用Pro/Innovator解決創新問題實例

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現代工業正在朝著數字化、網絡化、集成化、虛擬化、敏捷化、智能化的方向發展，對計算機技術的依賴也與日俱增，在技術改進乃至具體的制造技術中，對強有力的計算機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計質量和效率，對產品開發和技術改進起到了巨大的推動作用。目前，CAI（計算機輔助創新）正成為計算機輔助技術領域的一顆新星，為產品的概念設計和技術改進提供了強大支持。     億維訊CAI解決方案——Pro/Innovator中包含許多創新問題解決方法，包括矛盾矩陣、創新原理、根本原因分析法（RCA）、技術系統分析（TSA）等，為創新設計問題的流水線式解決提供了條件。
    RCA法主要用于分析創新問題的根本原因，從外部環境、內在因素、時間歷程等多角度、全面分析問題。
    TSA模塊則是通過建立模型來理解一個系統并全面地描述系統，它包含有問題分解模塊和系統分析模塊兩個子模塊，并且系統分析模塊產生的問題可進入問題分解模塊進行再分解。
    CAI認為，一個創新問題解決的困難程度取決于對該問題的描述和問題的標準化程度，描述得越清楚，問題的標準化程度越高，問題就越容易解決。Pro/Innovator中，創新問題求解的過程是對問題不斷地描述，不斷地標準化的過程。在這一過程中，初始問題最根本的矛盾被清晰地顯現出來，該過程運用了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、提取系統中所包含的物理矛盾，即系統本身可能產生對立的兩個特性，例如：同一系統既要冷又要熱、既要導電又要絕緣、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的原有資源，并借助物理學、化學、幾何學等工程學原理。如果經過分析原理的應用后問題仍無解，則認為初始問題定義有誤，需調整初始問題模型，或者對問題進行重新定義。如下圖所示為Pro/Innovator解決創新問題的流程。
    下面是用Pro/Innovator相關模塊解決一個創新問題的實例（簡略）。
    某造紙廠用圓木做造紙原料。圓木由卸載處直接用傳送帶運往切削機進行加工。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圓木定向的工序。這一操作如果由機器人完成，則結構復雜，成本太高。
) V8 j; R! Y+ M$ |0 l, }    針對這一問題，運用Pro/Innovator相關模塊逐步分析如下：
    1）問題分析：
8 r6 y0 [# D% ?3 I5 s, d( g    首先，明確解決此問題的目的：不對系統做大的改動，實現圓木傳送中的定向。
    然后，利用系統分析工具對整個系統做進一步的分析，找出產生此問題的區域：傳送帶與圓木相互作用的區域。根據解決創新問題的模型可得到如下提示：利用系統中已有的資源實現所需的功能。而系統在此區域中的唯一資源是傳送帶。此時，我們可以得到這樣的問題：如何利用傳送帶自身實現圓木的定向？
  g) `! U) K2 D) c! x* b    接下來，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的問題，經過分析找出實際問題中的矛盾：為定向圓木，傳送帶表面的不同點應有不同的速度；為傳送圓木，傳送帶表面應以同一速度運動。
    2）解決問題（即消除矛盾）
    問題矛盾確定之后，根據Pro/Innovator中的創新原理提示，經過分析，采用“分割”原理，將互相矛盾的要求分別用相互獨立的部件實現：整個傳送帶以生產所需的速度向前運動，它的附加部件則以不同的速度運動。
! Y7 i# x& A& Z, T* S% C! ?- }    3）最終方案
* _0 |4 c6 m5 p( t* G    將傳送帶設計成三個部分：中間的主體部分以生產所需速度運動，將圓木送往砍削機；兩邊的傳送帶則以一定的相對速度向相反方向錯動，摩擦圓木，調整圓木的方向，使其軸線方向與傳送帶軸向一致，從而達到定向的目的。
0 d! z0 |6 c. @/ q6 P0 K- r    上述的例子只是給出了采用Pro/Innovator解決技術問題時一個簡單流程。Pro/Innovator對于那些問題情境復雜，矛盾不明顯的非標準創新問題，顯得更加有效和易用。在經歷了不斷完善和發展之后，CAI軟件已成為技術創新的重要支撐和高級工具。在目前工業領域越來越將技術創新作為提升自身科研實力的時期，有效和強大的創新輔助工具愈顯重要。