TRIZ技術(shù)創(chuàng)新在礦物加工設(shè)備開發(fā)中應(yīng)用

TRIZ技術(shù)創(chuàng)新在礦物加工設(shè)備開發(fā)中應(yīng)用第一頁，共51頁。

1、礦物加工設(shè)備現(xiàn)狀2、當(dāng)代好設(shè)備3、TRIZ理論與設(shè)備開發(fā)4、應(yīng)用引例（創(chuàng)新設(shè)備開發(fā)）第二頁，共51頁。

新型裝置一流的兼容的設(shè)備配伍新型設(shè)備改變傳統(tǒng)，力克缺陷、保證高效簡(jiǎn)潔流暢的工藝流程高效減量節(jié)能環(huán)保的藥劑制度團(tuán)結(jié)協(xié)作創(chuàng)新的管理團(tuán)隊(duì)1.設(shè)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。●不能抑制灰塵●不能根據(jù)摩擦角的差異調(diào)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(yùn)輸?shù)诎隧?，?1頁?！裥问絾我弧裆εc壓力不能調(diào)節(jié)●轉(zhuǎn)動(dòng)速度不可調(diào)●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(xì)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(yáng)塵嚴(yán)重●難適應(yīng)礦石性質(zhì)變化●自動(dòng)化程度不高第十一頁，共51頁?！裨胍舸蟆駞?shù)耦合嚴(yán)重，不好解耦●粒級(jí)分布難控制●自動(dòng)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(dǎo)致濃度波動(dòng)大●泡沫高度檢測(cè)誤差大●主軸旋轉(zhuǎn)參數(shù)不可調(diào)●進(jìn)出口容易堵●清洗困難●無升降平臺(tái)●液位控制差●藥劑分散不均勻第十三頁，共51頁。●恒溫難度大●不能實(shí)現(xiàn)定常流動(dòng)●加藥混藥分離，不能自動(dòng)混藥●高濃度、大泡沫藥劑誤差大●電磁閥容易壞●管道腐蝕嚴(yán)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(shè)計(jì)差●精度不達(dá)標(biāo)●難以維護(hù)●容易被礦漿堵塞而癱瘓●連續(xù)監(jiān)測(cè)能力弱●基于清水設(shè)計(jì)第十六頁，共51頁?！窨刂剖侄螁我弧衤浜笙冗M(jìn)控制系統(tǒng)20年●沒有自檢功能●維護(hù)相當(dāng)困難●遠(yuǎn)程無線控制較少●和物聯(lián)網(wǎng)融合接口考慮少第十七頁，共51頁。優(yōu)點(diǎn)：

1、經(jīng)過近30年發(fā)展，各類設(shè)備趨于成熟2、借助先進(jìn)制造技術(shù)，設(shè)備功能逐漸完善3、借道過程控制技術(shù)，自動(dòng)控制達(dá)到一個(gè)新的高度4、在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、遠(yuǎn)程控制技術(shù)、工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)、軟測(cè)量和虛擬控制技術(shù)的沖擊下，設(shè)備逐漸向當(dāng)代機(jī)器開發(fā)技術(shù)接軌。

需要加強(qiáng)：

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

3、環(huán)境保護(hù)（設(shè)備工藝和環(huán)境相協(xié)調(diào)）

4、多種控制技術(shù)相結(jié)合（手機(jī)APP控制和管理)5、引進(jìn)柔性制造技術(shù)（開發(fā)適應(yīng)礦物加工設(shè)備生產(chǎn)的機(jī)器）6、需要進(jìn)行精益生產(chǎn)與精益管理第十八頁，共51頁。優(yōu)良的設(shè)計(jì)—工業(yè)設(shè)計(jì)功能技術(shù)生產(chǎn)技術(shù)“好設(shè)備”的構(gòu)成要素什么是“好的設(shè)備”

？“好的設(shè)備”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是什么？優(yōu)良的技術(shù)

（并非一定是高技術(shù)）優(yōu)良的產(chǎn)品功能高度的人機(jī)協(xié)調(diào)關(guān)系2、當(dāng)代好設(shè)備第十九頁，共51頁。當(dāng)前創(chuàng)新產(chǎn)品或系統(tǒng)應(yīng)該滿足的要求：

2、當(dāng)代好設(shè)備的創(chuàng)意要素第二十頁，共51頁。2、當(dāng)代產(chǎn)品的三化設(shè)計(jì)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(chǔ)的真正新事物。

——英國數(shù)學(xué)家及哲學(xué)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(jì)40年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家阿奇舒勒帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)開始了一項(xiàng)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(gè)驚人的結(jié)論：人們解決技術(shù)問題的方法很多是重復(fù)的。阿奇舒勒一共總結(jié)出40種最常用的方法，并起名為40個(gè)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(duì)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(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)。

—?jiǎng)?chuàng)新的規(guī)律性2.技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化的模式在不同的工程及科學(xué)領(lǐng)域交替出現(xiàn)。

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

—拓寬思路、打破思維定勢(shì)

