TRIZ是建立在专利基础上的一门科学的创造方法学，它成功地揭示了发明创新背后所遵循的内在规律和原理。它将产品创新的核心——创新的工作原理过程具体化，提出了许多规则、算法和发明原理供人们使用。经过几十年的发展，TRIZ已成为解决所有复杂技术问题的强有力的方法和工具。TRIZ的基本设计思想是，对于实际工作中无法直接找到对应解的问题，先将其转换并表达为一个TRIZ问题，然后利用TRIZ体系中的理论和工具获得TRIZ标准解，最后将标准解转化为具体问题目的解，并在实际问题中得以实现，最终获得解决。
1、生物质平模成型机结构及工作原理
随着社会对能源需求的日益增长，主要能源化石燃料迅速地减少，给我国的能源消费和能源安全带来了重大隐患。农林生物质能有很高的开发潜力，是未来能源利用的重要途径。农林生物质（秸秆、稻壳、麦秆、树枝等）经过粉碎、干燥、高压成型等过程，经过木屑颗粒机压缩成各种几何形状的固化成型生物质颗粒燃料。与传统薪材燃料相比，这种生物质燃料具有密度高、强度大、便于运输，形状和性质均一、燃烧性能好、热值高等特点，可用于工业燃料和农村居民做饭洗浴取暖等领域，因此开发利用我国大量生物质资源具有重要意义。生物质平模成型机是固化成型技术的一种，成本低廉，易于维护，适合广大农村农民小规模灵活使用。
传统的生物质平模颗粒机结构以机械圆周运动为基础，以电动机作为动力源，带动传动轴，减速器减速至主轴，带动与主轴连接的压辊，在压辊的强大压力下，松散物料被压实，压入平模的各种形状的模孔中。在压辊的压力下，从模孔中挤出，形成生物质固化成型燃料。
2、不安全因素分析
生物质平模成型机有着广泛的应用，但也存在着一些不安全因素。主要表现在：．一、传统的生物质平模机成型机采用直辊平模形式，物料在平模上不能均匀分布，使得压模的磨损不均匀。二、压辊与平模在高温和干摩擦下严重磨损，维护困难，连续工作时间短，工作性能不稳定，单位产品能耗过高。三、压辊的压力不确定，容易造成物料挤团、成型的不稳定。四、压辊内端外端与平模相对线速度不同，形成内外端速度差，使成型过程中挤压能耗较大，使得成型产品质量的不均匀，作业时还会发出较大噪声。这些特点都给工作中的机器和人带来不安全、不稳定隐患。
3、平模成型机的创新安全设计
安全设计是现代机械设计的理念，是设计中的重要环节。设计的基本恩想是“以人为本”，也就是人机系统的对象是人。在进行设计时要能保证人的健康和安全，通过优化改善工作条件，来相应地提高效率和整体工作满意度，这些因素转化为高效率的生产力，从而提高整机的使用价值和生产率。
人机工程学是安全设计的基础，是综合性的边缘科学，基本理论涉及到人体测量学、生理学、心理学、行为科学及安全工程学等多门学科。针对传统的平模成型机设计中存在的不安全因素，在创新设计中既要克服以上缺点，又应用人机工程学原理，主要从压辊、辊轴和平模3个方面进行了创新安全设计。
3.1 安全设计中技术矛盾定义
TRIZ中系统的矛盾分为管理矛盾、物理矛盾和技术矛盾。
管理矛盾是指在一个系统中，各个子系统已经处于良好的运行状态，但是子系统之间产生不利的相互作用、相互影响，使整个系统产生问题。解决管理矛盾的方法，要依靠化解具体子系统的物理矛盾或者技术矛盾来解决。
物理矛盾是指对系统的同一个参数有不同的要求。解决物理矛盾的方法是，采用分离原理来解决。
技术矛盾是指改善技术系统的某个参数而导致另一个参数发生恶化产生的矛盾。解决物理矛盾的方法是，采用矛盾矩阵来解决。
压辊和辊轴作为生物质平模成型机的核心工作部件，其结构参数决定了生物质性能的重要因素，也是人机安全设计中最重要的两个方面。不安全因素分析中看出传统压辊的缺点是转速低、直径大。创新设计中采用较大的直径来增大压辊的攫取角，使工作中的压辊对物料有较强的攫取力，降低了磨损。用TRIZ进行工程参数选择，这是欲改善的特征。对应到通用工程参数中选择(12)形状作为欲改善的参数。
