基于TRIZ理论的夹抱式AGV创新设计

在现代制造工厂中，AGV已经成为一种广泛使用的运输工具。要开发出具有国内自主知识产权的夹抱式AGV产品，不仅需要开发者具备丰富的AGV系统规划设计能力、机械设计能力和电控设计能力，还需要在研发管理和创新手段方法上有一定的规律可循。基于这一理念，本项目在国内首次将TRIZ理论和方法应用于新高端AGV产品的开发，实现了创新方法的升级和质变。

一. TRIZ理论和创新方法

TRIZ理论有严格的方法论步骤可循，为创新提供了清晰的思路和方向。TRIZ理论可以为解决跨领域、跨学科的问题提供思路和建议。TRIZ理论可以预测技术的发展，跟踪产品的演化过程，为企业的战略决策提供度量模型和理论依据。

解决任何问题的过程都包括两个部分:问题分析和问题解决。创新解决工程问题的TRIZ理论的基本流程和求解过程如图2所示。

从图2可以看出，TRIZ理论在解决具体工程问题时，首先将问题抽象为TRIZ理论的一般模型。TRIZ理论的一般模型包括函数模型、物场模型等。有了TRIZ理论提供的通解，通过类比联想，结合自己的专业知识，就能找到具体工程问题的解决方案，得到具体问题的解决方案。经典TRIZ理论的架构如图3所示。

二.夹抱式 AGV项目开发

本项目开发的夹抱式 AGV用于我国某省某卷烟厂烟叶仓储技术改造项目。夹抱式 AGV运输的对象是烟草箱。AGV系统的运输流程要求如图4所示。

烟丝仓烟丝箱的储存形式为地面堆放，四箱一叠，总储存量为372箱。储存的材料是成品烟丝。烟盒的外部尺寸是多少？1284毫米(长)×1284毫米(宽)×1280毫米(高)，

实际箱重不到400公斤。要求夹抱式 AGV能携带单箱或双箱叠放，能在4层叠放或双箱叠放的顶层取放单箱。烟丝箱的外形规格如图5所示。

本项目烟叶仓储系统的基本要求包括:系统应满足柔性生产、批量管理、按单生产、质量跟踪、信息不间断跟踪、减少破碎等要求。采用先进的柜式再包装方式，并设置手动包装外发烟丝的功能。具有批量先进先出功能。箱体清空后，具有自动检测余料、自动剔除余料的功能。正常存放5批次烟丝，进入存放区的烟丝箱应加盖。当收到批量生产订单时，系统会向无法满足生产要求的库存发送预警信息。实现全过程信息采集和批量跟踪。现场配置操作终端，满足现场使用要求，同时预留与主机系统的接口。夹抱式/AGV的轮廓如图1所示。

这夹抱式 AGV采用配重叉车的基本原理，独立设计车体的机械结构，将原叉车前端的货叉改为夹抱式的叉车附件。基于NDC的平台采用“激光+磁斑”复合制导技术，不仅具有激光制导系统稳定性高和AGV/运行速度快的优点，还能适应夹抱式AGV/进入烟箱垛存放区时，无法有效接收反射激光定位信号的问题。

三，TRIZ理论在项目中的应用

在应用TRIZ理论指导夹抱式 AGV/的开发时，首先要从系统和子系统的角度去理解夹抱式AGV的功能。当应用TRIZ理论描述夹抱式AGV/的功能组件时，使用标准设计语言。夹抱式 AGV的每个功能组件的表达式包含两种术语，即功能和流程。

从这个功能结构图中了解夹抱式 AGV应该具备的功能，不仅让夹抱式 AGV的发展方向清晰，也让机电设计人员更容易与其工作目标进行沟通和配合，也让夹抱式 AGV功能的详细设计方向清晰。

四.结论与展望

TRIZ理论为解决夹抱式 AGV产品开发过程中遇到的各种工程问题提供了很大的帮助。TRIZ理论的应用也从解决工程技术问题扩展到解决企业管理问题。在学术界和企业界，TRIZ理论在中国的研究和应用水平逐年提高。但与此同时，我们不得不承认，虽然TRIZ理论已经发展了几十年，但国内技术人员对这一理论总体上还是比较陌生的。在中国推进“中国制造2025”的伟大历史进程中，既要发挥创新精神，也要升级创新创新方法。本项目夹抱式 AGV的开发为应用TRIZ理论创新解决工程问题提供了又一个实践参考案例。