答辩范例模板二级班PPT课件

防止冰激凌机挤出系统结冰,姓名：张*单位：*公司时间：2020/6/8,1,.,项目描述,系统名称：冰激凌机挤出系统,图为冰激凌机挤出系统及其超系统组成。制作完成的粘稠状冰激凌，通过搅拌浆下端的螺杆传送到系统底部并从挤出口挤出。,2,.,项目描述,原始描述,1.搅拌浆；2.旋翼；3.桶身；4.密封圈；5.密封圈；6.带开口挡板；7.按板；8.活动轴；9.固定轴；10.挤出支架；11.支座。,挤出模块由挤出支架10、密封圈、带开口挡板6、按板7、轴等组合，挤出模块中，按板7可以绕固定轴9旋转，带动活动轴8移动，活动轴8带动带开口挡板6沿水平方向移动，从而控制挤出口开合，活动挡板6与挤出支架10配合面装配有密封圈6，防止制作时泄漏。挤出模块通过挤出支架10旋卡在支座11底部，可方便拆洗，桶身3通过支座11上的锁环固定在支座11上，方便拆洗，其底部与挤出模块上的密封圈4紧配防止制作时泄漏；搅拌浆1装配在冰激凌盖上，可上下活动，旋翼2装配在搅拌浆底部的孔上，与搅拌浆配合后可以自由转动，其底部接触到挤出模块上的凸点，搅拌浆工作时旋翼不跟随搅拌转动。,3,.,项目描述,规范描述,1.定义系统技术系统名称：(S)冰激凌挤出系统技术系统功能：(V+O+P)挤出+冰激凌+膏体形状,冰激凌机挤出系统原理图,4,.,项目描述,规范描述,冰激凌机挤出系统原理图,明确技术系统的工作对象：冰激凌明确技术系统对工作对象的作用挤出冰激凌成膏体形状技术系统实现对工作对象作用的最终理想结果IFR技术系统能够预防挤出口不结冰，挤出顺畅，无砂冰状冰激凌,冰激凌机挤出系统原理图,5,.,项目描述,工作原理,SVOP描述手操作按板按板推动活动轴移动活动轴带动开口挡板开口挡板引导挡板开口至工作位置液态冰激凌输入桶身专用蒸发器、间室低温环境吸收桶身热量桶身壁固化（结冰）液态冰激凌搅拌桨刮碎结冰冰激凌密封圈防止液态冰激凌泄露螺杆挤压冰激凌挤出支座固定挤出支架挤出支架固定密封圈、固定轴，装载冰激凌,6,.,项目描述,3.主要缺点,SVOP描述手操作按板按板推动活动轴移动活动轴带动开口挡板开口挡板引导挡板开口至工作位置液态冰激凌输入桶身专用蒸发器、间室低温环境吸收桶身热量桶身壁固化（结冰）液态冰激凌搅拌桨刮碎结冰冰激凌密封圈防止液态冰激凌泄露螺杆挤压冰激凌挤出支座固定挤出支架挤出支架固定密封圈、固定轴，装载冰激凌螺杆引导冰激凌挤出螺杆底部冰激凌结冰，无法挤出,SVOP描述（系统外因素）冰箱间室（环境）改变螺杆底部冰激凌温度使冰激凌结冰,7,.,项目描述,4.主要缺点在下面情况下出现：,SVOP描述（系统外因素）冰箱间室（环境）改变螺杆底部冰激凌温度使冰激凌结冰,为缩短冰激凌制作时间，操作间需要提前进行预冷，将室温控制在-18，此时，螺杆底部的高压镂空区的冰激凌会结成冰块。,8,.,项目描述,5.初步思路或类似问题的解决方案及存在的缺陷：,解决方案：在环形密封圈内增加一加热丝，通过室温传感器控制加热时间，令此区域内的冰激凌不结冰，膏状或粘稠状冰激凌搅拌时，在旋翼带动下沿旋翼向上部翻动，旋翼底部形成负压区，在高压及低压的作用下，螺杆处砂冰状的冰激凌会沿着漏斗形的桶壁向上移动，最终进入桶身重新加工。存在缺陷：加热丝加热的区域温度无法精确控制，导致温度高了，成形的冰激凌再次熔化，温度低了还会有结冰的风险。