TRIZ理論中ARIZ算法的研究與應(yīng)用

1、TRIZ 理論中 ARIZ 算法的研究與應(yīng)用作者：韋子輝閻會(huì)強(qiáng)檀潤(rùn)華摘要：TRIZ 理論中的 ARIZ 算法主要用于解決復(fù)雜問題，ARIZ 集成了 TRIZ 的多個(gè)工具，給出了從問題分析到方案解評(píng)價(jià)的整個(gè)流程。文中在總結(jié) TRIZ 理論的方法和觀點(diǎn)基礎(chǔ)上，闡述了 ARIZ 包含的概念和主導(dǎo)思想，介紹了 ARIZ 解決問題流程。并給出應(yīng)用 ARIZ 解決問題的工程實(shí)例。關(guān)鍵字：CAITRIZARIZ85-AS 創(chuàng)新設(shè)計(jì)TRIZ 是由解決技術(shù)問題和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種方法、工具組成的綜合理論體系。TRIZ中包含了用于分析和解決問題的多種工具，主要有：(1)用 39 個(gè)通用的工程參數(shù)將各種沖突進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)

2、化歸類，并采用 40 條發(fā)明原理解決技術(shù)沖突；(2)物理沖突及分離原理；(3)用物質(zhì)一場(chǎng)模型定義 5 類問題并建立對(duì)應(yīng)的 76 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解；(4)效應(yīng)知識(shí)庫(kù)在不同工程領(lǐng)域問題的關(guān)聯(lián)互用；(5)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式與成熟度預(yù)測(cè)；(6)用于解決復(fù)雜問題的 ARIZ 算法。TRIZ 理論中的各種方法和工具在國(guó)內(nèi)已開始應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，基于 TRIZ 創(chuàng)新方法工具的計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新軟件 InventionTool3.0 已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用。ARIZ 是 TRIZ 中最強(qiáng)有力的解決發(fā)明問題工具，專門用于解決復(fù)雜、困難的發(fā)明問題，但 ARIZ 本身過(guò)于復(fù)雜，不宜掌握，對(duì)使用者要求較高，ARIZ 的應(yīng)用遠(yuǎn)不及 TRIZ

3、 其他方法工具那樣廣泛，且國(guó)內(nèi)外的 TRIZ 輔助創(chuàng)新軟件都沒有包括 ARIZ。隨著國(guó)家創(chuàng)新戰(zhàn)略的深入，企業(yè)對(duì)創(chuàng)新級(jí)別和深度的要求不斷提高，有必要開展針對(duì)復(fù)雜問題創(chuàng)新方法工具的理論及應(yīng)用研究。文中介紹了 ARIZ 的內(nèi)容及應(yīng)用方法，并提出了一些發(fā)展及改進(jìn) ARIZ 的構(gòu)想。1 ARIZ 概述ARIZ 最初由 Ahshuller 于 1956 年提出，經(jīng)過(guò)多次完善才形成比較完整的體系，ARIZ是解決發(fā)明問題的完整算法， 是 TRIZ 中最強(qiáng)有力的工具， 集成了 TRIZ 理論中大多數(shù)觀點(diǎn)和工具。 ARIZ的主導(dǎo)思想和觀點(diǎn)如下：(1)沖突理論。發(fā)明問題的特征是存在沖突， ARIZ 強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)并解決問

4、題中的沖突， Altshuller 將沖突分為管理沖突、技術(shù)沖突和物理沖突。管理沖突是指希望取得某些結(jié)果或避免某些現(xiàn)象，需要作一些事情，但不知如何去做；技術(shù)沖突總是涉及系統(tǒng)的兩個(gè)基本參數(shù) A 與 B,當(dāng) A 得到改善時(shí)，B 變得更差；物理沖突僅涉及系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)或部件，并對(duì)該子系統(tǒng)或部件提出了相反的要求。技術(shù)沖突可轉(zhuǎn)化為物理沖突，物理沖突更接近問題本質(zhì)。ARIZ 采用一套邏輯過(guò)程，逐步將一個(gè)模糊的初始問題轉(zhuǎn)化為用沖突清楚表示的問題模型。首先將初始問題用管理沖突來(lái)表述，根據(jù) TRIZ 實(shí)例庫(kù)中的類似問題類比求解，無(wú)解則轉(zhuǎn)化為技術(shù)沖突采用 40 條發(fā)明原理解決，如問題仍得不到解決則進(jìn)一步深入分

