毕业设计（论文）-基于TRIZ的产品创新设计研究.doc

目 录1.引言- 4 -1.1发明问题解决理论（triz）- 4 -1.2创新设计方法与理论简介- 4 -2 基于triz理论的创新设计方法的应用实例- 5 -2.1出瓶装置的创新设计- 5 -2.1.1突问题描述及其标准化- 5 -2.1.2 创新设计的确定- 5 -2.2创新设计在扳手设计中的应用研究- 6 -2.2.1 扳手的设计任务- 6 -2.2.2 扳手的创新机构- 7 -2.2.3 扳手的设计评价- 8 -2.3 基于triz的刨纤类人造板调施胶系统创新设计- 10 -2.3.1 创新的核心问题- 10 -2.3.2冲突的定义与分类- 10 -2.3.3 冲突解决- 11 -2.3.4 确定调施胶系统冲突的qfd过程- 17 -3 结论- 25 -基于triz的产品创新设计研究摘要不断的进行技术创新，是企业能够快速持久发展的保障。在众多的创新法中，前苏联g.s.altshuller提出的发明问题解决理论(triz)得到了广泛的应用。triz理论将设计理论和方法有效结合起来，使设计过程具体化，可以缩短创新设计周期。在计算机技术高度发达的今天，计算机辅助创新将多个领域的知识有机地综合起来，更加有助于设计者进行技术创新。论文首先介绍了triz的定义、基本原理及其基本内容，提出了新的triz体系图，体系图包含了triz的主要研究内容，并且表达出各研究内容之间的内在联系。为了形象的描述运用triz解决问题的步骤，提出了triz解决问题流程图，该流程图能够使设计者甚至对triz不太熟悉的设计者更快的找到解决问题的方法，加快技术创新的发展。关键词：triz理论 创新设计 技术创新 实际问题 应用 abstractconstant technical innovation，is the enterprise can quickly the guarantee of the lasting development. in numerous innovative method，the former soviet union g.s.a ltshuller the invention of the proposed theory of problem solving (triz) has been widely used. triz theory combine design theory and method is effective，shape design process，innovation can shorten the design cycle. in todays highly developed computer technology，computer aided innovation will organically combine multiple areas of knowledge，more help to the designer for technical innovation. paper first introduces the definition，basic principle and basic content of triz，puts forward a new system of triz diagram，system diagram contains the main research content of triz，and express the inner link between the research content. to the description of the image using the triz the steps to solve the problem，put forward the flow chart of triz solution， the flowchart allows designers to triz even less familiar designer to find the methods to solve the problem faster，speed up the development of technology innovation.key words: theory of triz innovative design technology innovation practical problems1.