容易找到。萃智创新方法中，发明问题求解的过程是对问题不断描述、不断程式化的过程。经过这一过程，初始问题最根本的冲突被清楚的暴露出来，能否求解已很清楚，如果已有的知识能用于该问题则有解，如果已有的知识不能解决该问题则无解，需等待自然科学或技术的进一步发展。该过程是靠ARIZ算法实现的。
甘蔗机械研发旧模式是通过对甘蔗机械的需求分析，得出产品设计要求作为甘蔗机械开发的设计输入，根据设计输入通过设计人员的专业知识和经验及产品开发过程中的创新直觉和创作灵感反复计算和试验，最终才能研发出满足设计要求的产品。
存在的问题主要有:
1.往往由于为了满足设计要求，需要解决的问题非常复杂，那么尝试的次数就要很多，如果解决方法是某一领域的经验的话，则尝试的次数就会少一些，但是如果在某一领域找不到解决方法的话，设计人员就要到其他领域去找了，那么这种尝试的数量就很大。
2.要求设计人员要掌握心理学知识，比如头脑风暴、直觉知识和创造力等。直觉和经验是很难在一个组织中传授给别人的。这就导致了被称为心理惯性的现象，发明被局限在某种经验之中，在新产品概念设计阶段，不可能产生多种解决方案。
三、萃智创新方法在研发中的实际ig_用过程介绍
萃智创新方法在产品研发中的运用过程:设计人员首先将待设计的产品表达成为萃智(TRIZ)问题，然后利用萃智(TRIZ)中的工具，如发明原理、标准解等，求出该萃智(TRIZ)问题的普适解或称模拟解，最后设计人员在把该解转化为领域的解或特解。
设计人员首先运用创新方法体系通过对技术系统进化分析和问题分解，识别内在的技术矛盾，针对技术矛盾和工程问题使用萃智(TRIZ)方法解决问题并找到多种概念方案，为确定技术方案提供更多更全面的选择方案。
在对主要的技术难题攻关时，通过对材料学、金属加工等其它相关专业领域专利查询、搜索解决方案知识库、运用萃智(TRIZ)创新方法原理等得到解决方案。如横输送系统得到退让活块结构、带张紧的皮带传动等多个解决方案；甘蔗切割系统得到自适应刀盘、水刀切割等解决方案；甘蔗剥叶机剥叶系统得到橡胶指剥叶元件、高速气流剥叶等解决方案。通过对这些方案的优选和可行性、可靠性验证，并根据现有技术条件、技术成熟程度、制造成本等因素确立选定其中的技术方案进行开发设计，从而大大降低了解决问题的难度，减少了反复尝试试验的次数，缩短了产品开发时问。
应用计算机辅助创新技术(CAI)工具对产品研发过程中问题的转化、定义和求解、用CAI软件创建组件功能模型、进行系统理想度分析、创建技术难题的RCA及资源分析，使设计人员的产品研发过程思路更加清晰，对技术难题的求解更加准确、全面，对问题的解决更加系统。例如:
如在针对甘蔗破头率高及刀片易磨损等技术难题，借助计算机进行技术方案仿真分析，使公司找准产品技术研发突破口，找到最优的技术解决方案，可以大大缩短研发周期，降低研发成本。如通过对甘蔗切割刀盘系统分析，找到刀刃变钝的主要原因，选择最恶劣的工作状态，针对不同材质和刀具结构的技术方案，对刀具的工作冲击过程进行仿真分析，通过刀具应力、刀具碰撞作用力指标对各种方案进行对比，校验技术方案的可行性。经仿真分析，最终确认刀片主体采用45号钢材料、刃部采用非常耐磨、且耐冲击的GU30硬质合金钢材料的3号技术方案，通过硬质合金钢熔化与刀身的基金属碳钢结合在一起，使硬质金属合金切削部分比刀具基金属硬度更高，刀具形成耐用主体和硬质抗磨损工作面，熔化的硬质金属合金将刀具硬化。当刀具结构中的最大应力出现在刀刃部位，应力最大值为2146MPa，由于刀刃采用了高硬度钨铬钴合金材料，应力最大值在一定程度上得到了降低，且未超过材料屈服极限值，即可认为在与石块碰撞过程中不会出现塑性变形，也未超过材料抗弯强度值，因此不会出现断裂。
萃智创新方法在产品研发中运用，有效地解决了甘蔗机械研发旧模式中存在的问题，使产品研发中可以快速获得多种概念解决方案，并通过分析找到产品技术研发突破口，确定最优的技术解决方案，可以大大缩短研发周期，降低研发成本。
四、创新方法在运用中的提炼，模式的固定
运用创新方法理论在运用中，重点应注意通过对技术系统进化分析和问题分解，识别技术矛盾，然后通过专利查询、搜索解决方案知识库、运用TRIZ创新方法原理等形成概念解决方案，再应用计算机辅助创新技术(CAI)工具解决技术难题，才能高效地正确解决问题，大大提高了研发效率。
通过创新方法理论运用，可以为研发人员打破传统思维束缚，突破思维惯性，打开创新思维，并提供了一种高效的解决复杂问题的全新途径。为了把这种好的研发模式保留下来并在今后的产品开发中更广泛地应用，应在此基础上建立全新的技术创新研发体系，把这种高效的创新方法研发模式固定下来。
可通过明确基于TRIZ理论的创新流程，寻找与企业原有创新流程的结合点，对企业原有的产品研发流程进行改进和创新，构建萃智(TRIZ)创新系统平台，并辅助对设计人员开展基于萃智(TRIz)理论的创新能力拓展的培训，通过对研发中心的软硬件建设，建立起全新的技术创新体系，促进创新方法在企业的应用，促进企业主体和企业内部人员创新能力的提高，提升企业在产品创新、方法创新、市场创新、资源配置创新和组织创新等方面的创新水平，从而有效加快企业创新能力的提升。
参考文献
[1]技术创新方法国际比较与案例研究[M].科学学出版社，
2011.
[2]牛占文，徐燕中，林岳，郭建强，李立.发明创造的科学方――TRIZ[J].中国机械工程，1999，19(1).
[3]根里奇・阿奇舒勒.创新算法――TRIZ、系统创新和技术创造力[M].武汉:华中科技大学出版社，2008.