5、析發(fā)現(xiàn)物理沖突。特別強(qiáng)調(diào)由理想解確定物理沖突的方法，一方面技術(shù)系統(tǒng)向著理想解的方向進(jìn)化，另一方面物理沖突阻礙達(dá)到理想狀態(tài)。創(chuàng)新是克服沖突趨近于理想解的過(guò)程一聲。(2)克服思維慣性。思維慣性是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的最大障礙，ARIZ 強(qiáng)調(diào)在解決問題過(guò)程中必須開闊思路克服思維慣性，主要通過(guò)利用 TRIZ 已有工具和一系列心理算法克服思維慣性。將初始問題轉(zhuǎn)化為縮小問題(Mini-Problem)和擴(kuò)大問題(Maxi-Problem)兩種形式?！翱s小問題”是盡量使系統(tǒng)保持不變，達(dá)到消除系統(tǒng)缺陷與完成改進(jìn)的目的，“縮小問題”通過(guò)引入約束激化矛盾的目的是發(fā)現(xiàn)隱含沖突?！皵U(kuò)大問題”是對(duì)可選擇的改變不加約束，目的是激發(fā)解

6、決問題的新思路。強(qiáng)調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)、系統(tǒng)外和超系統(tǒng)的所有種類可用資源。主要包括 7 種潛在的資源類型：物質(zhì)、能量/場(chǎng)效果、可用空間、可用時(shí)間、物體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能和系統(tǒng)參數(shù)，并且可用資源的種類和形式是隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷擴(kuò)展的。系統(tǒng)算子：考慮將系統(tǒng)問題擴(kuò)展，系統(tǒng)往往不是孤立存在的，系統(tǒng)包含子系統(tǒng)，并隸屬于超系統(tǒng)，在過(guò)程上處于前系統(tǒng)和后系統(tǒng)之間，系統(tǒng)也包括過(guò)去狀態(tài)和將來(lái)狀態(tài)。系統(tǒng)算子方法考慮系統(tǒng)內(nèi)問題是否可以轉(zhuǎn)移到所在超系統(tǒng)、前系統(tǒng)、后系統(tǒng)及系統(tǒng)的不同時(shí)間段。有時(shí)系統(tǒng)內(nèi)難解決的問題在系統(tǒng)以外很容易解決。參數(shù)算子：考慮系統(tǒng)長(zhǎng)度參數(shù)、時(shí)間參數(shù)，以及成本增大或減小可能出現(xiàn)的情況，目的是加強(qiáng)沖突或發(fā)現(xiàn)隱含問題。

7、盡量采用非專業(yè)術(shù)語(yǔ)表述問題，因?yàn)閷I(yè)術(shù)語(yǔ)往往禁錮人的思維。例如在“破冰船破冰”的慣性思維引導(dǎo)下，人們不會(huì)想到可以不用破冰而將冰移走。(3)集成應(yīng)用 TRIZ 中大多數(shù)工具。ARIZ 集成應(yīng)用了 TRIZ 理論中絕大多數(shù)工具，包括理想解、技術(shù)沖突理論、物理沖突理論、物場(chǎng)分析與標(biāo)準(zhǔn)解、效應(yīng)知識(shí)庫(kù)。對(duì)使用者有很高要求，必須可以熟練使用 TRIZ 理論其他工具。(4)充分利用 TRIZ 效應(yīng)庫(kù)和實(shí)例庫(kù)，并不斷擴(kuò)充實(shí)例庫(kù)。ARIZ 應(yīng)用效應(yīng)庫(kù)解決物理沖突，并已有相應(yīng)軟件支持。搜索實(shí)例庫(kù)，借鑒類似問題解決方案，并且每解決一個(gè)問題都要分析解決方案，具有典型意義及通用性的加入實(shí)例庫(kù)。但不同問題的相似性判別、原

