基于TRIZ理论降低光纤预制棒用套管生产工艺的原料损耗

张晓伟 张春林（久智光电子材料科技有限公司，河北 廊坊 065000）

基于TRIZ理论降低光纤预制棒用套管生产工艺的原料损耗

张晓伟 张春林（久智光电子材料科技有限公司，河北 廊坊 065000）

TRIZ理论是一种发明问题解决理论，一种创新的世界级方法，基于TRIZ理论对光纤预制用套管的生产工艺进行分析，得到一种能够降低工艺原料损耗、提高成品率的可行性解决方案。

TRIZ；光纤预制棒；套管；原料损耗；成品率

2016全球光纤光缆需求量已经超过4亿芯公里，中国强劲的需求仍是主要推动力，将继续引领全球增长的趋势。2010-2016，全球互联网流量年均增长率达到29%，随着4G和光纤到户的广泛覆盖，至少在2020年之前，中国光纤光缆产业仍将是高速增长状态。作为制造光纤的主要材料，套管供不应求，而且占据了光纤成本的约90%，因此在套管的生产过程中减少原料损耗，提高成品率，至关重要。运用TRIZ原理，对套管生产工艺进行分析，得到一个可行性降低原料损耗，提高成品率的方案，并已应用到实际生产中。

1 问题背景

图1 现有套管生产工艺示意图

现有套管生产工艺如图1，石英砣由续砣装置吊装，按设定速度向中频炉内输送，原料在四楼炉内熔化后，经由三楼的炉口流出，由三楼扶轮（石墨材质）、导拉轮（石膏材质）加持住，敲断料头，牵引到一楼，一楼用拉轮（橡胶材质）加持住，同时打开导拉轮，开始管材成型控制。在此之前，一至四楼的管材均为不成型的废料，大概占到总原料的10%—15%，造成很大的损耗。由于刚出炉口的管材温度过高，导拉轮采用石膏材质，但是夹持压力稍大一些容易损坏导拉轮表面平整性，使管材晃动，导致后续管材弯曲，成为不合格产品。所以现阶段生产工艺为将细（质量轻）管材经导拉轮牵引致一楼，由拉轮夹持住，同时打开导拉轮，再进行管材尺寸控制（增加直径、壁厚），拉轮夹持之前由于导拉轮夹持压力小，管材直径控制在20mm以下，这一部分耗料成为制约成品率的关键因素之一。

2 运用TRIZ理论对衬套管生产工艺系统进行逆向因果分析

逆向因果分析如图2。

图2 TRIZ逆向因果分析图

图3 增加导拉装置后示意图

问题的关键点在于导拉轮与拉轮的间距大，以“导拉轮与拉轮的间距大”为入手点解决问题。运用TRIZ理论的冲突解决理论对问题进行分析。

1）冲突描述：为了减少耗料，早成型，需要将拉轮位置上移缩短导拉轮与拉轮的距离，但这样做了原来拉轮的位置没有了轮子夹持，截管时会造成管材晃动，使管材弯曲，不合格。

2）转换成TRIZ标准冲突

改善的参数：物质损失

恶化的参数：可制造性

3）查找冲突矩阵，见表1。

得到如表2所示发明原理。

表1 冲突矩阵

表2 得到如下发明原理

表3 :40条发明原理

查找表3，依据No.15发明原理：动态化。结合实际生产工艺将导拉轮与拉轮设计成可上下移动的，将两对轮子安装在一个导拉装置上，两对轮子相对位置固定可随导拉装置从一楼到三楼上下移动，导拉装置采用链条传动，轮子线速度与导拉装置位移速度之和即为原来单独一对轮子的线速度，二者速度可相互切换而总线速度不变。改进后如图3所示

3 结果和讨论

采用此种改进方案，在引料流出炉口后由导拉轮夹持住以后即可进入成型控制操作阶段，在导拉装置向下运动过程中管材冷却后即可切换成由拉轮夹持牵引，可以减少因成型时间晚造成的原料耗损，根据统计该方案可减少每条生产线每年约价值10万元的损失。

Reduction of raw material loss in production process of pipe for fiber preform based on TRIZ theory

TRIZ theory is a new theory of inventive problem solving, world class an innovative approach,TRIZ theory analysis of optical fiber preform using production process of casing based on a process of raw material can reduce the loss and improve the feasibility of yield solutions．

TRIZ；fiber preform；pipe；raw material loss；yield

TB491

B

1003-8965（2017）03-0146-03

本工作获得国家国际科技合作专项项目（课题编号2015DFA50580）的资助