作者：徐阳 刘迪 田震 易青云

单位：黑河学院

指导老师：刘心声 姜辉

1. 作品简介

      为了提高中药煎煮机煎制中药的药效及自动化程度，本产品针对高温高压煎制中药的原理，设计了中药煎煮机的煎药工序、煎煮机主体、后下装置、药液分离装置及控制系统等。利用TRIZ理论（发明问题解决理论）分析研究问题，确定了目前中药煎煮机存在的冲突，采用推荐的发明原理，设计了煎煮机的工作原理；鉴于中草药种类繁多，煎煮要求不同，按照中医药界对中草药的常规分类方法，针对四大类中草药设定分类煎煮模式，设计了煎煮机的煎煮工序、后下装置和药液分离装置;对传统煎煮方法、目前中药店普遍使用的中药煎煮机和本文设计的煎煮机煎煮工序进行了煎煮实验对比，得到了项期结果，即依本文设计的煎煮工序煎制的中药药效接近传统方法，证明设计机理和工序的可行性、正确性。采用三菱FX系列可编程序控制器作为主要控制元件，设计了控制系统并进行了实验验证，表明设计的可行性。研究结果表明，本文设计的中药煎煮机煎煮工序合理，煎药效果优于现有的中药煎煮机，接近传统中药煎煮方法，且人为因素对煎煮药效的影响较小，但中药煎煮机仍有进一步改良的余地。

      关键词：中药煎煮机，煎煮工序，发明问题解决理论，可编程序控制器(PLC)

2. 系统设计方案

2.1 全自动煎药机工作流程

2.2 全自动煎药机性能要求

      ① 操作简单可靠，易维护，易操作

      ② 生产简单，零件廉价易生产，装配简单

      ③ 安全可靠，用电安全，控制安全，生产过程不产生毒害物质

      ④ 煎药科学高效，煎煮火候智能可靠，契合中药药性药理

      ⑤ 环保卫生，不额外产生废料，毒害物质，不产生废气

2.3 全自动煎药机技术冲突与解决流程

      ① 产品是不断进化的，而进化的过程则是解决冲突的过程，产品的一个冲突解决后将暂时停留在当时的技术水平，只有解决深层次冲突才是推动产品技术进化的动力。如果不运用创新设计理论，人们确定技术冲突主要是靠经验。即针对具体问题，设计人员根据经验提出文字表述。而如何应用TRIZ 科学地确定冲突是TRI Z理论近年来的一个研究热点，总结已往的研究成果可归纳出3类方法：物质-场分析法、FD分析法及公理设计分析法。本项目采用物质-场分析法用于确定技术冲突。

      ② 目前的中药煎煮机不能实现高压状态下中药的先煎后下，一般是高压情况下一锅煮或者常压情况下全部通过人工操作实现。本论文针对这一情况进行改进设计，实现密闭高压情况下的后下工序。一般要求先煎的药物，是因为其不含或含有极少的挥发物质而不易煎出有效成分，而本文中先煎药物的煎煮首先是采用常温煎煮，然后将共煎药物由人工加入，再对整个中药煎煮机进行密封加热。一般要求后下的药物，其有效成分大部分是挥发性的，因此专门设计了后下装置，由控制系统控制，使其自动工作，实现高压、密闭状态下的后下工序。为了得到尽可能多的药液，并保证药物有效成分含量较高，本文设计了全自动控制的药液分离装置来获得药渣中的药液。针对不同类型的中药，设置不同的煎煮工序和武火、文火煎煮时间，这些工序采用可编程序控制器PLC作为控制系统的核心进行自动控制，进而可根据传统中药煎煮方法对有先煎后下要求的中药实现先煎后下、火候控制，并按照工序要求对药渣进行挤压，以得到尽可能多的药效较好的药液。

      ③ 为了得到尽可能多的药液，并保证药物有效成分含量较高，本文设计了全自动控制的药液分离装置获得药渣中的药液针对不同类型的中药，设置不同的煎煮工序和武火、文火煎煮时间，这些工序采用可编程序控制器PLC作为控制系统的核心进行自动控制，进而可根据传统中药煎煮方法对有先煎后下要求的中药实现先煎后下、火候控制，并按照工序要求对药渣进行挤压，以得到尽可能多的药效较好的药液。

3. 全自动煎药机的发展史

      中药的汤剂煎煮技术已经沿用到至今，并且至少已有数千年的历史。中药汤剂为中药治疗疾病有着重要的作用，因此中药煎煮技术对于发挥中药的治病特点以及药物的治疗优势之上起到了非常重要的作用。明朝药学家李时珍曾说:“但凡是口服药物，虽然万物都有自己的特性，都有本身所适合的疾病，但是烹煮药物的人，鲁莽仓促，水火不 好。火候失去了，那中药汤剂的药效也就因此失去了。”清代名医徐灵胎说:“前药的方式方法，最应该深入研究，药的效果不能实现全在于此。”随着现代科学技术的发展以及临床的需要，中药汤剂中精华的提取以及中药煎煮的加工开始逐步加大现代化进展，中药汤剂的加工方面也有了很大的发展。