8、理解特征分析、實(shí)例庫(kù)分類檢索方法還有待研究。2 ARIZ85-AS 詳細(xì)步驟介紹ARIZ 有多個(gè)版本，ARIZ85-AS 是最具有代表性的版本。ARIZ85-AS 共有 9 個(gè)步驟。卜倒附陽(yáng)志曲多194:S*E北國(guó)或M全過(guò)忌k麓芬奇,“圖 1ARIZ 流程圖圖 1 所示 ARIZ 的前 5 個(gè)步驟將初始問題轉(zhuǎn)化為沖突并解決沖突，如果問題在前 5 步?jīng)]有得到解決，步驟 6 重新定義問題并跳回到第一步，步驟 7 的作用是問題解的評(píng)價(jià)，步驟 8由問題特解中抽取出可用于解決其他問題的通用解法，步驟 9 是 TRIZ 專家分析 ARIZ 求解過(guò)程，以改進(jìn) ARIZ。ARIZ 每個(gè)步驟包含許多子步驟，應(yīng)用

9、中不強(qiáng)調(diào)采用所有步驟，根據(jù)情況可跳過(guò)一些無(wú)關(guān)子步驟。詳細(xì)子步驟介紹如下，準(zhǔn)備工作：搜集問題所在系統(tǒng)的相關(guān)信息。(1)收集并陳述問題相關(guān)案例，了解已經(jīng)嘗試過(guò)但沒有成功的解決方案。(2)通過(guò)回答以下問題，定義問題解決后應(yīng)達(dá)到的目的及能接受的最大成本。評(píng)價(jià)問題解決的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是什么？問題解決后帶來(lái)的好處？要解決問題，技術(shù)系統(tǒng)哪些特性和參數(shù)必須改變？可以接受的成本是多少？步驟 1:問題分析與表述。問題分析步驟的主要作用是搜集技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)信息，定義管理沖突，分析問題結(jié)構(gòu)，以“縮小問題”的形式表述初始問題。(1)按照如下文本形式，表述技術(shù)系統(tǒng)。技術(shù)系統(tǒng)的主要目的是，主要子系統(tǒng)包括，技術(shù)系統(tǒng)和它的主要子

10、系統(tǒng)的有用功能包括,有害功能包括。(2)回答如下問題，判斷問題是常規(guī)問題還是沖突問題，常規(guī)問題不需應(yīng)用ARIZ。K拒理真利用應(yīng)用已知方法提高有用功能，有害功能是否同時(shí)提高？消除或減弱有害功能，有用功能是否同時(shí)減弱？如果兩個(gè)問題答案都是否定的，則是常規(guī)問題，不需應(yīng)用 ARIZo(3)采用管理沖突和“縮小問題”形式表述原問題?！翱s小問題”模板：如何通過(guò)系統(tǒng)最小的改動(dòng)實(shí)現(xiàn)有用功能消除有害功能，或如何通過(guò)系統(tǒng)最小改動(dòng)消除有害功能并不影響有用功能。(4)圖形表示“縮小問題”的結(jié)構(gòu)。根據(jù)有用功能有害功能的相互作用關(guān)系，分為點(diǎn)結(jié)構(gòu)、成對(duì)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、線結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)等，圖 2 為幾種結(jié)構(gòu)的表示方法。復(fù)雜結(jié)

11、構(gòu)的“縮小問題”簡(jiǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)結(jié)構(gòu)，復(fù)雜結(jié)構(gòu)問題分析理論還不成熟，是現(xiàn)在 TRIZ 研究的熱點(diǎn)之一。圖 2 問題結(jié)構(gòu)示意圖(5)TRIZ 實(shí)例庫(kù)應(yīng)用，尋找是否可利用類似問題解。(6)問題發(fā)散。假設(shè)初始問題不可能解決，應(yīng)用系統(tǒng)算子，考慮在超系統(tǒng)、前系統(tǒng)、后系統(tǒng)及系統(tǒng)的不同時(shí)間段尋找替代解決方案，達(dá)到同樣目的。問題解決則轉(zhuǎn)到步驟 7。步驟 2:系統(tǒng)分析與沖突表述。該步驟分析問題所在技術(shù)系統(tǒng)各要素，構(gòu)建技術(shù)沖突表述問題，并嘗試采用發(fā)明原理與標(biāo)準(zhǔn)解法解決技術(shù)沖突。詳細(xì)子步驟如下：(1)陳述問題所在技術(shù)系統(tǒng)的主要要素：TRIZ 認(rèn)為技術(shù)系統(tǒng)包括輸入原料要素、工具要素、輔助工具要素和輸出產(chǎn)品要素。(2)