引言1.1发明问题解决理论（triz）triz 理论（发明问题解决理论）由苏联发明家根里奇阿奇舒勒创立，是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程。经过多年发展，triz 理论1已成为基于知识、面向人的解决发明问题的系统化方法学，成为一套解决新产品开发实际问题成熟的经典理论体系。triz 解决发明创造问题的一般方法2为：将要解决的特殊问题加以定义、明确；根据triz 理论提供的方法，将需要解决的特殊问题转化为类似的标准问题，针对标准问题已经总结、归纳的类似标准解决方法；根据类似的标准解法解决用户需要解决的特殊问题。1.2创新设计方法与理论简介创新设计是解决发明问题的设计，经历了产品设计要求、概念设计、通常设计、最终设计结果四个阶段。其中核心阶段是概念设计，创新设计主要是在概念设计阶段解决设计中的冲突。对于创新而言，国内外的技术人员面临着巨大的困难，一方面，局限于技术人员的经验，由于技术人员的经验参差不齐，所能想到的技术创新方法也就不同，经验多的可能想到的创新方案多，经验少的可能比较匿乏。另一方面，局限于技术人员的专业，现在的产品发展向多元化，综合学科发展，由于技术人员的经历有限，不可能对每一个领域都熟悉。因此专业之间的差异造成了创新的障碍。目前，创新设计出现了许多成功的设计方法和理论，设计方法有:试凑法、头脑风暴法、联想类比法等；设计理论有:日本专家水野滋(shigeru mizuno)3和赤尾洋二(yoji akao)4提出的质量功能配置(quality function deployment，qfd)， palh及beitz5的普适设计方法学、sub的公理性设计、价值工程(value engineering，ve)，网络化协同设计、功能方法树、设计目录、形态学矩阵等。这些设计方法和理论较为独立，缺乏联系，不能形成一个有效整体系统。在创新设计过程中，这些方法和理论没有给设计人员太多的规则可循，支持提出及实现可能特征的工具集十分有限，设计完全建立在设计人员的经验上。对于经验不足的设计人员或有一定的设计经验但经验含量不高的人员，设计不一定有效。并且这些创新方法和理论的起点过高，对设计人员的经验要求严格，为创新设计增加难度。而triz理论将设计理论和方法合起来，使设计过程具体化。这些理论降低了设计的难度，大大缩短创新设计周期。发明问题解决理论(triz)当今在发达国家已经成为现代科技创新实践必须依靠科学的理论指导。2 基于triz理论的创新设计方法的应用实例2.1出瓶装置的创新设计2.1.1突问题描述及其标准化triz 理论认为发明问题的核心是解决矛盾，阿奇舒勒将矛盾划分为管理矛盾、技术矛盾和物理矛盾。其中，技术矛盾是指一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。技术矛盾常表现为一个系统中两个子系统之间的矛盾，解决技术矛盾采用阿奇舒勒矛盾矩阵，能够更加高速、有效、大幅度提高创新的成功率。要想使洗瓶机不会停机，需要提高生产率，这就会使出瓶装置结构变得复杂，同时使直径较大的西林瓶通过，是为了提高机器的适应性及多用性，这也会使装置结构变得复杂。经过分析得出需要改善的参数为生产率和适应性及多用性，恶化的参数为设备复杂性。查找triz矛盾矩阵，如表1 所示 恶化的参数改善的参数 发明原理序号设备复杂性生产率 12，17，28，24 适应性及多用性 15，29，37，28 表1 洗瓶机出瓶装置的阿奇舒勒矩阵从阿奇舒勒矩阵中得出，推荐的洗瓶机出瓶装置的发明原理序号共7个。分别为12、17、28、24、15、29、37，对应的发明原理为12等势、17维数变化、28机械系统的替代、24中介物、15动态化、29气压或液压结构、37热膨胀6。2.1.2 创新设计的确定综合以上对发明原理的分析，采用可视化电子装置，会极大提高装置的复杂性，造成设备的价格过高，而采用自复位偏移装置，利用简单的机构就能解决此问题，成本低，结构紧凑，直接安装在原立式超声波洗瓶机上，实现出瓶碎瓶零故障，提高生产效率，易清洁，不会对车间造成污染，符合制药机械规范，符合gmp 要求。