3.1 煎煮机工作原理

      目在市面上可见的中药煎煮机从使用方式上来看可以分为两种：一种是家用中药煎煮机，另外的一种是医院中药制剂室或者中药药房使用的中药煎煮机。家用中药煎煮机基本上保持了原有的煎煮炉的特点，只是增加了相应的电加热装置；但是医院制剂室所采用的煎煮机一般是带有液体的自动包装设备，可以把药物装入到无纺纱布袋之中，设定好加热的温度以及时间（或加压）后开始自动煎煮，然后机器进行压榨药渣，并且对药液进行自动定量的包装。

3.2 全自动煎药机

      全自动煎药采用独立的分部分设计，将煎煮炉分为上、下两部分，在上部分煎煮炉不同的分隔栏中依次装入先煎、群煎、后下药物，通过旋转传动装置，使先煎、群煎、后下药物分别按照设定好的时间掉落至下部分煎煮炉中进行煎煮，实现传统中药煎煮理论对特殊药品的煎煮要求。控制技术方面采用了旋转传动装置、流量计、加热计时器、抽水泵、数控电脑板等设备，在中药汤剂的整个煎煮过程中实现全程煎煮自动化。煎煮机运行方式界面简单易懂，并安装液晶显示器，实时显示当前运行程序，只需将不同类别的药物放入相对应的分隔栏中，选择对应运行方式按钮，选择加入清水量，点击启动按钮即可开始汤药的煎煮，较大程度上降低了运行方式人员的劳动强度，且首煎结束后自动出液，然后重复加入清水继续二煎，实现真正的全程自动化。

3.3 全自动煎药机的历史责任与发展前景

      最早的煎药机出现在上世纪80年代的韩国。煎药机相对于砂锅，煎药方便、药液易于保存、药效稳定，是中药煎煮历史上的一个进步。90年代中后期，我国开始引入煎药机。但是因为其价格昂贵、功能单一，仅仅作为一种“洋玩意”、“奢侈品”，在少数医院和药店使用，但是煎药机在国内的发展前景为有识之士看好。本来是韩国煎药机在中国的代理商的一些企业，如北京东华原、天津三延等，开始华丽转身，纷纷自主研发和生产煎药机。他们针对国内医药单位的实际需求，推出了品种规格多样、功能更为全面的煎药机，同时大大降低了成本和价格，使煎药机大规模推广应用成为现实。

      2003年的“非典时期”，中药汤剂在疾病预防方面的作用凸现。争相分享“中药大锅汤”，成为各地防“非典”战斗的常见场景。许多中医医疗机构面向社会单位人群的煎药供应压力空前，煎药机的定单雪片般飞向生产厂家。占据了全国70%市场份额的北京东华原医疗设备有限公司副总经理姜黎滨曾告诉记者，当时国家有关部门也给公司下达了紧急定单，公司组织力量加班加点，一天24小时生产线不停，这样的状态持续了两个多月。“非典”时期是国内煎药包装行业发展的一个转折点。更多的医药机构对煎药机从认识到认同，煎药包装行业从认知度到市场容量上都迈上了一个新台阶。煎药机的优点，业内普遍认为有减轻患者煎药负担，方便携带，延长了汤剂的储存时间；提高了煎药室的工作效率；能够保证中药汤液的均一性；在一定程度上减少了能源消耗；洁净、卫生等。

      河南中医学院一附院是最早应用国产煎药机的大型中医医院之一。该院专门设立了门诊煎药室，提供“代煎药”服务。该院药剂科主任李学林说门诊患者一直对代煎药有需求，但是如果没有煎药机，我们的服务就无法开展起来。据悉，按照国家中医药管理局政策引导的方向，目前国内主要煎药机厂家都在积极研制新一代以两煎功能为主要特征的多功能煎药机。业内普遍认为，新型煎药机的推广，是中医诊疗设备发展史上的又一大进步，必将为提高中医医院服务能力和水平，促进中医药发展提供新的动力。

4. 可行性分析

      虽各大公司已占有一大部分市场份额，但他们也都是没有针对个人用户群体去专门进行设计，且在市场定位时都是追求大而全的门户网站，这样必有所失。而“全自动煎药机”是针对小型家庭使用，操作技术易学习，设备易维护，并且具有安全，高效，可靠等优点。

