0、引言
    ARIZ (Algorithm for Inventive-Ptoblem SoMng)一發明問題解決算法，是發明問題解決理論TRIZ中一主要的分析、解決問題的方法。ARIZ算法集成應用了TRIZ理論中絕大多數工具，包括技術矛盾、物理矛盾、物場模型、小人法、理想解、知識庫，將它們納入一個流程中，采用一套邏輯過程逐步將一個模糊的初始問題轉化為用沖突清楚表示的問題模型。ARIZ具有優秀的易操作性、系統性、實用性以及易流程化等特點，尤其對于問題情境復雜、矛盾不明顯的非標準發明問題，更加可行和有效。
1、ARIZ 85C解題流程
    ARIZ- 85C的解題流程分為9大部分。
    (1)現有問題分析。發明問題情境的特征是，問題的初始定義含糊不清，沒有解決問題的方向和啟示。ARIZ第一部分的目的是從模糊的發明問題情境中建立清晰、簡單的問題模型。
    (2)問題模型分析。ARIZ第二部分的目的是分析空間資源、時間資源、物質和場資源，哪些資源可用于解決問題。
    (3)描述問題的最終理想解(IFR)和物理矛盾。ARIZ第三部分的目的是描述出最終理想結果IFR．確定妨礙達到IFR的物理矛盾。雖然不是每次都能達到IFR，但IFR能指明解決問題的方向。
    (4)調動和使用物質一場資源。ARIZ第四部分的目的是增加可用資源的數量，通過改動已有的物質一場資源得到派生的物質一場資源。大多數情況下，到ARIZ第四部分能夠得到解決方案，此時可直接進入第七部分。若到第四部分還未找到解決方案，則進入第五部分。
    (5)運用TRTZ知識庫。ARIZ第五部分的目的是運用知識庫，直接尋找解決問題的方法。
    (6)改變或替換原有問題。ARIZ第六部分是重新定義問題。如果問題在前5步沒有得到解決，需要修改問題表述，并跳回到第一步。ARIZ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。實際問題解決的過程就是不斷修正問題描述的過程，在這個過程中核心問題逐漸從初始情境描述的繁多信息中清晰浮現出來。
    (7)分析已得到的方案。ARIZ第七部分的目的是檢查所得到方案的質量，避免采用不理想的方案，讓問題解決的更理想。
    (8)應用已得到的方案。ARIZ第八部分的目的是最大化的利用已得到的解決方案。一個好的方案不僅能解決一個問題，同時也是一把解決其他問題的通片I鑰匙。
    (9)分析解決問題的整體流程。ARIZ第九部分主要是面向TR Iz專家，用于評估改進ARIZ。
2 ARIZ在林木生物質粉碎機設計中的應用

    大部分林木生物質原料在開發利用前期都需要進行粉碎加工處理，以便進一步加工利用。現需設計一臺粉碎機，粉碎顆粒尺寸為lmm以下，生產率為1t/h以上。通過查詢、調研，沒有可以滿足上述要求的粉碎機產品，擬借鑒錘式粉碎機的結構，如圖1所示。現有的錘式粉碎機一般由機體、電動機、轉子、錘刀和篩網組成．利用高速旋轉的錘刀在粉碎室內對物料進行打擊、切割，粒度合格的物料通過篩網的篩孔排出。
    這種結構的主要問題是粉碎顆粒尺寸過大（多為lOmm以上）；生產率低；刀具磨損快、壽命低。應用ARIZ進行改進設計，首要解決的問題是工具粉碎物料有效性差。物料剛進入粉碎室時受到有效打擊力很大，然后在錘刀高速旋轉的帶動下，物料加速，與錘刀作同一方向的旋轉運動，形成一層環流層，降低了物料和刀具的相對速度，從而使刀具粉碎物料的有效
性降低，影響了物料粉碎粒度進一步的減小：同時由于離心力的作用，使大粒度物料緊靠在篩網上，阻礙了合格的小粒度物料及時過篩，導致生產效率低，還會產生過粉碎現象導致能耗增加。

