基于TRIZ理論降低光纖預(yù)制棒用套管生產(chǎn)工藝的原料損耗

張曉偉 張春林（久智光電子材料科技有限公司，河北 廊坊 065000）

基于TRIZ理論降低光纖預(yù)制棒用套管生產(chǎn)工藝的原料損耗

張曉偉 張春林（久智光電子材料科技有限公司，河北 廊坊 065000）

TRIZ理論是一種發(fā)明問題解決理論，一種創(chuàng)新的世界級方法，基于TRIZ理論對光纖預(yù)制用套管的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，得到一種能夠降低工藝原料損耗、提高成品率的可行性解決方案。

TRIZ；光纖預(yù)制棒；套管；原料損耗；成品率

2016全球光纖光纜需求量已經(jīng)超過4億芯公里，中國強勁的需求仍是主要推動力，將繼續(xù)引領(lǐng)全球增長的趨勢。2010-2016，全球互聯(lián)網(wǎng)流量年均增長率達(dá)到29%，隨著4G和光纖到戶的廣泛覆蓋，至少在2020年之前，中國光纖光纜產(chǎn)業(yè)仍將是高速增長狀態(tài)。作為制造光纖的主要材料，套管供不應(yīng)求，而且占據(jù)了光纖成本的約90%，因此在套管的生產(chǎn)過程中減少原料損耗，提高成品率，至關(guān)重要。運用TRIZ原理，對套管生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，得到一個可行性降低原料損耗，提高成品率的方案，并已應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。

1 問題背景

圖1 現(xiàn)有套管生產(chǎn)工藝示意圖

現(xiàn)有套管生產(chǎn)工藝如圖1，石英砣由續(xù)砣裝置吊裝，按設(shè)定速度向中頻爐內(nèi)輸送，原料在四樓爐內(nèi)熔化后，經(jīng)由三樓的爐口流出，由三樓扶輪（石墨材質(zhì)）、導(dǎo)拉輪（石膏材質(zhì)）加持住，敲斷料頭，牽引到一樓，一樓用拉輪（橡膠材質(zhì)）加持住，同時打開導(dǎo)拉輪，開始管材成型控制。在此之前，一至四樓的管材均為不成型的廢料，大概占到總原料的10%—15%，造成很大的損耗。由于剛出爐口的管材溫度過高，導(dǎo)拉輪采用石膏材質(zhì)，但是夾持壓力稍大一些容易損壞導(dǎo)拉輪表面平整性，使管材晃動，導(dǎo)致后續(xù)管材彎曲，成為不合格產(chǎn)品。所以現(xiàn)階段生產(chǎn)工藝為將細(xì)（質(zhì)量輕）管材經(jīng)導(dǎo)拉輪牽引致一樓，由拉輪夾持住，同時打開導(dǎo)拉輪，再進(jìn)行管材尺寸控制（增加直徑、壁厚），拉輪夾持之前由于導(dǎo)拉輪夾持壓力小，管材直徑控制在20mm以下，這一部分耗料成為制約成品率的關(guān)鍵因素之一。

2 運用TRIZ理論對襯套管生產(chǎn)工藝系統(tǒng)進(jìn)行逆向因果分析

逆向因果分析如圖2。

圖2 TRIZ逆向因果分析圖

圖3 增加導(dǎo)拉裝置后示意圖

問題的關(guān)鍵點在于導(dǎo)拉輪與拉輪的間距大，以“導(dǎo)拉輪與拉輪的間距大”為入手點解決問題。運用TRIZ理論的沖突解決理論對問題進(jìn)行分析。

1）沖突描述：為了減少耗料，早成型，需要將拉輪位置上移縮短導(dǎo)拉輪與拉輪的距離，但這樣做了原來拉輪的位置沒有了輪子夾持，截管時會造成管材晃動，使管材彎曲，不合格。

2）轉(zhuǎn)換成TRIZ標(biāo)準(zhǔn)沖突

改善的參數(shù)：物質(zhì)損失

惡化的參數(shù)：可制造性

3）查找沖突矩陣，見表1。

得到如表2所示發(fā)明原理。

表1 沖突矩陣

表2 得到如下發(fā)明原理

表3 :40條發(fā)明原理

查找表3，依據(jù)No.15發(fā)明原理：動態(tài)化。結(jié)合實際生產(chǎn)工藝將導(dǎo)拉輪與拉輪設(shè)計成可上下移動的，將兩對輪子安裝在一個導(dǎo)拉裝置上，兩對輪子相對位置固定可隨導(dǎo)拉裝置從一樓到三樓上下移動，導(dǎo)拉裝置采用鏈條傳動，輪子線速度與導(dǎo)拉裝置位移速度之和即為原來單獨一對輪子的線速度，二者速度可相互切換而總線速度不變。改進(jìn)后如圖3所示

3 結(jié)果和討論

采用此種改進(jìn)方案，在引料流出爐口后由導(dǎo)拉輪夾持住以后即可進(jìn)入成型控制操作階段，在導(dǎo)拉裝置向下運動過程中管材冷卻后即可切換成由拉輪夾持牽引，可以減少因成型時間晚造成的原料耗損，根據(jù)統(tǒng)計該方案可減少每條生產(chǎn)線每年約價值10萬元的損失。

Reduction of raw material loss in production process of pipe for fiber preform based on TRIZ theory

TRIZ theory is a new theory of inventive problem solving, world class an innovative approach,TRIZ theory analysis of optical fiber preform using production process of casing based on a process of raw material can reduce the loss and improve the feasibility of yield solutions．

TRIZ；fiber preform；pipe；raw material loss；yield

TB491

B

1003-8965（2017）03-0146-03

本工作獲得國家國際科技合作專項項目（課題編號2015DFA50580）的資助