,9,.,项目描述,6.明确技术系统的工作对象：,冰激凌机挤出系统原理图,明确技术系统的工作对象：冰激凌,10,.,项目描述,7.明确技术系统对工作对象的作用,冰激凌机挤出系统原理图,明确技术系统对工作对象的作用挤出冰激凌成膏体形状,11,.,项目描述,8.技术系统实现对工作对象作用的最终理想结果IFR,冰激凌机挤出系统原理图,技术系统实现对工作对象作用的最终理想结果IFR技术系统能够预防挤出口不结冰，挤出顺畅，无砂冰状冰激凌,12,.,功能成本分析,通过组件模型分析，我们描述了系统中的组件都有哪些，以及它们之间的相互关系，并得出造成冰激凌的问题点：环境温度对成型的冰激凌进行制冷，使局部结冰,功能结构图,13,.,系统组件分析:,功能价值分析,14,.,系统组件分析:,优化系统1：TRIMMING：去掉活动轴，改用手直接推动开口挡板至开口处，同时可以裁剪掉按板以及固定轴,15,.,系统组件分析:,裁剪组件后的模型：,16,.,系统组件分析:,优化系统2：TRIMMING：两个密封圈可以合并为一个，同时密封开口挡板和桶身,17,.,系统组件分析:,裁剪组件后最终的模型：,18,.,三轴分析,因果分析,造成挤出系统结冰的问题点：专用蒸发器制冷量不足螺杆底部区域低温环境持续制冷、结冰螺杆底部冰激凌无法搅拌,19,.,螺杆底部区域持续制冷、结冰,因果分析（关键问题及初步思路）,应阻碍此区域持续制冷,专用蒸发器制冷量不足使用制冷量大的系统,螺杆底部冰激凌无法搅拌应设法搅拌，或卸压,螺杆底部区域持续制冷、结冰,20,.,三轴分析,方案1更换专用蒸发器1/2,改用风冷结构，提高制冷量，可以不用对间室提前预冷，从而消除低温间室对系统的有害作用，而且保留了其有用功能,21,.,三轴分析,方案1更换专用蒸发器2/2,22,.,三轴分析,方案2在螺杆底部布置加热丝,在螺杆底部布置加热丝，提高螺杆底部的温度，从而消除低温间室对此处的有害作用，而且保留了其有用功能,23,.,三轴分析,方案3在螺杆底部增加活动刮片1/2,在螺杆底部设计活动刮片，活动刮片可以沿着螺杆轴向移动，并且在重力作用下，作用整个问题区域，此刮片会随着螺杆转动而转动，最终对此问题区域做功，以此消除此区域结冰有害流。,24,.,三轴分析,方案3在螺杆底部增加活动刮片2/2,25,.,三轴分析,资源分析,26,.,资源分析,Step1:确定资源列表Step2:资源应用原则Step3:构造概念方案,27,.,资源分析,Step1:确定资源列表Step2:资源应用原则Step3:构造概念方案,方案4：利用除霜加热管预防结冰,方案5：利用电动机热风除冰,28,.,技术矛盾,螺杆底部区域持续制冷、结冰有害功能为入手点解决问题,29,.,在螺杆底部布置加热丝，提高螺杆底部的温度，从而消除低温间室对此处的有害作用，而且保留了其有用功能。,技术矛盾,改善的参数：温度。