基于triz理论的集装箱结构设计

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1、基于TRIZ理论的集装箱结构设计沈微刘静李思平东北林业大学工程技术学院指出集装箱在使用过程中存在的问题，利用TRIZ理论分析集装箱的门和锁在使用过程中存在的技术矛盾，通过矛盾矩阵找到相应的发明原理，并结合实际选择解决问题的方案，设计出满足要求的新结构。改造后的集装箱的装卸搬运效率大大提升，且安全性能也得到提高。关键词：TRTZ理论;矛盾矩阵;集装箱;结构设讣;基金：中央高校基木科研业务费专项资金资助(2572017CB07)DesignofContainerStructureBasedonTRIZShenWeiLiuJingLiSipingSchoolofEngin

2、eering&Technology，NortheastUniversityofForestry;Abstract：Tnthispaper,wepointedouttheproblemsexistinginthecurrentapplicationofcontainers，thenusedtheTRIZtheorytoanalyzedthetechnicaldilemmaintheuseofthedoorandlockwiththecontainer，identifiedthecorrespondingprincipleofinventionthroughthecon

3、tradictionmatrixandattheend,inconnectionwithapracticalcase,designedanewstructurethatcouldmeettherequirement.Keyword：TRTZtheory;contradictionmatrix;container;structuraldesign;1引言世界经济与国际贸易的增速加快，将推动全球集装箱运输需求增幅扩大，全球范围内集装箱运输需求将保持4%左右增长速度［1-2］。集装箱作为工业标准件，具有一定的强度、刚性和规格，且容量大的特点，对大宗工业产品的运输起着至关重

4、要的作用。随着物流行业的发展，集装箱被广泛应用在各个运输领域位1。传统的集装箱已无法满足企业对物品装卸搬运效率的需求，存在着装卸搬运货物效率低、集装箱的门锁安全性低、箱内货物容易被窃取等问题，迫切需要新式结构的集装箱设计。近年TRTZ理论已成为创新设计的一个非常有效的辅助工具［4-5］。因此，文屮利用TRIZ理论对集装箱的门和锁进行创新设计，分析问题并改进集装箱现有结构，得出一个优化方案，提高集装箱的货物装卸搬运效率和安全性能。2TRIZ理论概述TRIZ理论(TheoryofInventiveProblemSolving)艮P发明问题解决理论它是一种以技术系统为认知

5、分析基础，以解决问题为首要任务，以不断提术系统的理想度为进化目标，让所有的产品变得更美的理论与方法学。其核心是建立基于消除技术冲突的逻辑方法，不断发现问题并加以解决，推动产品不断提升，实现理想化创新产品设计［7-8］。TRIZ是一种建立在技术系统演变规律棊础上的问题解决系统，技术系统演变的8个模式、39个通用工程参数、40条发明原理、39X39冲突解决矩阵、76个标准解、发明问题解决算法(TRIZ)及效应数据库等构成了TRIZ的理论与方法体系［9-10］o任何问题的解决过程都包含两部分：问题分析和问题解决mi。应用TRTZ理论解决问题的步骤主要是:首先对实际问题进行

6、分析;然后将待解决的问题转化为TK1Z标准问题，应用发明理论，找到对应的TK1Z标准解决方案模型;最后，将这些类似的解决方案模型应用到具体的问题之中，演绎得到问题最终解决方法［12］。TRTZ理论解决问题的具体流程如图1所示。3基于TRIZ理论的集装箱结构分析3.1问题描述传统的集装箱只能通过打开后端板来装卸货物，由于现在的集装箱箱体制作得越来越长，使得装卸货越来越不方便，严重影响工作效率。另外，从安全性方面考虑，在货物配送过程中，集装箱经常发生货物被盗事件。现有集装箱的门锁比较普通，装置不够完善，而且长期暴露在外，容易被分析原理和开锁规律。随着偷窃手段的层出不穷和

7、日益变化的社会环境，这种门锁已经不能满足货物安全配送的要求。3.2矛盾分析一般情况下问题的理想状态不是可以轻易得到的，甚至有的问题没有确定的理想状态，并且在分析问题的过程中，经常会出现矛盾和冲突。这时，可以通过矛盾矩阵选择发明原理来解决冲突，寻找解决问题的方法，实现产品创新设计或改良设计［13］。根据上述问题，将集装箱看成一个系统，分为安全系统和操作系统。从这两个系统分别对集装箱的结构进行改进，以实现问题的解决。通常情况下集装箱装卸货是从后端板实现的，工作效率很低。如果把集装箱的左右侧板也同吋打开，从三个方向同吋装卸货，效率肯定会大大提高。然而，左右侧板打开的同