1、前言
我國是一個森林資源缺乏的國家，由于長期過量的采伐，使得原本就有限的可采森林資源急劇減少尤其是國家實施天然林保護工程，幾大重點林區(qū)封山育林，禁伐或限制采伐天然林木。但是國家經(jīng)濟建設(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，一方面要加強森林資源建設(shè)、經(jīng)營培育與保護；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)剩余物的一個主要途徑是將伐區(qū)剩余物中的小徑、枝丫材進行削片加工，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)的小型削片機顯得迫切需要。
2、功能設(shè)計法
19世紀40年代，美國通用電氣公司專門從事物資采購工作的工程師麥爾斯首先提出功能( Function)的概念，并把它作為價值工程研究的核心問題。他從功能角度來分析產(chǎn)品，認為顧客買的不是產(chǎn)品本身，而是產(chǎn)品的功能。在設(shè)計科學(xué)的研究過程中，人們也逐漸認識到產(chǎn)品設(shè)計或結(jié)構(gòu)設(shè)計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（Functional Design）就是按照產(chǎn)品定位的主要功能要求或價值工程對象的主要功能要求，在對用戶需求及現(xiàn)有產(chǎn)品進行功能分析的基礎(chǔ)上，對所定位產(chǎn)品應(yīng)具備的目標功能系統(tǒng)進行系統(tǒng)策劃和構(gòu)建的創(chuàng)造活動。功能設(shè)計有兩種類型：一種是對現(xiàn)有產(chǎn)品功能系統(tǒng)與用戶需要之間的差異進行研究，找出不足功能、不必要功能、過剩功能，對原有功能系統(tǒng)進行改進，可稱為改進型；另一種是按產(chǎn)品定位要求設(shè)計出新產(chǎn)品完整的目標功能系統(tǒng)，可稱為創(chuàng)新型。
功能設(shè)計法是一種設(shè)計方法論，其所包涵的內(nèi)容非常豐富，但設(shè)計工作作為一種創(chuàng)新活動，不可能用統(tǒng)一的模式來框定。目前設(shè)計界公認的較有成效的方法之一是帕爾和拜茨在《工程設(shè)計學(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，以實現(xiàn)各分功能一進行組合尋求原理方案解一評價與決策”。
根據(jù)功能設(shè)計法的思路筆者在伐區(qū)剩余物利用加工設(shè)備項目中利用其進行了小型削片機的設(shè)計。
3、建立木材削片機黑箱
3.1木材削片機設(shè)計技術(shù)要求
木材削片機的設(shè)計技術(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，保證削出的木片長短，厚薄均整，木片的規(guī)格一般為：長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，同時必須適于伐區(qū)使用。
3.2建立削片機黑箱
功能系統(tǒng)設(shè)計的目的就是利用黑箱法求出箱內(nèi)的具體解。所謂黑箱法就是對于一個沒有獲得具體解的技術(shù)系統(tǒng)用一個黑箱來表征：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不知道具體解的技術(shù)系統(tǒng)，但是可以通過對輸入、輸出之間的變化，對系統(tǒng)的功能做出準確的描述。
削片機的“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“動詞（切削）+名詞（木材）”的結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)的功能進行描述，滿足了功能定義所要求的簡潔、準確、易于量化、適度抽象等基本要求。