恶化的参数：系统的复杂性,螺杆底部区域持续制冷、结冰有害功能为入手点解决问题,第一步，确立问题入手点：,第二步，初步改进方法：,第三步，确立矛盾：,30,.,技术矛盾,查询创新原理,31,.,技术矛盾,方案6运用抽取原理1/2,运用抽取原理，将此区域从空间上抽取出来，在挤出支架四周及开口挡板贴隔热材料，使有害作用源不对此区域作用,32,.,技术矛盾,方案6运用抽取原理2/2,33,.,技术矛盾,方案7运用空间维数变化原理1/2,运用空间维数变化原理，将螺杆中间开一个通孔连接底部与桶身的冰激凌，工作时，底部冰激凌与桶身冰激凌因压差而使底部冰激凌沿着通孔回到桶身，实现3D循环，并且改善冰激凌质量,34,.,技术矛盾,方案7运用空间维数变化原理2/2,35,.,技术矛盾,方案8运用未达到或过度的作用原理1/2,运用未达到或过度的作用原理，在挤出支架四周设计一条环形水槽，工作时将水槽填满水，从而使挤出支架区域内的温度维持在0度以上，而此温度无法使冰激凌结冰。,36,.,技术矛盾,方案8运用未达到或过度的作用原理2/2,37,.,改用风冷结构，提高制冷量，可以不用对间室提前预冷，从而消除低温间室对系统的有害作用，而且保留了其有用功能,技术矛盾,改善的参数：作用于物体的有害因素。恶化的参数：系统的复杂性,专用蒸发器制冷量不足为入手点解决问题,第一步，确立问题入手点：,第二步，初步改进方法：,第三步，确立矛盾：,38,.,技术矛盾,方案9运用变害为利原理1/2,运用变害为利原理，超系统中的动力系统中，电动机运行会产生热量，可以在挤出支架外围设计散热片，散热片另一端连接电动机，此散热片可以防止挤出支架区域结冰，同时还能为电动机散热，实现变害为利原理,39,.,技术矛盾,方案9运用变害为利原理2/2,40,.,技术矛盾,方案10运用周期性作用原理1/2,原理分析：由前述的原因分析中可知，螺杆底部的压力长期过大，造成此区域的冰激凌无法与桶内的冰激凌循环,41,.,技术矛盾,方案10运用周期性作用原理2/2,方案：将电动机改为直流电动机，增加一块电路板，板上设置正负极互换电路、时间继电器，设定时间后控制电动机正反转，每隔段时间进行正反转切换，从而使底部冰激凌回流到桶身，完成循环，以防结冰,42,.,Step1：技术系统的因果轴分析以螺杆底部的高压镂空区的冰激凌会结成冰块为入手点。Step2：从因果轴定义技术矛盾A+B-B+A-为提高工作效率，要缩短冰激凌制作时间（A），需尽快将操作间的温度降低，但螺杆底部的高压镂空区的冰激凌会结成冰块（B）。Step3：提取物理矛盾：在这对技术矛盾中找到一个参数，及其相反的两个要求C+C-温度（C）Step4：定义理想状态：提取技术系统在每个参数状态的优点，提出技术系统的理想状态,定义物理矛盾,43,.,解决物理矛盾,Step1:定义物理矛盾参数：温度要求1：低要求2：高Step2:如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同要求应该在什么空间得以实现？空间1：桶身壁空间2：螺杆底部Step3:以上两个空间区域是否交叉？否，可以应用空间分离,（此处若为“是”，则需分析时间，条件，系统层级是否可以分离）,44,.,物理矛盾,方案11运用分割原理1/2,可以在桶身底部贴一层隔热层，分割桶身与螺杆底部两个区域，再分别进行制冷,45,.,物理矛盾,方案11运用分割原理2/2,46,.,物理矛盾,方案12运用局部质量原理1/2,可以在螺杆底部区域设置磁控管，利用电磁波对此区域加热,47,.,物理矛盾,方案12运用局部质量原理2/2,48,.,物理矛盾,方案13运用中介物原理1/2,可以在螺杆底部先放置凝固点低的中介物，冰激凌的