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一、问题的提出
现阶段存在问题及原工具的缺陷：
随着近年来滩浅海业务规模不断壮大，挂机艇投入到放线作业中的数量逐年提升。由于挂机空间有限，无法安装大型装动力设备，所以在特殊地域一直采用人工收放线作业。在高强度劳动下，施工连续性差，收线效率降低，安全系数下降，只能采取增加人员配置的办法避免问题发生，既增加人工成本，也占用挂机空间。
改进目的
降低劳动强度，提高收缆效率
二、改进思路及方案实施
改进思路
1、结合卷扬机原理，研制一种系统自身带有动力的新型收缆装备。
2、新设备重量轻、便于携带，适合在挂机上安装使用；适应于海洋、湖泊等水域施工。
3、新设备制作工艺简单，维护方便，操作简易，成本低廉。
4、安全可靠、动力持续时间要长，符合环保概念。
5、设置自锁功能，防止主动滚筒意外停机或需要随时停机带来的反转不安全因素。
方案实施
运用TRIZ工具解决问题
技术矛盾
1）原问题技术矛盾的表述：为了提高收缆效率，在加快收缆速度时，而不使收缆持续性降低。
确定要解决的技术矛盾为 TC-2，它发生在（B ）与（C ）之间，发生在（ 收取海缆 ）的时候。
2）问题模型--对应的39个通用工程参数
改善的参数：加快收缆速度——30外来有害因素
恶化的参数：收缆持续性——9速度
3）解决方案模型
对应查看阿奇舒勒矛盾矩阵表得到参考创新原理为：21、22、35、28
提出技术方案：
21快速作用：利用锂电能源，保障持续工作时间
22变害为利：无
35性能转换：设置主从、动滚筒的转速，降低主动滚筒转速。
28机械系统替代：机械收缆装置代替人工
方案1：选用锂电作为动力源，研制机械收缆装置。
方案2：降低海缆和工作系统重量。
TRIZ发明原理应用表
提出技术方案：根据技术矛盾分析出，可以在40个创新方法说明中选取 19、27。
方案1：周期性动作原理：将持续运动变成间隙运动，即人工操作时选用阶段休息，保障持续工作能力。
方案2：替代原理：机械替代人工。研制新型机械装置，达到周期性动作原理。
根据以上方案，最终选取替代原理，研制新型机械装置。
新型收缆装置主体结构钢架结构，除了重量轻以外，还必须耐海水腐蚀。最关键部分是不要占用挂机使用的有效空间，同时还得安全放置，保证在颠簸的海上稳定性。挂机底板本身很单薄，不适宜钻孔固定，所以必须选择自带固定底板，然后把主体结构用绳索固定在船体边带上，起到整体固定效果。在收缆过程中，受风力、海浪、潮流的影响，挂机运行方向与勘探排列方向是不一致的，除了要考虑操作者的水平以外，对新型收缆机的性能要做到全方位适应这些复杂条件应用-设置脱槽护栏结构，使海缆永远在滚筒内。从动滚筒的宽度不仅要适合于单缆的通过，而且要保证整套勘探系统的通过性，尤其是对带有配重块的海陆双检的通过性。吊装高度设置要现有比勘探电瓶高于一倍，便于人员收取电瓶工作，如果设置过高，海浪风力的影响会使船体颠簸，会形成较大的安全隐患。
选用48V锂电池作为动力源，其意义在于：1、48v电压可以提供强劲的动力。2、锂电属于环保能源。3、重量轻、便于携带。4、安全可靠（已经广泛用于各种电动自行车）。5、持续时间长（每块锂电电瓶可以连续工作2小时）。6、使用方便。选用3200r/m电机做为驱动力，配合涡轮型减速设备，转速保证在100r/m，带动主动滚筒转动，整体分为两个滚筒运转，可完成收放、吊装等多项工作。在工作时，海缆通过从动滚筒槽，再与主动滚筒缠绕一圈，滚动摩擦使海缆和滚筒平面接触部分发生轻微形变，加大了摩擦力，从而降低了劳动强度，作业单人辅助即可完成。
1、工作原理：
利用新型能源（锂电）带动3200r/m电机为整套系统提供动力，再把电机的高转速配合涡轮型减速设备特性，使转速降低到100r/m的动力提供给主动滚筒，再设置电流调速，可以根据实际需要进行转速调节。海缆通过从动滚筒槽，再与主动滚筒缠绕一圈，主动滚筒旋转运动从而产生滚动摩擦，使海缆和滚筒平面接触部分发生轻微形变，由于面积和形状发生了变化，摩擦力得到了增大，人工操作部分拾取部分就不需加大力度，从而降低了劳动强度。设置接触器控制直流电机：当接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动触点动作。常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。另外由于通入直流接触器线圈是直流电，直流电没有瞬时值，在任意时刻有效值都是相等的，没有过零点，因此直流接触器衔铁上不用加装防止过零点电压较低产生的吸合力较小，不会造成接触器震动声音大等现象。保障了减速装置的平稳运行。
