TRIZ是建立在專利基礎上的一門科學的創造方法學，它成功地揭示了發明創新背后所遵循的內在規律和原理。它將產品創新的核心——創新的工作原理過程具體化，提出了許多規則、算法和發明原理供人們使用。經過幾十年的發展，TRIZ已成為解決所有復雜技術問題的強有力的方法和工具。TRIZ的基本設計思想是，對于實際工作中無法直接找到對應解的問題，先將其轉換并表達為一個TRIZ問題，然后利用TRIZ體系中的理論和工具獲得TRIZ標準解，最后將標準解轉化為具體問題目的解，并在實際問題中得以實現，最終獲得解決。
1、生物質平模成型機結構及工作原理
隨著社會對能源需求的日益增長，主要能源化石燃料迅速地減少，給我國的能源消費和能源安全帶來了重大隱患。農林生物質能有很高的開發潛力，是未來能源利用的重要途徑。農林生物質（秸稈、稻殼、麥稈、樹枝等）經過粉碎、干燥、高壓成型等過程，經過木屑顆粒機壓縮成各種幾何形狀的固化成型生物質顆粒燃料。與傳統薪材燃料相比，這種生物質燃料具有密度高、強度大、便于運輸，形狀和性質均一、燃燒性能好、熱值高等特點，可用于工業燃料和農村居民做飯洗浴取暖等領域，因此開發利用我國大量生物質資源具有重要意義。生物質平模成型機是固化成型技術的一種，成本低廉，易于維護，適合廣大農村農民小規模靈活使用。
傳統的生物質平模顆粒機結構以機械圓周運動為基礎，以電動機作為動力源，帶動傳動軸，減速器減速至主軸，帶動與主軸連接的壓輥，在壓輥的強大壓力下，松散物料被壓實，壓入平模的各種形狀的模孔中。在壓輥的壓力下，從模孔中擠出，形成生物質固化成型燃料。
2、不安全因素分析
生物質平模成型機有著廣泛的應用，但也存在著一些不安全因素。主要表現在：．一、傳統的生物質平模機成型機采用直輥平模形式，物料在平模上不能均勻分布，使得壓模的磨損不均勻。二、壓輥與平模在高溫和干摩擦下嚴重磨損，維護困難，連續工作時間短，工作性能不穩定，單位產品能耗過高。三、壓輥的壓力不確定，容易造成物料擠團、成型的不穩定。四、壓輥內端外端與平模相對線速度不同，形成內外端速度差，使成型過程中擠壓能耗較大，使得成型產品質量的不均勻，作業時還會發出較大噪聲。這些特點都給工作中的機器和人帶來不安全、不穩定隱患。
3、平模成型機的創新安全設計
安全設計是現代機械設計的理念，是設計中的重要環節。設計的基本恩想是“以人為本”，也就是人機系統的對象是人。在進行設計時要能保證人的健康和安全，通過優化改善工作條件，來相應地提高效率和整體工作滿意度，這些因素轉化為高效率的生產力，從而提高整機的使用價值和生產率。
人機工程學是安全設計的基礎，是綜合性的邊緣科學，基本理論涉及到人體測量學、生理學、心理學、行為科學及安全工程學等多門學科。針對傳統的平模成型機設計中存在的不安全因素，在創新設計中既要克服以上缺點，又應用人機工程學原理，主要從壓輥、輥軸和平模3個方面進行了創新安全設計。
3.1 安全設計中技術矛盾定義
TRIZ中系統的矛盾分為管理矛盾、物理矛盾和技術矛盾。
管理矛盾是指在一個系統中，各個子系統已經處于良好的運行狀態，但是子系統之間產生不利的相互作用、相互影響，使整個系統產生問題。解決管理矛盾的方法，要依靠化解具體子系統的物理矛盾或者技術矛盾來解決。
物理矛盾是指對系統的同一個參數有不同的要求。解決物理矛盾的方法是，采用分離原理來解決。
技術矛盾是指改善技術系統的某個參數而導致另一個參數發生惡化產生的矛盾。解決物理矛盾的方法是，采用矛盾矩陣來解決。
壓輥和輥軸作為生物質平模成型機的核心工作部件，其結構參數決定了生物質性能的重要因素，也是人機安全設計中最重要的兩個方面。不安全因素分析中看出傳統壓輥的缺點是轉速低、直徑大。創新設計中采用較大的直徑來增大壓輥的攫取角，使工作中的壓輥對物料有較強的攫取力，降低了磨損。用TRIZ進行工程參數選擇，這是欲改善的特征。對應到通用工程參數中選擇(12)形狀作為欲改善的參數。