    (1)現有問題分析：①描述最小問題。系統的名稱：粉碎機。系統的功能：粉碎物料。系統的組成部分有物料、刀具、篩網、粉碎室。定義系統存在的技術矛盾TC1和TC2。TCI:若刀具排列密度大，可以將物料粉碎很細，但增加系統復雜性。TC2:若刀具排列密度小，不能很好地粉碎物料，但制造容易、成本低。在對系統改動最小的情況下，希望達到的目標是：不增加系統復雜性的前提下，能將物料粉碎至所需粒度(lmm)；②找出產生技術矛盾的組件對。作用工具是粉碎刀具，作用對象是物料；③畫出技術矛盾的示意模型圖。技術矛盾TC1的示意模型如圖2(a)，技術矛盾TC2的的示意模型如圖2(b)所示；④選取主要技術矛盾。選取與技術系統的主要功能有密切聯系的技術矛盾進行解決。本系統的主要目的是將物料粉碎至所需細度，因此選取技術矛盾TCI;⑤加強矛盾沖突，指出組件作用的極限狀態。刀具排列密度很小（只有一把刀具），而能將物料粉碎很細：⑥建立問題模型。必須找到一個X元素，即能維持刀具排列密度很小，又能保證物料粉碎很細；⑦嘗試應用標準解解決問題。現在問題的物一場模型如圖3所示，刀具S2對物料Sl的作用力不足，可應用標準解系統中的第二類標準解“增強物一場模型。

    由標準解15“向雙物質一場躍遷”，現有系統的有用作用力F1不足，可以加入第二個場F2來增強Fl的作用，得到概念方案l：采用風力輸送，通過高壓風機產生的風力，加速合格物料通過篩網。由標準解17“向帶有工具分散物質的物質一場躍遷”，提高完成工具功能的物質分散度，得到概念方案2：讓粉碎室內布滿刀具，可在篩網上加底刀。由標準解21“向結構物質一場躍遷”，將均勻的物質空間結構變成不均勻的物質空間結構，得到概念方案3：采用不規則粉碎室如橢圓形、水滴型粉碎室替代圓形粉碎室，破壞物料環流層．增加有效打擊力度。
    (2)問題模型分析。①確定操作區域：刀具和物料接觸處。一般操作區域就定義為問題模型中矛盾出現的地方；②確定操作時間。操作時間包括矛盾發生的時間（機器開動，粉碎作業時）以及矛盾發生前的時間（預處理物料、進料時）；③確定技術系統、外界環境以及作用對象的物質一場資源。可用資源見表1。

    (3)調動和使用物場資源SFR。建立“小人”模型。圖4(a)為當前系統小人模型，由于高速環流層的作用，物料貼在篩網內壁，刀具追打物料，有效粉碎性差。圖4(b)為改進系統小人模型，每個物料小人都被刀具小人包圍，提高有效打擊力度。

    由改進后的小人模型，結合資源分析，綜合分析概念方案1～3．得到問題的解決方案——雙層篩式粉碎機，如圖5所示。里層篩孔尺寸大，外層篩孔尺寸小，解決了單層篩結構中大粒度物料緊靠在篩網上，阻礙合格的小粒度物料及時過篩的問題。采用風力輸送合格物料。在里層篩網上安裝底刀，對物料起輔助切削作用；底刀的存在也破壞了物料的高速環流層，增大了物料和刀具的相對運動速度，從而提高了刀具對物料的有效打擊力度。兩層篩之間的物料可定期導出后返回粉碎室繼續被粉碎，也可利用雙層篩分的結構生產兩種不同粒度要求的產品。
    (4)分析已得到的方案。通過專利搜索確認了方案的新穎性，現已向國家知識產權局提出了專利申請。
3、結束語
    (1) ARIZ的解題流程是先將問題逐漸收縮，集中到最小區域，找到最核心最突出的矛盾，指引解題者朝著理想最終結果的方向前進；然后再逐漸發散、放大，從多途徑來解決問題。
    (2)應用ARIZ解題時，不提倡從最初的啟示直接過渡到解決方案或直接完善不成熟的方案，答案應是逐步浮現的，以此來保證得到的方案簡便有效，能以最小的代價解決問題。
    (3)由于實際問題有復雜的表象，不一定在第一次分析時就能對問題做出正確的描述，ARIZ算法的循環結構可以對初始問題進行一系列變形和再定義，實現對問題的逐步深入分析和轉化，最終解決問題。
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