作业单人辅助即可完成。最大吊装重量可达260公斤。而该设备本身重量只有41kg，并且是分体式结构，固定板和收取系统可以随时拆卸，保障了在高危的水上作业搬运需轻巧方便。
2、特性：
为挂机量身定做，目前同行业无类似产品，占用空间小，重量轻，体积小，分体可拆卸，方便搬运。组装简单。用途多样性，可以做500斤以下的吊运工作。锂电经过社会实践检验过，无需对其性能做测试，并且持续工作时间较长，每块电瓶可以持续两个小时左右，能满足水域收缆工作。功率大，从动滚筒转速低，最大限度降低了安全隐患。操作简单，开启启动开关，主动滚筒开始以100r/m的运转速度转动。机身全部采用防腐蚀材质制作，适合各种水域作业。最大优点是采用了渦轮减速性能，保证了自锁功能，在需要停止转动时可以随时停车，主动滚筒不会产生反转现象，也最大限度保障了操作安全性。特征参数：48v直流电机：功率1000W，初级转速3200r/min，输出转速150rpm，减速比15：1。主动滚筒：最大直径320mm，最小直径270mm，宽度70mm。从动滚筒：最大直径300mm，最小直径250mm，宽度270mm。
三、应用效果
2017年5月，孙祖强工作室对挂机收缆装置经过不断的改进和完善，最终研制出完善成品。6月，大港物探处设备处长组织相关人员对挂机收缆装置进行现场观摩和验收，并小批量生产成品，投入实际生产。8-11月，挂机收缆装置承担新疆艾里克湖项目的收缆和大型电瓶的收取工作。该装置不仅使用安全，并且吊装重量较大，可单人操控设备，操控简单，只需打开电源开关，主动轮会保持在100r/m，即使人员不小心碰到运转的主动轮也不会导致伤害。安全性高。从动轮的宽度适合双检安全通过，海缆不会轻易脱离滚动轮，两侧的防护装置会把海缆随时控制在可控范围。2203队工会同工作室密切合作，将创新驱动和施工作业有效结合，利用挂机收缆装置，极大提高生产效率。从而保障了工期的顺利收官。
四、技术创新点
1、选用新能源（锂电）动力，解决了挂机无法安放中大型机械动力问题。
2、占用挂机空间小。
3、技术工艺持续改进并完善，1-2人可以操作，提高了施工效率，降低人员落水的安全风险。
4、分体式结构，材质选用合理，搬运方便，操作简单，安全与适用性强，成本和维护费用低廉。
（作者单位：天津市大港油田东方物探海洋物探处人力资源服务中心）
现阶段存在问题及原工具的缺陷：
随着近年来滩浅海业务规模不断壮大，挂机艇投入到放线作业中的数量逐年提升。由于挂机空间有限，无法安装大型装动力设备，所以在特殊地域一直采用人工收放线作业。在高强度劳动下，施工连续性差，收线效率降低，安全系数下降，只能采取增加人员配置的办法避免问题发生，既增加人工成本，也占用挂机空间。
改进目的
降低劳动强度，提高收缆效率
二、改进思路及方案实施
改进思路
1、结合卷扬机原理，研制一种系统自身带有动力的新型收缆装备。
2、新设备重量轻、便于携带，适合在挂机上安装使用；适应于海洋、湖泊等水域施工。
3、新设备制作工艺简单，维护方便，操作简易，成本低廉。
4、安全可靠、动力持续时间要长，符合环保概念。
5、设置自锁功能，防止主动滚筒意外停机或需要随时停机带来的反转不安全因素。
方案实施
运用TRIZ工具解决问题
技术矛盾
1）原问题技术矛盾的表述：为了提高收缆效率，在加快收缆速度时，而不使收缆持续性降低。
确定要解决的技术矛盾为 TC-2，它发生在（B ）与（C ）之间，发生在（ 收取海缆 ）的时候。
2）问题模型--对应的39个通用工程参数
改善的参数：加快收缆速度——30外来有害因素
恶化的参数：收缆持续性——9速度
3）解决方案模型
对应查看阿奇舒勒矛盾矩阵表得到参考创新原理为：21、22、35、28
提出技术方案：
21快速作用：利用锂电能源，保障持续工作时间
22变害为利：无
35性能转换：设置主从、动滚筒的转速，降低主动滚筒转速。
28机械系统替代：机械收缆装置代替人工
方案1：选用锂电作为动力源，研制机械收缆装置。
方案2：降低海缆和工作系统重量。
TRIZ发明原理应用表
提出技术方案：根据技术矛盾分析出，可以在40个创新方法说明中选取 19、27。
方案1：周期性动作原理：将持续运动变成间隙运动，即人工操作时选用阶段休息，保障持续工作能力。
方案2：替代原理：机械替代人工。研制新型机械装置，达到周期性动作原理。
根据以上方案，最终选取替代原理，研制新型机械装置。
