内容发布更新时间 : 2024/12/24 20:12:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

TRIZ理论在风力发电中的应用

当今社会面临着各种能源危机，石油、煤炭、天然气将会枯竭, 人类将如何去应对？风能是一种环保型能源, 加大风能的利用, 将会大大改善能源的危机感, 利用风能发电是现在利用程度最广泛的方式。虽然风力发电给人们带来了环保能源, 但是在风力发电过程中, 也存在大量的问题, 本文就风车发电叶片容易断裂及折断，结合TRIZ理论及创新软件Creax Innovation Suite 对其进行分析, 得出改进解决方案。

1、TRIZ的主要理论与方法

TRIZ的含义是发明问题解决理论, TRIZ理论是由前苏联发明家G. S. Altshuller在1946年创立的。现代TRIZ理论的核心思想主要体现在3个方面: 首先，无论是一个简单产品, 还是复杂的技术系统, 其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的, 即具有客观的进化规律和模式。其次, 各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。再就是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。TRIZ理论的解题模式与思路如下: 将待解决的问题转化为问题模型（利用39个工程参数）, 然后利用技术矛盾, 根据矛盾矩阵表从40条创新原理中抽取可利用的原理, 得出解决方案模型, 最终结合现实技术来解决实际问题。

Creax Innovation Suite是一套简单、结构化、系统化及可预测性的创新流程分析软件, 可用来处理问题及找出创新方案, 让使用者更系统地处理工程方面的问题, 其对扩大产品研发、产品的制程改进和预防缺陷及其处理方式上有着重要的贡献。 1.1 冲突解决理论

冲突是创新设计中经常要遇到的一类问题, 又是最难解决的一类问题, 可以说创新就是在解决冲突中产生的。发明问题的核心就是解决冲突, 而解决冲突所应遵循的规则是：改进系统中的一个零部件或性能的同时, 不能对系统或相邻系统中的其他零部件或性能造成负面影响。冲突可分为三类：即管理冲突、技术冲突和物理冲突。TRIZ主要研究后两种冲突。

技术矛盾表现为一个系统中两个子系统的矛盾,一般涉及到两个参数A和B。当A得到改善时，B则变得恶化。例如， 通过改进农机的一个部件的结构,可以提高操作的方便性(参数A ) 。但同时降低了制造的工艺性(参数B )。TRIZ给出了可以形成技术矛盾的39个技术参数。 并把它们分别放置于一张表的行和列，行代表需要改善的参数，列代表同时恶化的参数。行和列的每个交叉点就是一对技术矛盾，这样构成了39×39的矛盾矩阵。TRIZ给出了40个发明创造所遵循的原理, 在矛盾矩阵的每个行列交叉点上都给出了解决该技术矛盾所应使用的发明创造原理的编号。

物理矛盾即系统同时具有矛盾的或相反要求的状态。例如，

要求农业机械功能多样化，以适应不同的环境和作业，但为了降低成本，同时要求其功能少。物理矛盾可以通过分离原理解决, TRIZ提供了4种主要分离原则，即空间分离、时间分离、部分与整体分离和按条件分离。例如, 为实现农业机械的多功能化，可以采取将主机和配套机具分离的方法，一个主机，多种配套机具, 从而实现产品创新。

2、对系统的初步分析

2.1 选择风力发电系统 2.2 风力发电体统的定义

定义1：将风所蕴含的动能转换成电能的工程技术。

定义2：以风力作为动力，带动发电机将风能转化为电能的装备。 2.3 风力发电系统黑箱图

图2.1 风力发电系统系统黑箱图