目标性创新模型在杆状物存输系统研究中的应用

张荟如 魏 鹏* 范志远 岳甫毅

（1、山东理工大学 机械工程学院，山东 淄博255049 2、山东理工大学 电气与电子工程学院，山东 淄博255049）

杆类产品的装卸过程作为汽车用气弹簧支撑杆、按摩椅用气弹簧支撑杆等生产工序中必不可少的一环，衔接着生产和加工两个重要环节。在装卸过程中，若杆类产品产生磨损，将使其装配出来的产品产生安全隐患。此外，人工安插杆类产品过程较为繁琐，重复过程必将大量消耗工人精力，效率较低。

在现有技术中，常规的解决方案是采用网格装置（图1）来运输杆类产品，人工把检查后的杆类产品放到该装置中。此过程较为繁琐，在人力、物力、财力方面耗损较大，且效率低下，因此需要设计一个能够全自动运输以及装卸杆类产品的系统。

本文采用兼备逆向思维突破性与TRIZ 理论创新性的目标性创新模型[1]工具（图2）。

1 杆状物存输系统创新方案

图1 网格装置图

基于前述引言中现有杆类产品存输装置的各类弊端，本文基于目标性创新模型对该类杆状产品输送系统进行创新设计如下：

步骤1：创新目标为满足生产要求且提高生产效率。五问法分析：为何生产效率低？因为采取人工安插金属杆；为何采取人工？因为人工可避免金属杆的摩擦损伤；为何采用人工才能避免？因为没有满足需求的输送装置。故目标问题为设计一款合适的全自动杆状物装卸系统。

步骤2：五问法分析[2]：为何没有相应的输送装置？因为目前仅采用前述网格装置（图1）来满足该类杆的生产要求。故研究对象为放置杆类产品的网格装置及待开发的输送系统。

步骤3：经文献检索等方式，确定杆类输送系统的生命曲线现处于婴儿期中期（图3），且向提高价值进化趋势发展。

步骤4：将现有技术的存输装置代入逆向思维模型分析，采用反转型逆向思维，对其现有结构、功能等作反向思考，产生的问题是运输装置的系统结构（图1），而不是装置本身。经五问法分析：为何该网状装置能满足生产要求？因其上下网格可固定杆且能避免摩擦；但为何必须配备人工？因为该装置的内部结构固定，难以实现机器在该装置内实现类似工人手臂插拔杆的动作。故关键问题为改变原存储装置结构并开发新的输送系统。

步骤5：将关键问题代入TRIZ 理论模型，经技术矛盾分析得到改善的参数为速度、制造精度、可操作性，对应的恶化参数均为物质损失；矛盾矩阵表中对应可用发明原理为2（抽取）、24（中介物）。经物理矛盾分析，网孔要易安装又要防磨，则既要小又要大，对应基于时间和空间的分离原理所对应的有效发明原理为10（预先作用）、15（动态特性）、1（分割）、4（非对称）、7（嵌套）。

步骤6：结合相关发明原理，确定初步解决方案如下：将经人工检查后的金属杆成排放入内部带有消震、防磨材料的倾斜传输平台，在杆类产品自身重力作用下滑至平台底端，通过传感器及计数器进行技术并控制杆类产品滑落的数量，同时将该数据用以反馈控制低速区传送带速度使杆类产品精确落在新型金属网格（图4）的半圆柱形凹槽内，待金属网格装满后同步进入高速区传送带运至网格承载装置的空载层后，网格承载装置自动下移一层，满载后运走。（图5）

图4 新型金属网格图

图5 传输系统图

步骤7：将初步方案进行分析，系统内各结构无干涉，确定方案合理，可行性高。

2 结论

本文以在TRIZ 理论与逆向思维的基础上建立的目标性创新模型为问题的主要解决工具，对杆类产品输送系统的创新设计过程进行分析，提出一种新型全自动杆状物装卸系统，能够较好地提高存输效率，减少磨损，促进杆状物运输领域的发展。