12、通過(guò)分析系統(tǒng)要素作用過(guò)程，發(fā)現(xiàn)沖突，沖突一般發(fā)生在工具、輔助工具要素作用于原材料要素的過(guò)程中。TC1 和 TC2(3)根據(jù)技術(shù)沖突的兩種形式，構(gòu)建技術(shù)沖突TC1:增強(qiáng)有用功能，同時(shí)增強(qiáng)有害功能；TC2:降低有害功能，同時(shí)降低有用功能；網(wǎng)一結(jié)構(gòu)導(dǎo)致;*工費(fèi);-n座誨：寫UF有用功能H【配力器(4)如果沖突涉及到輔助工具要素，可以嘗試去除輔助工具要素構(gòu)建技術(shù)沖突(TC3)。(5)確定沖突，選擇合適的技術(shù)沖突(TC1,TC2,TC3)來(lái)表述問題(原則是解決哪一個(gè)沖突可以更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要功能)。嘗試用沖突矩陣與 40 條發(fā)明原理解決技術(shù)沖突，沖突解決則轉(zhuǎn)到步驟 7。(6) 采用參數(shù)算子方法，加強(qiáng)沖突

13、，直到原問題出現(xiàn)質(zhì)變出現(xiàn)新的問題，并重新分析問題。(7) 構(gòu)建技術(shù)沖突的物質(zhì)-場(chǎng)模型， 嘗試用標(biāo)準(zhǔn)解法解決問題。 如果技術(shù)沖突得不到解決， 繼續(xù)步驟 3。步驟 3:確定理想解和物理沖突。確定最終理想解，發(fā)現(xiàn)阻礙實(shí)現(xiàn)理想解的物理沖突。(1)結(jié)合設(shè)計(jì)草圖，定義操作區(qū)域、操作時(shí)間。(2) 定義理想解 1:在不使系統(tǒng)變復(fù)雜的情況下，實(shí)現(xiàn)有用功能，并不產(chǎn)生和消除有害功能，并不影響工具要素有用行動(dòng)的執(zhí)行能力。(3) 加強(qiáng)理想解：引入附加條件，不能引入新的物質(zhì)和場(chǎng)，應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)可用資源實(shí)現(xiàn)理想解。列出系統(tǒng)內(nèi)所有可用資源清單；選擇一種資源(x 資源)作為利用對(duì)象。 依次選擇沖突區(qū)域內(nèi)的所有資源， 選用的順序?yàn)楣?/p>

14、具要素、其他子系統(tǒng)的資源、環(huán)境資源、原材料要素和產(chǎn)品；思考利用 x 資源如何達(dá)到理想解，并思考如何能夠達(dá)到理想狀態(tài)(X 資源可作為假想沖突元素可具有相反的兩種狀態(tài)或?qū)傩?，不必考慮是否可實(shí)現(xiàn))；遍歷所有資源以后，選擇一個(gè)最可能實(shí)現(xiàn)理想解的 X 資源作為沖突元素。(4) 表述物理沖突。物理沖突模板：在操作空間和時(shí)間內(nèi)，所選石資源應(yīng)該具有某一狀態(tài)以滿足沖突一方，又應(yīng)該具有相反的狀態(tài)以滿足沖突另一方。(5)構(gòu)建理想解 2。所選 x 資源在操作時(shí)間和空間內(nèi)，具有相反的兩種狀態(tài)或?qū)傩浴?6)嘗試解決理想解 2 指出的問題，如果問題沒有解決，選擇另外一種資源。步驟 4:可用資源分析。在步驟 3 系統(tǒng)內(nèi)資源分