平模成型机工作过程压辊与平模做相向运动，压辊绕辊轴转动，不仅有滚动，也有滑动。在挤压时对压辊与平模的磨损程度很大，易损，维护困难，工作性能不稳定。这就是被恶化的特性，对应到工程参数中选择13（结构的稳定性）作为恶化的参数。
要改进的工程参数，主要包括欲改善的参数和欲恶化的参数，这两者构成系统的一对技术矛盾，应用TRIZ克服这些矛盾，对系统进行改进。
3.2矛盾矩阵
TRIZ把导致技术矛盾的因素归纳出39个工程参数（如表1所示），提供了任意两个参数产生矛盾时，化解该矛盾所使用的40条创新原理。由39个工程参数和40条创新原理所构成矛盾矩阵。矩阵中第1行为恶化的特征参数，第1列为改善的特征参数。矛盾矩阵中每个矩阵元素表示为：所定义技术矛盾推荐的发明原理序号，即标准解。按着设计思路，根据本领域的特点将标准解具体化，找到问题的具体解决方法。
3.3应用TRIZ创新原理进行安全设计
TRIZ中提供了消除技术矛盾的40条创新原理。根据上述分析，得出矛盾矩阵如表2中所描述。由矛盾矩阵得到推荐的创新原理号为33、01、18、04。
33--致原则：指定物体相互作用的物体应当用同一（或性质相近的）材料制成。此方法对本文中定义的技术矛盾解决无贡献。
01-分割原则：①将物体分成独立的部分：②使物体成为可拆卸的；③增加物体的分割程度。
18-机械振动原则：此方法对本文中定义的技术矛盾解决无贡献。
04-不对称原则：①物体的对称形式转为不对称形式；②如果物体不是对称的，则加强它的不对称程度。
克服传统设计中不安全因素，从人机安全设计的压辊、辊轴和平模三个方面出发，根据不对称原则，可将压辊改变形状，外形设计成锥体。而且圆周方向与平面模板的接触线速度相同，保证压辊与平模板间的间隙始终相同，使整个生产过程中生产率始终不变，耗电量始终一致，降低噪音。
根据分割原则将压辊分成多个独立的压辊，结合4号创新原理，把平模成型机压辊改进成三个锥体。当压辊在平模上作圆周运动时，没有滑动摩擦力可以缩小压辊与平模的磨损程度；增加机器的安全性，提高工作过程的稳定性，延长连续工作时间。
3.4改进压辊的结构设计计算
根据前面的分析，对压辊结构进行了设计计算。外形图如图1。
首先，在物料摩擦力的作用下压辊与平模之间是纯滚动，接触的平模内圈直径为110 mm．外圈直径为470 mm。要求圆周方向与平模的接触线速度相同，就要求压辊的大小直径与接触处平模的直径大小相同或成比例。
确定压辊最大直径ri=300m，最小直径r2-krl，比例系数k=300/470=0.64，则r2—0.64x110=70.4 mm。
压辊与轴安装孔的尺寸的设计：小直径端选取一个轴承，选取深沟球轴承，型号62/22，内径d=22 mm，外径D=50mm，宽度B=14 mm。则小直径端开孔di=50 mm，长度比轴承宽度大，用于轴承盖定位轴承用，，1=17 mm。轴承另一边用轴肩定位。
大直径端选取两个轴承，选取深沟球轴承，型号6211，内径55 mm，外径Ø=100mm，宽度B1=21 mm。所以大直径端孔径d4=100mm，L4=69 mm。两个轴承之间用套筒定位，外端用轴承盖和套筒定位。
4、结束语
(1)压辊改进为锥形，与平模的接触线速度一致，消除了压辊和平模间的错位摩擦，减少了阻力，降低了动能损耗，延长了压辊和平模的使用寿命，降低了生产成本，节省了人力资源。
(2)压辊分成多个独立的压辊，操作简单使用方便，稳定性好，检修方便，增大了压制面积，提高了生产工作效率。
(3)压辊外侧不与物料摩擦，能最大限度地保护轴承，减少噪声。
以TRIZ为工具的安全设计可以克服制约生物质成型技术发展的重要因素，能最大限度地减少事故的发生，带来明显的社会效益和经济效益。TRIZ解决问题的系统化方法为现实问题提供了非常有效的工具，可以减少传统设计中所耗费的时间和精力，提高设计效率和设计安全性。
