基于TRIZ进化路线的创新设计

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An nnovative Design Based on TRZ Evolutionary RouteMA Jun，XONG Yue-dong，HUANG Hua-dong，L1Chang-chunDepartment of Precision Manufacturing Engineering，Suzhou nstitute of ndustrial Technology，Suzhou 2 1 5 1 04，ChinaAbstract：Based on the laws of technical system evolution of TRZ theory，this paper studies the evolutionaryroute of a kind of mechantronics productplastic botle recycling device，and conducts the innovative design ofthe device.Then，after the process of systematic scheme，working process and the overall structure design，we develop a new kind of environmental protection device which integrates machinery ， electronics，embeddedsystem，wireless network and computer technology.The device is provided with the function of plastic botlecollecting，crushing，storage and reuse and a reward system is equipped with.

Key words：TRZ evolutionary route；plastic bottle recycling deviceinnovative design20l1年深圳大运会开幕式上 ，由1 10O万个废旧塑料瓶搭建而成的不-样的舞台和看台，给世界各地的观众留下了不-样的惊叹与记忆Ⅲ.据中国包装联合会资料，中国每年生产300万吨塑料瓶，要消耗1 800万吨石油.塑料瓶使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯，也是涤纶短纤维和长丝的原料，回收的废旧塑料瓶经过简单地处理 ，就可以做成化纤 ，进而制成衣物 .废弃的塑料瓶也可以处理成塑料米”进行再利用 .中国人口众多，在城市中每天都要消耗大量的瓶装水，尤其在人口稠密的地区.在城市里的繁华地区，有环保意识的人会将废弃塑料瓶丢到垃圾箱里，无此意识的人将塑料瓶随意丢弃，污染了周围环境 ，同时也造成了浪费.因此，为了减少塑料瓶对环境的污染，鼓励人们循环利用塑料瓶，有必要研制-种具有回收与处理塑料瓶功能的环保产品，造福社会.

本文利用TRZ理论中的技术系统进化法则 ，对塑料瓶回收装置进化路线进行了深入地研究 ，成功研制出兼具回收、干燥和激励机制等功能为-体的智能化塑料瓶回收环保产品.

收稿日期：2013-02-20；修回日期：2013-03-2O作者简介；马 俊1973-，男，江苏苏州人 ，副教授，主要从事先进制遣技术研 究马 俊等：基于TRZ进化路线的创新设计 2013年第3期1 基于TRlz的产品进化法则TRZtheory of inventive problem solving理论，即发明问题解决理论 .是前苏联发明家根里奇·阿奇舒勒及其发明团队在研究大量专利技术的基础上，经过几十年不懈努力创建出的发明与创新方法.在TRZ理论中，将产品看成-个能实现某种功能或职能的事物的集合，即技术系统.技术系统是在不断发展变化的，产品及其技术的发展总是遵循着-定的客观规律，同时，技术系统也面临着自然选择、优胜劣汰口.阿奇舒勒和他的合作伙伴经过长期的研究，对技术系统的发展规律进行了总结和抽象，提出了技术系统进化理论 ，并将进化规律抽象为-些公理 ，以进化法则的形式进行表述，形成了著名的八大技术系统进化法则，构成TRZ理论的核心内容之-.在经典TRZ理论 中，这八大技术系统进化法则分别是：技术系统完备性法则；技术系统能量传递法则；技术系统动态性法则；技术系统提高理想度法则；技术系统子系统不均衡进化法则；技术系统向超系统进化法则；技术系统向微观级进化法则；技术系统协调性进化法则 .

在产品创新设计中，采用技术系统提高理想度法则，研究塑料瓶回收装置环保产品的进化路线.技术系统提高理想度法则是指技术系统朝着提高系统理想度的方向进化.-个技术系统在实现功能的同时，必然有两方面的作用，即有用功能和有害功能 .系统的理想度定义为所有的有用功能与有害功能和成本之和的比值.技术系统改进的-般方向是最大化理想度比值，它反映-个实际技术系统对于-个理想系统的近似程度.实际上 ，最理想的产品或者技术系统也称理想系统，在实际中是不存在的.但是 ，理想化最终结果是产品设计的-个努力方 向，是技术系统向最理想系统进化的过程.技术系统经过不断的发展，经历了系统的不断扩展，子系统数量不断增加，然后其技术系统、子系统、超系统进入了螺旋式发展扩展与收缩修剪的时期，最终结果是新技术系统”代替旧技术系统”，完成了-轮提高理想度的进化过程 .应用此法则进行塑料瓶回收装置创新设计可以得到满意的解决方案.技术系统进化过程如图1所示. 图1 技术系统进化过程2 塑料瓶回收装置进化路线自塑料瓶装水出现以来，最初主要使用普通垃圾箱收集空瓶，塑料瓶与其他垃圾混在-起，不便于分类处理，不利于回收，人们还缺乏再利用的概念 ，后来出现了-种用来收集塑料瓶的独立垃圾箱，其功能单-、结构很简单 ，有利于分类处理 .塑料回收后主要采用填埋方式，对环境有污染.近年来，又有人开始研究专用的、多功能的塑料瓶回收箱 ，这类回收箱不但具有回收的功能，而