2.3.3 应用协调性进化法则
技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更加协调,以及系统与环境更加协凋的方向发展。子系统形状协调进化路线为相同形状→自兼容形状→兼容形状→特殊形状;表面形状的进化路线为平滑表面→带有突起的表面→粗糙表面→带有活性物质的表面;内部结构的进化路线为实心物体→物体内部中空→内部结构多孔结构→毛细结构→动态内部结构;几何形状的进化路线为点→线→面一体,几何形状复杂化。
由形状协调进化路线得到构思方案:粉碎刀具由现在的规则平面、实心锤片(图4a)进化为曲面、内部中空的形状(图4b),增加刀刃的数量,使单位时间内单位面积上有效粉碎次数增加,提高粉碎效率。
图4 粉碎刀具
2.3.4 应用提高理想度法则
要提高系统的理想度,可以在不削弱系统主要功能的前提下,将系统的某些组件操作简单化。
现有的有筛粉碎机,在粉碎粒度小于20目的物料时,筛网极容易堵塞,使粒度合格的物料不能及时通过筛网,造成过粉碎。由于物料过筛能力下降,会导致生产率急剧降低,功耗大幅度增加,并且容易造成电机超负荷、卡死,增加安全隐患。
由提高理想度进化路线得到构思方案:采用无筛结构,可通过风选或粉碎后再筛分来获得所需粒度的物料。
2.3.5 应用动态性进化法则
增加系统动态性可以通过以下方法:①将固定状态变为可动状态;②将系统分割成可动元件;③引进一个可动物体;④应用物理效应。
由动态性进化法则得到构思方案:利用振动电机,带动筛网高频微幅振动,提高合格物料的过筛能力。
2.4 新产品的概念方案
1)在物料规模化细粉碎过程中,最突出的问题是细粉碎粒度和过筛能力的矛盾。可通过改变刀具结构,来提高粉碎效率;采用振动电机带动筛网高频微幅振动,来提高过筛能力;采用变速电动机,满足产量和粉碎粒度的不同要求。
2)当细粉碎粒度和过筛能力的矛盾加剧,可采用无筛结构粉碎机,通过风选或粉碎后再筛分来获得所需粒度的物料。
3)采用热场,考虑利用爆炸、压力方式粉碎物料。
3 结论
1)产品及其技术的发展遵循着一定的客观规律,在进化过程中一般会经历初始期、成长期、成熟期和衰退期4个阶段,形成s-曲线。分析技术系统的S-曲线可以帮助企业评估现有技术的成熟度,作出正确的研发与引进决策。
2)TRIZ技术系统进化法则可以提供开发产品的新概念和新思路,预测新一代产品可能的结构状态或应用的原理,使产品创新设计过程更具有可操作性。
3)笔者将TRIZ技术系统进化理论与产品创新安全设计相融合,运用TRIZ理论的S曲线分析现有产品处于初始期,应加大研发力度,设法提高系统的有用功能,降低成本和有害功能。应用完备性法则、能量传递法则、协调性法则、提高理想度法则和动态性进化法则得到了多个新产品的概念方案。