基于triz冲突解决原理的焊接工艺创新方法研究_cai_产品创新数字化(plm)_2067

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1、基于TRIZ冲突解决原理的焊接工艺创新方法研究_CAI_产品创新数字化(PLM)0引言   工艺创新是采用现代科学知识，创造新的工艺原理、方法、手段和生产模式，提高制造能力和效益的创造性实践活动。重视工艺创新使得日本在20世纪70年代经济迅速发展并冲击和威胁到美国的科技优势。中国航天科技集团公司也明确提出“工艺是集团公司的核心竞争力，是实现集团公司可持续发展的重要保障”。   随着现代工业及焊接技术的发展，焊接技术被广泛应用在各种压力容器、核反应堆器件、宇航运载工具、电子及精密仪表等产品的制造中。焊接技术已成为机械制造工业中的关键技术之一。面对产品

2、需求的多样化，焊接技术需要解决的工艺问题种类也增多，因此，焊接工艺创新方法的研究是加快产品开发的途径之一。   本文通过对工艺创新方法的研究，论述基于TRIZ冲突解决原理的工艺创新方法求解规律。TRIZ理论为产品创新提供了系统的方法论，加快了产品创新的进度。依据TRIZ理论，开发出的CREAXInnovationSuite、Pro／Innovator等计算机辅助创新设计平台为产品创新提供了系统化工具。随着TRIZ理论的广泛应用，TRIZ理论也在工艺创新领域发挥着重要作用。如利用TRIZ理论解决化学药品安全加工工艺创新问题、改进纺织工艺流程等都解决了

3、工艺创新难题，加快了产品的生产进度。但在工艺创新领域未见有关TRIZ理论系统性创新方法指导和计算机辅助创新工具支持的相关报告。因此，建立基于TRIZ冲突解决原理的计算机辅助工艺创新方法功能模型，将有助于工艺创新方法的研究。1基于TRIZ理论的工艺创新原理   TRIZ(TheoryofInventiveProblemSolving)是。创造性问题解决理论”的俄语缩写。该理论是前苏联G．S．Altshuler及其领导的一批研究人员，在分析研究世界各国250万件专利的基础上所提出的发明问题解决理论。表1.TRIZ冲突矩阵表   TRIZ理论认为创新问题

4、的核心是发现并解决冲突。冲突求解就是利用其他领域成熟的技术发明来解决本领域的问题。TRIZ理论提出用39个通用工程参数来描述冲突。实际应用中，首先把组成冲突的双方内部性能用该39个工程参数中的2个来表示，目的是把实际工程设计中的冲突转化为—般的或标准的技术冲突，然后再在冲突矩阵中找出解决冲突的对应参数推荐发明原理，来解决工程中的矛盾冲突从而达到创新的目的。其中TRIZ冲突矩阵如表1所示。   然而TRIZ理论中的工程参数和发明原理并不能完全为工艺创新领域直接提供一般解，欲寻求消解工艺冲突的方法，需首先补充TRIZ发明原理在制造工艺领域中的解释，再利

5、用其它领域中成熟的技术原理解决或移走工艺中的技术冲突，产生新的有竞争力的解。如将电弧焊小范围铸造工艺中所使用的控制摩撩产生的局部塑性流动技术分离出来，作为一项独立的技术应用于焊接工艺领域，就形成了摩擦焊。可见TRIZ冲突解决原理的分析方法论在工艺创新方法研究中具有理论指导意义。   工艺创新的目的是解决某一道或某几道工序中工艺参数间的冲突，并结合其他领域成熟的解决原理得出新的创新思路。工艺创新的基本求解步骤可以分为问题界定、功能分析、理想(目标)解确定、资源域分析和冲突确定、解的评价。其创新模式如图1所示。图1.工艺创新模式   问题界定是对待解决

6、的创新性问题进行明确的界定，包括问题范围界定、演化阶段确定及演化趋势分析。通过问题范围界定，明确地描述出欲改善的工艺缺陷或待解决的工艺问题。演化阶段确定需描述问题突出显示的工序阶段，所具有的特点。演化趋势分析需描述问题在每道工序中的发展的趋势。功能分析的目的是从完成功能的角度分析每一道工序在整个工艺过中的作用和地位。通过功能分析，找出问题产生的原因，确定出那些使操作结果不能达到理想目标解的操作方法或操作过程。   理想(目标)解是指创新或改进后的工艺要达到的技术指标或实现的功能。   资源域分析是要确定工艺过程中的可用材料、零部件属性、零部件的参数

7、信息及功能等，这些可用资源与焊接过程中的某些操作属性恰当的结合有利于改善工艺的性能。   冲突确定是根据工序中出现的工艺冲突区，确定出与待改善的工艺参数具有相反行为特征的参数，建立两个参数间的冲突关系，通过矩阵表得出的推荐一般原理解，结合其他领域相似的成熟技术原理，推导出工艺特定解，最终达到消解工艺参数间冲突的目的。   解的评价是对上述求解步骤中得出的特定解进行目标实现度、难度、成本等方面进行评价。若所作的改进解决了问题，满足了需求，推进了创新，便采用所选的特定解。否则，对原有工艺过程进行重新分析，重新描述缩小的问题，确定参数间冲突关系，解决新的

8、问题，循环进行，一直到获得满意解为止。   在对基于TRIZ冲突解决理论的工艺创新方法研究中，首先需归纳工艺过程中存在的冲