      ① 市场细分和可操作性强。

      ② 消费者价值观的转变。

      ③ 网络营销得到了市场的承认和推广。

      ④ 生活节奏快，压力大急需自动煎药机解放人力。

      ⑤ 专业服务于个人即家庭使用的煎药机还并未出现。

      ① 启动资金比较缺乏。

      ② 对行业的全面了解和具体操作经验还是太少。

      ③ 进货渠道少，货源单一，可利用的资源少。

      ④ 个别学校市场迟迟没有打开。

      ⑤ 缺乏一个系统的管理和应对措施。

      ① 黑龙江省没有相似产品，该项目处于蓝海阶段。

      ② 东北地区更注重中式养生，对中药需求更大。

      ① 竞争者的威胁。

      ② 经验和资金的威胁。

      ③ 信息收集和筛选工作量大，花费时间多。

      ④ 个别版块操作难，找不到相关的有效信息填补。

      通过SWOT综合分析，我们可以发现W 、T客观存在，但同时我们的S、0也是较高。在市场机会-威胁阵矩，属于冒险环境，而作为大学生创新项目，本就是一个挑战，所以“全自动煎药机”立项是有必要而且可行的。

4.3 政策可行性

      为支持大学生创新创业，国家各级政府出台了许多优惠政策，涉及融资、开业、税收、创业培训、创业指导等诸多方面。《关于促进普通高校毕业生就业若干政策的通知》其中规定，“自主创业的高校毕业生，持教育行政主管部门、人事管理部门发放和认定的《毕业证》、《自主创业证》，可享受财政部、国家税务总局财税文件所规定的有关增值税、营业税、城市维护建设税、教育费附加和个人所得税的优惠政策。高校毕业生（含大学专科、大学本科、研究生）从事个体经营的，自批准经营日起，1年内免交个体户登记注册费、个体户管理费、经济合同示范文本工本费等。此外，如果成立非正规企业，只需到所在区县街道进行登记，即可免税3年。自主创业的大学生，向银行申请开业贷款担保额度最高可为7万元，并享受贷款贴息。还有相关部门设立了专门针对应届大学毕业生的创业教育培训中心，免费为大学生提供项目风险评估和指导，帮助大学生更好地把握市场机会。

      本项目属于互联网创新性自助创业，对于创业者而言，最大的风险在于外部竞争风险和内部经营风险。外部风险因素主要包括宏观经济政策和产业政策、市场竞争；内部风险因素主要包括财务、质量、市场、内部管理及股东的内部协调。

5.1 市场风险及其对策

① 市场风险

      消费水平、消费者偏好的差异必然带来对产品的冲击。例如老人不接受机器自动煎药，不同地区消费能力不懂等。这种差异将对产品的市场定位产生影响，从而影响公司收入。

② 市场风险对策

      面对年轻化的新型自动煎药机，其销售市场虽然受一定的市场接受度影响，但“全自动煎药机”应具有多种销售模式，保证能够以全面的视角覆盖年轻人，同时也针对中老人市场推出符合其传统观念的机器采取“点面结合、全盘推进的营销策略，针对不同的消费区城和消费群体，设计、开发、生产不同档次、不同品种的产品，并制订相应的营销策略，形成联系紧密、独立运行的销售区域网络体系，推动总收入的增加，降低销售市场差异风险。

5.2 经营风险及其对策

① 经营风险

      从同类产品市场销售来看，因其产品并非消耗品所以有明显的周期需求变化特点。产品销售周期的变化会影晌公司现金流量的稳定性，因此公司在一定程度上存在财务费用增加的风险。

② 经营风险对策

      营销周期随着季节的更替都会有着很大变动，伴随着应对市场风险，“全自动煎药机”应每个季度甚至每个月都会有新产品的推出，不仅积极面对营销风险，同时也能够很好的解决市场需求变化的风险。 在主导产品实现良好发展的基础上，要不断完善各种系列，不断增加品种款式，使各种产品的季节性周期相互盈加进而缓慢 ,业收入随季节变化而波动的程度，实现有效经营和可持续发展。

5.3 技术风险及其对策

① 技术风险

     “全自动煎药机”非常依赖于三菱FX系列可编程序控制器，一旦技术上出现了问题轻则影响生产环节的畅通,重则影响订单的交期，对客户违约。技术风险主要存在于开发过程和运行过程，开发过程若出现问题，会影项目经营的启动时间，运行过程若出现问题，则会影响项目的正常工作。

② 技术风险对策

      对于开发过程的技术风险, “全自动煎药机”在项目的准备期会将大部分精力放在技术开发上，力求开发的完美、少出现技术漏洞，在平台测试运行没有差错后，再投入运行。对于运行过程的技术风险,“全自动煎药机”将保留备用平台。若运行时期出现小的技术问题，则立马解决；若问题较大或者无法立马解决，则启动备用平台，最好降低带来的损失。

6. 项目总结

      在项目落地过程中，我们遇到了许多和预先设想不一致的事情，有时候想法很好，可实际表现不如人意。但是我们并没有轻易放弃，将煎药机从外国垄断的洋玩具变为真正走进家家户户，服务我们中国人的产品，是我们大学生身上不可推卸的历史重担。

* 本项目未获得作者开源授权，无法提供资料下载。