新型收缆装置主体结构钢架结构，除了重量轻以外，还必须耐海水腐蚀。最关键部分是不要占用挂机使用的有效空间，同时还得安全放置，保证在颠簸的海上稳定性。挂机底板本身很单薄，不适宜钻孔固定，所以必须选择自带固定底板，然后把主体结构用绳索固定在船体边带上，起到整体固定效果。在收缆过程中，受风力、海浪、潮流的影响，挂机运行方向与勘探排列方向是不一致的，除了要考虑操作者的水平以外，对新型收缆机的性能要做到全方位适应这些复杂条件应用-设置脱槽护栏结构，使海缆永远在滚筒内。从动滚筒的宽度不仅要适合于单缆的通过，而且要保证整套勘探系统的通过性，尤其是对带有配重块的海陆双检的通过性。吊装高度设置要现有比勘探电瓶高于一倍，便于人员收取电瓶工作，如果设置过高，海浪风力的影响会使船体颠簸，会形成较大的安全隐患。
选用48V锂电池作为动力源，其意义在于：1、48v电压可以提供强劲的动力。2、锂电属于环保能源。3、重量轻、便于携带。4、安全可靠（已经广泛用于各种电动自行车）。5、持续时间长（每块锂电电瓶可以连续工作2小时）。6、使用方便。选用3200r/m电机做为驱动力，配合涡轮型减速设备，转速保证在100r/m，带动主动滚筒转动，整体分为两个滚筒运转，可完成收放、吊装等多项工作。在工作时，海缆通过从动滚筒槽，再与主动滚筒缠绕一圈，滚动摩擦使海缆和滚筒平面接触部分发生轻微形变，加大了摩擦力，从而降低了劳动强度，作业单人辅助即可完成。
1、工作原理：
利用新型能源（锂电）带动3200r/m电机为整套系统提供动力，再把电机的高转速配合涡轮型减速设备特性，使转速降低到100r/m的动力提供给主动滚筒，再设置电流调速，可以根据实际需要进行转速调节。海缆通过从动滚筒槽，再与主动滚筒缠绕一圈，主动滚筒旋转运动从而产生滚动摩擦，使海缆和滚筒平面接触部分发生轻微形变，由于面积和形状发生了变化，摩擦力得到了增大，人工操作部分拾取部分就不需加大力度，从而降低了劳动强度。设置接触器控制直流电机：当接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动触点动作。常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。另外由于通入直流接触器线圈是直流电，直流电没有瞬时值，在任意时刻有效值都是相等的，没有过零点，因此直流接触器衔铁上不用加装防止过零点电压较低产生的吸合力较小，不会造成接触器震动声音大等现象。保障了减速装置的平稳运行。
作业单人辅助即可完成。最大吊装重量可达260公斤。而该设备本身重量只有41kg，并且是分体式结构，固定板和收取系统可以随时拆卸，保障了在高危的水上作业搬运需轻巧方便。
2、特性：
为挂机量身定做，目前同行业无类似产品，占用空间小，重量轻，体积小，分体可拆卸，方便搬运。组装简单。用途多样性，可以做500斤以下的吊运工作。锂电经过社会实践检验过，无需对其性能做测试，并且持续工作时间较长，每块电瓶可以持续两个小时左右，能满足水域收缆工作。功率大，从动滚筒转速低，最大限度降低了安全隐患。操作简单，开启启动开关，主动滚筒开始以100r/m的运转速度转动。机身全部采用防腐蚀材质制作，适合各种水域作业。最大优点是采用了渦轮减速性能，保证了自锁功能，在需要停止转动时可以随时停车，主动滚筒不会产生反转现象，也最大限度保障了操作安全性。特征参数：48v直流电机：功率1000W，初级转速3200r/min，输出转速150rpm，减速比15：1。主动滚筒：最大直径320mm，最小直径270mm，宽度70mm。从动滚筒：最大直径300mm，最小直径250mm，宽度270mm。
三、应用效果
2017年5月，孙祖强工作室对挂机收缆装置经过不断的改进和完善，最终研制出完善成品。6月，大港物探处设备处长组织相关人员对挂机收缆装置进行现场观摩和验收，并小批量生产成品，投入实际生产。8-11月，挂机收缆装置承担新疆艾里克湖项目的收缆和大型电瓶的收取工作。该装置不仅使用安全，并且吊装重量较大，可单人操控设备，操控简单，只需打开电源开关，主动轮会保持在100r/m，即使人员不小心碰到运转的主动轮也不会导致伤害。安全性高。从动轮的宽度适合双检安全通过，海缆不会轻易脱离滚动轮，两侧的防护装置会把海缆随时控制在可控范围。2203队工会同工作室密切合作，将创新驱动和施工作业有效结合，利用挂机收缆装置，极大提高生产效率。从而保障了工期的顺利收官。
四、技术创新点
1、选用新能源（锂电）动力，解决了挂机无法安放中大型机械动力问题。
2、占用挂机空间小。
3、技术工艺持续改进并完善，1-2人可以操作，提高了施工效率，降低人员落水的安全风险。
4、分体式结构，材质选用合理，搬运方便，操作简单，安全与适用性强，成本和维护费用低廉。
（作者单位：天津市大港油田东方物探海洋物探处人力资源服务中心）