所以最终采用的解决技术方案是采用自复位偏移装置，利用偏移联轴器实现自适应调整，具体装置结构如图1所示。该自复位偏移装置安装在立式超声波洗瓶机出瓶部件上，偏移联轴器在保证传递扭矩的同时，轻微偏移出瓶拨盘中心线，以调配西林瓶与滑块间的间隙余量，使大直径西林瓶不至于被挤压碎裂，再由中间两组环形片弹簧提供复位力，使大直径西林瓶通过后出瓶拨盘中心线返回正常置。目前此实用新型已申请专利。图1 洗瓶机出瓶拔盘自复位偏移装置2.2创新设计在扳手设计中的应用研究目前，大家常见的扳手主要有两大类: 一是通用扳手， 例如成组的呆扳手或活扳手；二是专用扳手，例如气动扳手、液动扳手、电动扳手、内六角扳手等。如果将以前的各种扳手的优点集合起来，利用上述提到的机械创新原理组合成一类新的扳手，将是很具有创造性和开发性的8。2.2.1 扳手的设计任务现在的机械产品越来越复杂，越精细，有很多螺栓类工件都在很小的空间下工作，如何快速高效的拧下它们是当前研究的一个重要课题。图2所示是该工具的一个方案:市场需求确定功能扳手工作原理及动作过程扳手执行动作及机构的选择方案组成及方案评价综合最优方案运动循环图确定扳手机构选择扳手执行机构综合及仿真方案评价指标及方法图2 创新设计的过程该产品是一种快速、灵活的拧螺栓的工具，不仅保持了类似棘轮机构的优点， 而且能够在小角度情况下，高效率的工作。它主要解决扳手加速拧螺栓与双向拧螺栓的问题， 结合综合创新理论将该两个功能合并一起，实现方便高效拧螺栓的目的。在实现双向拧螺栓的原理上，与棘轮扳手机构不同，是通过手柄与旋转轴的啮合与分离达到双向拧螺栓和调节手柄位置的目的，同时通过行星机构的加速原理实现快速拧转螺栓的功能。该扳手不仅具有类似棘轮机构的灵活的优点，而且能够达到加速拧紧与松开螺栓的目的，使用方便、灵活、省时、省力，可提高工效。2.2.2 扳手的创新机构 (1)加速机构: 将平常汽车上应用的行星齿轮减速器逆向思维，行星齿轮结构亦可用来加速，结合分离创新理论和移植创新理论，将该机构的优点应用于扳手上，行星齿轮结构实现了能高速带动轴承套筒的作用，当转动手柄带动行星齿轮机构的行星轮转动时，行星齿轮带动太阳轮转动7，其传动比的计算公式: i 传动比=z套筒/z轴承齿轮，通过改变套筒的齿数和轴承齿轮的齿数就可以调节传动比的大小，能快速拧下螺栓类构件(见图3):图3 加速结构 (2)循环机构:该扳手在手的操作位置有一可循环的按钮，当按钮按下时，手柄上的卡轴正好卡在轴的齿轮间，转动手柄便可带动行星齿轮机构的转动；再按一次按钮，手柄上的卡轴与轴上的齿轮脱离，手柄便可不受力地转动到任何位置，解决了小角度情况下拧螺栓的目的，可不用重复取下工具进行工作(见图4)9。2.2.3 扳手的设计评价对一个方案进行评价的方法有很多种，如评分法、模糊综合评价法、系统工程评价法等，本文以加权计分法为例，对扳手的设计方案进行评价，各项评价指标的重要性不尽相同，为反映评价指标的重要程度，应根据各项指标的相对重要性设置加权系数。各项指标的重要性取决于该项指标所代表的内容对整个方案的影响程度，影响大的加权系数值就越大，反之就小。表2是评价指标。 表2 扳手设计的评价指标图4 循环机构便于计算，取各项评价指标的加权系数 1，且 = 1。每项评价指标的加权系数可以根据经验确定，也可以才可以采用判别表法计算求出。在进行方案总分计算时，应将各指标的分值 乘以加权系数值后再求和，即 (1)式中: n 为方案总分， 为各评价指标的分值； 为各评价指标的加权系数。以上述实例为例，扳手的设计方案总分得: n = 5 0. 2+ 4 0. 15+ 4 0. 15+ 50. 1+ 4 0. 1+ 5 0. 05+ 4 0. 05+ 4 0.05+ 5 0. 05+ 5 0. 1= 4. 5， 说明该扳手的设计方案满足价值优化原理，总体评价较好。从上述例子中可以看出，使用创新设计方法设计出来的扳手突破了以前普通扳手的限制，实现了加速拧螺栓和双向拧螺栓的目的，并且可以实现在小角度情况下拧螺栓的目的，不仅具有新颖性， 而且按照科学理论创新设计出来的扳手更具有实用性，解决了现代机械行业中遇到的螺栓难拧的问题。