用Pro/Innovator解決創(chuàng)新問題實(shí)例

sunshine1026

現(xiàn)代工業(yè)正在朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、虛擬化、敏捷化、智能化的方向發(fā)展，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的依賴也與日俱增，在技術(shù)改進(jìn)乃至具體的制造技術(shù)中，對(duì)強(qiáng)有力的計(jì)算機(jī)輔助工具的需求愈加急迫。在過去三四十年間，CAD、CAE、CAM、PDM等有效地提升了我們的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，對(duì)產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改進(jìn)起到了巨大的推動(dòng)作用。目前，CAI（計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新）正成為計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)領(lǐng)域的一顆新星，為產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)和技術(shù)改進(jìn)提供了強(qiáng)大支持。     億維訊CAI解決方案——Pro/Innovator中包含許多創(chuàng)新問題解決方法，包括矛盾矩陣、創(chuàng)新原理、根本原因分析法（RCA）、技術(shù)系統(tǒng)分析（TSA）等，為創(chuàng)新設(shè)計(jì)問題的流水線式解決提供了條件。
3 I+ Z) `7 b4 \, A& O3 Z$ i) _6 r    RCA法主要用于分析創(chuàng)新問題的根本原因，從外部環(huán)境、內(nèi)在因素、時(shí)間歷程等多角度、全面分析問題。
    TSA模塊則是通過建立模型來(lái)理解一個(gè)系統(tǒng)并全面地描述系統(tǒng)，它包含有問題分解模塊和系統(tǒng)分析模塊兩個(gè)子模塊，并且系統(tǒng)分析模塊產(chǎn)生的問題可進(jìn)入問題分解模塊進(jìn)行再分解。
    CAI認(rèn)為，一個(gè)創(chuàng)新問題解決的困難程度取決于對(duì)該問題的描述和問題的標(biāo)準(zhǔn)化程度，描述得越清楚，問題的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，問題就越容易解決。Pro/Innovator中，創(chuàng)新問題求解的過程是對(duì)問題不斷地描述，不斷地標(biāo)準(zhǔn)化的過程。在這一過程中，初始問題最根本的矛盾被清晰地顯現(xiàn)出來(lái)，該過程運(yùn)用了RCA法和TSA。通常為了獲取最理想的解決方案，需要從宏觀和微觀上分別分析、提取系統(tǒng)中所包含的物理矛盾，即系統(tǒng)本身可能產(chǎn)生對(duì)立的兩個(gè)特性，例如：同一系統(tǒng)既要冷又要熱、既要導(dǎo)電又要絕緣、既要透明又要不透明等。
    矛盾的消除需要最大限度地利用系統(tǒng)的原有資源，并借助物理學(xué)、化學(xué)、幾何學(xué)等工程學(xué)原理。如果經(jīng)過分析原理的應(yīng)用后問題仍無(wú)解，則認(rèn)為初始問題定義有誤，需調(diào)整初始問題模型，或者對(duì)問題進(jìn)行重新定義。如下圖所示為Pro/Innovator解決創(chuàng)新問題的流程。
$ l4 F; T7 C& Y2 D, U5 C8 Y. v8 ?& j% Y    下面是用Pro/Innovator相關(guān)模塊解決一個(gè)創(chuàng)新問題的實(shí)例（簡(jiǎn)略）。
    某造紙廠用圓木做造紙?jiān)?。圓木由卸載處直接用傳送帶運(yùn)往切削機(jī)進(jìn)行加工。為了使切削流程順利完成，圓木最好與傳送帶軸線方向一致。由于圓木卸下時(shí)是雜亂的堆砌在傳送帶上的，所以需要在傳送過程中增加一個(gè)圓木定向的工序。這一操作如果由機(jī)器人完成，則結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高。
7 a$ l# _) T/ Y0 b: K    針對(duì)這一問題，運(yùn)用Pro/Innovator相關(guān)模塊逐步分析如下：
* n9 O$ G4 [& T8 @& T    1）問題分析：
1 |8 T0 m6 k2 W  L  `    首先，明確解決此問題的目的：不對(duì)系統(tǒng)做大的改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)圓木傳送中的定向。
    然后，利用系統(tǒng)分析工具對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做進(jìn)一步的分析，找出產(chǎn)生此問題的區(qū)域：傳送帶與圓木相互作用的區(qū)域。根據(jù)解決創(chuàng)新問題的模型可得到如下提示：利用系統(tǒng)中已有的資源實(shí)現(xiàn)所需的功能。而系統(tǒng)在此區(qū)域中的唯一資源是傳送帶。此時(shí)，我們可以得到這樣的問題：如何利用傳送帶自身實(shí)現(xiàn)圓木的定向？
    接下來(lái)，借助Pro/Innovator中的問題分析功能從上述問題描述中抽取出本質(zhì)的問題，經(jīng)過分析找出實(shí)際問題中的矛盾：為定向圓木，傳送帶表面的不同點(diǎn)應(yīng)有不同的速度；為傳送圓木，傳送帶表面應(yīng)以同一速度運(yùn)動(dòng)。
    2）解決問題（即消除矛盾）
    問題矛盾確定之后，根據(jù)Pro/Innovator中的創(chuàng)新原理提示，經(jīng)過分析，采用“分割”原理，將互相矛盾的要求分別用相互獨(dú)立的部件實(shí)現(xiàn)：整個(gè)傳送帶以生產(chǎn)所需的速度向前運(yùn)動(dòng)，它的附加部件則以不同的速度運(yùn)動(dòng)。
    3）最終方案
    將傳送帶設(shè)計(jì)成三個(gè)部分：中間的主體部分以生產(chǎn)所需速度運(yùn)動(dòng)，將圓木送往砍削機(jī)；兩邊的傳送帶則以一定的相對(duì)速度向相反方向錯(cuò)動(dòng)，摩擦圓木，調(diào)整圓木的方向，使其軸線方向與傳送帶軸向一致，從而達(dá)到定向的目的。
$ Y7 H/ d# M2 |( w' v0 R8 x: b    上述的例子只是給出了采用Pro/Innovator解決技術(shù)問題時(shí)一個(gè)簡(jiǎn)單流程。Pro/Innovator對(duì)于那些問題情境復(fù)雜，矛盾不明顯的非標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新問題，顯得更加有效和易用。在經(jīng)歷了不斷完善和發(fā)展之后，CAI軟件已成為技術(shù)創(chuàng)新的重要支撐和高級(jí)工具。在目前工業(yè)領(lǐng)域越來(lái)越將技術(shù)創(chuàng)新作為提升自身科研實(shí)力的時(shí)期，有效和強(qiáng)大的創(chuàng)新輔助工具愈顯重要。