原料之一奶油凝固点比较低，可以先在此区域内放置奶油，而又不影响冰激凌,49,.,物理矛盾,方案13运用中介物原理2/2,50,.,知识库查询类比HOWTO（SVOP）,51,.,知识库查询类比,Step1:定义查询知识点结冰Step2:查询知识库获取方案启发点加热溶剂的使用阻止管道冻结Step3:形成方案可利用冰箱除霜加热管对结冰区域进行预防,52,.,知识库查询类比,Step4:方案图,方案14利用除霜加热管预防结冰,53,.,知识库查询类比,通过专利检索进行关键词：除冰专利号：CN201320196124.2标题：一种带除冰装置的冷冻库除冰原理：当需要除冰时，关闭截止阀2，打开截止阀1和截止阀3，开启风机8，经过压缩机后的大量热气在冷冻库形成回路，蒸发管盘缝隙处的冰层迅速溶解，这样就达到自动除冰的目的,54,.,知识库查询类比,使用带散热风扇电动机，设置一软管连接风扇与挤出支架,方案15利用电动机热风除冰,55,.,物场分析,56,.,物场分析,1.明确问题，寻找场,由因果分析得出问题点：专用蒸发器制冷量不足，而引用冰箱间室提前预冷,57,.,物场分析,2.建立物场模型,分析标准解：2.2加强物场模型分析资源：系统内：桶身与蒸发器的热交换蒸发器：静止的，制冷量传递体能量：制冷量超系统资源：时间、制冷量右图为该系统的俯视剖切图,S1液态冰激凌,S2专用蒸发器,F制冷量,S2专用蒸发器,S3蓄冷剂,F制冷量,S1液态冰激凌,58,.,物场分析,方案16引入新物质蓄冷剂提前制冷,3.方案形成在桶身外围固定一层蓄冷剂，制作冰激凌时提前制冷，当要制作冰激凌时，释放冷量,59,.,物场分析,1.明确问题，寻找场,由因果分析得出问题点：由前述的原因分析中可知，螺杆底部的压力长期过大，造成此区域的冰激凌无法与桶内的冰激凌循环,60,.,物场分析,2.建立物场模型,分析标准解：2.4利用磁场和铁磁材料分析：螺杆在搅拌桨的机械作用下使挤出支架底部区域的冰激凌产生高压而无法与桶内的冰激凌循环，可以建立物场模型右图为该系统的右视剖切图,S1冰激凌,S2螺杆,F机械场,S2螺杆,F磁场,S1冰激凌,61,.,物场分析,方案17引入磁场改变螺杆转向,3.方案形成将螺杆与搅拌桨分离，并于搅拌桨铰接，螺杆内部设置磁芯，如右图示，再在桶身底部设置电磁铁。冰激凌加工时，螺杆反转，使螺杆底部冰激凌与桶身冰激凌循环；需要挤出时，螺杆正转，方便挤出。,62,.,S曲线+进化路径,63,.,S-曲线应用,Step1:确定主要指标Step2:收集数据,确定曲线Step3:对应S曲线位置Step4:主要进化路径Step5构造方案,说明1根据参数确定S曲线上所处位置2说明未来技术将进化的方向3以及主要采用的改进的参数4反过来,用成长期的主要进化趋势来寻找新方案.,婴儿期,成长期,成熟期,衰退期,时间,性,能,参,数,完备性进化法则,能量传递法则,协调性法则,提高理想度,法则,动态性进化法则,子系统不均衡进化,向微观级进化,64,.,进化法则分析,Step1:确定主要指标Step2:收集数据,确定曲线Step3:对应S曲线位置Step4:主要进化路径Step5:构造方案,方案18运用完备性法则，此系统中的执行装置中，搅拌桨执行刮碎的功能，但搅拌的功能不足，需要增加转速来加强搅拌，可以设计行星轮机构，输