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(gè)發(fā)明原理39個(gè)通用工程參數(shù)和矛盾矩陣物理矛盾的分離原理物－場(chǎng)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(shí)間-成本算子技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則最終理想解（IFR）發(fā)明問題的（76個(gè)）標(biāo)準(zhǔn)解法發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)算法物理效應(yīng)和現(xiàn)象知識(shí)庫TRIZ的9大經(jīng)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(yīng)知識(shí)庫矛盾矩陣76個(gè)發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)解法發(fā)明問題解決程序(ARIZ)理想化技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則需求功能/資源分析及矛盾定義物場(chǎng)模型39個(gè)通用工程參數(shù)分離原理選擇和描述問題40個(gè)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(hào)名稱序號(hào)名稱序號(hào)名稱1運(yùn)動(dòng)物體的重量14強(qiáng)度27可靠性2靜止物體的重量15運(yùn)動(dòng)物體作用時(shí)間28測(cè)試精度3運(yùn)動(dòng)物體的長度16靜止物體作用時(shí)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(yùn)動(dòng)物體的面積18光照度31物體產(chǎn)生的有害因素6靜止物體的面積19運(yùn)動(dòng)物體的能量32可制造性7運(yùn)動(dòng)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(yīng)性及通用性10力23物質(zhì)損失36裝置的復(fù)雜性11應(yīng)力或壓力24信息損失37監(jiān)控與測(cè)試的困難程度12形狀25時(shí)間損失38自動(dòng)化程度13結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性26物質(zhì)或事物的數(shù)量39生產(chǎn)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(duì)稱原理05合并原理06多功能原理07嵌套原理08質(zhì)量補(bǔ)償原理09預(yù)先反作用原理10預(yù)先作用原理11預(yù)置防范原理12等勢(shì)原理13反向作用原理14曲面化原理15動(dòng)態(tài)化原理16不足或過度作用原理17多維化原理18振動(dòng)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(fù)制原理27一次性用品替代原理28替換機(jī)械系統(tǒng)原理29氣壓或液壓結(jié)構(gòu)替代原理30柔性殼體或薄膜結(jié)構(gòu)原理31多孔材料原理32變換顏色原理33同質(zhì)性原理34自棄與修復(fù)原理35改變參數(shù)原理36相變?cè)?7熱膨脹原理38強(qiáng)氧化作用原理39惰性環(huán)境原理40復(fù)合材料原理40個(gè)發(fā)明原理

——用有限的40條原理來解決無限的技術(shù)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(jī)器創(chuàng)新開發(fā)的辦法（礦物加工機(jī)器大多屬于流體機(jī)械）：頭腦風(fēng)暴法CFD模擬輔助法有限元力學(xué)模擬ASPEN流程模擬法JKModsim輔助模擬計(jì)算法MATLAB的simulink自動(dòng)控制模擬法當(dāng)代創(chuàng)新開發(fā)辦法TRIZ技術(shù)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(jī)引例2：堅(jiān)果去皮機(jī)（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(nèi)循環(huán)設(shè)計(jì)引例5：壓濾機(jī)時(shí)間分離引例6：氣刀消泡引例7：防堵閥門設(shè)計(jì)基本思想：他山之石，可以攻玉最終目標(biāo)：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(jī)問題描述：紡織印涂工藝過程中，織物要經(jīng)過印涂輥進(jìn)行印涂。通過特殊的涂敷過程使布料表面產(chǎn)生涂層，因而不再用浸泡織物的方法來產(chǎn)生涂層。系統(tǒng)存在的技術(shù)矛盾有：在這個(gè)操作中，機(jī)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?cè)黾油糠笏俣鹊耐瑫r(shí)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(jī)解決思路和關(guān)鍵步驟：在生產(chǎn)過程中，我們要求涂敷部件應(yīng)能完成這樣的操作：增加涂敷速度的同時(shí)使織物有足夠厚的涂層。我們利用技術(shù)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(shù)特性是：速度；矩陣表中，使系統(tǒng)惡化的技術(shù)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(jī)系統(tǒng)惡化的特性(參數(shù))系統(tǒng)改善的特性(參數(shù))運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量……

速度運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量……可靠性………2711,3527,28第三十六頁，共51頁。11#創(chuàng)新原理：預(yù)先防范原理建議：改進(jìn)過程中，通過事先使用某些對(duì)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(duì)織物進(jìn)行化學(xué)處理：添加某種化學(xué)物質(zhì)來改進(jìn)織物的濕面特性，織物增加了對(duì)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(shí)吸附上更多的涂敷物。②對(duì)涂敷物進(jìn)行化學(xué)處理：添加某種化學(xué)物質(zhì)，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(shù)變化原理建議：改變物體的各種狀態(tài)參數(shù)，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(yīng)用預(yù)熱方法使織物在涂敷過程中吸收涂敷物。預(yù)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(huì)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(zhuǎn)移到織物上。第三十八頁，共51頁。28#創(chuàng)新原理：替換機(jī)械系統(tǒng)原理建議：用一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，聲學(xué)系統(tǒng)或氣味的系統(tǒng)來代替機(jī)械系統(tǒng)，即更換物質(zhì)場(chǎng)。解決方向：改變或改善系統(tǒng)的作用場(chǎng)。提出的解決方案：當(dāng)壓力一定時(shí)，如果使用一個(gè)更軟一點(diǎn)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(shí)間。印輥得到的機(jī)械壓力來自捏合輥，捏合輥也可用一個(gè)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(diǎn)的輥，涂層重量大大增加了，涂敷速度就可以在一定范圍內(nèi)增加。根據(jù)研究結(jié)果，改變?cè)瓉淼挠捕葹?0(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(diǎn)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(yùn)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(jié)果之一第四十三頁，共51頁。應(yīng)用瞬間壓力差原理產(chǎn)生的典型發(fā)明時(shí)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(nèi)部原有的微裂紋分割的發(fā)明1979船用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水過濾器的快速清潔系統(tǒng)。應(yīng)用該原理產(chǎn)生的發(fā)明已多達(dá)2