基于TRIZ理论的药粒分离机的研究设计

王磊1 季玲2 吴欣 殷进 王勇

1.江苏省生产力促进中心 江苏南京 210042 2.南京航空航天大学 江苏南京 210016

[摘要]现今各医院的住院部药房，因为要满足住院患者每天的药物的供应量，所以每天需要大量各种不同种类的药从药房提取。而各医院手工剥药一般只有5到6板/分钟，而传统的药粒分离机，速度也只有10到12板/分钟。如果遇到一些更为难剥的药，剥药的效率会更低，甚至会损坏药物。由此可以看出，药房自动化需要一种新型的药粒分离机。本文使用TRIZ理论作为基础，针对提高传统药粒的效率提出了一系列的创新改进方案，不断创新。最终设计出一个新型的药粒分离机。

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关键词 ]药粒分离机；TRIZ理论；创新

随着科技的不断发展，医院的数字化建设都已经在蓬勃发展，然而目前药房数字化建设仍落后。传统的药粒分离机的效率尤其低下，当遇到一些特殊的药粒，为了避免传统药粒分离机会损坏药物，药房甚至需要借助人力来剥药。所以新型的药粒分离机需要有效的解决传统药粒分离机和手工剥药存在的费时，费力，污染药片等问题。本文使用TRIZ理论作为基础，针对上述的一系列难题，不断的改进和创新，最终设计出一个新型的药粒分离机。

一、TRIZ理论简介

T R I Z 是由原俄文字母的缩写( Т е о р и яРешенияИзобретательскихЗадач ТРИЭ),并按ISO/R9-1968E规定，转换成拉丁字母Т→T、Р→I、И→R、З→Z即TRIZ，其含义是发明问题解决理论。

TRIZ理论体系主要有九大核心内容：

（一）TRIZ的技术系统八大进化法则。

（二）最终理想解(IFR)。

（三）40个发明原理。

（四）39个工程参数及阿奇舒勒矛盾矩阵。

（五）物理矛盾和四大分离原理。

（六）物一场模型分析。

（七）发明问题的标准解法。

（八）科学效应和现象知识库。

（九）发明问题解决算法(ARIZ) 。

TRIZ理论成功地揭示了创新发明的内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。它不是采取折衷或者妥协的做法，而且它是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，而不再是随机的行为。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程而且能得到高质量的创新产品。

二、基于TRIZ的研究过程

2.1TRIZ的解题模型

TRIZ体系模型是通过以下五个步骤渐进形成的。第一步，描述矛盾的概念；第二步，引入资源的概念；第三步，提出最终理想解的概念；这几步完成之后就构成了TRIZ体系模型的内部框架。然后，应用进化法则和创新原理作为构造TRIZ体系模型的第四步与第五步。该模型是人类应用TRIZ理论解决发明问题的基础。

2.2TRIZ解题流程

第一，建立功能模型，明确系统的功能。定义药粒分离机的功能为把药从封闭的空间取出来。根据功能定义，建立功能模型图。明确系统的问题点。如下图所示。传统药粒分离机的主要问题是，药粒分离机的隔板对药粒有着不稳定的作用。传统的药粒分离机不能适用于所有的药粒。

第二，以隔板对药粒的不稳定的作用为结果链，进行因果分析发现造成传统药粒分离机效率低下的由下列几个主要原因节点：

1、隔板之间的间隙。此间隙需要根据不同类别的药板的尺寸不停的调整，影响了工作效率。

2、压辊的压力。希望压力不能太大，也不能太小。压力太大会压坏药粒，压力太小的话会导致药粒压不出来。

第三，矛盾分析：

根据原因节点1，提出改进方案，通过调节隔板之间的间隙，将药粒从药板中分离出来，但是这样做会恶化操作流程的方便性。得出一组技术矛盾，改善的参数：适应性与通用性；恶化的参数：操作流程的方便性。查找矛盾矩阵，得出4个创新原理。15.动态特性；34.抛弃与再生原理；1.分割原理；16.不足与过度作用。

根据动态性原理，使物体外部环境或过程具有动态性，能自行优化寻找到最佳的运行状态，把物体分割成相对移动的几个部分，使固定的物体可以移动或者具有柔性。结合分割原理，将目前固定的隔板分割称可以相对运动的几个部分，甚至可以让隔板具备一定的柔性。如图1和图2所示。

根据原因节点2，提出改进方案，希望压力即大又小，当药板和药粒在合适的位置的时候，压力要足够的大，能破坏药板的铝箔纸；当药板和药粒在不恰当的位置时，压力又不能太大，压力过小可以保证药力不被压坏。此属于典型的物理矛盾，利用四大分离原理中的条件分离原理和时间分离原理。根据曲面化原理，再将分割的隔板的平面变直为曲，根据组合原理，把分割成小块的曲面小隔板多个组合在一起并行运行。如图3所示。再根据时间分离原理中的周期性作用和动态性原理，将有压力能持续的施加在药板上，采用齿轮在施加压力，同时利用齿轮可以带动药板一直向前进，这样可以保证药板的上方持续的存在压力。

综上所述，我们根据技术矛盾和物理矛盾分析，利用40个创新原理，已经得到了新型药粒分离机的初步模型。具体的改进思路如下：

1、将隔板分割称成许多小的隔板

2、将小的隔板具备变成可以相对运动的，并且具备一定的柔性

3、将小的隔板平面变成曲面

4、将多个小的隔板组合在一起并行运行

5、利用齿轮施加压力，同时可以利用齿轮传动的资源，将药板带动向前运动，保持药板上方存在的压力。

三、全自动的药粒分离机的前景预测

经过样机试验，当使用普通的药粒进行试验的时候，全自动的药粒分离机的效率在200片/分钟；当使用一些特殊的药粒进行试验的时候，药粒分离机的效率为50-100片/分钟。由此看来，此新型的药粒分离机极大的提高了工作效率，解放了药房的人力。

从手动的药粒分离机到全自动的设备，我们实现了生产率和可靠性的提高，我们的方案也符合一些进化路线，如表面几何进化，不同和类似组件的单-双-多，内部结构进化等相关进化路线。根据TRIZ的S型进化路线的理论，根据同类产品的市场份额和专利数量，全自动的药粒分离机属于婴儿阶段，有着很大的发展前景。在今后的工作中，我们将依托江苏省生产力促进中心的平台，整合各类资源，继续结合TRIZ理论进行新型药粒机的研发。不断的创新，将产品推向全新的高度。

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参考文献

[1]Toru Nakagawa, Essence of TRIZ in 50 Words[J/OL]. The TRIZ Journal, June 2001.

[2]（苏）阿奇舒勒著,黄玉霖,范怡红 译.创新40法:TRIZ创造性解决技术问题的诀窍[M].西南交通大学出版社,2004-7-1

[3]江苏省生产力促进中心.发明问题，解决理论 凤凰出版传媒集团，江苏科学技术出版社

[4]陈子顺,檀润华,张建辉.TRIZ和TOC理论在六西格玛中的应用[J].机械设计,2008,25(10).

[5]顾林.T R I Z 理论在技术预测中的应用[J].机电产品开发与创新,2006,19(3):18-19.

作者简介

王磊（1983-），男，江苏省生产力促进中心.工程师.