扳手创新设计方案的思路、原理及设计过程都具有很好的新颖性、科学性和实用性，表明创新设计方法能较好的应用于手动扳手的设计中。2.3 基于triz的刨纤类人造板调施胶系统创新设计2.3.1 创新的核心问题产品是多种功能的复合载体，为了实现这些功能，产品就要由多个零部件组成。为了提高产品的市场竞争力，需要根据市场需求不断地对产品的某个或某些性能进行改进或创新设计11。当改变某个零部件的设计，即提高产品某方面的性能时，可能会影响到与被改进零部件相关联的零部件，结果就可能导致产品的另一方面的性能受到影响。如果由于改进而产生的影响是负面影响，则改进设计就出现了冲突。因此可以说，创新设计要做的工作就是解决改进设计过程中的各种冲突，将主要工作聚焦于“冲突”这一焦点上。2.3.2冲突的定义与分类 altshuller将冲突分为三类，即:管理冲突(administrative contradictions )、物理冲突(physical contradictions)与技术冲突(technical contradictions )，其中技术冲突是设计中经常出现的一类冲突12。管理冲突是指为了避免某些现象或希望取得某些结果，需要做一些事情，但不知道如何去做。如希望提高产品质量、降低原材料的成本，但不知道如何实现。管理冲突本身具有暂时性，而没有而解决。(1)技术冲突技术冲突是指一个功能同时导致有用及有害两种结果，也可指有用功能的引入或有害功能的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。技术冲突的数学模式如图5所示。技术冲突出现的几种情况:1)在一个子系统中引入一种有用功能，导致另一子系统产生一种有害功能，或加强了己存在的一种有害功能；2)消除一种有害功能导致另一种子系统的有用功能变坏；3)有用功能的加强或有害功能的减少使另一子系统或系统变得太复杂。启发价值，它的解决需要依赖技术冲突或物理冲突的解决。xyzxyxxy合金容器酸胶有洞零件图5 技术冲突的三种数学模式(2)物理冲突物理冲突是指为了实现某种功能，一个子系统或组件应具有一种特性，但同时出现了与该特性相反的特性。物理冲突出现的几种情况:1)一个子系统中有用功能加强的同时导致该子系统中有害功能的加强:2)一个子系统中有害功能降低的同时导致该子系统中有用功能的降低。2.3.3 冲突解决冲突解决理论是triz的工具之一，应用这种工具可以使设计人员对于任何冲突给出多个解，而后根据实际条件确定一个或几个可能解。 (1)技术冲突的解决技术冲突是指系统一个方面得到改进时，却削弱了另一方面的期望，如刨花之间相互摩擦会生热，使胶产生提前固化的技术冲突。创新就是要消除技术冲突，改善冲突的一个方面，同时又不会降低另一方面的期望，如图6所示。altshulle:通过对冲突的深入研究发现了技术类的39个标准技术参数，任何一个技术冲突都可用其中的一对参数来描述；且任一技术冲突都有创新解，求该创新解的方法被归纳成 40条创新原理。这39个标准技术参数如表4-1所示。图6 triz与传统创新策略的比较 表3 39个通用工程参数altshuller通过对上百万件发明专利的分析研究，抽出了40条发明创造所遵循的原理，这40条发明原理成为冲突问题的解决核心。每个原理都有原理名、原理内容、应用实例、实例图解等部分组成，其基本组织结构都是如图7所示发明原理原理应用形式原理应用形式原理应用形式原理应用形式原理应用实例原理应用实例原理应用实例原理应用实例实例图解实例图解实例图解实例图解图7 发明原理组织结构在设计过程中如何选用发明原理作为产生创新概念的指导是一个具有现实指导意义的问题10。altshuller据此建立了一个40行40列冲突矩阵(如表4 )，其中第1行为恶化的特征参数，第卫列为改善的特征参数。除第1行与第1列外，其余39行与39列形成一个矩阵，每个矩阵元素表示恶化特征和改善特征对应的原理序号。表4 冲突矩阵no.1no.2.no.39no.1 no.2 no.3 no.3915，8，29，3435，3，24，371，28，15，3535，26，24，37，28，27，15，3，18，4，28，38根据该冲突矩阵，设计者针对一个具体的问题进行分析，当确认它是属于技术冲突之后，要用问题所属的技术领域中的特定术语描述该冲突。