15、析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展可用資源的種類和形式(包括派生資源)。(1)使用物質(zhì)資源的混合體來(lái)解決問題。例如稀薄的空氣可以看作是空氣與真空區(qū)的混合體，并且真空是一種非常重要的物質(zhì)資源，可以與可利用物質(zhì)混合產(chǎn)生空洞、多孔結(jié)構(gòu)、泡沫等。(2)應(yīng)用派生資源。(3)將產(chǎn)品作為一種可用資源，常見如下幾種應(yīng)用形式。產(chǎn)品參數(shù)和特性的改變;產(chǎn)品暫時(shí)改變；多層結(jié)構(gòu)。(4)應(yīng)用超系統(tǒng)資源。(5)使用場(chǎng)資源和場(chǎng)敏物質(zhì)，典型的是磁場(chǎng)和鐵磁材料、熱與形狀記憶合金等。(6)在應(yīng)用新資源的情況下，重新考慮采用標(biāo)準(zhǔn)解解決問題。(7)經(jīng)過(guò)以上步驟問題仍沒有解決，進(jìn)入步驟 5 應(yīng)用 TRIZ 知識(shí)庫(kù)，經(jīng)過(guò)以上分析步驟，問題表述更接近問

16、題本質(zhì)，有助于問題解決。步驟 5:應(yīng)用 TRIZ 知識(shí)庫(kù)(包括實(shí)例庫(kù)、效應(yīng)、分離原理等)解決物理沖突。(1)采用類比思維，參考 ARIZ 已經(jīng)解決的類似問題的解決方案。(2)應(yīng)用效應(yīng)庫(kù)解決物理沖突，新效應(yīng)的應(yīng)用?？色@得跨學(xué)科高級(jí)別的發(fā)明解。(3)嘗試應(yīng)用分離原理解決物理沖突。步驟 6:轉(zhuǎn)換或替代問題。問題沒有解決的重要原因是發(fā)明問題很難得到正確表述，解決問題過(guò)程中經(jīng)常需要修改問題表述。(1)問題解決則跳轉(zhuǎn)到步驟 7。(2) 問題沒有解決，返回步驟 l,分析初始問題是否可分為幾個(gè)小問題，重新分析確定主要問題。(3)檢查步驟 2 中沖突要素分析是否正確，是否可以選擇其他產(chǎn)品或工具要素。(4)選擇步

17、驟 2 中的其它沖突表述 TGI,TC2,TC3。步驟 7:原理解評(píng)價(jià)，主要目標(biāo)是檢查解決方案的質(zhì)量。(1)檢查每一種新引入的物質(zhì)或場(chǎng)，是否可以用已有物質(zhì)和場(chǎng)代替。(2)子問題預(yù)測(cè)：預(yù)測(cè)解決方案會(huì)引起哪些新的子問題。TRIZ 所得到?jīng)_突的解分為兩類：離散解：徹底消除了技術(shù)沖突，或新解使得原有技術(shù)沖突已不存在；連續(xù)解：新解部分消除了沖突，但沖突仍然存在，不斷地消除沖突的同時(shí)產(chǎn)生一系列新的沖突，這些沖突構(gòu)成沖突鏈。(3)方案解評(píng)估，主要采用如下評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。是否很好實(shí)現(xiàn)了理想解 l 的主要目標(biāo)；是否解決了一個(gè)物理沖突；方案是否容易實(shí)現(xiàn)；新系統(tǒng)是否包含了至少一個(gè)易控元素？如何控制？所有標(biāo)準(zhǔn)都不滿足則回到

18、步驟 1。(4)檢索專利庫(kù)檢查解決方案的新穎性。步驟 8:原理解利用。原理解具體工程實(shí)現(xiàn)方法，以及評(píng)價(jià)該方法是否可以應(yīng)用于其它問題。(1)定義改變：定義包含改進(jìn)系統(tǒng)的超系統(tǒng)應(yīng)如何改變。(2)可行性分析：檢查改進(jìn)后的系統(tǒng)和超系統(tǒng)是否可以按新方式工作。(3)考慮應(yīng)用解決方案采用的原理解決其他問題。陳述解法的通用原理；考慮該解法原理對(duì)其他問題的直接應(yīng)用；考慮使用相反的解法原理解決其他問題。步驟 9:對(duì)全過(guò)程合理性的分析。主要是面向 TRIZ 專家，用于評(píng)估改進(jìn) ARIZo(1)將問題解決實(shí)際過(guò)程與 ARIZ 的理論過(guò)程比較，記下所有偏離的地方。(2) 將解決方案與 TRIZ 知識(shí)庫(kù)比較，如果 TRI

