1、前言
我國(guó)是一個(gè)森林資源缺乏的國(guó)家，由于長(zhǎng)期過量的采伐，使得原本就有限的可采森林資源急劇減少尤其是國(guó)家實(shí)施天然林保護(hù)工程，幾大重點(diǎn)林區(qū)封山育林，禁伐或限制采伐天然林木。但是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民生活仍需大量的木材和木制品，使得木材供需矛盾成為當(dāng)前林業(yè)所面臨的主要問題。要解決好這一矛盾，一方面要加強(qiáng)森林資源建設(shè)、經(jīng)營(yíng)培育與保護(hù)；另一方面通過合理有效利用森林資源，搞好木材綜合利用，尤其是伐區(qū)剩余物的合理利用，提高木材的利用率，最大限度地發(fā)揮可利用木材資源的作用，從而緩解木材供需矛盾。
利用伐區(qū)剩余物的一個(gè)主要途徑是將伐區(qū)剩余物中的小徑、枝丫材進(jìn)行削片加工，不僅可以提高森林資源利用率，還能改善林地衛(wèi)生狀況和防止發(fā)生森林病蟲害等，加工后的削片，可作為制漿、造紙和生產(chǎn)人造板原料。
然而目前生產(chǎn)的
木材削片機(jī)在伐區(qū)的削片作業(yè)常受到條件和環(huán)境的限制，因此開發(fā)適合于伐區(qū)作業(yè)的小型削片機(jī)顯得迫切需要。
2、功能設(shè)計(jì)法
19世紀(jì)40年代，美國(guó)通用電氣公司專門從事物資采購(gòu)工作的工程師麥爾斯首先提出功能( Function)的概念，并把它作為價(jià)值工程研究的核心問題。他從功能角度來(lái)分析產(chǎn)品，認(rèn)為顧客買的不是產(chǎn)品本身，而是產(chǎn)品的功能。在設(shè)計(jì)科學(xué)的研究過程中，人們也逐漸認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往首先由工作原理確定，而工作原理構(gòu)思的關(guān)鍵，是滿足產(chǎn)品的功能要求。
功能設(shè)計(jì)（Functional Design）就是按照產(chǎn)品定位的主要功能要求或價(jià)值工程對(duì)象的主要功能要求，在對(duì)用戶需求及現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，對(duì)所定位產(chǎn)品應(yīng)具備的目標(biāo)功能系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)策劃和構(gòu)建的創(chuàng)造活動(dòng)。功能設(shè)計(jì)有兩種類型：一種是對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品功能系統(tǒng)與用戶需要之間的差異進(jìn)行研究，找出不足功能、不必要功能、過剩功能，對(duì)原有功能系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，可稱為改進(jìn)型；另一種是按產(chǎn)品定位要求設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品完整的目標(biāo)功能系統(tǒng)，可稱為創(chuàng)新型。
功能設(shè)計(jì)法是一種設(shè)計(jì)方法論，其所包涵的內(nèi)容非常豐富，但設(shè)計(jì)工作作為一種創(chuàng)新活動(dòng)，不可能用統(tǒng)一的模式來(lái)框定。目前設(shè)計(jì)界公認(rèn)的較有成效的方法之一是帕爾和拜茨在《工程設(shè)計(jì)學(xué)》一書中提出的功能分析方法，該方法的一般步驟可以歸納為“問題抽象一建立功能結(jié)構(gòu)（黑箱）一功能分析一尋找作用原理，以實(shí)現(xiàn)各分功能一進(jìn)行組合尋求原理方案解一評(píng)價(jià)與決策”。
根據(jù)功能設(shè)計(jì)法的思路筆者在伐區(qū)剩余物利用加工設(shè)備項(xiàng)目中利用其進(jìn)行了小型削片機(jī)的設(shè)計(jì)。
3、建立木材削片機(jī)黑箱
3.1木材削片機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)要求
木材削片機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)要求概括為：把伐區(qū)剩余物如枝丫材、小徑材（直徑小于100 mm的木材）削成木片，保證削出的木片長(zhǎng)短，厚薄均整，木片的規(guī)格一般為：長(zhǎng)15～25mm，厚為3～5 mm，寬度不需要控制，但是也不應(yīng)該超過20 mm，木片的合格率在85%以上，同時(shí)必須適于伐區(qū)使用。
3.2建立削片機(jī)黑箱
功能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的就是利用黑箱法求出箱內(nèi)的具體解。所謂黑箱法就是對(duì)于一個(gè)沒有獲得具體解的技術(shù)系統(tǒng)用一個(gè)黑箱來(lái)表征：能量流、物料流和信息流從黑箱的左側(cè)邊界輸入，而另一側(cè)邊界輸出結(jié)果。黑箱雖然表征的是一個(gè)不知道具體解的技術(shù)系統(tǒng)，但是可以通過對(duì)輸入、輸出之間的變化，對(duì)系統(tǒng)的功能做出準(zhǔn)確的描述。
削片機(jī)的“黑箱法”表示如圖l所示，在黑箱中將其功能抽象為“切削木材”。采用“動(dòng)詞（切削）+名詞（木材）”的結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行描述，滿足了功能定義所要求的簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確、易于量化、適度抽象等基本要求。