然后，要将冲突的描述翻译成一般术语，由这些一般术语选择标准参数描述冲突。标准参数确定的是一般化问题，并可查询冲突矩阵选择解决原理。一旦某一原理被选定后，必须根据特定的问题应用该原理以产生一个特定的解(如图8所示)。对于复杂的问题，一条原理是不够的，原理的作用是使原系统朝着改进的理想化方向进行。程序化冲突项目类型选择选用原始矩阵设计需求技术类发明原理及实例库管理类矩阵管理类原理及实例库可行性分析创新解原理与实例库图8 技术冲突解决简单流程(2)物理冲突的解决在实现某种功能时，对一个系统同时提出相反的要求，因而就出现了物理冲突。物理冲突的解决有4条分离原则，从时间、空间、条件、部分和整体四个方面进行解决。同样，物理冲突的分离原则与技术冲突的创新原理也存在关系。对于一条分离原则，可以有多条创新原理与之对应，由这些内容丰富的发明原理点燃设计者的灵感，从而设计出具有市场竞争力的产品。物理矛盾的解决有以下4条分离原则:1)空间分离原则空间分离原则是将冲突双方在不同的空间分离，以降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双方在某一空间只出现一方时，空间分离是可能的。应用该原理时，应先回答如下问题:冲突一方在整个空间中呈现“正向”或“负向”变化?在空间中的某一冲突一方是不是可以不按一个方向变化?若冲突一方不按一个方向变化，则利用空间分离原理是可能的。例如:早期中密度纤维板施胶控制系统采用储胶灌分别存储表层与芯层胶液，解决了同一时刻需要两种胶液的物理矛盾。2)时间分离原则时间分离原则是将冲突双方在不同的时间段分离，以降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双方在某一时间段只出现一方时，时间分离是可能的。应用该原理时，应先回答如下问题:冲突一方在整个时间段中呈现“正向”或“负向”变化?在时间段中的冲突一方是不是可以不按一个方向变化?若冲突一方不按一个方向变化，则利用时间分离原理是可能的。3)基于条件的分离原则基于条件的分离原则是将冲突双方在不同的条件下分离，以降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双方在某一条件下只出现一方时，基于条件的分离是可能的。应用该原理时，应先回答如下问题:冲突一方在所有的条件下是否都要求“正向”或“负向”变化?在某些条件下，冲突一方是不是可以不按一个方向变化?若冲突一方不按一个方向变化，则利用基于条件的分离原理原则是可能的。4)总体与部分的分离原则该分离原则是将冲突双方在不同层次的分离，以降低解决问题的难度。当冲突双方在关键子系统层次只出现一方，而该方在子系统、系统或超系统层次内不出现时，总体与部分的分离原则是可能的。分离原则与发明原理之间有一定的关系。技术冲突总是涉及到两个基本参数a与b，当a得到改善时，b变得更差。从技术冲突出发确定物理冲突的核心是确定另一参数或物体，该参数或物体控制着技术冲突的两个参数a与b。物理冲突仅涉及系统一个子系统或部件，而对该子系统或部件提出了相反要求。技术冲突的存在往往隐含物理冲突的存在。物理冲突是比技术冲突更难克服的冲突，但设计中若能确定，则较容易解决。物理冲突的确定可通过对问题的详细分析及深刻理解来确定，也可通过对已有技术冲突的进一步分析来确定。英国bath大学的mann教授研究提出，解决物理冲突的分离原则与解决技术冲突的发明原理13之间存在密切的关系，对于一条分离原则，可以有多条发明原理与之对应。表5是其研究结果。 表5 分离原则和发明原理之间的关系 图9 triz理论物理冲突解决问题流程图2.3.4 确定调施胶系统冲突的qfd过程(1)物理流量的检测及存在的问题包j纤类人造板调施胶技术14的关键是对胶液和物料(如刨花、纤维等)的计量与控制。对物料和胶液进行流量检测系统是一个随动系统，以刨花板调施胶系统为例，刨花和胶有惯性，刨花比胶有滞后，胶液和刨花到达搅拌器存在时差，时差值与管道长短和供胶流速等因素有关。所以，对刨花检测时尽量缩短距离，在离拌胶机最近的地方安装检测刨花流量的装置。对刨花的流量检测方法和装置有电机转速、冲量流量计、电子皮带秤和计量料仓。