19、Z 知識(shí)庫(kù)沒有包含該解決方案的原理，考慮在 ARIZ 修訂時(shí)擴(kuò)充。3 工程實(shí)例中藥滴丸滴制成形烘干后，需計(jì)數(shù)裝瓶。國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的是滾筒式滴丸包裝機(jī)，實(shí)現(xiàn)了滴丸計(jì)數(shù)，灌裝，封瓶的全自動(dòng)操作。其技術(shù)核心及難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)滴丸計(jì)數(shù)及排粒。如圖 3 所示滴丸裝載在料倉(cāng)中，隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)，滴丸在定量板(如圖 4 所示)的運(yùn)載下，每100 粒一批，通過(guò)槽輪排粒保證定量板上所有藥粒通過(guò)漏斗被灌入藥瓶之中。圖 4 所示為定量板，圖 5 為槽輪排粒示意圖。光電計(jì)數(shù)器檢測(cè)定量板是否布滿藥粒，沒有布滿的裝瓶后要被剔除。圖 3 滴丸包裝機(jī)示意圖圖 4 定量板圖 5 槽輪排粒原理圖這種方法的最大缺點(diǎn)是：定量板布?？?/p>

20、數(shù)量一定，灌裝數(shù)量柔性化??；槽輪排粒機(jī)構(gòu)復(fù)雜，振動(dòng)噪聲大；使用的光電傳感器數(shù)量多。應(yīng)用 ARIZ 改進(jìn)滴丸包裝機(jī)，首要解決的問題是實(shí)現(xiàn)灌裝柔性化。步驟 1,準(zhǔn)備工作：(1)搜索現(xiàn)有丸劑包裝機(jī)方案，都沒有解決灌裝柔性化這一問題，且沒有可借鑒失敗方案。(2)確定改進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的目的。問題解決后將可調(diào)整裝瓶的藥粒數(shù)，改善排粒。問題解決后必須保證計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性，并保證可將藥粒排出，不影響后續(xù)工序。新方案應(yīng)不增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。步驟 2:問題分析與表述。(1)該系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)藥粒的計(jì)數(shù)， 并將藥粒排出。 系統(tǒng)主要部件包括滾筒、 定量板、 槽輪、料倉(cāng)、光電傳感器。(2)問題：現(xiàn)有系統(tǒng)定量罐裝無(wú)法實(shí)現(xiàn)柔性

21、化生產(chǎn)，初步判斷存在沖突屬于發(fā)明問題。(3)管理沖突和“縮小問題”形式表述原問題。管理沖突：需要調(diào)整藥粒裝瓶數(shù)，現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)?！翱s小問題”在盡量少改變現(xiàn)有系統(tǒng)的條件下，實(shí)現(xiàn)柔性化罐裝。(4)問題屬于簡(jiǎn)單的點(diǎn)結(jié)構(gòu)問題。(5)搜索 TRIZ 發(fā)明實(shí)例庫(kù)，沒有找到類似問題可參考。(6)問題發(fā)散：滴丸包裝機(jī)根據(jù)工序可分為計(jì)數(shù)排粒，裝瓶，壓蓋 3 個(gè)子系統(tǒng)。轉(zhuǎn)移問題得到初步方案：排粒必須在原子系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，計(jì)數(shù)可考慮后續(xù)裝瓶工序前實(shí)現(xiàn)。步驟 3:系統(tǒng)分析與沖突表述。(1)陳述技術(shù)系統(tǒng)各要素。輸入原材料：藥粒；工具要素：滾筒；輔助工具要素：定量板、槽輪、光電計(jì)數(shù)器；輸出產(chǎn)品：規(guī)定數(shù)量的藥粒。(2)沖突要

22、素：定量板，定量板固定數(shù)量藥?？鬃璧K調(diào)整灌裝數(shù)量。(3)構(gòu)建技術(shù)沖突。TC1:滾筒安裝定量板，實(shí)現(xiàn)了藥粒的計(jì)數(shù)與排粒，妨礙了調(diào)整灌裝藥粒數(shù)。TC2:滾筒不安裝定量板，無(wú)法調(diào)整灌裝數(shù)量，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。(4)TC1 可以更好地表述問題，選擇 TCl 為要解決技術(shù)沖突。(5)應(yīng)用 40 條發(fā)明原理解決沖突，由發(fā)明原理 15:“動(dòng)態(tài)化”得到原理解，通過(guò)更換定量板，調(diào)整灌裝數(shù)，但在定量板面積不變的情況下不能增加灌裝藥粒數(shù)，只能減少。且定量板曲率半徑必須與滾筒半徑相等，加工難度大。此原理解不采用。步驟 4:理想解確定和物理沖突。(1)沖突區(qū)域：定量板、滾筒、槽輪。沖突時(shí)間：從布粒到排粒。圖 6 布粒滾筒