平模成型機工作過程壓輥與平模做相向運動，壓輥繞輥軸轉動，不僅有滾動，也有滑動。在擠壓時對壓輥與平模的磨損程度很大，易損，維護困難，工作性能不穩定。這就是被惡化的特性，對應到工程參數中選擇13（結構的穩定性）作為惡化的參數。
要改進的工程參數，主要包括欲改善的參數和欲惡化的參數，這兩者構成系統的一對技術矛盾，應用TRIZ克服這些矛盾，對系統進行改進。
3.2矛盾矩陣
TRIZ把導致技術矛盾的因素歸納出39個工程參數（如表1所示），提供了任意兩個參數產生矛盾時，化解該矛盾所使用的40條創新原理。由39個工程參數和40條創新原理所構成矛盾矩陣。矩陣中第1行為惡化的特征參數，第1列為改善的特征參數。矛盾矩陣中每個矩陣元素表示為：所定義技術矛盾推薦的發明原理序號，即標準解。按著設計思路，根據本領域的特點將標準解具體化，找到問題的具體解決方法。
3.3應用TRIZ創新原理進行安全設計
TRIZ中提供了消除技術矛盾的40條創新原理。根據上述分析，得出矛盾矩陣如表2中所描述。由矛盾矩陣得到推薦的創新原理號為33、01、18、04。
33--致原則：指定物體相互作用的物體應當用同一（或性質相近的）材料制成。此方法對本文中定義的技術矛盾解決無貢獻。
01-分割原則：①將物體分成獨立的部分：②使物體成為可拆卸的；③增加物體的分割程度。
18-機械振動原則：此方法對本文中定義的技術矛盾解決無貢獻。
04-不對稱原則：①物體的對稱形式轉為不對稱形式；②如果物體不是對稱的，則加強它的不對稱程度。
克服傳統設計中不安全因素，從人機安全設計的壓輥、輥軸和平模三個方面出發，根據不對稱原則，可將壓輥改變形狀，外形設計成錐體。而且圓周方向與平面模板的接觸線速度相同，保證壓輥與平模板間的間隙始終相同，使整個生產過程中生產率始終不變，耗電量始終一致，降低噪音。
根據分割原則將壓輥分成多個獨立的壓輥，結合4號創新原理，把平模成型機壓輥改進成三個錐體。當壓輥在平模上作圓周運動時，沒有滑動摩擦力可以縮小壓輥與平模的磨損程度；增加機器的安全性，提高工作過程的穩定性，延長連續工作時間。
3.4改進壓輥的結構設計計算
根據前面的分析，對壓輥結構進行了設計計算。外形圖如圖1。
首先，在物料摩擦力的作用下壓輥與平模之間是純滾動，接觸的平模內圈直徑為110 mm．外圈直徑為470 mm。要求圓周方向與平模的接觸線速度相同，就要求壓輥的大小直徑與接觸處平模的直徑大小相同或成比例。
確定壓輥最大直徑ri=300m，最小直徑r2-krl，比例系數k=300/470=0.64，則r2—0.64x110=70.4 mm。
壓輥與軸安裝孔的尺寸的設計：小直徑端選取一個軸承，選取深溝球軸承，型號62/22，內徑d=22 mm，外徑D=50mm，寬度B=14 mm。則小直徑端開孔di=50 mm，長度比軸承寬度大，用于軸承蓋定位軸承用，，1=17 mm。軸承另一邊用軸肩定位。
大直徑端選取兩個軸承，選取深溝球軸承，型號6211，內徑55 mm，外徑Ø=100mm，寬度B1=21 mm。所以大直徑端孔徑d4=100mm，L4=69 mm。兩個軸承之間用套筒定位，外端用軸承蓋和套筒定位。
4、結束語
(1)壓輥改進為錐形，與平模的接觸線速度一致，消除了壓輥和平模間的錯位摩擦，減少了阻力，降低了動能損耗，延長了壓輥和平模的使用壽命，降低了生產成本，節省了人力資源。
(2)壓輥分成多個獨立的壓輥，操作簡單使用方便，穩定性好，檢修方便，增大了壓制面積，提高了生產工作效率。
(3)壓輥外側不與物料摩擦，能最大限度地保護軸承，減少噪聲。
以TRIZ為工具的安全設計可以克服制約生物質成型技術發展的重要因素，能最大限度地減少事故的發生，帶來明顯的社會效益和經濟效益。TRIZ解決問題的系統化方法為現實問題提供了非常有效的工具，可以減少傳統設計中所耗費的時間和精力，提高設計效率和設計安全性。