1)电机转速相当多的生产线是通过改变刨花出料螺旋转速和供胶泵转速调整施胶量的，把二者的转速比作为控制目标，这种间接控制方法是很不科学的。在实际运行中，出料螺旋内刨花的堆积密度是随料仓料位高低、搭桥程度及刨花树种等多重因素变化的，无法保证“螺旋转速”与刨花流量(重量)成正比，因此不能利用“螺旋转速”变化替代刨花流量变化，甚至会产生错误的控制结果；同理，由于供胶泵的磨损程度、胶液勃度及管路畅通程度(有时内部结胶)等因素影响，“胶泵转速”变化亦不能替代胶液流量变化。2)冲量流量计利用冲量定理测量流量的流量计称冲量式流量计。其测量原理是当被测介质从一定高度h自由下落到有一倾斜角的检测板上产生一个冲力，冲力的水平分力与质量流量成正比，垂直力由系统机械机构抵消，水平力引起挡板的水平移动，通过差动变压器式传感器(也可以是其它方法)检测出水平力的大小，而水平力与流量之间存在近似的线性关系，根据这种线性关系来实时检测物料的瞬时流量。在一些刨纤类人造板生产线，多用冲量流量计测量物料的流量。这种测量方法客观上要求物料以一定的角度下落(否则无法分解出水平分力)，物料能完全并均匀的打在挡板上，物料反弹并重新回落到挡板的量尽可能的少，而这些因素是造成测量结果误差的原因。冲量注计算公式: (2)若己口物体的速度v1， v2，可用冲量流量计钡”得冲量了f(t)dt，由此求得物料的质量ma该方案的优点是测量距离近，在入口前加，能够反应随动情况缺点是精度不高，时间有漂移，易受震动影响，有阻尼装置，且有时机器本身的震动也会产生力。3)电子皮带秤在刨花板生产线中，电子皮带秤安装在拌胶机之前，通过检测到的刨花流量信号，控制供胶泵的供胶量，实现调施胶过程自动控制。采用电子皮带秤进行物料流量计量的方法属于重量计量的方法，是在传送带输送碎料过程中同时进行碎料连续自动称重的一种计量方式。当传送带上所运输的碎料通过有效称量段时，称重传感器将重量转换成电信号进行数据处理，通过对刨花瞬时流量、累积量的处理分析，处理后的信号反馈到施胶设备，完成刨花与胶料的随动控制；但也存在计量不准确的问题，原因如图10所示。计量不准确皮带效应现场使用条件称重托辊非准直度皮带张力皮带运行阻力温度灰尘湿度振动图10 皮带计量不准的原因皮带秤的进化发展模式大致经过了四个阶段，如图11所示： 图11 皮带秤的进化发展模式应用在刨纤类人造板生产中的电子皮带秤主要由秤体、称重传感器、称重显示变送器及输送皮带四个主要部分组成。按秤体结构不同，皮带秤可分为自举式和失衡式两种。称重传感器是将非电量的质量转换成电量的转换元件。测速传感器是将非电量的速度转换成电量的转换元件。 图12 皮带秤进化图自举式电子皮带秤为整体式称量结构，全部秤体由3或4只称重传感器支撑(拉式或压式)，传感器上的承载重量为秤体自重和刨花重量。皮带秤安装以后，先调整皮带秤本身皮重，通过变送器进行去皮、校准及标定刨花流量信号。生产中，当刨花进入皮带秤以后，皮带秤上的整体重量增加，由称重传感器测得“总重”信号，数字变送器根据皮带速度推算出刨花的实际流量信号。自举式电子皮带秤的特点:准确、误差小，但是自举式电子皮带秤的称重传感器需要支撑包括刨花在内的全部秤体重量，因此计量精度受到一定影响，多用于mdfhdf失衡式皮带秤为“杠杆”式结构，安装1只拉式或压式称重传感器，传感器上的承载重量为刨花的“失衡”重量。皮带秤安装以后，先进行预调平衡，校准、标定刨花流量信号。生产中，当刨花进入皮带的称量区以后，导致“杠杆”失去平衡，由称重传感器测得“失衡”量，数字变送器根据皮带速度进而推算出刨花的实际流量信号。失衡式电子皮带秤的特点是精度较高，其缺点是使用长时间后，秤体有粉尘，需要定期清零操作，如果维修和使用不当，会造成传感器过载而损坏，而且无法避免诸如称重托辊的非准直度，皮带张力及其变化、皮带运行阻力、皮带刚度、皮带自重的变化、以及皮带输送机的结构性能、皮带速度等“皮带效应”对称重产生的不良影响，从而使得皮带秤在使用过程中暴露出稳定性和可靠性不很好的缺点。多用于刨花板生产线。4)计量料仓料仓是人造板生产线中不可缺少的设备，如在刨花板生产中它设置在削片机与刨片机之间用以贮存木片；在刨片机与干燥机之间用以贮存刨花。刨花板生产过程是自动化程度较高的连续生产线，不能因某个设备发生故障而使全线停产。