23、圖 7 改進(jìn)后的滴丸包裝機(jī)(2) 陳述改進(jìn)后系統(tǒng)理想狀態(tài)：不影響系統(tǒng)灌裝計(jì)數(shù)和增加系統(tǒng)復(fù)雜性，并可實(shí)現(xiàn)調(diào)整裝瓶藥粒數(shù)。(3)首先選擇定量板作為改進(jìn)對(duì)象，考慮利用定量板如何達(dá)到理想狀態(tài)。(4)構(gòu)建宏觀物理沖突：為實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)定量板的藥?？讛?shù)為定量，為調(diào)整裝瓶數(shù)藥?？讛?shù)為可調(diào)量，定量板必須具有藥?？讛?shù)固定和可調(diào)兩種屬性。(5) 應(yīng)用分離原理和標(biāo)準(zhǔn)解，無(wú)法解決該物理沖突，返回本步驟中(3)選擇其他組件作為改進(jìn)對(duì)象。采用滾筒作為利用對(duì)象，構(gòu)建宏觀物理沖突：滾筒必須安裝定量板以實(shí)現(xiàn)布粒和計(jì)數(shù)；安裝定量板無(wú)法調(diào)整灌裝數(shù)，滾筒必須不安裝定量板采用其它結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)調(diào)整灌裝數(shù)。再返回本步驟中(5),應(yīng)用分離原理，將滾筒

24、的布粒和計(jì)數(shù)功能分離，計(jì)數(shù)功能可考慮在后續(xù)工序?qū)崿F(xiàn)。滾筒只實(shí)現(xiàn)布粒功能不需安裝定量板和光電傳感器，采用圖 6 所示結(jié)構(gòu)，在滾筒上直接布置布粒孔。在后續(xù)工序中實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，如圖 7 所示，在灌裝前漏斗入口加裝光電傳感器實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。跳轉(zhuǎn)到步驟 7 驗(yàn)證原理解的可行性。步驟 5:原理解評(píng)價(jià)。(1)檢查改變。改進(jìn)后的方案沒有引入新的物質(zhì)和場(chǎng)，去掉了定量板，調(diào)整了光電傳感器的位置，槽輪需重新加工。(2)子問題預(yù)測(cè)。新方案可能引出的主要問題是：滾筒需定期拆卸清洗藥粒孔(原來(lái)只需拆卸定量板)。采用槽輪排粒不僅加工困難，槽輪和滾筒交錯(cuò)不易拆卸，返回到步驟 2 解決該子問題。步驟 6:系統(tǒng)分析與沖突表述。(1)構(gòu)建技術(shù)沖突表述問題。TC1:采用槽輪，實(shí)現(xiàn)排粒，但產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，使?jié)L筒拆卸困難。TC2:去掉槽輪，鞘除了振動(dòng)和噪聲，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)使?jié)L筒易于拆卸，但卻不能保證排粒。(2)應(yīng)用 40 條發(fā)明原理解決沖突。TC1 不易解決，選才 iTC2 為要解決的技術(shù)沖突。應(yīng)用發(fā)明原理 28(機(jī)械系統(tǒng)替代)、發(fā)明原理 29(氣體與液壓結(jié)構(gòu))，產(chǎn)生了一種新的方案，即用氣體排粒方式代替機(jī)械排粒方式。高壓氣體通過(guò)氣管進(jìn)入預(yù)訂位置，通過(guò)氣針對(duì)藥粒進(jìn)行排粒灌裝。氣針如圖 7 所示，設(shè)置在布粒滾筒的內(nèi)腔，每一個(gè)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)排粒氣針。跳轉(zhuǎn)到步驟 7 重新驗(yàn)證