料仓是在刨花板生产线中前、后工序之间起缓冲作用的一个设备。其主要作用是:贮备足够的原料，当前工序出现故障时，其贮备的原料能维护后续工序一定时间的连续生产，以便有足够的时间排除前工序的故障；由于生产线中的前、后工序设备的生产能力不一定完全匹配，用料仓来协调其生产能力，保证整条生产线能连续生产；备料设备的出料不一定均匀，通过料仓的出料系统，容易保证对后续工序均匀供料，从而控制后续工序的加工质量，以保证产品的质量；此外，料仓在贮存原料过程中还能起到均衡原料含水率的作用。计量料仓主要由仓体、出料皮带运输机及一组回扫辊等主要部分组成。其中，出料皮带速度可调，可通过电磁调速或变频调速实现；回扫辊一般为3-4个尼龙针辊，靠出料口端的最后一个回扫辊(定厚辊)高度可调，用以改变出料皮带上的刨花高度，其它回扫辊高度固定，只起回扫作用。在生产中，通过改变出料皮带速度来改变刨花出料量，在更改生产规格(主要是板厚)时，可以调整定厚辊的高度。(2)胶料流量的计量与存在问题对胶料流量计量的常用方法有:1)齿轮泵改变泵的转速即可调节胶液的流量，结构简单、成本低。齿轮泵输送胶液的过程中，轮齿是一对一对相互啮合的，因此其瞬时流量是脉动的。物料的脉动程度取决于轮齿的弹性模量和轮齿的多少，齿数越少，齿间越深，脉动越大。为了减少脉动，可增加齿数，通常轮齿都多于16个。缺点:当齿轮磨时间长发生内泄，引起流量变化；又由于胶粘性大，若间断使用管道和泵均易产生粘结，而且泵的出口端总是有一段胶液存在，本身就易使管道粘结、固化，失常或者损坏；固化剂是强酸弱碱溶液，容易腐蚀，造成轴磨损、固死；齿轮泵密封性差产生漏气。2)液体流量计进行在线检测流量计种类: 电子流量计:内部管路，非接触测量。缺点是挂蜡，并影响精度。常用于人造板生产线； 弯管流量计:测流体在转弯处的离心力。常用于石油化工行业； 椭圆齿轮流量计:其内部转子为两个椭圆齿轮，对流体粘度不敏感，靠流体推动齿轮旋转，可以用于高粘度流体的测量。成本低、安装简单、性能稳定但不耐高压。常用于石油化工行业。3)失重法失重法指胶在外界条件作用下，容器内流出物料，本身重量发生变化(减少)，通过称重方式测定单位时间内重量的变化值，得到流体瞬时流量，这种测定“失去重量”的方法，即称为失重法。目前是一种主流的方法，德国迪芬巴赫公司较早采用，国内傅万四等于1993年在河南西华县人造板厂成功应用此方法取得较好的效果。fffc补料称重传感器图13 失重法示意图称重传感器将重量信号变送到流量控制器“fc，控制器计算出流量，与人为给定sp”比较，得出偏差，并对偏差进行运算后输出控制信号到变频器了，进而调节变频电机转速以达到控制流量的目的。设储胶罐的荷重传感器测出胶液的质量m /kg，则供胶流量鸟/(kgmin_imin)为: (3)采用模拟方法，可由mg经微分器和调标后求得；采用数字化方法，由计算机算出，其中t取采样时间间隔，mg为所测胶液质量的变化值。 (4)式中:皮带秤测得的刨花质量(kg): v 一皮带速度(mmiri )； l皮带有效秤量长度(m) o采用模拟方法，p可由m，和?经模拟积算器和调标后求得；采用数字化方法，p由计算机算出，并假定在采样时间间隔里，刨花质量和皮带速度恒定。 对和积分，可分别求出胶液和刨花用量。（3）功能分析在对上述物料与胶料流量监测方法和设备及存在的问题进行全面分析的基础上，开展功能分析，建立相应功能模型。(1)功能分析1)功能分析的步骤一个技术系统的主要目的是满足一项或几项功能，可以使用功能来描述问题或设计要求。在triz中功能分析使用独特的术语和语法描述工程系统。首先需定义组件、产物和超系统，在功能模型中以形状来分别，矩形代表组件或元件，六角形代表超系统，而椭圆形代表产物，其图形如图14所示。系统作用对象超系统组件系统组件子系统组件组件超系统级别系统级别子系统级别图14 技术系统组件分析系统由元件组成，如同一个产品的组成零件，小从齿轮、螺丝，大到整个由许多零件组成的传动系统，都可以视为一个组件。产物可视为系统所要实现的目的或主要功能。超系统为可影响整个分析系统的要素，但无法针对此加以改进。2)功能的图形化描述方式功能是一个抽象的概念，物理上并不存在，没有物理属性；技术系统通常实现许多功能，功